Потупа Александр

Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

Александр Потупа

Открытие Вселенной — прошлое, настоящее, будущее

Светлой памяти матери Нины Семеновны

В многоплановой книге А. С. Потупы изложена история космогонических представлений человечества, начиная с палеолита и до наших дней, прослежен ход научного познания Вселенной, и все это рассмотрено в глубокой взаимосвязи с хозяйственной практикой и с эволюцией мышления. Такой обобщающей работы я не встречал. Уже одно это делает книгу масштабной, значительной и интересной. Однако автор не ограничивается достигнутым. С упомянутых позиций он всесторонне анализирует проблему возможного контакта человечества с другими цивилизациями Вселенной, задумывается над дальнейшим ходом эволюции наших представлений о мире, прогнозирует смену научных парадигм, рассматривает дальние перспективы космического бытия сверхразвитой цивилизации. Единство замысла, широкий, поистине энциклопедический охват, серьезный научный подход, оригинальность анализа, глубина осмысления делают книгу А. С. Потупы незаурядной. Нет сомнений в значимости, полезности, актуальности данного произведения.

Дмитрий Биленкин

О чем эта книга

Книга была задумана как популярное введение в некоторые современные области астрофизики и космологии, разумеется, с кратким экскурсом в прошлое и будущее. Нередко реализация торжествует над замыслом, так случилось и на этот раз.

Возможно, самое любопытное, чего мы с нетерпением ждем от космических исследований, — это осознание наших собственных перспектив. Нам очень хотелось бы получить данные о существовании иных, значительно более развитых цивилизаций. И это не простое любопытство. Мы ищем ответ на острейшие вопросы — сумеем ли мы пережить военизированные века технологической эры, возможно ли в принципе пройти сквозь экологический, демографический и иные надвинувшиеся кризисы? В конечном счете, судьба звезд интересует нас с точки зрения человеческого будущего, точнее, того, насколько наше будущее окажется человеческим.

Для оценки перспектив полезен хороший исторический разбег Дело в том, что проблема контакта с внеземными цивилизациями (впоследствии просто Контакта) может потребовать не только открытия тех или иных новых астрономических фактов, но и чего-то более глубокого, например, нового уровня мышления, несколько иного способа видеть мир.

История космологических представлений указывает на целый ряд таких качественных скачков, и среди них встречается нечто не менее эффектное, чем, скажем, коперниковская революция. Небесные явления с их четкой ритмикой доступны в плане наблюдений и нам, и архантропам, появившимся 2–3 миллиона лет назад, и древним грекам, и австралийским аборигенам. Другой вопрос — выводы из наблюдений, они принципиально различны и обусловлены биологическими особенностями, типом материальной культуры и социальной организации. Мы видим то, что позволяет увидеть имеющаяся в данный момент социокультурная линза.

Древние вовсе не ставили целью рассказывать сказки — ни себе, ни нам. Их представления более чем серьезны и зачастую ничуть не хуже обоснованы наблюдениями, чем, скажем, наша концепция расширяющейся Вселенной или модель Солнечной системы. Разумеется, сейчас мы умеем доказывать, что архаичные картины не вытекали из соответствующих наблюдений, не вытекали в рамках нашей логики, вернее — общей системы мировоззрения. Но ведь и наша логика тоже продукт нашей эволюции, и в будущем мы можем увидеть Вселенную совсем по-новому.

В этом смысле развитие представлений о космосе — уникальный полигон для испытания наших исторических и философских конструкций.

Трудно отделаться от впечатления, что грядущие мировоззренческие преобразования и связанное с ними открытие новых сущностей Вселенной — тот путь, на котором следует искать серьезных сдвигов в понимании Контакта, говоря шире — биосоциальной структуры Вселенной.

В конечном счете, все эти соображения привели к изрядному расширению исторических экскурсов и к постановке проблемы Контакта в масштабе, выходящем за рамки обычного технического прогноза. Речь идет о попытке рассмотреть взгляды на Вселенную и Контакт в качестве подсистемы человеческой культуры, проследить крупномасштабную эволюцию определенного комплекса знания. Задача такого рода весьма непроста, и многие связи непременно упущены, но я утешаюсь тем, что сказал практически все, что мог сказать в данном объеме.

Надеюсь, дальнейшее изложение ясно даст почувствовать, что наука о Вселенной — замечательный синтез буквально всех разделов естествознания, кроме того, и глубокое переплетение естественнонаучных и гуманитарных проблем. Обсуждение эволюции человека и перспектив Контакта включает в общую игру физику и социологию, историю и химию…

Наконец, Контакт с внеземными цивилизациями — не та ли цель, которая способна сыграть объединяющую роль в судьбе землян, не та ли идея, которая будет способствовать преодолению глобальных социально-экологических конфликтов?

Итак, от глубокой древности мифологических картин мира к моделям 20 века, к современной космологии и астрофизике, к идеям Контакта и Космического Клуба — таков предстоящий путь по трем частям и двенадцати главам.

В конце книги приведен словарик некоторых терминов, а кое-какие дополнительные сведения можно получить из других приложений. Хотелось бы обратить внимание на то, что примерно с 6-й главы мы будем очень свободно вводить в обсуждение данные об элементарных частицах, и Приложение 2 позволит освежить ваши представления в этой области.

Список литературы преследует две цели — многие, хотя и не все, указанные там издания использовались мною для работы. Другие приведены исключительно для удобства читателя — их было бы полезно просмотреть, чтобы глубже проникнуть в заинтересовавшие проблемы и ознакомиться с иными точками зрения. Разумеется, список не претендует на полноту.

Остается добавить, что, не ограничиваясь констатацией современных достижений в области астрономии, я иногда сознательно шел на заострение проблем, на обсуждение пока еще гипотетических перспектив. Надеюсь, в большинстве случаев гипотезы достаточно четко отделены от реально полученных результатов. Но все равно по духу — это книга-дискуссия, и я был бы особо признателен тем читателям, которые так ее и воспримут. Увязывая огромный фактический материал в единое целое, я наверняка в ряде мест излишне увлекался или просто не имел возможности использовать самую свежую информацию. И всякое замечание о фактических неточностях или упущенных автором интересных данных было бы с благодарностью встречено издательством и мной.

* * *

Я глубоко признателен своим близким, своим замечательным друзьям и всем тем, кто стремился дать мне и рукописи «Открытия…» второе дыхание в атмосфере известных своей вязкостью доперестроечных времен. Глубоко признателен им всем — ушедшим и здравствующим — за их веру в человеческое будущее, за щедрость их веры.

Часть I: В глубинах времени

Глава 1: Предстартовые размышления

Что там, за ветхой занавеской Тьмы?

В гаданиях запутались умы.

Когда же с треском рухнет занавеска,

Увидим все, как ошибались мы.

Омар Хайам

Отправляясь в путешествие…

…по временам, странам и идеям, нам следует кое о чем договориться.

Восстановить мир древнего человека очень трудно. Нам свойственно подчас наделять своих далеких предков теми или иными элементами собственного мировоззрения. Не так-то легко отделаться от иллюзии, что современные понятия — ну, хоть некоторые из них! — существовали извечно и будут существовать всегда. Но ничего подобного не наблюдается — понятия возникают в процессе освоения новых типов практики, они также продукты творческого труда человечества.

Главная трудность далекого исторического экскурса заключена в том, что путь в ретро проходит очень широким фронтом, охватывающим буквально всю систему представлений. Дело не только в том, что люди эпохи примитивных культур не обладали синхрофазотронами и радиотелескопами. Вся хозяйственная практика и общественное устройство на протяжении тысячелетий были крайне до трудновообразимого предела — элементарны.

Поэтому проследить эволюцию какого-то совершенно обособленного раздела знания практически невозможно, механизм этой эволюции наверняка останется в тени — по сути, это эквивалентно попытке описать, скажем, развитие человека, игнорируя все видовое многообразие животного и растительного мира Земли.

Кроме того, неизбежен учет кое-каких общих моментов. Например, приступая к описанию знаний о Вселенной, хорошо бы иметь модель получения этих знаний, картину эволюции мышления в целом.

Эти обстоятельства вынуждают посвятить целую главу обсуждению проблем, относящихся к философии, истории, антропосоциогенезу — именно в данных пунктах нам и надо достичь определенного уровня взаимопонимания, чтобы дальнейший рассказ о сугубо космических делах велся на более или менее выясненной основе.

Впрочем, такое отклонение от темы не только полезно для понимания I и III частей этой книги, но, надеюсь, и само по себе не лишено интереса.

Немного об истории

История изучает эволюцию социальных организмов — человеческих сообществ, то есть работает на сверхсложном уровне надбиологических структур.

Уровень сложности социальных систем практически не имеет аналогов в привычном мире физико-химических моделей. Здесь еще большую роль, чем в системах биологических, играет многофакторность. Речь идет о том, что для физического объяснения конкретного явления мы привыкли выделять какой-то доминирующий фактор, скажем, определенную силу, и с его помощью выводить важнейшие закономерности движения или иного процесса. Остальными факторами мы сначала пренебрегаем, а потом рассматриваем их (если удается!) как малые поправки.

В истории такой прием проходит лишь в исключительных случаях. Как правило, действуют многие факторы одного порядка величины, причем нередко уровень влияния каждого из них меняется во времени. Поэтому-то историкам так трудно формулировать законы, и характер действия этих законов мало похож на то, что происходит, скажем, в физике. И во многом поэтому далека от завершенности теория антропосоциогенеза — процесса формирования человека и общества, а многие схемы объяснения исторических явлений очень быстро переходят из разряда очевидных в разряд иллюзорных.

Итак, о факторах и масштабах. Это важный момент. Выбор факторов, оказывающих решающее влияние на эволюцию, сильно зависит от масштаба рассматриваемых явлений. Например, исследуя проблему зарождения жизни на Земле, мы должны вводить в игру космогонические данные, строить модель глобальных геологических процессов, ответственных за формирование земной коры, атмосферы, водных пространств, анализировать множество геохимических и биохимических эффектов.

Собственно историю в первую очередь интересует более короткий временной промежуток, на протяжении которого существует вид Homo sapiens (человек разумный). Его появление обычно относят к последнему вюрмскому межледниковью — где-то между 80 и 40 тыс. лет назад.

В масштабе десятков тысячелетий человеческой истории важнейшую роль играют глобальные климатические факторы, прежде всего оледенения и сменяющие их наступления океана — трансгрессии Видимо, небольшие колебания наклона земного экватора к плоскости земной орбиты, а также некоторых параметров самой орбиты приводят к перераспределению тепла на поверхности планеты, в результате чего изменяется относительная длительность холодного и теплого полугодий. Последние серьезные колебания климата, связанные с так называемым вюрмским оледенением, захватывают человеческую историю (эпоху Homo sapiens) и, возможно, оказывают даже решающее влияние на ее старт.

Речь идет об эволюционной модели такого рода. За последние полмиллиона лет по Земле прокатилось три мощных ледниковых эпохи — миндель, рисе и вюрм. Три максимума оледенения в минделе, имевшие место между 500 и 400 тысячелетиями до нашей эры, видимо, стали непроходимым барьером для древнейшего типа человека — архантропа. На смену ему примерно к 350 тысячелетию приходит палеоантроп, лучше приспособленный к суровым условиям. Заметно увеличивается объем мозга (до 1500 см^3), возникают приемы коллективной охоты на крупных животных — то есть с неизбежностью скачок в социальной организации, значит, улучшаются и орудия для охоты и обработки шкур. Вершина эволюции палеоантропа — «неандертальский человек» — успешно проходит эпоху сильнейшего пика рисского оледенения (около 250 тысячелетия), но первый пик вюрма (около 120 тысячелетия), вероятно, дает решающий толчок к началу формирования нового, более прогрессивного вида, который и появляется после второго вюрмского пика (70–80 тысячелетие). К последнему относительно слабому максимуму вюрмского оледенения (25 тысячелетие) неоантроп, значительно усовершенствовавший орудия труда, превративший огонь в искусственно регулируемый элемент практики (научившись не только его поддерживать, но и свободно добывать) и овладевший членораздельной речью, становится не только доминирующим, но и единственным видом человека.

Иная географическая ситуация, имевшая место между последними пиками вюрма и во всяком случае до великой трансгрессии океана, начавшейся 18–20 тыс. лет назад, позволила неоантропу успешно заселить всю планету. Высокоразвитая техника охоты требовала освоения все новых территорий, но важно, что для этого были подходящие условия. Около 40 тыс. лет назад Австралия соединялась с азиатским материком и образовывала гораздо больший, чем ныне, субконтинент, включающий Тасманию и Новую Гвинею. До последней великой океанской трансгрессии существовал мост между Азией и Америкой, не являлись островами Япония и Индонезия. Еще 15 тыс. лет назад уровень океана был, видимо, метров на 80 ниже современного, но высокий темп его наступления — своеобразный всемирный потоп — совершенно изменил ситуацию. Примерно к 4 тысячелетию до нашей эры потоп достиг максимума и стал тормозиться. Резкое обводнение и ограничение подвижности при возрастающей плотности населения толкнуло человечество к новым видам деятельности — от земледелия до мореплавания, создало условия для ускоренной эволюции социальных организмов.

Таким образом, климатические и геологические катаклизмы оказали серьезнейшее, во многом определяющее влияние на историю в больших временных масштабах.

В масштабе последних тысячелетий основной фактор, интересующий историю, — это резкий рост сложности социальных организмов. Развивавшаяся в связи с переходом к земледелию и скотоводству иерархическая структура человеческих сообществ — качественно новое явление, а их взаимоотношения с природой и между собой — особая глава истории. Сложно организованное общество, способное к активному противостоянию некоторым природным явлениям, создает мощное поле собственно социальных факторов.

До тех пор, пока допустимо рассматривать относительно стабильные внешние условия, в которых развивалось человеческое общество, как нечто от него независящее, положение историка довольно понятно. Он должен хорошо разобраться в природных условиях различных регионов планеты, и баланс экологических факторов даст ему вполне приемлемое объяснение основных этапов в развитии примитивных сообществ. Это я назвал бы линейной историей, когда взаимодействием сообществ и их самодействием можно в какой-то степени пренебречь, точнее, эффективно учесть их в форме определенного небольшого набора экологических факторов. Главное, на что приходится жаловаться нехватка данных, слишком многие следы линейного, самого длительного периода человеческой истории безжалостно уничтожены или сильно стерты.

Этот период очень важен и интересен, но все-таки самое интересное возникает потом, когда историк сталкивается с функционированием сложных социальных систем — цивилизаций. Теперь уже факторы собственной технологической деятельности этих систем нельзя игнорировать, и они вступают в сильное взаимодействие с чисто экологическими факторами. Создается резко нелинейная ситуация. В период научно-технической революции действие на окружающую среду достигает таких масштабов, что историк поневоле вынужден привлекать множество естественнонаучных и технических данных.

Доминирующий фактор нашего времени — сложная социальная структура, включающая мощную техносферу, приводит к особой исторической ситуации, когда преобразования глобальных масштабов могут развиваться в сравнительно узких временных интервалах — малых относительно сроков естественной биологической и тем более геологической эволюции. Деятельность человечества выходит на космические рубежи, и оно начинает интенсивно самоперестраиваться, более или менее сознательно генерируя определяющие факторы своего дальнейшего развития.

Новизна положения подчеркивается соотношением традиционной истории и футурологии. Понятно, что интерес к прошлому во многом обусловлен желанием подальше заглянуть в будущее, а история и футурология, строго говоря, разные проекции единой науки об эволюции человечества.

Так вот, в рамках линейной истории прогноз на будущее не слишком сложен. Достаточно изучив глобальные климатические колебания и фиксируя тип социальных организмов, например, на уровне родоплеменной организации, мы могли бы предвидеть крупные события на тысячи лет вперед. В этой картине было бы резонно считать, что четыре слабых пика ближайшего оледенения (предсказанные на период через 170–350 тыс. лет) несколько усовершенствуют наш вид, а серия значительно более сильных оледенений, грозящих Земле на протяжении последующего полумиллиона лет, заставит человека значительно поумнеть.

Хочется верить, что такой прогноз не будет соответствовать действительности, поскольку человек все-таки не отбросит себя к пещерноохотничьему образу жизни. В рамках же прогрессирующей цивилизации довольно нелепы любые линейные прогнозы. На самом деле человечество, уже сейчас владеющее мощностями почти планетарного масштаба, должно будет решить проблему собственного выживания в ближайшие десятилетия, и отдаленные ледниковые периоды вряд ли успеют оказать какое-либо действие на наш вид — трудно предположить, что при современном прогрессе существующий биосоциальный уровень сохранится не то что на сотни тысяч, но, пожалуй, и на сотни лет.

Одной из важнейших проблем исторической науки является проблема появления систем знания. Если биологические и социальные структуры в смысле своего происхождения естественны, то культура (а, следовательно, и системы знания) — продукт социальной деятельности, так сказать, искусственный элемент, привносимый в природу конкретным обществом. И здесь возникает интереснейший стык истории и философии.

Откуда берется знание?

По отношению ко всей современной науке (и астрономии в частности) особый интерес вызывает проблема формирования интеллектуальной сферы, зарождения знания как такового. На протяжении последнего столетия эта интригующая проблема бросает открытый вызов исследователям в самых разных областях. Как объяснить возникновение комплексов знания — обширных подсистем культуры человеческого общества — в рамках общего эволюционного учения.

Очень приближенно ситуацию можно описать следующим образом.

Как известно, приобретенные признаки не наследуются. Поэтому приспособление многоклеточных организмов к изменяющимся условиям внешней среды происходит крайне медленно, требуя многочисленных генетических вариаций, одна из которых закрепляется вплоть до новых существенных изменений. Этим механизмом полностью регулируется изменчивость растительного царства и царства грибов. В животном мире ситуация немного меняется — у не слишком примитивных животных определенную роль начинает играть зачаточная форма социальной организации, они объединяются в стадо или колонию. Это резко повышает уровень приспособления и не только за счет возможности коллективных действий, но и благодаря формированию особого небиологического механизма передачи наследственной информации — обучения.

Самый ранний период жизни животного выступает как своеобразное продолжение внутриутробного развития. Находясь в это время под охраной родительской пары и всего стада, путем элементарной имитации оно обучается многим необходимым навыкам, которые лишь потенциально заложены в особенностях его строения и требуют определенного уровня тренировки для использования в реальной ситуации.

В качестве особой сферы обучения здесь выступают сами же фрагменты реальности, однако, в специально приготовленной форме. Например, волки могут имитировать схватку, но никогда не причиняют при этом серьезных повреждений своим щенкам. Иногда детенышам приносят полуживую добычу, которую они способны добить, но еще не способны охотиться за ней. Система характерных движений и некоторых звуковых сигналов закрепляется именно в процессе обучения[1] — сравнительная обширность этого процесса резко выделяет высших животных из остального органического мира, значительно повышая жизнестойкость каждой особи, а тем самым и всей популяции.

В свою очередь, у приматов этот процесс начинает играть еще большую роль, заметно выделяя их именно широким диапазоном обучаемости, явным имитационным талантом.

На данном пути — разумеется, при учете использования орудий труда лежит эволюция проточеловека, для которого обучение становится резко обособленной социальной функцией. Она проявляется в первичном разделении труда и частичной специализации, а позднее — в ярко выраженной геронтократической структуре примитивных обществ, где старики находят себе применение не только (и даже не столько) в руководстве, но и в сфере передачи опыта молодым соплеменникам.

Первоначально процесс человеческого обучения связан с более или менее примитивной имитацией реальных действий, при этом часть реальности, связанная с имитацией, обособляется. В практике социальной группы возникает материальная подсистема, несущая дополнительную учебно-ритуальную нагрузку. Сначала эта подсистема с реально используемыми предметами — одно и тоже копье используется, скажем, для настоящей охоты и для обучения, но постепенно формируется особая ее часть — вещи и действия, специально используемые для обучения, подобия тех орудий и действий, которые нужны в реальной охоте и реальном собирательстве.

Короче говоря, выделяется особый слой материальной культуры, несущий специфическую информационную нагрузку. Небольшая палочка в детских руках закодированное копье, а ее метание в круглый камень — закодированный удар в голову зверя. Следующий более высокий уровень — вынесение закодированных объектов в символическую сферу, где они замещаются особым жестом, сочетанием звуков, рисунком. Это значительно облегчает воображаемые операции. Например, человек может проигрывать нападение, не прибегая к реальным действиям — изображение копья попадает в изображение животного. Любопытно, что сами изображения сначала в высочайшей степени «склеены» с явлениями — это зафиксировано во многих исследованиях по архаической психологии восприятия и напоминает известный эффект у детей, которым свойственно отождествление игрушек и рисунков с реальными прообразами.

Так начиналась эволюция особого имитационного слоя материальной культуры в обширную сферу абстрактных образов.

Видимо, из первобытного отождествления материального предмета с его материальным, а впоследствии и абстрактным символом возникла и самая ранняя философия — магико-тотемический образ мышления. Склеивая символ и объект, человек полагал, что, действуя на первый, он может влиять и на второй, то есть склейка неизбежно распространялась и на операции. Тотем в широком смысле слова определял имитационный символ какого-либо социально важного предмета или явления.

Из всего сказанного стоит извлечь вот какие полезные уроки.

Знание, включая довольно сложные абстрактные системы, возникло в ходе естественной эволюции человека как своеобразный социогенетический код. Группа, вооруженная более обширным знанием, во многих случаях имеет лучшие шансы на выживание и успешное развитие.

В конечном счете, накопление таких преимуществ создает весьма заметную разницу между отдельными социальными организациями. Более совершенная система образования, то есть лучшая форма социальной наследственности, позволяет гораздо быстрей осваивать новые сферы практики, требуя в свою очередь новых форм организации знания. Возникает своего рода процесс с сильной обратной связью, и именно он обуславливает подчас удивительно резкий взлет тех или иных социальных формаций.

Природа позаботилась о том, чтобы мозг человека моделировал довольно широкий круг явлений, связанный с непосредственным чувственным восприятием каждой данной ситуации, закодированной последовательностями нервных импульсов. Но о моделировании своей развертки во времени и в пространстве, вне круга сиюминутных ощущений о проникновении в законы развития — себя и окружающего мира — человек должен был позаботиться сам и, прежде всего, позаботиться о создании особых кодов от речи до письменности, от игрушечного копья до теоретической астрофизики и ЭВМ пятого поколения.

С эпохи появления человека современного типа (40–50 тыс. лет назад), а особенно — за последние 5 -10 тысячелетий биологическая его эволюция практически незаметна, зато эволюция социальных организмов и систем их культуры, включая процесс обучения, играет ведущую роль — при примерном биологическом равенстве человек получает преимущество в развитии только за счет включенности в более передовое общество с достаточно оперативной и свободной циркуляцией знания.

Весьма вероятно, что само появление Homo sapiens тоже связано с довольно быстрым (по масштабам первобытной истории) преобразованием социальных организмов. Дело в том, что замкнутые общины поздних палеоантропов были достаточно многочисленны для добычи пищи — охоты и собирательства. Однако группы порядка 40–50 человек не могли обеспечить прогрессивное воспроизведение. При постоянном инбридинге (близкородственном скрещивании) нарастали явления вырождения — увеличивалась детская смертность и доля неполноценных членов общины. Преодоление этого барьера заключалось в нарушении замкнутости отдельных общин — в их брачной кооперации. Вероятно, минимальный самовоспроизводящийся социальный организм[2], способный избежать последствий инбридинга, должен включать порядка 500 человек — но это уже зародыш племени.

Одновременно с межобщинными брачными связями возникала и учебно-познавательная кооперация. Обмен знаниями и технологическими приемами, взаимопроникновение несколько различных культурных систем безусловно способствовали преобразованию человека — от резкого расширения горизонтов его практики до формирования более мощного мозга.

О времени и эволюции

Окунаясь в более или менее глубокие исторические воды, следует обратить внимание на то, как собственно метится время.

Что мы имеем в виду, указывая на резво движущийся к финишу XX век, атомный, кибернетический и во всех отношениях революционный?

Да, разумеется, это век тысячи удобных вещей, окружающих человека в его повседневной жизни, — уйма электроприборов, автомобили, самолеты, радио и т. д. Но наряду с таким набором благ, вписавшихся в так называемый среднеевропейский уровень жизни, есть и нечто иное — уклады каменного века, встречающиеся в отдаленных уголках планеты, и совершенно фантастические приборы и тем более проекты, которые можно видеть в крупных научных центрах.

На самом деле, каждый момент общеземного календаря содержит целый спектр времен, соответствующих той или иной ступеньке эволюционной лестницы. Если метить этот момент самыми передовыми достижениями материальной и духовной культуры, достаточно внедрившимися в практику социальных систем, которые и породили эти достижения, то мы немедленно получим забавный результат — в уходящем XX веке присутствуют и целые тысячелетия до нашей эры, и кое-что из веков грядущих.

Где-то люди все еще живут практикой каменного века, в которой пока быстро растворяются случайные вещицы, занесенные цивилизацией. В иных местах, гораздо более обширных, фактический уровень мировоззрения и культуры ничем не отличается от застоя средневековья. И уж совсем не редкость — неспешный ход жизни, соответствующий недавним векам, к которому даже телеантенны на крышах домиков и урчание автомобильных моторов не столь уж многое добавляют.

С другой стороны, в стенах лабораторий творится будущее — вещи и идеи, которые лишь в XXI, а может, и более поздних веках станут определять образ жизни, возможно, изменят сам характер нашей цивилизации.

Итак, календарное и эволюционное время — вовсе не одно и то же. Можно покрыть нашу планету единым календарем — это попросту удобно, однако эволюционные часы, характеризующие уровень социокультурных достижений, в разных областях идут по-разному.

В физической картине Вселенной известен эффект гравитационной неравномерности — время течет неодинаково в зависимости от величины потенциала тяготения, сильные поля как бы замедляют его ход.

Это грубоватая аналогия, однако хочется подчеркнуть, что уровень сложности социальных структур, характер и темп технологического развития приводят к чему-то «похожему наоборот» — в некоторых районах планеты эволюционные часы идут заметно быстрее, в основном там, где культурно-технологический потенциал выше. Разумеется, это не стабильный эффект, не связанный с какими-то раз и навсегда заданными географическими областями.

Около 5 тысячелетий назад эволюционные часы испытали явное ускорение в Египте, Месопотамии, Китае, Северной Индии — в местах, где возникли древнейшие цивилизации, уровень сложности социальных организмов и их технологическая вооруженность резко возросли.

Примерно аналогичный этап застали европейцы в двух-трех областях Америки в середине нынешнего тысячелетия — в фазу цивилизаций вступали ацтеки и инки. Эволюционные часы Древнего Востока и Древней Америки разбежались, таким образом, на 40–50 веков.

Нечто еще более разительное можно было наблюдать в связи с открытием некоторых племен Северной Америки, Африки и Австралии. Здесь эволюционная разбежка достигала, возможно, десятков тысяч лет.

Но история показывает, что такая ситуация вовсе не консервируется — во многих «диких областях» сейчас процветают высокоразвитые общества, чьи эволюционные часы идут в предельно высоком темпе. Социальные организмы, как и люди, подвижны и смертны, им тоже свойственен поиск лучших условий существования и стремление к быстрому развитию.

Именно наличие на нашей планете колоссально широкого спектра социальных организмов — от могучих держав, уже штурмующих космос, до первобытных общин, фактически не вышедших из каменного века, — позволяет успешно заглядывать в иные времена. Этим и занимается этнография, наука, исследующая отдельные этнические формирования — племена и народы. С ее помощью мы можем проникать в далекое прошлое, изучать мировоззрение (и в частности систему взглядов на Вселенную), соответствующее целым тысячелетиям до нашей эры. Разумеется, этнографические данные не следует безоглядно применять к моделированию иных эпох. Практически все современные реликтовые культуры испытали заметное влияние со стороны более продвинутых соседей. Кроме того, каждой области, где ведутся этнографические наблюдения, свойственны свои экологические особенности. Поэтому всегда есть опасность распространить более или менее частный этнографический результат на целую эпоху формирования человека и общества.

Земля представляет собой как бы Вселенную (или, скажем, Галактику) в миниатюре, Вселенную, где обитают сотни разных цивилизаций, вступающих в Контакт с той или иной долей взаимопроникновения, пытающихся как можно лучше смоделировать друг друга, постигая в процессе такого моделирования законы своего и общепланетарного развития и постепенно формируя ту уникальную общность, которая зовется земной цивилизацией[3].

Все эти замечания помогут нам правильней взглянуть на эволюцию космических представлений. Историю отдельных наук (а зачастую и историю вообще) принято излагать в календарной последовательности, что действительно удобно. Кроме того, важную роль играет так называемая евроцентрическая традиция — календарь выбирается не какой-то, а в соответствии с эволюционной лестницей европейской культуры. Строго говоря, следовало бы проводить исторические экскурсии в каждую область планеты, пользуясь, так сказать, местным календарем — это создало бы более объективную картину, не сводило бы исподволь сложную и многоцветную историческую мозаику нашей планеты к чему-то плоскооднообразному и, вероятно, несуществующему.

Однако, утешив совесть этим пожеланием, я все-таки последую принятой традиции — до поры до времени так будет проще. Лишь в последней части книги, обсуждая проблему Контакта, мы снова вернемся к соотношению календарного и эволюционного времени.

Разумеется, изложенное здесь не столько уж ново: древние иногда великолепно выражали понимание времени, опережающее свои века. Поэтому хотелось бы завершить этот раздел удивительно емкой цитатой из Лукреция:

Так же и времени нет самого по себе, но предметы

Сами ведут к ощущенью того, что в веках совершилось,

Что происходит теперь и что воспоследует позже.

И неизбежно признать, что никем ощущаться не может

Время само по себе, вне движения тел и покоя.

Животворные аналогии

Договорившись о происхождении знания в рамках общей эволюционной картины, мы, однако, не имеем конкретной модели того, как добывается новое знание. Нам нужна более или менее четкая картина познавательного процесса пусть очень упрощенная, но четка.

Появление нового знания (научного или иного) — одна из величайших философских проблем, область исследования с немалым количеством белых пятен. Кое-что в этой области известно, но, к сожалению, далеко не все и не так детально, как хотелось бы.

Попробуем подойти к этой сложной задаче следующим относительно простым образом.

Новое не появляется на ровном месте — из ничего, материалом для его создания всегда служит нечто старое. В частности, это касается и знания.

В своей практической деятельности человек неизбежно сталкивается с новыми объектами и явлениями — тем чаще, чем интенсивней эта деятельность. Собственно знание возникает в процессе привязки этого нового объекта или явления ко всей системе уже имеющихся представлений. Когда астроном регистрирует не отмеченную ни в каких каталогах светящуюся точку на ночном небе, он сразу пытается подобрать аналогию, решить, что именно светится звезда, метеорит, далекая галактика? Профессиональный астроном довольно легко различает эти объекты и включает новый источник в один из известных классов. После более или менее подробного изучения мы можем говорить, например, о регистрации новой галактики с такими-то характеристиками. Тем самым знания о Вселенной расширяются. Это расширение особенно чувствуется, если галактика обладает какими-то необычными физическими свойствами. Но, конечно, зарегистрированный источник может быть не похож ни на что известное, и тогда есть шанс получить принципиально новое знание — вдруг объект окажется межзвездным кораблем иной цивилизации!

Когда в нашей практике мелькает неизвестное, мы немедленно начинаем искать схему объяснения среди похожих в каком-то смысле явлений, действовать по аналогии. Явление может оказаться очень близким тому, которое уже изучено, — нам повезло, использование аналогий потребует лишь небольших поправок на слегка отличные условия. Но сходство может оказаться и совершенно поверхностным, и тогда схема объяснения известной ситуации потребует огромной переработки, а через какое-то время окажется, что родилась воистину новая схема, мало похожая на стартовую.

Построение аналогии — естественное начало процесса моделирования нового явления, причем полное моделирование может оказаться и простым и сложным. Важно, однако, чтобы стартовая аналогия была хорошо вписана в круг существующих знаний, в систему культуры — иначе объясняющий рискует впасть в непродуктивное объяснение «неизвестного неизвестным». Аналогия, не опирающаяся на доступную практику, лежащая вне реальной практической активности познающего субъекта, попросту не сработает.

Я думаю, современный астроном, затеявший дискуссию о строении Солнечной системы где-нибудь вблизи храма Мардука в Древнем Вавилоне, оказался бы в крайне нелепом положении. Отбросим на момент всякие административные санкции, которые жрецы могли бы к нему применить, — пусть спор проходит по всем демократическим нормам современных конференций. Ну и что?

Бедняга-астроном рисовал бы схему, где Солнце, разумеется, расположено в центре, Земля — рядовая 3-я планета, а Юпитер хоть и очень велик, но занимает тоже вполне заурядное 5-е место… Идея о выдающихся размерах Юпитера жрецам понравилась бы, но то, что этот дворец верховного бога Мардука и Земля, плод величайшей победы этого бога, расположены в каком-то космическом захолустье, вызвало бы у них смех или негодование. И очень скоро наш астроном почувствовал бы, что ему просто не на что опереться в практике вавилонян, ничто в окружающем их мире, в их системе, не наталкивает на мысль о естественном орбитальном движении планет под действием силы тяготения.

Конечно, это пример-гротеск, но он неплохо подчеркивает необходимость постепенной эволюции аналогий. Полезные мутации знания не закрепляются рывками, обгоняющими тысячелетия.

Любое непонятное новое явление прежде всего сопоставляется с чем-то достаточно близким из окружающей практики. В этом плане аналогия играет решающую роль на самой начальной стадии получения нового знания, зачастую впоследствии она вообще исчезает в архивах, и в популярной литературе ее замещают туманные образы типа «гениальных догадок», едва ли не «осенение свыше». Догадки и осенения действительно есть, но они обычно и заключаются в удачном выборе исходной аналогии.

Идея пантеона, управляющего ходом небесных тел, возникла у древних по аналогии с социальной и технической практикой, их окружающей. Верховный бог типа Зевса — несомненный образ царя, гипертрофированный до предела человеческой фантазии.

Вполне естественно, что человеческая практика соответствующего уровня диктовала простенькие аналогии, многие из которых до сих пор живут в форме художественных образов: звезды, кажущиеся неподвижными, — прикрепленные к небесной сфере фонари; прозрачный голубой небосвод — хрустальная сфера; Солнце — небесный владыка, разъезжающий в колеснице…

Нечто похожее, хотя и на ином уровне, происходило впоследствии в науке. Аналогия с волнами на поверхности воды толкнула Гюйгенса к созданию волновой теории света, аналогия с резонатором (точнее, с задачей о собственных частотах заключенных там волн) послужила де Бройлю основой для объяснения боровской модели атома и открыла дорогу к квантовой механике. Количество примеров можно было бы заметно увеличить, но суть не в этом. Важно то, что старт всякой принципиально новой идеи объяснения явлений лежит в удачной аналогии.

Другое дело, что выбранная по аналогии модель, попав в новые условия, начинает преобразовываться и иногда очень существенно, более того, в ряде ситуаций она сильно преобразует и смежные с ней комплексы знаний.

В свое время модель Галактики рождалась из аналогии с коперниковской картиной Солнечной системы — первоначально думали, что наше светило занимает практически центральное место в гигантском коллективе звезд. Дальнейшие наблюдения показали, что принадлежность Солнца этому коллективу несомненна, однако оно является весьма заурядной периферической звездой.

Вообще, лишь в рождающихся областях науки стартовые аналогии выступают в незамаскированном виде. Довольно элементарными выглядят пока аналогии, связанные с обсуждением проблемы Контакта. Разве не служат проекты гигантских фотонных звездолетов прямым продолжением идеи более или менее освоенных ракетных бросков на Луну? Разве не заимствованы схемы радиопосланий внеземным цивилизациям из опыта расшифровки древних текстов?

И это вполне естественный процесс. Другое дело, что во многих случаях мы еще далеки от понимания специфики тех областей, куда эти аналогии приложены. Например, мы слабо представляем себе, уместно ли ставить транспортную проблему в межзвездных и межгалактических масштабах на основе прямой аналогии с земными и ближнекосмическими достижениями, и уж вовсе не уверены в том, что наши сколь угодно хитрые рисунки что-либо донесут потенциальным собратьям по разуму.

Однако, уходя в пограничье неизведанного, мы ничем не можем утешиться, кроме уносимых в себе милых и привычных образов…

В заключение этого раздела хотелось бы подчеркнуть, что аналоговый старт в постижении нового — общий элемент нашей культуры, обусловленный общими законами эволюции познания и отнюдь не специфичный для естественных наук[4]. В иных областях человеческой деятельности этот метод проявляется в гораздо более прозрачной и элементарной форме.

Большинство решений, принимаемых в повседневной жизни, прямо основаны на простых аналогиях со схожими ситуациями — на прецедентах. Сообразительным человеком мы считаем в первую очередь того, кто достаточно быстро и не слишком поверхностно выбирает подходящие прецеденты. В более изощренном виде это явление играет ведущую роль, например, в юриспруденции. Непосредственно из стартовых аналогий вытекает техника построения образа в литературе, живописи, музыке, но разумеется, методы преобразования исходного материала здесь зачастую еще сложней, чем в естественных науках.

В общем, внимательный взгляд всюду обнаружит мерцание аналогий в период создания чего-то нового.

Тем большее удовольствие доставляют раскопки исходного образа под грудой мифологизмов или сложных математических конструкций.

Картина Вселенной и мышление

Здесь мы попробуем очень кратко обрисовать модель эволюции взглядов на строение Вселенной, принятую в этой книге.

По-моему, самое важное, что следует почувствовать читателю, — глубокая связь между развитием этих взглядов и эволюцией типов мышления, то есть систем организации знания. Это важно не только потому, что, в общем-то, любопытно хоть в некоторой степени взглянуть на древние представления глазами древних, но и в смысле оценки перспектив. Ибо самое замечательное и фантастическое в нашем будущем спрятано именно в грядущей перестройке мировоззрения в целом, видимо, с неизбежностью, вытекающей из серьезной постановки проблемы Контакта.

Мы примем сравнительно простую схему доступной историческому анализу эволюции типов мышления — всего три этапа:

1. Магико-тотемический.

2. Религиозный.

3. Научный.

Это деление очень условно и, как говорится, подставлено всем ветрам критики. Во-первых, тотемизм и магические ритуалы вполне можно рассматривать как примитивные формы религии. Во-вторых, мы все время будем иметь в виду в основном ту часть магии и религии, которая пыталась трактовать естественнонаучные проблемы, хотя обособить эту часть очень трудно — совсем не то, что изложить независимо различные научные дисциплины, скажем, физику и психологию. И, наконец, отмеченные этапы сильно перекрываются. Религия сосуществует с магией и тотемическими пережитками, во многом ассимилируя их, и в то же время пытается сосуществовать с наукой, определенным образом разделяя сферы влияния на человека и человеческие коллективы.

По поводу схемы стоит сделать пару полезных уточнений. Прежде всего, выделение этапов эволюционного процесса (в частности, мышления) — это всегда какое-то разрезание живой эволюционной цепочки. Фактически этапы перетекают друг в друга, и это перетекание, непрерывность процесса, можно попытаться уловить более детальной схемой, где дополнительно присутствовали бы, скажем, магико-религиозный, религиозно-магический и научно-религиозный этапы. Такая схема, разумеется, лучше бы отражала реальное развитие мышления, которое на длительных исторических интервалах фактически было смешанным. Но, как говорится, нет предела уточнению звеньев того или иного процесса развития, и мы попробуем обойтись наиболее простым трехэтапным вариантом схемы. С трудностями, связанными с разрезанием эволюционных цепочек, мы еще не раз столкнемся.

И еще один момент. Мы часто будем говорить об одних и тех же этапах в мировоззрении и мышлении, но важно не склеивать сами понятия. Мировоззрение — это целостная система обобщенных представлений об объективной реальности, своеобразное синтетическое отражение реальности в информационной системе социального организма определенного уровня сложности. Социальные организмы способны прогрессивно развиваться, осваивая новые рубежи практики и соответственно усложняясь. При этом, разумеется, эволюционизирует и мировоззрение — представления о реальности приводятся в соответствие с новыми рубежами практики, как бы адаптируются к ним. И вполне естественно связывать крупномасштабные преобразования мировоззрения с основными этапами становления человеческого общества, прежде всего — с радикальными изменениями способов производства и организации производительных сил. Тип мышления — это уже проекция мировоззрения на личность, та нормировка индивидуального мировосприятия, которую общество неизбежно дает каждому своему члену в процессе обучения и дальнейшей деятельности. Разумеется, под личностью в данном случае понимается некий усредненный субъект познания, идеальный носитель общественного мировоззрения. Для реальной личности с ее индивидуальными особенностями (включенностью в ту или иную сетку социальных связей, психологической уникальностью) законы проекции мировоззрения исключительно сложны. Поэтому даже в самых передовых обществах можно встретить людей, чье мышление состоит из сплошных мировоззренческих атавизмов, людей, которые при подходящих обстоятельствах способны весьма отрицательно влиять на общественный прогресс, сковывая производство реальных ценностей материальных и духовных… В целом, мировоззрение и мышление тесно связаны, их эволюция в значительной мере синхронна, и в ней можно выделить единые этапы.

Истинный смысл рассмотренного здесь трехэтапного членения — в сопоставлении характера знания и мышления с уровнем развития социальных организмов, поскольку всякое знание социально по своей природе.

Первобытный человек сначала практически не выделял себя из среды обитания. В сущности, по мере выделения он и становился человеком. Среда отражалась в нем совокупностью определенных реакций на его поведение, на попытки приспособиться и выжить, прежде всего — добыть пищу. Многократное повторение операций по добыче пищи, поиски укрытий, изготовление орудий, забота о потомстве — все это закреплялось, создавая оптимальные стереотипы поведения.

В первую очередь в среде обитания вычленялись, как бы проступали из тумана, наиболее важные для выживания стабильные элементы — сам человек, его соратники по охоте и собирательству, делившие с ним тяготы существования, животные и растения, которых можно было употреблять в пищу или следовало особенно опасаться, орудия охоты, которые необходимо было систематически изготовлять и всячески беречь.

Собственно космос, то есть небо, небесные светила, был первоначально не ахти какой важной частью этой среды, но частью, определенным образом влияющей на ритм жизни — смена дня и ночи, осадки, грозы и т. п.

Видимо, первое серьезное обращение к космосу связано с открытием огня — в верхнем палеолите огонь стал искусственно регулируемым элементом практики. Отсюда и естественные аналогии между пещерным костром и небесными светилами — Солнцем, Луной и звездами.

Еще более раннее представление связано с антропоморфными и зооморфными образами подвижных светил — Солнца и Луны. Это тоже вполне естественная аналогия — ведь в окружающем земном мире только люди и животные способны к самопроизвольному передвижению.

С первым магико-тотемическим этапом мышления соотносится формирование родоплеменной организации — пожалуй, самого элементарного (из дошедших до нашего времени) самовоспроизводящегося социального организма.

Изображение и звуковое обозначение тотема (животного, насекомого, растения, какого-то предмета), символизирующего те или иные объекты и явления (в частности, род, локальную группу), слиты с изображаемым. Отсюда и одна из важнейших и самых ранних идей первобытного человека — фетишизм, сильная магическая связь между предметом и его изображением, возможность причинить вред или принести пользу реальному животному, человеку или группе людей, действуя на их символы. Однако именно из этой наивной идеи берет начало необычайно развившаяся впоследствии способность оперировать с абстрактными знаками как с реальными объектами, то есть теоретическое знание.

Характерная особенность первого этапа человеческого мышления — особый закон поведения каждого объекта реального мира при обширных, но таинственных связях со многими другими объектами, та самая целостность мироощущения, о которой нередко тоскуют люди нашего научно расклассифицированного мира и которая иногда обжигающей струей прорывается в настоящем искусстве.

Переход на рубеже палеолита и неолита к существенно новой форме практики — земледелию и несколько позже скотоводству — резко меняет роль космоса. Теперь это уже не просто верхняя область охотничьего ареала, теперь от неба зависят урожай, время посева и уборки и многое, многое иное. Крупные земледельческие поселения и тем более их объединения дают толчок к развитию новых социальных организмов — племенных союзов и примитивных государств. Более сложная система производства и высокая плотность населения, недопустимая в условиях охотничьего хозяйства, требуют серьезных усилий в области управления, появляется социальная иерархия — вожди и их ближайшее окружение.

Человек теперь уже резко выделяется из животного мира (этому особенно способствует одомашнивание диких зверей) — антропоморфные и социоморфные образы потихоньку теснят образы зооморфные. Магико-тотемическая символика, уже проникшая на небо на предыдущей стадии, закрепляется там, но небо как «главный хлебодатель» обособляется все резче и постепенно начинает рассматриваться в роли мощнейшего источника магической силы.

Механизм его функционирования объясняется же по земной аналогии. На небо опрокидывается система управления земледельческими обществами, появляются первые образы богов, руководящих определенными явлениями природы, — прямая аналогия с вождями или царями и их ближайшими помощниками.

Где-то на рубеже 5–4 тысячелетий до нашей эры, в период формирования относительно крупных централизованных государств, можно говорить о наступлении нового этапа — передовым типом мышления становится религиозное, небо заселяется богами во главе с сильнейшим и мудрейшим…

Магия вовсе не погибает, она начинает отступать на удобные позиции, успешно удерживая сознание отсталых слоев населения, активно внедряясь в религию. В абсолютном большинстве религиозных ритуалов можно без труда проследить магико-тотемические корни, начиная с молитвы и кончая идеей загробной жизни. В живучести древнейших представлений вы можете легко убедиться, выпустив на прогулку черного кота и немного понаблюдав за поведением прохожих вблизи точек пересечения с его траекторией…

В недрах религиозного мировоззрения постепенно зарождается логико-научный способ освоения реальности. Вспышки его можно проследить примерно с середины 1-го тысячелетия до нашей эры, но заявить о себе достаточно громко он мог лишь в связи с формированием крупных и стабильных государств и наднациональных, или мировых, религий. Таков, например, греческий феномен — вспыхнув в рамках компактной системы демократических полисов, античная преднаука законсервировалась почти на полтора тысячелетия, чтобы разгореться ярким пламенем в Европе эпохи Возрождения и Реформации.

В соответствии с развитым религиозным мировоззрением, Вселенная создана неким предельно могучим и непознаваемым существом, и все небесные явления протекают по установленным им законам.

Активный интернациональный монотеизм христианства позволил за 12–13 веков его существования путем неисчислимых логико-схоластических упражнений предельно абстрагировать понятие Бога — и все благодаря попыткам очиститься от магической скверны! Не без адского труда многих поколений Бог был отодвинут на практически бесконечно большое расстояние от наблюдаемых явлений природы. Если во времена Ньютона считалось, что гигантский механизм Солнечной системы вполне может обойтись законом всемирного тяготения, однако сама система непременно должна быть кем-то создана и запущена, то уже многие современники Лапласа считали, что и акт творения никогда не имел места, а создание планетных систем вполне объяснимо естественными причинами.

В конечном счете, именно наука оказалась наиболее совершенным механизмом передачи небиологической наследственной информации внутри крупных организмов типа технологически развитых государств и межгосударственных объединений. Это и обеспечило ее взрывообразное развитие в последние 3–4 столетия. Наука, по сути дела, первой из форм социальной активности стала претендовать — и довольно успешно! — на роль общечеловеческой системы[5]. Не в масштабе племени, государства или группы государств, а в масштабе планеты. В основе этого феномена лежит объективное единство законов природы в окрестностях нашей планеты и, по-видимому, во всем наблюдаемом участке Вселенной. Известные же религиозные системы в этом плане сильно ограничены — не видно причин, по которым мы могли бы предпочесть, скажем, христианскую или буддийскую доктрину, выбор здесь не сводится к постановке одного или нескольких экспериментов в научном стиле.

Социоморфизм во взглядах на Вселенную не исчез, он сохраняется в форме техноморфизма. Именно техносфера, являясь одним из важнейших компонентов современного общества, во многом нормирует наше мышление. Конечно, наука в отличие от религии избегает не только упоминания о Творце вселенской супермашины, но и ее упрощенного механического понимания в духе естествознания первой половины XIX столетия. Скорее речь идет о какой-то сложной системе взаимосвязанных автоматических реакторов разного уровня, где синтезируется что угодно — от химических элементов до цивилизаций. Но суть не в сложности образа. Так или иначе, мы пытаемся постигать Вселенную по аналогии с техносферой — важной, но вряд ли определяющей подсистемой собственной цивилизации.

Понятно, что научно-технические элементы наиболее конвенциальны, то есть людям и государствам гораздо проще договориться об общей позиции по поводу какого-то полезного предмета технической культуры, чем о чем другом. Но это что-то другое, бесспорно, существует и играет в нашей жизни все возрастающую роль.

Постепенно на первый план начинает выдвигаться не само сложное устройство Вселенной-машины, а проблема управления ею и, если угодно, проблема вложенных в нее целей и программ. В известной мере эта тенденция связана и со сдвигами интересов в самой техносфере, где интерес к функциям движения и энергетики стал уступать место особой активности в исследованиях функций управления — вспомнить хотя бы о рождении кибернетики, о бурном расцвете компьютерных систем.

В общем, есть целый ряд причин, по которым техноморфизм современной картины мира уже не является удовлетворительным стилем мышления, и, вероятно, мы стоим на пороге чего-то нового именно в плане всей системы организации знания. Эти причины и новизна ситуации, в которой искусственные факторы эволюции впервые начинают преобладать над естественными, замечательным образом обнажаются при обсуждении проблемы контакта с внеземными цивилизациями.

Но на пути к этой проблеме нам предстоит ознакомиться с положением дел в современной теории строения и эволюции Вселенной, как впрочем, и с некоторыми подробностями древних взглядов на окружающий мир.

Глава 2: Поиск прошлого

Безмерное, превыше чисел время

Скрывает явь и раскрывает тайны.

Всего ждать можно…

Софокл

Область неизвестного

Было бы очень интересно проследить последовательность картин, которые отражали видение Вселенной с самых ранних моментов возникновения человека. Сделать это непросто, и самая очевидная тому причина — колоссальная удаленность от нас соответствующих событий.

Человекообразные обезьяны начали свой путь примерно 25 млн. лет назад. Непосредственные предки австралопитеков и хабилисов, видимо, пришли из лесов в саванну — об их древолазном прошлом свидетельствует форма кисти с противостоящим большим пальцем и наличие папиллярных узоров. Здесь, в саванне, бывшие древолазцы приобрели такую характерную особенность, как прямохождение.

Наш самый древний предок Homo ћabilis (человек умелый) появился 2–3 млн. лет назад. Он имел прилично развитый мозг (до 600–700 см^3) — видимо, несколько больший, чем у так называемого классического австралопитека (порядка 500 см^3) и у современных человекообразных обезьян (450 см^3). Но главное отличие хабилиса — в умении изготовлять элементарные орудия. Самые ранние следы галечной культуры, обнаруженные в Африке, датируются в интервале от 2 до 2,5 млн. лет.

По этому важному признаку хабилиса обычно и считают архантропом, то есть древнейшим представителем нашего рода. Однако многие исследователи подчеркивают исключительную близость хабилиса к классическому австралопитеку и выделяют его в особый вид Australopitћecus ћabilis. В такой модели появление настоящего архантропа (с объемом мозга до 900 см^3) должно произойти не позднее 1,5 млн. лет назад, причем практически одновременно в Африке, Юго-Восточной Азии (яванский человек) и Китае (ланьтяньский человек). По ряду признаков полагают, что именно этот архантроп перешагнул грань животного мира, его орудийная деятельность перестала быть чисто рефлекторной, а социальная организация вышла за рамки стадной формы.

Где-то около 700 тыс. лет назад архантроп научился поддерживать огонь и, по некоторым данным, применять его в охоте. Обнаружены и следы примитивных жилищ — вероятней всего, сочетание защитной стенки и очага.

Пока современная археология и антропология дают мало оснований для обсуждения духовного мира архантропа и в частности его представлений о Вселенной. Можно делать лишь весьма косвенные заключения, выделяя более или менее правдоподобные корреляции отдельных хорошо установленных фактов.

Мы не знаем, как отпечатались в архантропе его древнейшее лесное происхождение, своеобразная трехмерность древолазного существования. Не исключено, что деревья, на которых он и тем более его далекие предки очень часто искали спасения от хищников, каким-то образом выделялись в среде обитания и связывались с небом и ощущением безопасности. Разумеется, это выглядит несколько фантастично, но все-таки можно полагать, что истоки много более поздних представлений о древесно-космических путешествиях, о Мировом Древе, соединяющем земной и небесный миры, и даже религиозных идей о «небесном спасении» восходят к рецидивам глубочайшей родовой памяти.

Установлено, что кочевая жизнь архантропов имела сезонный характер периодически они возвращались на старые стойбища или располагались вблизи от них. Фактически это были миграции, связанные с источниками пищи и воды, в целом не слишком отличающиеся от того, что наблюдается у животных. Суточный цикл несомненно играл в его жизни важную роль — освещенность существенна для охоты. Поэтому включение огня в практику архантропа, огня, пока лишь случайно получаемого от естественных источников и с трудом поддерживаемого, должно было сказаться на восприятии неба. В конце концов, костер порождал тепло и продлевал — пусть в очень малом масштабе — светлое время. И еще, весьма вероятно, — давал ощущение относительной безопасности…

Поэтому не исключено, что первичная аналогия между огнем и небесными светилами возникла уже у архантропа. Но вряд ли дело дошло до самоотождествления светил — к этому не могла подтолкнуть ни довольно случайная пока практика общения с огнем, ни неизбежное смешивание земных, атмосферных и космических явлений. Последнее очень важно.

Вселенная архантропа очень слабо напоминает то, что мы сейчас вкладываем в это понятие. Он в высшей степени слит с окружающей средой, практически не выделяет себя из животного мира. Предметы и явления воспринимаются в зависимости от ситуации — внешней и внутренней[6] и весьма редко самоотождествляются. Поэтому трудно предположить, что архантроп мог единым образом воспринимать Солнце в ясный и туманный день, огромный пылающий диск на закате и яркое белое пятно в зените, не говоря уж о самоотождествлении светила вчерашнего и сегодняшнего. Кроме всего, прямые и слишком длительные наблюдения за светилами несли в себе опасность хотя бы краткосрочного ослепления, потери ориентации и скорости реакции при внезапном нападении. Это весьма важное для охотничьей практики обстоятельство, закрепляясь из поколения в поколение в форме «правил поведения», должно было резко ограничивать астрономическую активность древнейшего человека. Вероятно, лишь нарастающее общение с огнем у позднего архантропа и неизбежная при этом некоторая адаптация глаза (и психики в целом!) к воздействию резкого изменения освещенности стали залогом будущего нарушения табу на пристальное изучение небесных явлений.

Где-то в промежутке между миндельским и рисским оледенениями на смену архантропу приходит палеоантроп, для которого характерно значительное увеличение объема мозга, а впоследствии — первичное развитие центров речи и координации тонких движений. Видимо, на этом этапе формируются довольно сплоченные общины, заметно выходящие за рамки стадной организации.

Соответственно, гораздо сложней и многообразней культура палеоантропа. Очевидно, суровые климатические условия — особенно в эпоху рисса подтолкнули древнего человека к сооружению замкнутых жилищ для длительных зимовок — фактически к сезонной оседлости. Более жесткие условия охоты привели к изобретению одежды и составного оружия. Более эффективным стало и использование огня. Правдоподобно, что уже палеоантроп научился достаточно свободно добывать огонь и по своему усмотрению разводить костры. И вполне достоверно, что именно он стал применять огонь как орудие производства, закаляя заточенные концы деревянных копий.

Ряд интересных фактов, установленных археологами, позволяет с немалой долей уверенности говорить о формировании довольно сложного мировоззрения, где небо и небесные явления тоже играют определенную роль.

Во-первых, сезонная оседлость способствовала более тщательному изучению среды обитания, выделению местностей, подходящих для зимовок, стимулировала стратегическую ориентацию в пространстве. Разумеется, во времени тоже, прежде всего — через циклическую смену основной деятельности. Охотничий промысел должен был вестись круглогодично, но смена времен года разделяла сезоны — более или менее активной охоты. Вряд ли длительные зимовки могли проходить без каких-то, пусть самых минимальных, запасов пищи, а интенсивные летние охоты — без несколько избыточного орудийного запаса.

Во-вторых, палеоантроп начал вести захоронения, и это очень важный момент в мировоззренческом плане. Возможно, такие операции были вызваны элементарными гигиеническими соображениями — практика подсказывала палеоантропам необходимость изоляции трупа (особенно в условиях долгой стоянки). Но впоследствии соответствующие действия закрепились в форме ритуала, и захоронения каким-то образом связались с представлением о жилище мертвеца, вообще с подземным миром. То, что в могилы предков иногда попадали культурные вложения — орудия охоты, пища и даже целебные травы, довольно четко свидетельствует о наличии идей, связанных с загробным миром, точнее, с какой-то формой жизни человека, выпавшего из обычной системы отношений. Смерть воспринималась отнюдь не в ее биологическом значении, а скорее как состояние длительного сна, как уход — временный или навсегда из общины. Еще один очень любопытный момент — захоронения голов животных. Это обычно рассматривают как зачаток тотемизма. Каждая община в какой-то степени специализировалась в охоте на определенный вид животных, и подобные захоронения несли знаковую и ритуальную нагрузку — животное, которое служило основным источником пищи (а позднее — одежды), рассматривалось как покровитель общины, ему воздавались «почести» того же типа, что и предкам. Более того, известны попытки изображать животное, выкладывая камешками контуры его головы. Не исключено, что захоронения животных служили своеобразным приемом восстановления отношений, символом единства с видом-покровителем и даже попыткой позаботиться о том, чтобы другие животные не исчезли. Все это создавало условия для довольно прочной связи представлений о предках и тотемных животных. Тотем становился символом единства общины, ее абстрактным знаком, и в то же время символом смены поколений, то есть знаком эволюционным. Община уже могла воспринимать себя во временной развертке, пусть сначала и очень узкой. Важно, что возникла идея самотождественности общины — вчерашней и сегодняшней, заработали часы смены поколений, в основу мировоззрения стала входить сначала наверняка хаотичная циклика смертей и рождений, и в ней смутно забрезжили контуры будущего времени.

Весьма вероятно, что отсюда берет начало более глубокое понимание суточного цикла. Дошел ли палеоантроп до самоотождествления некоторых небесных светил, пока неясно, но, вероятней всего, у него зародились смутные представления о связи ежедневных восходов и заходов Солнца. Об этом свидетельствует явная ориентация ряда захоронений по линии восток-запад. Не просматривается ли здесь зачаточная идея ежедневной гибели и возрождения светила, во всяком случае, принадлежности «ежедневных солнц» к разным поколениям одного «рода»?

Есть и другие данные, позволяющие строить гипотезы о Вселенной палеоантропа. Прежде всего, это рисунки типа параллельных бороздок, иногда — пересекающихся (так называемые «кресты»). В таких рисунках справедливо усматривают зачатки математических знаний, тем более что в их композиции явно выделяется тройка. Возможно, по троичной системе палеоантроп и учился считать. Было бы очень важно получить какие-то дополнительные данные в пользу того, что, например, тройка связывалась с выделением трех времен суток или трех сезонов года, а крест — с представлением о четырех сторонах света.

Я думаю, на всех этих примерах мы успели убедиться, что интерпретация культуры древнейших людей — дело необычайно трудное. Большинство наших моделей их мировоззрения напоминают сетку домыслов, наброшенную на немногочисленные факты, сетку, «шитую на живую нитку». Самые древние люди не слишком заботились о передаче информации о своем духовном мире вовне далее ближайшего поколения — и невольно так закодировали свои идеи (а, следовательно, и глубочайшие истоки человеческого мировосприятия), что сама возможность расшифровки воспринимается как своеобразное чудо.

Но важно и другое — антропология все еще не имеет единой точки зрения на последовательность эволюционных звеньев, и многие находки могут относиться вовсе не к предшественникам Homo sapiens, а к конкурирующим видам, точнее, к тупиковым ветвям рода Homo. Сейчас практически достоверно известно, что древнейший человек формировался не в одиночку, природа пробовала многие варианты, но параллельные ветви антропогенеза пока плохо различаются. Между тем, анализируя следы первобытной культуры, мы строим какую-то усредненную картину — не только по разным местностям и целым эпохам, но, вероятней всего, и по разным типам древних людей. Такое усреднение в какой-то мере неизбежно, и мы обычно утешаемся правдоподобной гипотезой, что достаточно близкие ветви эволюционного древа достаточно схожи и в своем восприятии окружающего мира. Более того, обычно явно или неявно предполагается, что восприятие заключено в коридоре, который суживается по мере продвижения в прошлое, а, следовательно, сколь-нибудь серьезные расхождения мировоззрения могут возникать лишь на достаточно высоких уровнях независимого развития эволюционных ветвей. Именно такие предположения — на сегодня уже весьма приближенные — позволяют единым образом рассматривать эпохи архантропа и палеоантропа, как и начальную фазу более близкой и понятной нам эпохи неоантропа, наступившей 400–500 веков назад[7].

К этому периоду следует отнести ряд событий, оказавших решающее влияние на эволюцию человека и общества. Где-то порядка 40 тыс. лет назад по планете прокатились первые гигантские волны миграции. Люди пришли в Австралию, а в течение следующих десятилетий проникли на Американский континент. 250–300 веков отделяют нас от величайшего сдвига в методах передачи социальной наследственности — закрепление (а фактически появления) языка и особых знаковых систем типа наскальной живописи. Примерно в это же время неоантроп по-настоящему овладевает огнем — приемами его получения и постоянного применения.

Позднее сапиенс вступает в неолит — эпоху шлифованных орудий и керамики, становится земледельцем и скотоводом, открывает металлы, устремляется к цивилизациям…

Вероятно, уже донеолитический сапиенс сумел выделить Солнце и Луну по признаку самостоятельной подвижности и придать им зооморфный или антропоморфный образ. Ему так или иначе пришлось использовать в сочетании две далеких аналогии для небесных светил — живое существо и огонь. Трудно сомневаться, что это сочетание способствовало первому выделению именно антропоморфного образа — ведь только человек мог перемещать горячий огонь. Представление об особом человеке, исполняющем эти функции в небесном масштабе, вело к простейшей модели суточного цикла. Играл здесь свою роль и фитоморфизм — деревья «привязывались» к светилам, помечая позиции восхода и заката. Можно полагать, что деревья постепенно связались с появлением и исчезновением светил настолько, что превратились в своеобразный мостик, по которому Солнце и Луна могли взбираться на небо и уходить оттуда, разумеется, это более простой и правдоподобный вариант объяснения глубочайшей связи неба с деревьями, чем обращение к подсознательным древолазным инстинктам архантропа… Кроме того, в иной экологической ситуации заметную роль в «привязке» светил играли возвышенности.

Более крупный месячный цикл человек фиксировал по фазам Луны, которые повторяются примерно через 29,5 суток, а каждую из четырех фаз сопоставлял с меньшим временным промежутком — прообразом будущей недели. Важно, однако, подчеркнуть, что наблюдения вряд ли были слишком систематичны и вряд ли Луна в разных фазах сразу была отождествлена.

Вероятно, уже в верхнем палеолите зародились идеи календарей, охватывающих более широкие циклы. К этому вполне могли подтолкнуть такие важные в охотничье-собирательской практике явления, как сезонная миграция животных и опять-таки сезонная доступность тех или иных съедобных растений. Смена времен года оказывала влияние на методы и интенсивность охоты и собирательства, и накопление информации о признаках наступления очередного сезона становилось объективно полезным фактором. Такая информация фиксировалась в основном в ритуальных действах — в этом смысле календарно-обрядовые праздники не моложе самого календаря, точнее, являются первичной его формой. Знаковые формы доземледельческих календарей вряд ли получили особое развитие — в сущности, у охотника не было потребности ни в высокой точности датировок, ни в охвате очень больших временных промежутков. Усреднение наблюдательных данных по большому числу сезонов стало уже проблемой, завещанной земледельческим племенам и будущим цивилизациям. По современным понятиям, решение такой проблемы требовало создания развитой системы знаковой фиксации — от сложных каменно-деревянных конструкций до письменности.

Однако существование зачаточных форм верхнепалеолитического календаря сейчас не вызывает особых сомнений. Находка мамонтова клыка с явно систематизированными насечками (вблизи Ачинска в Сибири) позволяет датировать протокалендарь 16-м тысячелетием до н. э. Аналогичный клык, найденный на Украине (так называемый гонцевский лунный календарь), был сделан между 10 и 15 тысячелетиями до н. э. Правдоподобно также развитие «антропокалендарной системы» в духе тех, которые известны, например, у эвенков или новогвинейских пигмеев. В этой системе счет месяцев ведется циклически по частям тела (13 месяцев у эвенков, 28 — у пигмеев). Сочетание такого рода операций с элементарными представлениями о жизненном цикле человека и с наблюдениями неба вело к зачаточной космогонии — идеям о периодической гибели и возрождении светил.

Возможно, уже в эпоху верхнего палеолита интенсивное развитие орудийной деятельности и тотемических представлений приводит к идее тотема, творящего не только общину, но и весь мир, то есть к примитивной космологической модели.

К счастью, многие моменты эволюции взглядов на Вселенную, взглядов, характерных для верхнепалеолитического сапиенса, можно проследить на основе этнографических данных — изучая мифы и ритуалы ряда племен, дошедших до нашего времени и сохранивших уклад каменного века. К этому мы сейчас и перейдем.

Прежде чем углубиться в дальнейший поиск прошлого, отметим интересное обстоятельство. Культура реликтовых племен служит для истории науки (как, разумеется, и для истории в целом) своеобразным хроноскопом — прибором, позволяющим заглянуть в далекое прошлое. Пользуясь им, наряду с хроноскопом археоантропологическим, мы извлекаем практически всю информацию, доступную на нашем уровне теоретической и технической вооруженности. Но есть и иные варианты хроноскопов, пока не задействованные в должном масштабе.

Элементы древнейшего мировосприятия можно проследить, например, в исследованиях по детской психологии. В возрасте 3–4 лет, уже овладев речью, дети вполне серьезно полагают, что солнышко выходит на небо погулять, обогреть людей и посветить им, а не падает потому, что держится за облака. Оно, как и человек, может испытывать боль, сердиться или радоваться, в то же время светит, как фонарь[8]…

Австралия

Когда заходит речь о древнейших слоях человеческой культуры, этот материк и прилегающие к нему острова непременно всплывают в спорах и гипотезах. Именно там современным исследователям открылись наиболее ранние из доступных прямому наблюдению ступеньки эволюционной лестницы. На жизненном укладе и космологических представлениях австралийских аборигенов мы остановимся несколько подробней — видимо, здесь можно проследить многие типичные черты мировоззрения неоантропов.

Предки современных австралийских аборигенов пришли на материк около 40 тыс. лет назад — это была самая первая волна заселения Австралии. Примерно за 9 тысячелетий до нашей эры от материка отделилась Тасмания, где дальнейшее развитие шло более или менее самостоятельно, вероятно, с некоторым регрессом.

Голландец Биллем Янсзон открыл Южную Землю (так переводится Австралия) в 1606 году, но настоящая колонизация началась почти через два столетия со знаменитой высадки в Порт-Джексоне (будущем Сиднее) колонии преступников в 1788 году. До европейцев имели место лишь эпизодические контакты жителей северного побережья с папуасами и индонезийскими охотниками на трепангов.

В силу многих обстоятельств в Австралии законсервировался гигантский ареал первобытного мира. Останки древнейшего человека, найденные там вблизи озера Манго и датируемые 25 тысячелетием, показали, что в биологическом отношении тип аборигена с тех пор практически не изменился. Впоследствии появились частично шлифованные каменные топоры, возникали и внедрялись и иные усовершенствования, однако дальше палеолита прогресс не пошел.

К началу контактов с европейцами аборигены находились еще на общинно-родовой стадии развития, жили локальными группами по 30–60 человек. 10–15 групп объединялись в племя, которое, впрочем, не несло «правительственных функций» и не имело вождя. Это был просто набор локальных групп, в рамках которого регулировались брачные отношения и инициации (подготовка молодежи). Локальная группа могла помочь своим соседям в тяжелые времена, предоставив для охоты часть своей территории, но дальше этого общность не шла, и нет оснований говорить о целостном социальном организме типа племени.

Европейцы столкнулись примерно с 500 такими территориальными племенами, говорившими на почти таком же количестве языков, хотя каждой локальной группе был присущ и свой диалект.

Если учесть, что на каждое племя приходилось в среднем по 12–15 тыс. кв. км земли, а на каждую группу — не менее 100 кв. км, становится понятно, что кочевое охотничье и собирательское хозяйство в основном вполне обеспечивало людей (для сравнения — ареал племени занимал территорию, равную половине Могилевской области или пяти Люксембургам!).

Такая высокая обособленность и отсутствие опасных хищников способствовали консервации материальной культуры. Согласно археологическим данным, последнее крупное изменение в техносфере — переход к более тонкой обработке каменных орудий — произошло здесь за 5 тысячелетий до нашей эры.

По характеру мышления австралийских аборигенов можно отнести к первому, магико-тотемическому, уровню. На их примере попробуем осознать, что же это за уровень.

Каждая локальная группа выделяла себя принадлежностью к какому-то тотему, обычно животному (кенгуру, страусу, змее и т. д.), иногда насекомому или растению и очень редко в качестве тотема выступало природное явление — дождь, солнце, ветер. Тотем не обожествлялся — во многих случаях мясо животного-тотема употреблялось в пищу. Важно было лишь родство с ним оно символизировало единство локальной группы.

Сохранились многочисленные мифы австралийцев о похождениях так называемых тотемических предков, мифы, в которых, видимо, запечатлелась память об эпохе древнейших переселений — Времени Сновидений (Алчеринта у племени аранда). Частично зооморфные тотемические предки никогда не покидают свой род и заботятся о его пополнении — они оставляют в определенных местах зародыши, которые позволяют женщинам беременеть. Иными словами, каждый род и отдельный человек как бы генетически связан с предками, олицетворенными тотемом рода.

В мировосприятии аборигенов очень важна возможность магического взаимодействия с тотемом. Считалось, что соответствующее животное или растение иногда охраняет людей своего рода, а люди, в свою очередь, могут воздействовать на тотем, заставляя его размножаться (обряд мбамбнумба). Магические представления развились у аборигенов до чрезвычайности отсутствовало даже понятие естественной смерти, они полагали, что смерть человека непременно связана с порчей, которую навели на него враги…

Эта характеристика жизненного уклада и образа мышления аборигенов понадобилась нам, чтобы глубже осознать ситуацию, в которой складывалась их картина мира.

Космологические представления здесь незатейливы, но весьма поэтичны! Небо воспринимается как естественное продолжение охотничьего ареала. Светила — это некогда жившие на земле люди. У аборигенов аранда Луна охотник, принадлежащий тотему опоссума, а Солнце — девушка. Оба они забираются на небо по дереву, светят и потом тем же способом спускаются на Землю.

Мир аборигенов предельно компактен — даже до звезд рукой подать. Это особенно ясно ощущается в их песнях. Вот примеры, записанные у племени вонгури:

Вечерняя звезда сияет на коротком стебле…

……………………………………………………………..

Вечерняя Звезда спускается вниз — цветок лотоса на стебле…

Она задевает головы людей, не прошедших обрезания…

Она тонет там, в месте белых эвкалиптов…

Похоже это выглядит и у дьямбарбингу и галбу:

Банумбир. Утренняя Звезда…

Поднимается, поднимается… привязанная к своей веревке…

Утренняя Звезда поднимается: она повисла на дереве.

Здесь хорошо просматривается зачаточная форма фиксации астрономических данных — соотнесение положений небесных тел с земными предметами. Именно постоянно закрепляемая наблюдениями связь между деревьями и такими важными явлениями, как восход и заход Солнца, порождает представления о близости неба. А отсюда один шаг до картины с людьми-светилами в духе мифа племени аранда, картины, которая позволяет уверенно говорить об отождествлении авторами мифа светил на восходе и на закате.

Встречаются лишь самые зачаточные формы обособления небесных явлений, скажем, небесный дух Атнату, покровитель инициации у племени кайтиш, или гигант Алтьира, человек с ногами страуса эму, имеющий много жен и детей и олицетворяющий небосвод у племени аранда. Проблема же творения мира еще целиком лежит вне практики аборигенов, их временные представления просто не включают такого элемента.

Бросающаяся в глаза слитность космологии и географии — характерная черта древнейшего мировосприятия, пожалуй, основной принцип палеокосмологии, причем гораздо более укоренившейся в сознании, чем это может показаться на первый взгляд. Это не раз проявлялось широкими кругами верующих в реальном отношении даже к весьма развитым религиозным доктринам. Скажем, средневековый христианин представлял себе ад и рай скорее как особую часть земного мира, чем в образе особых космических объектов…

Планеты и отдельные звезды у аборигенов практически не выделены. Солнца и Луны вполне хватает для ориентации в пространстве, да и вообще ориентация происходит в основном за счет наземных предметов. Достаточно для охотничьих нужд и суточной цикличности — аборигены не вступают в слишком длительные стратегические взаимодействия с природой, пытаясь преобразовать окружающую среду. Климат в Австралии мягкий, она целиком лежит в тропиках и субтропиках, там практически не бывает заморозков, и смена времен года мало сказывается на образе жизни.

Итак, перед нами довольно яркий вариант действия ряда экологических факторов, затормозивших эволюцию социальных организмов на многие тысячелетия. Резко ограниченная практика позволила построить лишь крайне элементарную картину Вселенной. Разумеется, наивной она выглядит лишь с позиций того, что мы знаем сегодня. Для аборигенов она вполне серьезна и лежит, как говорится, на передовых рубежах их уровня мышления.

Интересно будет все-таки выяснить, насколько типична такая ситуация.

Бушмены и другие

Фактически к началу контактов с европейцами ряд народов на земном шаре стоял на уровне, очень близком к тому, что мы наблюдали у австралийских аборигенов.

Несколько лучше других изучена культура бушменов.

Этот южноафриканский народ охотников и собирателей живет в трудных условиях пустыни Калахари и прилегающих к ней окраинных областей саванны. Жизнь протекает в непрерывных кочевьях между местами охоты и водными источниками. Видимо, в более древние времена бушмены обитали в не столь безрадостных местах, но были вытеснены в пустынную саванну в период великого натиска бантуязычных народов.

Хозяйственная практика бушменов носила сугубо палеолитический характер. В их языке зафиксировано всего около 100 слов для обозначения искусственно изготовленных предметов, однако они успели вступить в эпоху цветной наскальной живописи.

Как и австралийские аборигены, бушмены формировали магико-тотемическую картину мира.

Поклонялись они кузнечику-богомолу Ц'агну — этот тотем в какой-то степени централизовался. Подобно австралийскому Атнату, Ц'агн отождествлялся с небесным духом, в то же время его считали создателем Земли и людей, то есть в его образе заключена уже примитивная космогоническая идея.

С точки зрения бушменов, небесные светила некогда были людьми, представителями древнего народа.

В другой весьма поэтической версии звезды — это львы, на которых взглянула девушка. Солнце — человек со светящимися подмышками (в другом варианте — со светящейся головой), некогда заброшенный соплеменниками на небо. Происхождение Луны связывалось с легендой о девушке, которая высушила сандалии отца. Девушка положила их слишком близко к огню, сандалии обгорели, и одну из них, полусгоревшую, разгневанный отец зашвырнул на небо, где она и стала Луной. Горячую золу и угольки, оставшиеся от второй сандалии, девушка сама зашвырнула на небо — так появились звезды… Юпитер бушмены называли сердцем утренней зари.

Нетрудно заметить некоторый прогресс в этих представлениях по сравнению с тем, что наблюдается в австралийских мифах. Можно искать причины этого прогресса в несколько меньшей изолированности бушменов, более жестких условиях их существования, наконец, в том, что их миграционная волна возникла много позже заселения Австралии — лишь на рубеже нашей эры. Важно и то, что здесь преодолевается еще одна ступенька в эволюции мышления, делается небольшой, но все-таки заметный шаг в развитии магико-тотемического мировоззрения.

Примерно тот же уровень характерен для лесных охотников, обитающих в бассейне реки Конго, — пигмеев. Видимо, они представляют собой остатки древнейшего населения африканской тропической зоны, едва ли не уникальную группу племен, не участвовавших в великих миграциях — в сущности, особую расу. Их техносфера (орудия охоты, жилища, одежда) исключительно растительного происхождения. По-видимому, они сами никогда не изготовляли каменных орудий и не умели добывать огонь. Однако пигмеи вступали в обмен с окружающими земледельцами и за продукты охоты получали даже железные изделия. Пигмеи удивительно слиты с окружающей средой «Лес — наш дом и наша мать», — поют они, и это не просто метафора, приспособленность ощущается во всем, начиная с удобного для передвижения между деревьями небольшого роста и кончая умением целиком и весьма рационально использовать все виды съедобных растений и животных.

Центральную роль в их верованиях играет лесной дух, способствующий удачной охоте. Пигмеи выделяют особую магическую силу мегбе, посредством которой можно взаимодействовать с тотемом.

Лесной образ жизни в непрерывных передвижениях за дичью, разумеется, ограничивает возможности развития представлений о небе в большей степени, чем у бушменов или австралийских аборигенов, обитателей открытых пространств. Однако у пигмеев встречается примитивная космогоническая идея о творце мира Мугаса, чей образ связан с Луной или грозой — явлениями, по-видимому, опасными в практике лесных охотников. Неудивительно, что Мугаса олицетворяет некую злую силу, и ему, в сущности, не поклоняются.

Сходный уровень мышления и отчасти сходные представления о Вселенной можно обнаружить и у других народов, оказавшихся в более или менее сильной изоляции и пассивно уравновесившихся с окружающей средой.

Например, малайские семанги олицетворяли грозу злым духом Кари, выделялся у них и творец мира Та Педну.

Творец мира Пулунга отмечен в мифологии ныне исчезнувших аборигенов Андаманских островов.

К сожалению, эти культуры, как и культуры цейлонских горцев ведда, индейцев Огненной Земли и Калифорнии и многих других народов, изучены очень слабо. Интенсивная колониальная экспансия стерла многие следы самых ранних укладов и соответствующих представлений о Вселенной. Ко второй половине прошлого века исчезло, например, коренное население Тасмании, и мы лишены теперь возможности оценить мировоззрение людей, стоявших, вероятно, на одну эволюционную ступеньку ниже австралийских аборигенов.

У истоков космоса

Выделение неба в качестве особого мира, резко отличного от земного, великое достижение человечества. Очень трудно датировать это событие, но, скорее всего, произошло оно около 10 тыс. лет назад и было связано со значительными изменениями в хозяйственной деятельности и социальной структуре.

Примерно к этому времени люди расселились по всей территории планеты, и в отдельных особо благоприятных районах плотность населения стала превышать какой-то критический уровень, позволяющий поддерживать существование охотой и собирательством. Фактически речь идет о серьезнейшем экологическом кризисе — вооруженность и сообразительность человека нарушили в некоторых местах его естественный баланс с животным и растительным миром. От пассивного приспособления пришлось переходить к активному воздействию на природу. Зарождались земледелие и скотоводство, требующие особых навыков и гораздо более высокого уровня социальной организации, в частности, более обширного и длительного обучения, то есть новых методов передачи социальной наследственности.

Земледелие способно было обеспечить относительно стабильный пищевой запас, но полностью подрывало кочевой образ жизни — только в условиях долговременных и сравнительно крупных поселений удавалось сберечь и вовремя собрать урожай. Соответственно погодные условия и связанные с ними небесные явления стали играть в практике важнейшую роль. Бесспорно, обработка полей и сооружение стационарных жилищ потребовали новой организации представлений о пространстве, а цикличность сельскохозяйственных работ заставила по-иному воспринимать время.

Небо стало обособляться как область исключительно высокой упорядоченности событий, четких ритмов в движении небесных светил. Такая упорядоченность либо вообще не встречалась в других областях практики, либо была слишком слабо выражена. Вместе с тем на небо стала активно проецироваться магико-тотемическая идеология с очень сильно выраженным антропоморфным началом.

Если человек построил хижину, то разве не кто-то, неизмеримо более могучий, создал Солнце и звезды? Если человек магическим заклинанием защитился от врага, то какой же магической силой должны обладать небожители, способные молнией сжечь целую деревню или страшными язвами извести целое племя?

Представление об искусственном характере всякого упорядочения реальности, появившееся в практике древних земледельцев, послужило одним из источников формирования собственно религиозных идей.

Охотник принимал лес или саванну такими, как они есть. Земледелец мог выжечь огромный участок леса, перепахать его и засеять злаками, резко изменяя значительный для него кусок мира, мог, поливая растения, добиться лучшего урожая, умел, наконец, разогнать тьму в своем жилище. Но огромные массивы растений, гигантские холмы и овраги, многодневные обильные дожди, солнечный свет, заливающий мир, — это было нечто, творимое в иных масштабах. Оно требовало и более масштабной схемы объяснения.

События звездного и земного мира и атмосферные явления стали анимизироваться — им приписывалось некое одушевленное начало. Отсюда и зародились собственно религиозные представления о богах как особых сущностях, управляющих явлениями сверхчеловеческого уровня. Разумеется, первоначальные боги вовсе не ограничены жесткой связью со светилами и вообще «небесной пропиской» — они связаны и с особенностями земного рельефа, животного и растительного мира.

Однако постепенно характер и масштаб явлений небесных подавляет воображение человека, и на первый план выходят боги, способные двигать и создавать светила, вызывать ураганы и швыряться молниями, умеющие все, о чем только может помыслить простой смертный.

Пути к цивилизации — Океания

Три огромных региона нашей планеты, относительно поздно вступивших в контакт с евроазиатскими цивилизациями, дают бесценный материал для исследования эволюции ранних представлений о Вселенной — любой из них мог бы служить превосходной исторической лабораторией.

Это области Австралии с Океанией, Африки к югу от Сахары и оба американских материка.

В каждом из этих регионов можно проследить развитие социальных организмов от элементарной общинно-родовой формы до весьма крупных государств и одновременно — интересующей нас картины космоса от простой части охотничьего ареала до многослойного неба.

Последовательность таких картин интересна, прежде всего, тем, что они показывают огромную часть эволюционной лестницы мировосприятия, начинающуюся от уже рассмотренных представлений примитивных охотничьих племен, до уровня, скажем, древнеегипетской или шумерской цивилизаций. То есть мы можем проследить путь, условно говоря, в 15 или 20 тысячелетий до рубежа 4–3 тысячелетия до нашей эры.

Основное население интересующих нас регионов стояло на разных стадиях социального развития — от формирующегося родоплеменного строя до крупных межплеменных союзов и государств с зачатками рабовладения.

Например, в Океании племена новогвинейских папуасов и западных меланезийцев по своему укладу были очень близки к австралийским аборигенам, хотя значительно большая плотность населения подтолкнула их к элементарным формам земледелия. У папуасов встречаются космогонические идеи, скажем, о происхождении Солнца от рыбы и женщины, небесные светила непременно олицетворены, а в картине строения Вселенной появляется довольно ясное членение на три мира — небесный, земной и подземный. Попасть на небо, согласно их представлениям, можно по достаточно высокому дереву, а в подземный мир — сквозь болото или особую нору.

К юго-востоку Меланезии можно встретить гораздо более развитые формы хозяйственного и общественного уклада. У племен Ново-Гебридских островов существует очень интересное представление о распространенной повсюду силе мана, от уровня которой зависит удача в любом деле. Сила мана связана с культом вождей и предков, и соответственно ею более всего наделены вожди и вообще самые сильные и мудрые люди. Это вполне определенное олицетворение наступающего социального расслоения, ощущение сильного взаимодействия отдельных людей с социальной структурой. Однако богов у меланезийцев все еще нет, космологические представления развиты слабо.

Следующий этап наблюдается в Полинезии. Здесь культ вождей перерастает в их обожествление. Вожди владеют правом табу — запретом на любое действие подданных, им приписывают и абсолютный уровень мана, тогда как, скажем, рабы лишены этой силы начисто. У племени тонга считается, что только души вождей продолжают жить, а души простых людей погибают.

Складывается общеполинезийский пантеон во главе с отцом богов, создателем мира и стихий Тангароа. Характерна его образная эволюция. По некоторым данным, он происходит от Тангаро, тотемического ястреба у северных меланезийцев, превращается в культурного героя южномеланезийских преданий и лишь потом попадает на высочайший общеполинезийский пост такова биография практически всех богов в самых разных уголках Земли. Довольно сложная космогоническая картина возникла у новозеландских маори. Все сущее произошло от Пу (корень или начало), породившего Коре (хаос, пустоту), который, в свою очередь, расщепился на По (ночь) и АО (свет), породивших Ранги (отца-небо) и Папа (мать-землю). От этой супружеской пары появились 7 богов-братьев, в том числе и Тангароа, первоначально олицетворявший водную стихию и рыб. Братья взбунтовались против Ранги и Папа и разделили небо и землю.

По другой версии небо и земля возникли из двух половинок раковины, в которой был заключен сам себя породивший Тангароа.

Строение мира у полинезийцев усложняется — небо становится фактически многослойным, попасть на него можно лишь по особому дереву, и это доступно лишь богам и человеческим душам.

Интересная космологическая абстракция встречается в Микронезии на Маршалловых островах. В акте творения основную роль играют магические заклинания бога Лоа — небо, земля, люди порождаются его словом.

Пути к цивилизации — Африка

Сейчас общепризнано, что африканский континент — своеобразная колыбель человечества. Именно здесь найдены следы древнейших звеньев человеческой эволюции — зинджантроп и Homo ћabilis, увеличившие возраст нашего эволюционного ствола на пару миллионов лет. Здесь также обнаружены почти все этапы становления человека. По некоторым данным, именно из Африки около 40 тыс. лет назад пошли великие миграционные волны — не менее трех, обеспечившие заселение всей обитаемой суши.

Здесь, в районе нынешней Сахары, зародилась одна из древнейших земледельческих культур, а на северном побережье в 4 тысячелетии до н. э.одна из древнейших цивилизаций.

В африканском регионе, расположенном южнее Сахары, можно встретить практически все слои космологических представлений — от сравнительно примитивных картинок бушменской и пигмейской космологии, которые мы уже обсуждали, до весьма непростых схем, близких к уровню цивилизаций Древнего Востока.

Некогда на месте Сахары лежали цветущие земли. Имеются довольно обоснованные гипотезы, что образование этой огромной пустыни, начавшееся где-то на рубеже 3–2 тысячелетий и завершившееся к середине 1 тысячелетия до нашей эры, — одна из крупнейших экологических катастроф, обязанных истощению почв экстенсивным земледелием и скотоводством. Эта катастрофа оказала огромное влияние на развитие африканского континента — вся область к югу от Сахары оказалась в изрядной степени отрезанной от северных областей, предельно затруднились контакты со средиземноморскими очагами культуры. Образно говоря, наступающая пустыня разделила Африку на два субконтинента, и в южной части эволюционные процессы проходили заметно медленнее. Разумеется, что не был столь сильный изолят. как Австралия, но все-таки эпоха Великих географических открытий началась именно с открытия европейцами западного побережья материка, северное побережье которого сыграло выдающуюся роль в формировании древних европейских цивилизаций…

В этом разделе, обсуждая культурные срезы области Африки южнее Сахары, мы будем называть ее просто Африка.

Почти у всех африканских племен был ярко выражен культ вождей и предков. Тхонги на юге и джагги на востоке Африки поклонялись душам умерших, считавшихся покровителями племени (культ псиквембу). Во многих местах тотемизм развился в поклонение животным, особенно леопардам и змеям. Но главное все-таки заключалось в чрезвычайно сильном выделении людей, обладающих особыми навыками и способностями — вождей, кузнецов, шаманов[9].

Для большинства областей междуречья Замбези и Лимпопо, бассейна Конго, Западной Африки характерно обожествление правителей. В государстве Бенин (в бассейне реки Нигер), достигшем расцвета к 13 веку, обожествление царей и их предков достигло уровня государственной религии. Во время царских похорон в жертву приносилось до полутысячи человек.

Разумеется, из поклонения могучим вождям и хозяевам магических сил почти повсеместно развились представления о небесном боге-творце. У многих племен он именовался Ньямбе (или Ямбе, Замбе), и считалось, что, создав мир, он перестал вмешиваться в его дела.

За небольшими исключениями картины строения Вселенной были развиты довольно слабо и не слишком детализированы — гораздо большую роль играли мифы о происхождении человека. Характерная космологическая идея — выделение творца и олицетворение ряда стихий. Например, у бини (территория государства Бенин) творцом Вселенной считался бог Огбора, а его сын Оса олицетворял небо.

На этом фоне резко выделяется картина мира, созданная догонами, обитателями плато Банднагара на южной границе Сахары. По представлениям догонов, мир создан богом Амма, точнее, из его имени. Возник некий зародыш, превратившийся в «мировое яйцо». Расщепление этого яйца и привело к рождению Вселенной.

Очень интересна структура догонской Вселенной. Мир состоит из 14 расположенных друг над другом земель. Вся конструкция держится на железном столбе, проходящем сквозь центры земель. 7 верхних миров населены рогатыми людьми. Наша земля (плоский круг, ограниченный кольцом соленого океана, которое, в свою очередь, обнимает гигантская Змея, глотающая свой хвост) населена обычными людьми, а 6 нижних миров — хвостатыми.

Пути к цивилизации — Америка

Теперь отправимся в Западное полушарие. Америка была заселена протомонголоидами около 25 тыс. лет назад через северо-восточную Азию, которая в то время соединялась с Аляской довольно широкой (до 2000 км) равниной[10].

Ко времени первых контактов с европейцами здесь сложился уникальный регион, где были представлены буквально все уклады — от охотников каменного века на Огненной Земле до нескольких крупных цивилизаций.

Если индейцы Огненной Земли, Калифорнии и эскимосы на Крайнем Севере по укладу жизни и, очевидно, мировосприятию не слишком отличались от африканских бушменов или аборигенов Австралии, то у более развитых народов встречается много сходного с тем, что мы видели в Океании и в засахарской Африке.

Земледелие возникло в Америке на рубеже 3–2 тысячелетий до н. э., однако сравнительно с африканским и океанийским регионами была и своя специфика — здесь практически не знали скотоводства и металлургии.

Разумеется, наблюдались и определенные отличия в системе мировоззрения, в верованиях. Например, в высшей степени была развита вера во сны, в реальность сновидений. Интересно, что культ предков и вождей у многих индейских народов был заметно подавлен и иногда практически отсутствовал, что и породило известные легенды об исключительной демократичности их социальной организации. В какой-то степени эти культы оказались сдвинуты в военную сферу, где важнейшую роль играли магические ритуалы. По-видимому, своеобразная военная ориентация возникла еще в древнейшие времена заселения континента, когда под напором новых волн часть племен вынуждена была проделать невероятно большой и трудный путь. Кроме того, в силу определенных экологических условий в Америке не сложилась такая важная форма хозяйства, как скотоводство, и недостаток продуктов примитивного подсечно-огневого земледелия требовал непрерывно поддерживать границы достаточно обширного охотничьего ареала в борьбе с примерно равным противником. В такой ситуации у многих племен оперативность и личная храбрость играла большую роль, чем мудрость стариков, а величие вождя длилось ровно до тех пор, пока ему улыбалась весьма переменчивая военная удача.

Впрочем, у ряда племен северо-западного побережья и юго-запада культы предков и вождей были на высоте. Тем более, они четко проявлялись на уровне более крупных социальных структур — относительно стабильных племенных союзов и государств. Обожествление Инки, царя древнеперуанского государства, ничуть не уступает, скажем, соответствующему взгляду древних египтян на фараона, оба они считались сыновьями Солнца…

У алгокинских племен Северной Америки важное место занимает представление о некой сверхъестественной силе — маниту (или оренда у ирокезов), которая покровительствует племени и в чем-то похожа на полинезийскую силу мана.

Наряду со значительными следами тотемизма были развиты племенные культы природных стихий, главным образом Солнца (у индейцев сиу и ирокезов), а также Луны, ветра и воды.

Характерна в этом отношении культовая картина мира дакотов, выделявших 4 стихии и соответствующих духов. Эти духи одновременно олицетворяли стороны света и цвета: Тункан (земля, север, синий), Вакиньян (огонь, восток, красный), Унтехи (вода, запад, желтый), такушнаншкан (ветер, юг, черный). Отсюда и появление четверки в качестве священного числа и поклонение четырехконечному кресту, столь приятно поразившее христианских миссионеров.

Строго говоря, рассказ о великих индейских цивилизациях можно было бы включить в следующую главу. Эти цивилизации не знали скотоводства, медно-бронзовой и железной металлургии, плуга, колеса и весовых мер, но во многих отношениях, например в строительстве и в развитии бюрократического аппарата, ничуть не уступали Египту времен Древнего и даже Среднего царств.

Цивилизации Центральной Америки зародились в 1 тысячелетии нашей эры в области, где на протяжении многих веков развивалась богатая и во многом еще таинственная ольмекская культура. Вторжение северных племен нахуа[11] примерно на рубеже нашей эры резко изменило ситуацию и способствовало формированию ранних государств.

Нахуа построили весьма многогранную картину мира, отчасти напоминающую модель африканских догонов. Вселенная нахуа делилась на 13 небес и 9 подземных миров. Первое небо они отводили Луне, 2 — звездам, 3 — Солнцу, 4 — Венере, 5 — кометам, 6 — считалось ночным (черным или зеленым), а 7 дневным, 8 — было небом бурь, 9, 10 и 11 — это белое, желтое и красное небо, соответственно, 12 и 13 небо отводилось богу Ометеотлю.

Космология нахуа имела строгую цикличность. Вселенная каждый раз должна возрождаться заново под эгидой определенного нового божества, а потом она гибнет в грандиозной катастрофе.

Великими наследниками ольмекской и ранненахуанской культур стали индейцы майа, которые и сформировали на юго-западе Центральной Америки первое крупное государство. Экологический кризис, связанный с быстрым истощением почв при подсечно-огневом земледелии, а также нашествие тольтеков заставили майа уйти на полуостров Юкатан, где к началу 2 тысячелетия нашей эры образовался союз городов-государств — Майяпанская лига.

Многовековое развитие породило довольно сложный пантеон, во главе которого стоял творец и владыка мира Итцамна, важное место занимали олицетворение дождя Чак и ветра — Павахтун. Видимо, несколько позже в связи с увеличением объема астрономических наблюдений роль последнего стал играть бог утренней звезды (Венеры) Кукулькан, или Кукулан, — несомненный аналог знаменитого ацтекского Кетцалькоатля.

Строение мира у майа относительно примитивно. Центр их Вселенной гигантское дерево, на которое нанизаны небеса, а по углам располагаются 4 других дерева, символизирующие 4 стороны света — красное (восток), белое (север), черное (запад), желтое (юг). К каждому из угловых деревьев приписывались боги соответствующего цвета — бакабы (держатели неба), павахтуны (ветер), чаки (дождь).

При всем том майа обладали немалыми астрономическими познаниями. Созданный ими календарь был унаследован рядом других народов Центральной Америки. Календарь этот весьма любопытен. Он дробится на два типа недели (9-дневную и 13-дневную) и 20-дневный месяц. 18 таких месяцев и 5 особых дней, добавляемых в конце года, составляли большой год — хоаб. Кроме того, существовали еще два типа календарного года — тун (ровно 360 дней) и тцалькин (260 дней). Последний вариант, вероятней всего, соответствовал стандартному земледельческому циклу — периоду между посевом и сбором урожая. Он удобно членился как на 20 13-дневных недель, так и на 13 20-дневных месяцев.

Велики были достижения майа и в области строительства — они оставили свыше 100 городов и 30 тысяч пирамид![12]

Незадолго до открытия Америки европейцами государства майа стали распадаться и в определенной мере попали под власть новой мощной цивилизации. Она вспыхнула в центральной Мексике в связи с приходом туда в 12 веке агрессивных ацтекских племен, покоривших обширные тольтекские земли. Рабовладельческое государство ацтеков сформировалось окончательно к 15 веку на огромной территории между Тихим и Атлантическим океанами.

В системе хозяйства и мировоззрения ацтеков бесспорны значительные культурные заимствования у древних нахуа, тольтеков и особенно майа, однако во многом их картина мира самобытна.

Ацтекская космология связана с представлением о цикличности — древний бог Тлоке-Науаке породил четырех сыновей (Тецкалипоки), которые по очереди творили 4 эры Вселенной. Каждая эра должна завершаться мировой катастрофой. В несколько иной трактовке этого мифа выделяется 5 эр, включая современную, причем каждой эре соответствует свой бог. Первой, второй и третьей — боги Солнца Тецкалипока, Кетцалькоатль и Тлалок, четвертой — богиня вод Чальчиугликуэ, а пятой, еще не завершенной, — снова бог Солнца Тонатиу. Катастрофы следовало ждать каждые 52 года, что совпадает с важнейшим 52-летним циклом в календаре хоаб у майа[13].

Ацтекская Вселенная располагалась вокруг центрального огня, олицетворенного богом Шиутекули, а четырем сторонам света соответствовали свои боги. Она, как и у нахуа, делится на 13 небес и 9 подземных миров.

Постепенно пантеон ацтеков сконцентрировался вокруг главной триады Кетцалькоатля, который стал почитаться как творец Вселенной и людей, а также бога Солнца Тецкалипока и бога войны Уитцилопочли. Это в какой-то степени отражало социальную структуру, основанную на тройственном союзе крупнейших ацтекских центров Тепочтитлана, Тескоко и Тлакопаном.

Именно культы Тецкалипока и Уитцилопочли связаны с широко известными кровавыми жертвоприношениями ацтеков. Согласно их космогоническому мифу, сыновья Тлоке-Науаке вынуждены были приносить в жертву богов, чтобы Солнце и Луна двигались по небосводу. Эта идея и легла в основу ритуала — во имя движения светил торжественно лишали жизни множество людей, причем необходимость в очень большом количестве таких жертв приводила даже к специально организуемым войнам. В сложной и очень интересной фигуре главы пантеона Кетцалькоатля наслоились представления многих веков. Первоначально, еще на рубеже нашей эры, он, по-видимому, играл роль культурного героя, научившего людей земледелию. Потом он обожествляется, становится хозяином стихий, из зооморфного образа («зеленый пернатый змей») трансформируется в рыжебородого белолицего человека. Из-за конфликта с Тецкалипокой он удаляется в страны Востока, чтобы когда-нибудь вернуться к своему народу. И, наконец, с образом Кетцалькоатля сливается предание о каком-то проповеднике и философе, жившем под этим именем в 9 веке.

Мощное объединение индейцев кечуа возникло в Южной Америке. Государство Тауантинсуйю («четыре стороны света»), более известное по имени его царей Инков, сложилось в 15 веке в период резкого усиления и объединения кечуанских городов и захвата огромной территории более древнего государства Чиму. К началу 16 века оно располагалось в обширных областях нынешних Перу, Боливии, Эквадора, Чили и Аргентины.

Во главе этой империи, построенной по кастовому принципу, стоял Сапа Инка («Единственный Инка»), которого обожествляли при жизни и считали сыном Солнца. Инки строили великолепные ирригационные сооружения, они изобрели уникальное узелковое письмо кипу, создали довольно точный лунный календарь. Здесь, в предгорьях Анд, начало складываться скотоводство и металлургия, связанная с обработкой драгоценных и цветных металлов.

Видимо, с древнейших времен среди кечуа широко распространился культ предков, поклонение духам умерших (узка).

Пантеон инков возглавлял тройственный в едином лике Инти (солнце-господин, солнце-сын и солнце-брат). Наряду с ним выделялись божества, олицетворяющие Луну, гром и созвездие Плеяд. Определенную роль играли боги земли и воды.

Соответственно тройственную структуру имела Вселенная — верхний мир (ханан пача), земля (уку пача) и нижний мир (хурин пача). Все они связаны двумя гигантскими змеями, которые, выходя из подземного мира, принимали различные облики, скажем, на небе одна из них становилась радугой, а другая — молнией.

Космологические представления инков связаны с циклами и в той степени историчны, в какой народная память сохраняет картины социальной эволюции (4 эпохи, 4 поколения людей, сменяющие друг друга). Однако землю они считали вечной и древнейшему богу Виракоча приписывали только создание светил.

Характерным моментом в космологических картинах многих южно-американских племен выступала цикличность и неизбежность катастроф, которыми заканчивается каждая эра.

Глава 3: Мир древних цивилизации

…Остановитесь на путях ваших и рассмотрите, и расспросите о путях древних, где путь добрый, и идите по нему, и найдете покой душам вашим.

Книга Иеремии

Новые масштабы

Внедрение земледелия исподволь подготовило качественный скачок в развитии социальных организмов. За несколько тысяч лет относительное обилие пищи позволило сосредоточить на более или менее компактных территориях крупные племена, которые объединялись в союзы во имя сосуществования и защиты границ. Структура этих сообществ непрерывно усложнялась, делалась иерархической — появились особые органы управления, а часть людей могла сосредоточить свои усилия на совершенствовании орудий труда.

Сельскохозяйственные циклы вызвали к жизни практическую астрономию не созерцательное толкование отдельных феноменов, а активное, в силу крайней важности для практики, изучение идеального «часового механизма» неба.

В отдельных районах планеты создались особо благоприятные условия для концентрации населения. В плодородных долинах Нила и Хуанхэ, Инда и Евфрата за 4–5 тысячелетий до нашей эры стали зарождаться центры будущих великих цивилизаций, оказавших решающее воздействие на дальнейший ход человеческой истории.

Перед тем как перейти к путешествию по этим очень интересным временам, стоит обратить внимание вот на какие обстоятельства.

Во-первых, о словоупотреблении. Цивилизацией можно назвать иерархически оформленный уровень развития социальных организмов, соответствующий государственным структурам[14]. Непременным ее признаком является достаточно развитый «мозговой центр» — особый орган централизованного управления, способный реально регулировать состояние общества в целом, воздействуя на темп и характер производства и распределения.

Повседневная языковая практика чаще всего вкладывает в понятие цивилизации нечто противоположное невежеству, низкому жизненному уровню и беззаконию.

Льюис Генри Морган и вслед за ним другие ученые использовали трехэтапную эволюционную схему — дикость, варварство, цивилизация. В соответствии с ней ранние земледельческие культуры относятся к варварскому периоду, а вступление в цивилизацию знаменуется образованием государств с какой-то формой законности, классовым делением, письменностью и бюрократическим аппаратом. Впоследствии мы увидим, что сами цивилизации можно тем или иным способом классифицировать, скажем, по уровню технологических достижений или по масштабу их деятельности. Это особенно важно при попытке расширить понятие цивилизации (локально географическое в истории) до планетарных и тем более космических масштабов.

И последнее. Говоря о благоприятных условиях для перехода на новый уровень развития, следует иметь в виду не просто местные климатические факторы. С точки зрения эволюции, благоприятны условия, стимулирующие повышение сложности и адаптивности организмов — в том числе и социальных, и такая благоприятность зачастую далека от узко понимаемого благополучия.

Неолитическая революция, вспыхнувшая в ближневосточном регионе в 9–8 тысячелетиях до нашей эры, позволила перейти от присвоения пищи к ее производству. Но это само по себе еще не было достаточным условием появления цивилизаций. Многие культуры древности, перешагнув порог неолита, не испытали дальнейшего прогресса, во всяком случае длительно не входили в более высокую фазу.

Суть дела, конечно, в уравновешивании. В условиях богатой фауны и флоры уравновешивались и «сходили с эволюционной дистанции» охотничье-собирательские племена. В условиях приличных почв и устойчивого естественного орошения уравновешивались и земледельцы. Проблема не сводится только к способу добычи пищи и изготовления орудий труда — важен еще и масштаб взаимоотношений с окружающей средой. И здесь определяющим моментом стали ирригационная и торговая деятельность.

Там, где полив осуществлялся на сравнительно небольших участках и за счет небольших естественных и искусственных источников (малых рек, ручьев, канав), не требовалось усилий слишком крупных человеческих коллективов. Для работ в рамках племенного ареала, как правило, вполне хватало сил самого племени. Такое положение способно надолго законсервировать уровень организации общества, что мы и могли проследить, путешествуя по трем огромным ареалам планеты.

Но люди, оттесненные в долины могучих и капризных рек вроде Евфрата или Нила, попадали в совершенно иные условия. Благодаря иловым наносам почвы здесь оказались истинным золотым дном, однако регулировать водную стихию нужно было в масштабах, недоступных одной общине и даже мелким объединениям. Приспособиться к этим масштабам могли лишь социальные организмы нового типа — цивилизации.

Централизованное управление и распределение продуктов, астрономические и инженерные задачи и, конечно, необходимость ускоренного обучения привели к созданию письменности и крупных городских поселений. Нехватка многих важных ресурсов (типичный пример тому — бедная камнем и металлом Месопотамия) подтолкнула к крупной и дальней торговле.

Но известны и иные варианты становления цивилизаций. Скажем, в древней Финикии (примерно соответствует территории современного Ливана) превосходные природные условия не требовали особых ирригационных усилий для выращивания хороших урожаев вполне хватало обильного дождевого полива. С другой стороны, отличный строительный материал — ливанский кедр, который рос на обращенных к морю горных склонах, обратил активность финикийцев к мореплаванию. Вместо крупных держав, осуществляющих ирригационно-земледельческую политику на больших территориях (Египет, Месопотамия, Китай), здесь сформировались компактные города-государства портового типа, где деятельность населения концентрировалась вокруг кораблестроения и обеспечения дальних морских экспедиций. Овладев морскими путями, финикийцы широко развили торговые связи. Разумеется, в их городах важную роль играло купеческое сословие, уровень централизации власти и характер распределения собственности между государственным и частным сектором был совсем иным, чем в великих речных государствах. Для защиты от внешнего врага города объединялись в федерацию, в которой постепенно выделился Тир, ставший главным центром Финикии. К середине 2 тысячелетия до н. э., когда сошла с исторической сцены Критская цивилизация, Финикия стала практически безраздельным хозяином средиземноморских вод. Благодаря открытию пурпурной краски (добываемой из морских моллюсков) тирские купцы сумели накопить огромные богатства. Колонизация африканского (Карфаген) и испанского (Гадес) побережий позволила финикийцам процветать даже после египетского вторжения в ближневосточные земли.

Нечто похожее в смысле путей развития свойственно и морским цивилизациям Крита и Греции.

Можно было бы остановиться и на иных вариантах, когда процветание определенной области основывалось не на ирригации или морской торговле, а, например, на обилии и доступности металлосодержащих руд (Хеттская цивилизация). Но суть не в размножении примеров. Уже два главных пути четко демонстрируют общий момент — наряду со способом производства его масштаб играет в социальной эволюции важнейшую роль. Египтяне и финикийцы по-разному научились извлекать значительный избыточный продукт, но важно, что в обоих случаях это обусловило прогрессивное усложнение социальных структур.

Египет

Примерно к 3000 году до н. э. на северо-востоке Африки, в долине Нила, возникло крупное государство — объединение царств Верхнего и Нижнего Египта. Ранние сравнительно мелкие царства существовали на этой территории уже не менее тысячи лет.

Единый и самостоятельный Египет простоял очень долго — 26–27 веков, вплоть до завоевания его в 332 году до н. э. Александром Македонским. За это время сменилось 30 фараонских династий и, конечно же, возникло невероятное обилие культурных слоев.

Развился очень громоздкий и запутанный пантеон, куда многообразно и подчас противоречиво вкраплены космологические представления древних египтян. В египетском пантеоне существенную роль играли древнейшие магико-тотемические представления, наследованные от заселявших эти земли берберов, протосемитов и кушитов. В частности, в египетской мифологии и религии, как ни в одной другой древней религии государственного уровня, укоренились зооморфные образы.

Скажем, бог мудрости Тот символизировался ибисом или павианом, Анубис — шакалом или волком, богиня Баст — кошкой, покровитель фараонов Гор — соколом. Лишь позднее начинается антропоморфизация, но и она обычно неполна, например, Баст возникает в образе женщины с кошачьей головой, бог Амон имеет бараньи рога. Животные (особенно быки и бараны) считаются душами богов, их живым воплощением. Зооморфность сильно сказалась и в ранней египетской письменности.

При всей этой явной тотемической архаике, в Египте происходит важнейший сдвиг в мифологии, характерный для развитых земледельческих культур, — олицетворяются и обожествляются все стихии, играющие первостепенную роль в хозяйственных циклах: небо — богиня Нут земля — бог Геб

Солнце — бог Ра[15]

Луна — бог Тот

Нил — бог Хапи.

Особо выделяется роль неба и небесных явлений — соответствующие боги главенствуют в пантеоне (пример — так называемая фиванская триада: Амон (Ра) — бог Солнца, Мут (Нут) — его жена, богиня неба, Хонсу — их сын, бог Луны).

Это в известном плане и есть завершающий ход от магико-тотемических к религиозным представлениям.

Космологические сюжеты древних египтян, как правило, довольно фрагментарны. В одном из вариантов начало всему положил поднявшийся из первичного хаоса (океана) Нуна, первичный холм (Атум). Из распустившегося на этом холме бутона лотоса возник Ра, из уст которого появились первые боги, а из слез — первые люди. В ином варианте Ра выходит из яйца птицы Великий Гоготун. В третьем — землю и людей творит из глины бог-гончар Птах (или Хнум).

В так называемой гелиопольской версии первичный холм Атум, отождествляемый также с Ра и с Хепри, породил бога Шу (олицетворение Шу не совсем ясно — воздух, влага или солнечный свет?) и его женское дополнение Тефнут (влага). Эта пара в свою очередь породила бога Геба (земля) и богиню Нут (небо). Шу поднял Нут над Гебом — отделил небо от земли. Это отделение — один из любимых сюжетов древнеегипетской живописи. От Геба и Нут появились Осирис, Сет, Исида и Нифтида — все они и составляют гелиопольскую Эннеаду (Великую Десятку богов).

В период нового царства в 14–12 вв. до н. э. на царских гробницах нередко высекалась своеобразная иллюстрация к мифу о небесной корове Нут. Усеянное звездами брюхо Нут поддерживает бог Шу, а ноги — восемь божеств-хех (хех = 1 млн. богов!). Среди звезд плывут две ладьи, в одной из них — бог Ра. Согласно мифу, Ра по совету Нуна поднялся на спине Нут, когда устал пребывать среди людей, а божества-хех он создал, чтобы избежать падения, когда у коровы Нут закружилась голова…

Сталкиваясь с такой космогонией, поневоле удивляешься обилию противоречий не только между разными версиями, но и внутри некоторых из них (скажем, на изображениях Ра плавает в ладье, а по тексту — сидит на спине Нут). Данное явление вообще очень характерно для представлений древних, и египетская мифология, возможно, лучший к нему пример.

За 27 веков Египет, по крайней мере, дважды — в конце 3 и в середине 2 тысячелетия до н. э. — распадался на отдельные номы, несколько раз подвергался завоеваниям. Иными словами, в период своей самостоятельной государственности он вовсе не был сверхдержавой в современном понимании его внутреннее единство и внешнее могущество колебались в очень широких пределах. Мифы формировались в местностях с очень разным культурным уровнем и лишь до определенной степени сводились воедино — постольку, поскольку это требовалось общегосударственными интересами. А для управления государством собственно космогонические проблемы наверняка играли не самую важную роль.

И, наконец, очень важно, что древние египтяне вряд ли обладали современной реакцией на логические противоречия. Разные варианты мифов как бы дополняли друг друга, позволяли более емко оценить явления[16].

В социальной практике египтян было слишком мало факторов, стимулирующих дискуссии об устройстве Вселенной и тем более выявление противоречий в текстах, освященных волей фараона. Это чрезвычайно существенное обстоятельство.

Пожалуй, Египет был самой централизованной деспотией среди цивилизаций древнего мира. Практически все, находившееся на его территории, считалось государственной собственностью, включая людей. Каждый человек оказывался в роли государственного раба, вынужден был выполнять любое предписание фараона, отождествлявшего себя с державой, а, по сути — волю очень ограниченной кучки приближенных к престолу Сына Солнца, бесконтрольно командовавшим всем и вся. Фактическому утверждению этой системы способствовала крайняя слабость частного сектора, из-за чего почти никто не мог ощутить своей независимости.

Такая специфика во многом обусловлена исключительной концентрацией сил в борьбе со стихией единой вдоль Египта реки — Нила.

Знания методов ирригационного и дворцового строительства, водного режима великой реки, накопленные многовековой практикой, превратились в своеобразное секретное оружие жреческой касты. Это была реальная власть, ибо тайные таблицы позволяли держать в немногих руках все экономические нити огромной страны.

Жрецы, бесспорно, заботились о накоплении астрономических и технических фактов, но не слишком стремились к сведению их в общедоступную систему, к облегчению их передачи следующим поколениям. Напротив, формировалась многоступенчатая лесенка посвящений, когда образование достигалось ценой многолетнего некритического заучивания приемов решения сотен частных задач. Рецептурность полученных таким путем знаний не позволяла египтянам угнаться даже за не слишком быстрым в те времена прогрессом. Например, им так никогда и не удалось сыграть самостоятельную серьезную роль в средиземноморском мореходстве, гораздо позже основных соседей они освоили производство оружейного железа.

Астрономические достижения египтян связаны в первую очередь с созданием календаря, приспособленного к сельскохозяйственным работам. Год делился на 3 сезона (разлив, жатва и засуха), 12 30-дневных месяцев с добавлением 5 особых дней в конце года. Ежегодные разливы Нила, который играл, пожалуй, ^определяющую роль среди других природных явлений, предсказывались по восхождению Сириуса и по прилету ибиса. Составлялись карты небесных созвездий, были выделены планеты.

Можно сказать, что технические (прежде всего _ строительные) достижения египтян выглядят более впечатляющими, чем астрономические. Уже в период Древнего царства, примерно в 28 веке до н. э., они строили такие грандиозные сооружения, как пирамида Хеопса. В Среднем царстве, на рубеже 2 тысячелетия до н. э., был изобретен, а впоследствии и серьезно усовершенствован колесный транспорт. Египтяне использовали водяные часы (клепсидры) и солнечные часы, знали дроби и многие геометрические построения.

После греческого завоевания Египет стал одной из крупнейших стран эллинистического мира, а в начале нашей эры — римской провинцией. Александрия на протяжении многих веков удерживала ведущую роль среди центров античной культуры.

Шумеро-вавилонский мир

К концу 4 тысячелетия до н. э. в Месопотамии, неподалеку от Персидского залива, сложилось мощное объединение шумерских городов-государств. В этих плодородных областях уже на протяжении нескольких тысяч лет (с 6 по 4 тыс. до н. э.) развивались земледельческие культуры типа Эль-Обейда.

Цивилизация, самостоятельно просуществовавшая около 25 веков, вплоть до персидского завоевания в 538–539 гг. до н. э., по традиции называется шумеро-аккадской, хотя фактически речь идет о более или менее последовательной смене нескольких эпох — Шумера, Аккада, Вавилона, Ассирии, Халдейского царства.

Разумеется, и здесь отмечено изрядное наслоение мифологических картин, однако месопотамская космогония, пожалуй, несколько универсальней египетской.

Сохранилась поэма «Энума Элиш», которая, видимо, подытоживает космогоническую картину шумеро-аккадского периода. Произведение обычно датируют 14 веком до н. э. или даже более поздним временем, а все сохранившиеся фрагменты по языку относятся к 1 тысячелетию до н. э. Самая ранняя из встречавшихся дат — царствование Агума II в 16 веке до н. э., то есть во времена хеттского нашествия.

Поэма, написанная на 7 таблицах, начинается так:

Когда вверху не названо небо,

А суша внизу была безымянна,

Апсу первородный, всетворитель,

Праматерь Тиамат, что все породила,

Воды свои воедино мешали.

…………………………………….

Когда из богов никого еще не было,

Ничто не названо, судьбой не отмечено,

Тогда в недрах зародились боги…

Итак, Апсу, олицетворяющий хаос или первичный пресный океан подземных вод, соединяется с Тиамат (первичный соленый океан). Их внук — Ану, бог неба. Созданная ими огромная семья вскоре надоедает Апсу, и тот намерен уничтожить беспокойных потомков.

Но тут вмешивается мудрейший бог Эа[17], усыпивший Апсу чисто магическим приемом:

Он создал образ, завершил и закончил,

Заклинанье святое совершил премудро,

Повторил громозвучно, отправил в Воды.

Излилась дремота, сном окружила

Апсу усыпил он сном излиянным.

Предав Апсу смерти, Эа возвел над ним ритуальный брачный чертог, где и сочетался с богиней Дамкиной. От этого брака появился героический глава вавилонского пантеона Мардук.

Именно Мардук решился вступить в сражение с Тиамат, мстившей за гибель Апсу. Однако предварительно он выговорил себе особое положение среди богов:

Неизменным да будет все, что создам я!

И никто приказ моих уст не отменит!

После доброго пира боги безропотно согласились вручить Мардуку свои судьбы.

Уничтожение Тиамат — на редкость кровавая картина творения Вселенной. Мардук «разрубил пополам ее, словно ракушку. Взял половину — покрыл ею небо». На небе он устроил стоянки богам Ану, Энлилю и Эа (у двух последних — Полярная Звезда). Центр неба — планету Неберу (Юпитер) — Мардук отвел себе. В этом смысле аккадская Вселенная «юпитероцентрична»…

Вторая половина бедняги Тиамат послужила материалом для создания земли, ее слюна — атмосферы, облаков и холода.

Правителем этой Вселенной Мардук назначил Эа, а таблицы судеб, отобранные у нового супруга Тиамат, Кингу, вручил богу неба Ану. Из глины и из крови Кингу Мардук сотворил людей, дабы они служили богам, а боги могли вечно отдыхать (модель: люди — рабы божьи!).

Такова вкратце структура главного космогонического мифа шумеро-аккадской цивилизации. Обращает на себя внимание отсутствие зооморфных образов, которыми так изобилует египетская картина мира.

Любопытным и далеко не полностью понятным фактом является заметно большее внимание шумеров и вавилонян к астрономическим и математическим исследованиям, чем это наблюдалось в Египте, хотя в смысле техники особенно оросительных сооружений и монументального строительства — египтяне были несколько впереди.

Многое, конечно, объясняется условиями формирования месопотамской цивилизации. Шумерам пришлось иметь дело с многочисленными рукавами дельты Евфрата, реки с менее регулярными разливами, чем у Нила. Их ирригационная деятельность носила менее масштабный, но более сложный характер. Заболоченные речные берега были богаты разве что глиной. Пришлось очень рано и активно развивать торговлю, искать металлы и изобретать особый строительный материал (кирпич). Необходимость писать на глиняных табличках, а не на удобном папирусе привела к заметно более простому начертанию знаков — без особых рисуночных излишеств. Уровень централизации власти был несколько ниже египетского, а частный сектор играл заметно большую роль. Временами падение династий вызывало даже полный кризис государственной экономики — она целиком попадала в частные руки. Однако поддержание крупных ирригационных систем возвращало все на круги своя — государственный сектор снова выходил на первый план, централизация резко возрастала, и царская власть становилась практически безграничной.

Все это делало месопотамскую цивилизацию более гибкой и подвижной сравнительно с египетской. Подвижности способствовала и острая конкуренция отдельных областей Междуречья, периодически порождающая смену лидера. Так Шумер отошел в тень перед Аккадом, Аккад перед Вавилонским царством и т. д.

Однако, в конечном счете, нормировка знаний жрецами, рецептурность и низкий уровень обобщения были здесь весьма близки к тому, что мы обсуждали по поводу Египта. Вероятней всего, у месопотамцев так и не возникло идей доказательства и логической полноты.

Еще в раннешумерский период стали строиться многоярусные башни, широко распространившиеся в аккадскую эпоху и известные как зиккураты. Зиккураты и породили знаменитую библейскую притчу о Вавилонской башне[18]. Эти сооружения, достигающие иногда семи ярусов, с особой башенкой наверху — «жилищем бога» — несомненно, выполняли функции храмов, но, по-видимому, на их вершинах жрецы вели систематические наблюдения за небом.

Уже в середине 2 тысячелетия до н. э. вавилоняне хорошо определяли время восхода и захода планет[19], а в последующее тысячелетие научились рассчитывать лунные и солнечные затмения. Вероятно, именно они открыли так называемый сарос — период повторяемости затмений (18 лет 10 1/3 или 11 1/3 суток), в течение которого происходит 71 затмение (43 — Солнца и 28 Луны). Вавилонский календарь делился на 12 лунных месяцев по 29,5-30 дней), и к каждому шестому году прибавлялся 13-й месяц.

Видимо, вавилоняне первыми попытались четко разбить звездное небо на определенные созвездия. 9 из 12 знаков Зодиака (Козерог, Бык, Стрелец, Рыбы и другие) мы заимствовали непосредственно у них.

Существенной чертой мировоззрения древних месопотамцев было выделение неба как особой идеальной части Вселенной, где как бы в проекте имеется все, наблюдаемое на земле. В той же «Энума Элиш» Мардук, создавая небо, строит там зиккураты, двойники тех храмов, которые появятся на земле. На небо в форме названий переносятся даже земные области Аккад, Амурру, Вавилон, Элам. Фактически и вся модель устройства Вселенной, включая систему взаимоотношений между богами, — это как бы конституция небесного государства, определяющего некий идеал для государств земных. Благодаря этой особенности астрономия заняла в Вавилонии особое место, и именно там развилась обширная астрология — попытка предсказывать судьбы мира по состоянию звезд и различным небесным явлениям. В астрологии запечатлелись древнейшие магические ритуалы, однако магическая сила приписывалась уже обожествленным элементам космоса.

Затмения Солнца и Луны считались, разумеется, приметами несчастья. Впрочем, о том же говорили более тонкие явления, например, ореол вокруг Луны и особенно сверкающая в ореоле звезда. Марс (шумерский Залбатану) предвещал беду, а Юпитер (мулубаббар, у аккадцев — Неберу) — счастье, Сатурн (Кайману) символизировал справедливость. Сохранилось целых 70 таблиц — сборник астрологических примет.

Наряду с гаданием по звездам в Вавилоне развилось много других видов гадания, например, по внутренностям жертвенных животных, однако именно астрология в такой степени пошла в гору, что стала заметно влиять на государственную политику.

Выделение неба в качестве особой знаковой области, где в образцовом движении обожествленных светил угадывался какой-то недостижимый идеал, открыло дорогу созданию всевозможных идеальных моделей — основных элементов теоретического знания.

Ритмика и стандартность мира звезд относительно просто охватывались элементарными числовыми закономерностями, что и привело вавилонян к идеям магии чисел и весьма стимулировало их интерес к математическим исследованиям. Именно у них, благодаря развитию астрономических наблюдений, зародилась тригонометрия. В геометрии им известна была теорема Пифагора (точнее — ее результат), сохранились таблички, свидетельствующие о начальных алгебраических построениях. Вавилонская географическая карта трактовала Землю как плоскую область, плавающую в океане, который обнесен особой небесной плотиной. На плотину в свою очередь опиралось 7 сводов неба.

Эти достижения оказали огромное влияние на древний мир и впоследствии, преломившись в мировоззрении греческих натурфилософов, вошли в фундамент европейской культуры.

Индия

К середине 3 тысячелетия до н. э. в долине Инда сложилась самобытная Хараппская, или, как сейчас чаще говорят, Индская, цивилизация с двумя крупнейшими центрами — Хараппа и Мохенджо-Даро. Археологические данные свидетельствуют о том, что ее уровень был весьма высок — в области ведения сельскохозяйственных работ и металлургии она не уступала своим великим современникам в Египте и Месопотамии, а в некоторых отношениях, скажем, в благоустройстве городов, заметно их превосходила — здесь ее достижения можно сравнить только с критскими.

К сожалению, рисуночная морфемо-слоговая письменность Индской цивилизации расшифрована лишь в 1979 году, причем по надписям на печатях и украшениях. Основные же тексты, зафиксированные на таком недолговечном материале, как пальмовый лист, по-видимому, навечно утрачены. Из-за этого мы не знаем важнейших деталей ее устройства и тем более взглядов древнейших индусов на Вселенную. Непонятен также характер индской религии впечатление таково, что ее носители не слишком заботились о создании храмов и не придавали особого значения погребениям. Повторяющиеся изображения людей, животных и деревьев на печатях и в виде терракотовых статуэток позволяют судить о наличии определенных культов, но пока непонятно, в какой степени сокрыта в них та специфика мировоззрения, которая так выделяет древнеиндийскую культуру последующих периодов.

Непонятны пока и причины, по которым эта цивилизация к середине 2 тысячелетия до н. э. пришла в упадок. Возможно, дело в том, что на протяжении нескольких веков заметно ухудшилась экологическая ситуация, резко упала урожайность. По одной из гипотез, изменилось русло Инда. Как бы там ни было, процесс упадка Хараппской культуры был довершен вторжением с севера так называемых ведических народов — арийцев, которые во второй половине 2 тысячелетия создают на захваченных территориях новую цивилизацию.

Огромный период древнеиндийской истории до сих пор видится очень туманно. Археологические данные свидетельствуют о том, что более или менее крупные города возникли в ведический период не ранее 8 века до н. э., а крупные государства несколькими столетиями позже.

Индоарии сформировали очень своеобразную социальную структуру, во многом отличную от других древних цивилизаций. Основное отличие заключено в жесткости кастовых рамок. Общество индоариев делилось на 4 варны брахманов, кшатриев, вайшьев и шудр. Вне варн стояли, видимо, потомки доарийских аборигенов — так называемые парии или чандалы (более известные в европейской литературе как «каста неприкасаемых»). Деление велось фактически по социальным функциям. Так, брахманы были хранителями духовных традиций, руководили обучением и исполнениями религиозных обрядов, кшатрии — занимались военным делом, как правило, из них набирались чиновники, почти все индийские цари (раджи) — тоже из варны кшатриев. Вайшьи, согласно древним установлениям, отвечали за скотоводство, а вообще же представляли в основном торгово-ремесленное сословие, обязанное заботиться о благосостоянии высших варн. Шудры резко отделялись от остальных индоариев и должны были исполнять самую тяжелую и грязную работу. Фактически их широко эксплуатировали в земледелии. И уж совершенно бесправным было положение неприкасаемых, среди которых встречались не только исполнители обрядов кремации и палачи, но представители таких, казалось бы, почтенных профессий, как охотники, кожевники и каретники. Браки между представителями разных варн категорически запрещались. Общение с низшими или нарушение обрядов своей варны могло отбросить человека до шудры и даже парии.

Глубокие корни такой социальной стратификации можно усматривать еще на уровне первичного разделения труда в общинно-родовую эпоху. Но в конкретной индоарийской форме система варн, скорее всего, служила действенным рычагом внеэкономического понуждения. Фактически это был иной вариант социальной регуляции, не связанный с рабовладением в духе цивилизаций Средиземноморья. Скажем, древние греки, впервые столкнувшись с индийским обществом, вообще не обнаружили там рабов.

Видимо, самые ранние схемы социального разделения индоарийцев не слишком сильно отличались от того, что индоевропейские племена принесли на берега Средиземного моря, как, впрочем, и от вполне определенных черт кастового общества в Древнем Египте. Есть много указаний на то, что в глубокой древности переход между варнами не был полностью закрыт. Лишь со временем границы стали практически непроницаемы.

Это явление наложило сильнейший отпечаток на всю индийскую философию и религию, в частности, и на космическое мировоззрение. Когда варны были превращены брахманизмом и индуизмом в некие божественные уложения, попасть в высшую варну стало важнейшей целью всякого индуса. Религия превратила эту цель в сильный стимул праведной жизни. Но поскольку при жизни повысить свой социальный уровень человек не мог, развилась особая версия посмертного воздаяния (не похожая на «райское блаженство», характерное для ряда других религий). Его идея сводилась к тому, что праведно живущий в рамках своей варны не умирает полностью — его душа воплотится в человеке более высокой варны. Наоборот, пытающийся разрушить порядок, обречен в иной жизни на прозябание в теле шудры или даже парии. С течением времени эту схему пришлось расширить, включая в нее животных, в которых переселяются души самых низких грешников, а также существа сверхчеловеческой природы, которыми могут стать наиболее просветленные духом праведники. Отсюда берут начало идеи ахимсы (непричинения зла всему живому[20]) и индивидуального духовного самосовершенствования вплоть до достижения состояния высшего блаженства — нирваны.

Ясно, что в такой ситуации высокая социальная активность личности, ее изобретательность в технической и экономической сферах вряд ли могли служить образцом добродетели. Познавательная активность, связанная с повседневной практикой, становилась в какой-то степени бессмысленной — ведь все равно, достигнув в иной жизни сверхчеловеческого уровня, можно было увидеть Вселенную так, как это в принципе не дано человеку. Возможно, этим и объясняется отсутствие в Древней Индии космических разработок в духе древнегреческих натурфилософских школ, а в более широком плане — отсутствие внутренних предпосылок для перехода на уровень технологических цивилизаций.

Однако здесь вряд ли можно ограничиться простыми утверждениями о торможении прогресса, отсталости и т. п. — мы сталкиваемся с принципиально иным вариантом социальной эволюции, не сходным с хорошо изученными цивилизациями Средиземноморского региона и во многом еще не понятным. Включение человека в систему животного мира, идеи разумного сосуществования разных видов, исключительная терпимость к иным взглядам — это далеко не полный перечень тех достижений индийской культуры, которые до сих пор не без труда перевариваются европейским научным мировоззрением.

Старейшим памятником, содержащим древнеиндийскую картину мира, являются 10^28 гимнов «Ригведы» и другие ведические тексты. Эти источники относят примерно к 1000 году до н. э., когда на полуострове Индостан стали формироваться арийские государства.

Ведическая Вселенная довольно примитивна — плоский круг Земли, над ним небо, по которому движутся планеты, Солнце, Луна и звезды. Небо отделено от Земли воздухом (антаракша). Возникновение Вселенной связывалось с первичным оплодотворением или в ином варианте — жертвоприношением. Интересно, что в «Гимне о сотворении мира» из «Ригведы» проблема исходного состояния и механизма творения представлена как особая загадка:

Не было тогда не сущего, и не было сущего.

Не было ни пространства воздуха, ни неба над ним.

Что двигалось чредой своей? Где? Под чьей защитой?

Что за вода была — глубокая бездна?

Не было тогда ни смерти, ни бессмертия.

Не было признака дня или ночи.

Нечто одно дышало, воздуха не колебля, по своему закону.

И не было ничего другого, кроме него.

Мрак был вначале сокрыт мраком.

Боги выглядели чем-то вторичным на этом фоне:

Потом появились боги, ибо создали боги мир.

Так кто же знает, откуда он появился?

Позднее в связи с развитием брахманизма и индуизма появилась едва ли не самая фантастическая из религиозных космологии.

Вселенная отождествлялась с «яйцом Брахмы» — верховного божества индуистского пантеона[21]. Мир разделялся на 21 зону, причем земля занимала 7-ю зону от вершины таким образом, что над ней помещались 6 небес возрастающего великолепия, а под землей — 7 ярусов паталы, под паталой — 7 ярусов нараки, своеобразного индуистского ада.

Лотосоокий, бородатый, восьмирукий и четырехлицый Брахма является в первобытных водах как золотой зародыш (Хираньягарбха), но через год силой мысли расщепляет яйцо, порождая небо, Землю, 5 основных элементов (эфир, воздух, воду, огонь, землю), мысль, богов, звезды, время и многое другое вплоть до людей.

Весьма любопытна хронология Брахмы. По его календарю сейчас идет 51 год, причем мы живем в 7 манвантару кальпы Ману Вайвасвага, в эпоху Кали-юга.

Расшифровка этой даты связана с представлением о цикличности Вселенной.

Жизнь Брахмы длится 100 божественных лет, а год состоит из 360 божественных суток. Сутки в свою очередь — это день и ночь. Так вот, день Брахмы — кальпа — соответствует периоду, в который он создает и поглощает Вселенную, и длится 4320 млн. обычных лет. В кальпу включается 14 манвантар, каждая из которых соответствует 306 720 тыс. обычным годам, с перерывом между манвантарами примерно по 2 млн. лет[22]. Каждую манвантару мир как бы воссоздается заново вместе с прародителем рода человеческого — Ману.

Манвантара делится на 71 махаюгу (кальпа состоит из 1000 махаюг), а махаюга — на 4 юги: Крит, Трег, Дванар, Кали, соответствующих золотому, серебряному, медному и, наконец, железному векам. Начало последней эпохи Кали-юга относится к 3102 году до н. э. — году войны в эпосе «Махабхарата». Ее конец ознаменуется крупнейшей катастрофой — мир будет поглощен огнем и водой.

В буддизме, возникшем в Индии в 6 веке до н. э. и иногда воспринимаемом как самая атеистическая из мировых религий, космологическая проблема решена весьма оригинально — акт божественного творения вообще отсутствует. Вселенная считается вечной и бесконечной — прямо введена идея о бесконечном числе миров, группирующихся в мировые системы (сахалока).

Каждый мир выглядит довольно просто — в центре гигантская гора Меру, вокруг нее 7 горных хребтов, разделенных кольцевидными озерами. За ними расположены 4 континента, каждый из которых окружен полутысячей островов. Острова омываются мировым океаном, который подходит к скалистой стене Чакравала — это уже граница мира.

Довольно ясно, что удивительно ранняя идея о бесконечной множественности миров носит скорее географический, чем космический, характер. Более того, для буддизма эти миры — скорее мысленные конструкции, как, скажем, и боги. В махаяне (учение «большой колесницы») прямо говорится, что буддакшетры (поля будд) — это миры, созданные умственным усилием.

Бесконечный круговорот Вселенной (сансара) здесь тоже цикличен каждый цикл соответствует махакальпе, которая может быть пустой (шуньякальпа) или порождать будду (буддакальпа). Именно в буддакальпе повезло жить и нам…

В тибетской разновидности буддизма картина мира, в общем, близка гора Меру истинно космической высоты в 4 млн. км, 12 материков в окружающем Меру океане, а граница мира — железный вал окружностью 150 млн. км. 6 небес сансары, обители богов, парят над Землей, а над ними царит мир форм, состоящий из 104456448 отделений. Попробуйте записать число с 4456448 нулями! Если на каждый нолик отвести всего 1 мм, то потребуется лист бумаги около 4,5 км…

Разумеется, вся эта числовая фантастика имела серьезные магические корни, не исключено, что некоторые из них следует искать в Месопотамии.

Хотя древнеиндийская цивилизация достигла впечатляющих успехов в построении религиозно-философских систем, собственно астрономические исследования развивались здесь медленно и на рубеже нашей эры испытали сильное влияние со стороны греков. Звездные каталоги, видимо, не составлялись, однако велась активная работа по построению календарей. Еще в ведийскую эпоху действовали 5 вариантов лунно-солнечного календаря с длительностью года от 324 до 378 дней. Благодаря календарным разработкам особое внимание астрономов привлекали только зодиакальные созвездия. Дни недели соответствовали семи основным светилам, например, воскресенье Сурья-вара (день Солнца), понедельник — Чандра-вара (день Луны), вторник Мангала-вара (день Марса), среда — Будха-вара (день Меркурия), четверг Брихаспати-вара (день Юпитера), пятница — Шукра-вара (день Венеры), суббота — Шани-вара (день Сатурна). В своей геоцентрической модели индийские астрономы именно в таком порядке и располагали светила, считая Солнце и Луну ближайшими к Земле. Интересно, что к семи перечисленным иногда добавлялось еще два объекта — Раху и Кету. Их соответствие до сих пор не установлено — возможно, речь идет о небесных телах вроде комет, но, вероятней всего, Раху и Кету понадобились просто для объяснения затмений как особые темные тела, заслоняющие свет. Миф связывает их с бессмертным демоном Раху, который периодически пытается проглотить светила.

Китай

Крупные государственные формирования возникли в среднем течении Хуанхе сравнительно поздно, примерно между 18 и 14 веками до н. э. В царстве Инь была известна письменность, проводились астрономические наблюдения, появился лунный календарь. Иньцы создали обширный пантеон во главе с Шань-ди (небесным императором).

В конце 2 века до н. э. к власти пришли завоеватели племен чжоу, по названию которого и обозначается огромная эпоха Чжоу. В начале этого периода на территории Китая насчитывалось до 1800 царств, которые в результате многих войн образовали к 221 году до н. э. империю Цинь, сменившуюся через 15 лет знаменитой Ханьской империей.

Развитие китайской цивилизации шло весьма своеобразными путями, подчас мало похожими на те, которые имели место в средиземноморском регионе.

Прежде всего, это касалось структуры производительных сил. Даже на самых ранних этапах рабовладение сочеталось в Китае с очень четко выраженными элементами феодализма. Возможно, это породило особо сильную тенденцию в древнекитайской религии и философии — ориентироваться в первую очередь на проблему гибкого управления огромным государством, основанным на мелких частных хозяйствах.

Древнейший культ предков благодаря конфуцианству[23] был возведен в ранг государственной религии и продержался около 24 веков, необычайно способствуя консервации патриархально-деспотических отношений. Кроме того, сильная централизованная власть стала фактически теократичной — император Поднебесной считался своего рода верховным жрецом в силу особых отношений с Небом, самым первым и великим своим предком. Только он мог непосредственно обращаться с несколько абстрактным главой пантеона чжоуской эпохи Тянь (Небо) и приносить ему жертвы. При такой ранней и очень сильной социально-этической ориентации духовной жизни не удивителен довольно скромный объем дошедшего до наших дней древнекитайского космологического мифотворчества.

Вот как выглядит творение мира (кайпи) в мифе, связанном с Пань-гу.

Первоначально был хаос (хунь-дунь), подобный содержимому куриного яйца. Среди хаоса зародился Пань-гу. Там он и рос во сне целых 18 тыс. лет. А, проснувшись, обнаружил вокруг непроницаемый мрак и сокрушил его могучим ударом волшебного топора. Хунь-дунь с грохотом распался на светлое и легкое (Небо) и темное и тяжелое (Землю). Столько же времени потребовалось на их дальнейший рост — Небо, Земля и Пань-гу увеличивались со скоростью один чжан (около 3 метров) в день. Наконец Земля отделилась от Неба на 90 тыс. ли (примерно 36 тыс. км).

Смерть Пань-гу породила небесные и земные явления. Дыхание превратилось в ветер и облака, голос — в гром, глаза — в Солнце и Луну, кровь — в реки, волосы и борода — в созвездия, волосы на теле — в деревья, паразиты на теле — в людей и т. д.

Характерное для древнего мира сопоставление космоса с человеческим телом похоже на шумеро-аккадскую картину (Мардук и Тиамат).

Любопытны древнекитайские мифы о существовании 10 солнц, каждое из которых появлялось в свой день. Однажды солнца по недоразумению взошли одновременно и, создав сильнейшую засуху, могли сжечь мир, но 9 из них сбил великий стрелок И. Возможно, здесь отпечатался эволюционный момент в понимании небесных тел — отождествление Солнца, наблюдаемого в разные дни недели, десятидневной в древнекитайском календаре.

Активно велись в послеиньском Китае астрономические наблюдения. Например, уже в 4 веке до н. э. Ши Шэнь составил каталог 807 звезд, обозначив 122 созвездия и выделив 28 знаков Зодиака. В отличие от других ранних цивилизаций занятия астрономией не были здесь тесно связаны с религиозным культом, и занимались ею скорее профессиональные астрономы, чем жрецы. С одной стороны, это, бесспорно, оказывало положительное влияние, предоставляя наблюдателям известную свободу, но впоследствии разрыв между сугубо практически ориентированной астрономией и религиозно-философскими системами привел к значительному торможению в развитии картины мира. Конфуцианство, восторжествовавшее на рубеже 2–1 вв. до н. э., во времена полувекового правления императора У Ди, и весьма преуспевшее с тех пор в сверхидеологизации всех сторон жизни, попросту никогда не интересовалось строением космоса и не предлагало необходимого социального заказа на оформление огромной совокупности разрозненных астрономических данных в нечто цельное.

Считалось, что небо управляет миром вполне разумно, и не дело людей пытаться проникнуть в его законы — достаточно того, что эти законы чудесно умопостигает прямой потомок неба, император. Такая политика крайне не способствовала развитию исследовательских интересов и, несмотря на блестящие достижения древнекитайских астрономов и натурфилософов, привела в дальнейшем к заметному сокращению вкладов в общечеловеческий процесс постижения Вселенной.

Греция

Колыбель европейской культуры Древняя Греция — явление многообразное в пространстве и во времени.

Первый расцвет государственности на берегах Эгейского моря связан с еще во многом загадочной Критской цивилизацией. Эта мощная держава, возникшая в самом начале 3 тысячелетия до н. э. и контролировавшая некогда всю восточную часть Средиземноморья, процветала около 15 веков, пока не получила смертельный удар в результате извержения вулкана Санторин на острове Фера (1470 год до н. э.). Попытки восстановить положение в течение следующего столетия не принесли успеха — наряду с разрушением культурных центров и резким падением плодородия земель тут сыграло роль и вторжение ахейцев с материковой Греции.

Вряд ли вызывает сомнение значительное влияние Крита на кикландскую и эллинскую культуры (то есть города на многочисленных островах Эгейского моря и на материке, соответственно). Однако очень многие моменты этого влияния трудно оценить. Пока еще не расшифровано так называемое критское линейное письмо А, и это сильно ограничивает наши представления об интеллектуальной сфере древних критян, в которой, возможно, и таится определенная специфика последующего развития эллинского мировоззрения.

Достоверно мы можем судить только об обилии зооморфных образов, встречающихся в Кносском дворце и в других центрах критской цивилизации. Можно догадываться о теократической системе правления — собственно изображений царя в обильной живописи критян, видимо, нет, откуда исследователи делают вывод об обожествлении его личности (вплоть до табу на портрет) и о его верховной жреческой функции. В этом плане религиозно-познавательная ситуация на Крите должна в какой-то степени напоминать египетскую или китайскую. С другой стороны, бесспорно иное отношение к морю — оно играло определяющую роль в экономической жизни острова и обеспечивало известную безопасность, что превосходно отражено в удивительно жизнерадостном искусстве критян и в отсутствии оборонительных сооружений в их городах.

Достоверно и критское влияние на ахейцев, создавших в середине 2 тысячелетия до н. э. крупное государство в Пелопоннесе с центром Микены. Оно сказывалось в оружии, живописи и письменности (в Микенах было создано аналогичное критскому и. уже расшифрованное линейное слоговое письмо Б).

Однако общие представления о крито-микенском периоде все еще недостаточно глубоки — фактически положение с оценкой самого древнего мировоззрения греков напоминает то, которое создалось вокруг индской цивилизации.

Так называемое дорийское нашествие фракийских и северобалканских племен на рубеже 13–12 вв. до н. э. ликвидировало многие следы великих культур. На территорию Греции приходит железный век. Исчезают основные традиции в строительстве и живописи, общекультурный упадок доходит даже до утраты письменности — она возрождается лишь к 9–8 вв. до н. э. на совсем иной, алфавитной основе, заимствованной у финикийцев. Примерно к этому же периоду относятся и первые явные данные об эллинском мировоззрении. Они получены из поэм Гомера и Гесиода, где фигурирует крайне обширный и сугубо антропоморфный пантеон. Однако особого внимания собственно космологическим проблемам там не уделялось. Кое-какие сведения можно получить, используя достаточно общепринятые олицетворения богов с определенными природными явлениями.

Так, согласно Гесиодовской «Теогонии», первоначальный Хаос породил Гею (Земля), Тартара (подземное царство) и Эроса. Гея непорочно зачала Урана (Звездное небо), который впоследствии, сочетавшись с ней, стал отцом Крона. Позже возникло новое поколение богов, среди которых выделился уроженец Крита Зевс. Зевс вступил в борьбу с Кроном, пожирателем своих детей, и победил. В результате Зевс возглавил олимпийский пантеон, отдав в распоряжение своим братьям Посейдону — море, а Гадесу (Аиду) — подземное царство.

Более развитая картина встречается в 6 веке до н. э. у орфиков, религиозно-философской секты, названной по имени легендарного фракийского певца Орфея, сына музы Каллиопы, покровительницы науки и эпической поэзии. Первичным у них считалось Время (иногда Хаос или Эфир), где в некоем мировом яйце зародился двуполый Фанет. Осколки скорлупы этого яйца образовали небо и землю. Фанет был поглощен Зевсом (точнее, растворен в его образе), а от Зевса и Персефоны родился Загрей-Дионис. Наследник погиб, растерзанный титанами, и в отместку за это Зевс поразил титанов молнией, а из их пепла создал людей, которые с тех пор и соединяют в себе светлое начало Загрея-Диониса и злое начало титанов. В целом учение орфиков имеет четкую этическую ориентацию. Они проповедовали аскетизм и верили в перевоплощение душ.

Ранние религиозно-космогонические представления греков крайне фрагментарны, и даже не всегда легко понять, как они описывали структуру Вселенной,

Совсем иная ситуация возникает в середине 1 тысячелетия до нашей эры, когда исключительная гибкость и активность греческой полисной структуры приводит к подлинному перевороту в духовной жизни. Очень интенсивное развитие частной морской торговли при отсутствии крупных ирригационных проблем не требует здесь государственной сверхцентрализации. Небольшие и активные в экономическом отношении полисы, где царит дух свободного предпринимательства, нуждаются в древних религиозных установках лишь в плане социального единения. В остальном же требуются довольно точные знания об окружающем мире, способные принести пользу в мореходстве, торговле, строительстве, военном деле. Культ сильной личности заметно падает поклонение живому правителю расценивается как проявление рабских наклонностей. Соответственно растет авторитет обоснованных идей, свободной критики — нечто противоположное авторитарности египетского или вавилонского образца. Ведется жесткая борьба с любыми попытками узурпировать власть, создать под сколь угодно благовидным предлогом режим личной диктатуры тиранию. Вероятно, в результате этого длительного и трудного процесса впервые возникает представление о каком-то коллективном разуме в образе вселенского ума (или Логоса), который не отождествляется с конкретной личностью, стоит неизмеримо выше того или иного антропоморфного бога[24].

Рождаются первые натурфилософские школы, достоянием греков становятся многовековые достижения египетской и шумеро-вавилонской цивилизаций, интенсивно развиваются их собственные наблюдения окружающего мира, попытки проникнуть в механизм явлений.

Первым греческим астрономом по традиции считают одного из семи древних мудрецов Фалеса (625–547 гг. до н. э.) из ионийского города Милета. Он предсказал солнечное затмение 585 года, то есть наверняка имел доступ к обширным астрономическим данным, собранным задолго до него. Фалес, кроме всего прочего, удачливый купец и политик, написал несколько не дошедших до нас книг, где затрагивались теоретические и практические вопросы вплоть до правил мореходства. Он определил размер Солнца (1/720 часть эклиптики) и Луны (1/720 часть лунного пути). Ему же приписывается введение 365-дневного календаря.

Фалес стал родоначальником греческой натурфилософии. Видимо, он первым задумался о естественной основе мироздания и высказал гипотезу, что наиболее фундаментальным элементом должна быть вода. Разумеется, эта идея выглядит наивно, тем более что примерно тогда же развились другие столь же недоказуемые концепции о первичности огня, воздуха или эфира. Но главное здесь — в попытке оторваться от волюнтаризма богов, объяснить наблюдаемые явления чем-то естественным в системе человеческой практики. Это был первый, робкий еще, но революционный по сути шаг за рамки чисто религиозного мышления[25].

Вообще это время — 6 век до н. э. — один из величайших периодов брожения умов во всех цивилизациях.

Наступает железный век, перевооружается техносфера. Преобразуются социальные структуры — внешние и внутренние факторы взрывают гигантские империи. Великие персидские завоевания наносят непоправимый удар по дряхлеющим Египту и Вавилону. В Греции укрепляется система полисной демократии, необычайно способствующая свободному развитию торговли, ремесел и открывающая дорогу новому в социальном плане способу постигать окружающий мир — широкой дискуссии.

Это нечто неизвестное древним колоссам на побережье Нила и в Месопотамии, где знание строго нормировано власть предержащими, и ничто, противоречащее взглядам очередной династии, не подлежит обсуждению. Рождаются идеи доказательства — ибо кто-то может оспорить выводы, и логической чистоты — ибо кто-то может громогласно уличить в ошибке. Рождается новый неизмеримо более прогрессивный, гибкий и жизнестойкий механизм передачи социальной наследственности.

Время великого и повсеместного брожения умов… В Индии появляются Гаутама Будда и Вардхамана Махавира (основатель джайнизма), в Китае — Кун Цзы (Конфуций) и Лао Цзы, в Персии — Спитамид Заратуштра.

Их учения развиваются главным образом в этико-социальном плане и кладут начало своеобразной философской ориентации религии. Как правило, они требуют, чтобы боги не занимались мелочной повседневной опекой, а осуществляли власть через всеобщий закон. Безграничный деспотический тоталитаризм уже тогда изживал себя в крушении двух великих империй, и образцом — социоморфным образцом — для разумной картины мира становилось государство с достаточно развитой законностью, государство лояльных подданных или равноправных граждан, но не государственных рабов.

В этом процессе очень существенна первая и общая в какой-то степени для разных цивилизаций попытка абстрагировать божество, заместить его сугубо антропоморфный образ чем-то более универсальным — Природой, Всеобщим Законом, Вселенским Разумом и т. п. Скажем, буддизм откровенно отказывал богам в роли творцов Вселенной. Боги сохранялись, но либо как продукты человеческого разума, либо просто как существа, стоящие на более высокой ступени развития, чем обычные люди. Однако человек в буддизме становится центральной фигурой мироздания — это человек трансформирующийся, способный, следуя канону правильной жизни, достичь более высокого уровня в иерархии живых существ.

Переосмысление религиозных основ затронуло, разумеется, и Древнюю Грецию. В первую очередь это связано с именем Пифагора (570–500 годы до н. э.).

Пифагор — одна из титанических фигур европейской и мировой истории. Мудрейшим из эллинов назвал Пифагора уже историк 5 века до н. э. Геродот.

Есть данные, что в детстве он воспитывался у вавилонских жрецов, и все источники сходятся в том, что его образование многим обязано Египту и Вавилонии. Менее правдоподобна, хотя и не исключена, версия о его личных контактах с Заратуштрой. Во всяком случае, идеи борьбы противоположностей и культа огнепоклонников, свойственные персидской философии, сыграли свою роль. Вавилонское образование с явным упором на математику и астрономию наиболее сильно сказалось на последующей деятельности Пифагора — именно он положил начало идеям всеобщей математизации знания. Пифагор объявил число первоосновой всего сущего. Числа — арифметико-геометрические соотношения пифагорейцы представляли себе как организующее начало Вселенной.

Число и геометрическая пропорция составляют истинную сущность вещей и явлений, как бы запечатанную под грубой телесной оболочкой. Познать любую вещь — значит выявить ее пропорции, не только собственные, но и по отношению к другим вещам. Сами же числа рассматривались как элементы проекта, по которому устроена природа, как умопостигаемые божественные откровения. Человек же, способный свободно разбираться в математике и тем более выявлять новые, ранее неизвестные соотношения, в значительной степени уподоблялся богу.

В этом плане сам Пифагор добился многого. Вероятно, он первый показал, как следует доказывать геометрические теоремы. Он построил изрядную часть планиметрии — теории плоских фигур, разработал идеи о подобии геометрических объектов, правила построения ряда многоугольников и многогранников… И не удивительно, что замечательные математические достижения Пифагора в сочетании с его этико-социальными идеями позволили его ученикам не просто считать его непререкаемым авторитетом, но и обожествлять.

Исходя из особой роли числа, Пифагор и его последователи разработали оригинальную систему строения космоса. Кстати, само слово «космос» означало у них «красоту», «целесообразность», нечто противоположное хаосу.

В этом все дело! Пифагор заметил прямую аналогию между математической упорядоченностью наших представлений о природе и той высшей целесообразностью, которая должна быть свойственна божественной воле. Пифагорейский Космос — олицетворение красоты, красота же тождественна целесообразности. Немалую роль для обоснования этой идеи играли вполне наглядные эстетические аргументы — архитектурные и скульптурные пропорции, музыкальная гармония.

Сверхидея Пифагора заключалась в том, что за всеми наблюдаемыми явлениями стоят более или менее явные идеалы, которые можно выразить только на языке математики. По-видимому, это была пророческая догадка о роли математики и достаточно четкое указание на необходимость математизации знаний. Числовые соотношения и геометрические пропорции были опрокинуты на космологию, этику и практически на все другие области знания.

Рождение пифагорейской Вселенной следовало простой схеме: из чисел 1 и 2 появились точки, потом линии, плоские фигуры, объемные фигуры, материальные тела вместе с составляющими их элементами (огнем, воздухом, водой и землей). Материальные тела образовали чувственно воспринимаемый мир, где находится шарообразная Земля, а Солнце, Луна и планеты как носители тепла представляли богов.

Так и возникает необычайно красивая картина пифагорейской Вселенной[26]. В центре расположен мировой огонь — Гестия (или «огненный очаг», или «страж Зевса»). Вокруг Гестии вращается Земля — одна из планет, причем полный оборот она совершает за одни сутки. Вообще же вокруг огня вращается 10 небесных сфер, соответствующих десяти светилам. Гестия закрыта от наших взглядов особой планетой Противоземлей, а за орбитой Земли последовательно расположены Луна, Солнце, 5 планет, звезды. Каждое светило издает определенный гармонический звук. Отсюда и возник прошедший сквозь 25 столетий поэтический символ «гармония небесных сфер».

Почему именно 10? Потому, что десятка совершенна и содержит все иные числа.

О трудностях того времени в восприятии неба говорит хотя бы такое открытие, приписываемое Пифагору, — он первым отождествил Геспер и Фосфор, то есть утреннюю и вечернюю Венеру!

Пифагорейская модель — отнюдь не единственный вариант строения Вселенной, с которого стартовала греческая натурфилософия. Эффектную картину создал, например, ученик Фалеса Анаксимандр (610–546 гг. до н. э.), автор идеи об особой первоматерии апейроне. Анаксимандр первым вырвался из заколдованного круга бесконечных споров о четырех стихиях. Его апейрон сам по себе не обладает определенными качествами, но способен выделять из себя противоположности — светлое и темное, теплое и холодное и т. п. Обособленная совокупность этих элементарных свойств порождает наблюдаемые вещи, в частности, любую из четырех стихий. Таким образом, апейрон как бы заключает в себе принцип возникновения и гибели вещей в непрерывно меняющемся мире.

Вселенная Анаксимандра появляется из своеобразного зародыша — влажного и холодного ядра, окруженного огненной оболочкой. Ядро высыхает, а пары раздувают оболочку, которая лопается, распадаясь на «колеса» (особые материальные огненные кольца), и в центре образуется цилиндрическая Земля. По представлению Анаксимандра, это сплющенный цилиндр с высотой, составляющей треть диаметра основания. Светила рассматривались очень оригинально — как отверстия в темных воздушных трубках, окружающих огненные кольца, вращающиеся вокруг Земли. Размеры такой Вселенной были весьма скромны. Ближе всего располагались звезды _ на расстоянии 9 радиусов основания земного цилиндра. В 2 раза дальше находилась Луна и в 3 раза дальше — Солнце. Космология Анаксимандра циклична — периодически мир должен был поглощаться апейроном.

В этой картине хорошо видна еще одна трудность, не до конца преодоленная древними, — известная слитность географических и космологических представлений. Цилиндрическая модель Земли взята вовсе «не с потолка» — она основана на огромном арсенале наблюдений, согласно которым греческая ойкумена того времени гораздо сильней (примерно в 3 раза!) вытянута с запада на восток, чем с севера на юг…

Многие замыслы пифагорейской школы нашли блестящее выражение в философской концепции Платона (427–347 гг. до н. э.). Видимо, он впервые дает более или менее четкую картину особого теоретического знания, имеющего дело с идеальными математизированными моделями.

За всякой наблюдаемой вещью, согласно Платону, стоит некая идея (эйдос) — как бы проект вещи, созданный универсальным божественным разумом, и потому доступный сколь угодно точному теоретическому анализу. Реальные, чувственно наблюдаемые вещи постигаются лишь приближенно сквозь призму идеальных моделей. Атомы и молекулы Платона — треугольники и правильные многогранники — представляют собой одну из самых ранних и глубоких попыток объяснить свойства и взаимопревращения четырех основных стихий. Его Космос создан неким Демиургом (творческой силой) как идея и представляет собой живое существо, наделенное душой и умом. В акте творения создается и Время в образе абсолютной сферы, в центре которой заключена душа.

Выделение особой области теоретического знания и разработка логических правил вывода заключений — пожалуй, главное достижение нескольких столетий развития греческой натурфилософии. Здесь удалось не только преодолеть многообразное наследие магического типа мышления, но и заложить краеугольные камни будущей науки, точнее, тех методов, которые позволили найти естественнонаучный подход к проблеме строения Вселенной.

Для самой астрономии античного периода важнейшую роль сыграло построение геоцентрической модели. Исходное ее положение в том, что наблюдаемое движение небесных тел обусловлено равномерным вращением многих концентрических сфер с центром на Земле, но с разной ориентацией осей. Оно было, по-видимому, сформулировано Евдоксом Книдским (400–347 гг. до н. э.) и значительно развито учеником Платона Аристотелем (384–322 гг. до н. э.).

56 прозрачных сфер в Аристотелевой Вселенной образуют 9 небес — 7 из них принадлежат Луне, Меркурию, Венере, Солнцу, Марсу, Юпитеру, Сатурну, 8 небо — сфере неподвижных звезд и, наконец, 9 небо отводится некоему духу, понимаемому как космический перводвигатель и обеспечивающему движение всего гигантского механизма. В подлунном мире, то есть между Землей и Лунным небом, последовательно доминируют низшие элементы (земля, вода, воздух, огонь), а остальные области состоят из совершенного элемента — эфира.

Сфера, в соответствии с философскими воззрениями античности, считалась наиболее подходящей идеальной фигурой для небесных движений. Этот же образ был положен Аристотелем в основу представлений о форме Земли и небесных тел. Впоследствии Эратосфену из Кирены (234–196 гг. до н. э.) удалось очень точно измерить длину земного меридиана. Конкретно он измерял тень гномона[27] в Сиене (нынешнем Ассуане), когда в Александрии тень полностью исчезала. Расстояние между этими городами было известно (5 тыс. египетских стадиев), и, оценив угол между солнечным лучом и гномоном в 1/50 часть окружности (360°/50), Эратосфен нашел длину меридиана — 252 000 стадиев, или 39 690 км (современные данные: 40007 км!).

Велики достижения греческой наблюдательной астрономии. Во второй половине 5 века до н. э. Метон открывает 19-летний лунно-солнечный цикл (метонов цикл), соответствующий 235 месяцам (125 30-дневных и 110 29-дневных). На основании этого цикла длительность солнечного года была определена в 365 — суток, то есть всего на полчаса отличалась от точного значения.

Во 2 веке до н. э. Гиппарх Никейский (190–125 гг. до н. э.), вероятно, первый вполне профессиональный астроном античности, составил весьма точные таблицы солнечных затмений, разработал теорию движения Солнца и Луны. Незадолго до смерти он завершил составление лучшего каталога своего времени, включающего 850 звезд, разделенных по блеску на 6 классов. Гиппарх вел также обширные исследования по хронологии и географии — ему приписывают идею задания координат небесных тел широтой и долготой. Наиболее известно его блестящее по точности измерение расстояния до Луны — 30 диаметров Земли, что с учетом диаметра, определенного Эратосфеном (12800 км), дает удивительную величину — 384 000 км, всего на 395 км меньше современного среднего значения этого расстояния. Гиппархов цикл (304 года с 3760 месяцами) давал для продолжительности года 365 75/304 суток, то есть отличие от точного значения не превышало 5 минут.

Истинным венцом античной картины мира стал труд Птолемея «Великое математическое построение астрономии в 13 книгах» («Альмагест» по традиции арабского перевода), написанный во 2 веке н. э.

Птолемей, основываясь на идеях александрийского математика Апполония Пергского (3 век до н. э.) и Гиппарха, заменил сферы системой окружностей эпициклов. Некий центр, связанный с каждой планетой, должен двигаться вокруг Земли по начальному эпициклу — деференту. Вокруг этого центра по определенному эпициклу вращалась планета. Иногда приходилось вводить два или три эпицикла — ровно столько, сколько необходимо было точного описания движения. В общем, дело сводилось к подбору достаточно сложной комбинации круговых движений, которыми можно было бы описать результаты длительных наблюдений. Огромная работа, проделанная Птолемеем, позволяла довольно точно предсказывать положение светил, и хотя он сам считал геоцентрическую картину лишь одной из возможностей (однако наиболее простой!), именно его труд положил начало безраздельному многовековому царствованию этой картины.

Немалую роль сыграла тут и многогранность достижений автора. Птолемей создал «Руководство по географии в 8 книгах», охватив весь известный грекам мир — от Скандинавии до Египта, от Атлантики до азиатского побережья Тихого океана. Важную роль для датировки событий (в частности, астрономических) сыграл его «Хронологический канон царей», а в своей «Оптике» Птолемей подытожил античные исследования зеркал. Даже в области астрологии, к которой он обратился в конце жизни, его «Тетрабиблос» («Четырехкнижие») стал энциклопедией для следующих поколений[28].

«Альмагест» оказал огромное влияние не только на ход будущих астрономических исследований, но и на мировоззрение в целом. Геоцентризм слился с религиозной идеологией христианства и на долгие века определил каноническое видение Вселенной.

Модель Птолемея

Античность знала и альтернативные модели. Так, Гераклид Понтийский объяснял переменный блеск Меркурия и Венеры тем, что эти планеты вращаются вокруг Солнца.

Казалось бы, от пифагорейской картины с центральным огнем до гелиоцентрической модели один шаг. Тем более что шаг этот и был сделан уже в первой половине 3 века до н. э. Аристархом Самосским. В своем труде «О размерах и расстояниях Солнца и Луны» Аристарх поместил Солнце в центр Вселенной, а планеты должны были двигаться вокруг Солнца по идеальным окружностям, и вся эта превосходная конструкция заключалась в сферу неподвижных звезд.

Разумеется, такая картина была весьма непривычна для своего времени, и в немалой степени из-за нее Аристарх подвергся гонениям в родных Афинах.

Однако серьезные критики Аристарха (а среди них был и Гиппарх) атаковали его модель не столько с общих мировоззренческих позиций, сколько по конкретным несоответствиям. Главным из них было то, что, если Земля равномерно вращается по окружности, времена года должны иметь строго одинаковую продолжительность, чего, разумеется, нет. Играли роль и некоторые неточности в аристарховых наблюдениях.

Главная беда, из-за чего правильная точка зрения на Солнечную систему законсервировалась на целых 18 столетий, крылась в ином. Модель Аристарха (как впоследствии и модель Коперника без учета ее развития Кеплером) была недостаточно революционна. Гелиоцентрическая модель с идеально круговыми орбитами не выдерживала конкуренции с аристотелевой и тем более птолемеевской картинами. А для введения эллиптических орбит нужно было слишком многое, пожалуй, новый стиль мышления…

Аристарху противостояла мощная система представлений, где Земля считалась естественным центром хотя бы потому, что на нее падали все тела, даже «звезды» (метеориты). Отдельная модель, оторванная от развитой системы — цельного и, казалось бы, очевидно подтверждаемого мировоззрения, была обречена. Человек античности еще не мог взглянуть на свой город, как на одно из тысяч поселений, на свою страну, как на одну из многих территорий, и тем более на свою планету, как на захолустный шарик, вращающийся вокруг ничем не примечательной звезды.

В аналогичную изоляцию попадали и многие другие важные идеи. Так Анаксагор (500–428) из Клазомен, первый атомист античности, выдвинул гипотезу о естественной природе небесных тел. Солнце и звезды представлялись ему огромными раскаленными камнями, а Луна — холодным камнем, который способен светить только отраженным светом. Его последователь в атомистике Демокрит (470–380), один из величайших мыслителей античности, дошел даже до представления о естественном возникновении жизни и, что самое любопытное, до схемы, в которой человек вовсе не занимает высшее место в иерархии живых существ[29].

Библейская вселенная

Древнееврейские племена пришли на территорию Палестины в 13 веке до н. э., а на протяжении двух последующих столетий здесь сложилось Израильско-Иудейское государство. В 928 году до н. э., после смерти царя Соломона, оно распалось на две части — северную (Израильское царство) и южную (Иудейское царство). Первое из них пало под ударами Ассирии в конце 8 века до н. э., а второе было завоевано армией Навузарадана, полководца вавилонского царя Навуходоносора II, около 586 года до н. э. Значительная часть населения была выведена в плен. Примерно через полвека Вавилон захватывают персы, которые и распоряжаются на палестинской земле вплоть до походов Александра Македонского. После 332 года до н. э. древние евреи последовательно попадают под власть греков, египетской династии Птолемеев и сирийской династии Селевкидов, и лишь в середине 2 века до н. э. на небольшой исторический промежуток — около 80 лет — здесь возникает самостоятельное Хасмонейское царство. С 63 года до н. э. устанавливается римский протекторат, а с начала нашей эры эта территория превращается в римскую провинцию Иудею и окончательно теряет самостоятельность.

Краткая справка о датах и событиях позволяет в некоторой степени оценить трудности в развитии израильско-иудейской цивилизации. Начиная с прихода на территорию Палестины и филистимлянских войн (12 век до н. э.) и до завоевания арабами в 640 году — почти непрерывная цепочка войн, распадов и вторжений. С 6 века до н. э. достаточно долгих периодов стабильности здесь вообще не было.

В такой исторической ситуации сложилась ярко выраженная монотеистическая религия с немалым числом весьма древних и жестко закрепленных традиций и предписаний. Возможно, именно это и давало единственный шанс выжить в условиях многовековой оккупации, сохранив более или менее выраженное национальное самосознание[30].

Иудаистский Бог, Яхве, по происхождению антропоморфный покровитель объединения скотоводческих племен, несколько предубежденный в отношении крупных земледельческих государств и вообще городской цивилизации, в конечном счете — предельно абстрактизированное супербожество.

Космологическая картина, рисуемая в первом разделе «Бытия» (первой книги Моисеева «Пятикнижия»), выглядит весьма поэтично. В первый день Бог сотворил небо и землю, но было темно, и тогда он сотворил свет и отделил его от тьмы. День второй ушел на создание небесной тверди, на третий день была создана суша, моря и растительность, на четвертый — «светила на тверди небесной для отделения дня от ночи, и для знамений, и времен, и дней, и годов», Солнце и Луна. Пятый день был посвящен творению пресмыкающихся из воды, а также рыб и птиц, шестой — диких животных и скота. Именно в шестой день Бог создал мужчину и женщину по образу своему[31]. На седьмой день Бог отдыхал.

Этим все и ограничивается. В соответствии с расчетами архиепископа Ушера Ирландского, акт творения человека имел место 23 октября 4004 г. до н. э. ровно в 9 часов утра. Исходя из этой даты вела отсчет человеческой истории англиканская церковь. Русское православное духовенство отыскало иную опорную дату — 1 марта 5508 г. до н. э., иудаистская традиция вводила, пожалуй, самый молодой мир, сотворенный 7 октября 3761 г. до н. э. Существенно то, что в любом варианте глубина исторического зрения ограничивалась несколькими тысячелетиями, фактически порогом вступления в эпоху цивилизаций. Хорошо видно, что даже в картину шестидневного творения довольно жестко заложен геоцентризм — земля возникает одновременно с небом, а процессы образования суши, моря и растительности предшествуют рождению звезд, Солнца и Луны. И эти обстоятельства служили мощнейшим заслоном на пути любых идей естественной эволюции.

Специально целостная картина строения мира в Библии нигде не приводится, однако по отдельным образам, мелькающим в тех или иных ее книгах, можно восстановить нечто весьма нехитрое. Скажем, Яхве иногда обитает на обычной горе: «Тогда узнаете, что Я Господь Бог ваш, обитающий на Сионе, на святой горе Моей…» («Книга пророка Иолия»), или «И будет в последние дни, гора дома Господня будет поставлена во главу гор и возвысится над холмами, и потекут к ней все народы» («Книга пророка Исайи»). Это немного напоминает греческий Олимп, однако Яхве, в отличие от Зевса, не превращает свою гору в коммунальное жилище — других богов там нет.

Библейское небо — твердь или купол шатра, а Земля — плоский круг, своеобразная арена под небесным куполом: «Он есть Тот, который восседает над кругом земли, и живущие на ней — как саранча пред ним; Он распростер небеса, как тонкую ткань, и раскинул их, как шатер для жилья» («Книга пророка Исайи»), или: «Он устроил горние чертоги Свои на небесах и свод Свой утвердил на земле» («Книга пророка Амоса»). В последнем фрагменте особенно хорошо виден геоцентризм.

Библейские светила движутся вокруг Земли, что косвенно усматривается в знаменитой притче об Иисусе Навине, преследующем войска пяти царей Аморрейских после битвы под Гаваоном. Желая продлить светлое время дня, дабы завершить разгром врагов, Иисус Навин взывает:

«…стой, солнце, над Гаваоном, и, луна, над долиною Аиалонскою!»

В результате:

«И остановилось солнце, и луна стояла, доколе народ мстил врагам своим».

Военно-космическая хитрость Иисуса Навина упоминается и в «Книге Премудрости Иисуса, сына Сирахова», причем с уточнением сроков:

«Не его ли рукой остановлено было солнце, и один день был как бы два?»

Нечто похожее библейский Бог демонстрирует больному царю Езекии через пророка Исайю — заставляет солнечную тень отступить на 10 ступенек[32].

В «Книге пророка Аввакума» есть прямое упоминание божественного управления ходом небесных тел:

«…солнце и луна остановились на месте своем пред светом летающих стрел Твоих, пред сиянием сверкающих копьев Твоих».

Самое же непосредственное описание картины движения светил дается в 18-м Псалме, прославляющем небеса:

«Он поставил в них жилище солнцу, и оно выходит, как жених из брачного чертога своего, радуется, как исполин, пробежать поприще: от края небес исход его, и шествие его до края их, и ничто не укрыть от теплоты его».

В несколько сокращенном виде это же сказано и в «Книге Екклесиаста»:

«Восходит солнце и заходит солнце, и спешит к месту своему, где оно восходит».

Эти внешне безобидные фрагменты библейской картины мироздания легко согласовывались с гораздо более развитой философией Аристотеля и системой Птолемея, и они же, эти фрагменты, сыграли важнейшую роль в борьбе с идеями Пифагора и Аристарха, а впоследствии — в попытках опровергнуть и запретить коперниковскую модель, в организации процессов над Бруно и Галилеем. Концепция богоизбранности народа, связанного с библейским Яхве особым договором (Заветом), вела к представлению об особой выделенности земли, где этот народ обитает, — своеобразному «палестиноцентризму». Последующее христианство преломило эту идею по-своему — во всемирном масштабе, в форме геоцентризма не только астрономического, но и общемировоззренческого.

Библия сформировалась как сборник древнееврейских религиозных книг в период между 8 и 2 веками до н. э. Не исключено, что некоторые тексты имеют и более почтенный возраст, но в целом указанный промежуток — наиболее вероятен для сведения отдельных фрагментов в целостную библейскую систему. Очевидно, эпоха создания Библии совпала со многими несчастьями, разразившимися в израильско-иудейских землях, и авторам было попросту не до космологии.

Но поневоле всплывает вопрос: как же получилось, что относительно примитивная библейская картина легла в основу европейского мировоззрения, примерно на полтора тысячелетия оттеснив гораздо более развитые и утонченные схемы древних греков?

Явление это действительно очень интересно, хотя и не слишком загадочно.

Христианство, возникшее в первые века нашей эры, прежде всего как этическое учение и идеологический протест против римского угнетения, положило в свою основу Библию как целое. Первоначально оно развивалось среди низов общества, мало интересующихся метафизическими проблемами и вполне принимающих любую не слишком сложную картину мироздания. По мере роста влияния и тем более в период превращения в государственную религию римской империи христианство стало активно впитывать идеи, истоки которых лежали в орфикопифагорейских учениях и которые достигли высокой степени общности в трудах Платона, Аристотеля и их последователей.

Как говорится, «свято место пусто не бывает», и крайне простая библейская картина мироздания фактически дополнилась всей мощью античных натурфилософских построений геоцентрического толка, а вместе с тем астрономическими достижениями эллинского периода. Птолемеевская модель была как бы канонизирована церковью, и большое счастье, что ее не догадались присоединить к текстам Священного писания… В этом плане примитивность библейской космологической картины объективно сыграла даже положительную роль. Но еще более важную роль сыграл резко выраженный библейский монотеизм. Как мы увидим в 3 главе, именно сквозь него пролегает многовековой путь к европейскому научному мировоззрению.

Заполнив библейский вакуум в смысле строения Вселенной, античная натурфилософия и астрономия не смогли предложить ничего конкретного в отношении космогонии. Они просто вынуждены были принять модель шестидневного творения, которая при отсутствии собственно научных взглядов казалась ничуть не хуже любой другой.

… И другие

Завершается наша экскурсия по древнейшим космологическим взглядам. Мы задерживались в основном на более изученных и традиционно-выделяемых цивилизациях. Было бы опасно создавать впечатление, что только там закладывалось космическое будущее человечества.

Большое влияние оказала на соседние народы древнеиранская картина мира. Учение Заратуштры (по некоторым данным 630–553 гг. до н. э.) содержало интересное представление о творении мира в противоборстве двух начал Аша Вахишта (дух света и огня) и Антра-Майнью (дух тьмы).

Космос сопоставлялся с колесницей, влекомой 4 конями, олицетворяющими огонь, воду, воздух и землю. Конец мира должен был сопровождаться великой катастрофой, в которой конь-огонь поглотит остальных.

Идея борьбы противоположностей и своеобразный огнецентризм древнеиранских культов несомненно сказался на идеях Пифагора и другого крупнейшего древнегреческого мыслителя Гераклита Эфесского (544–475 гг. до н. э.), отстаивавшего первоначальность огня и непрерывную изменчивость окружающего мира.

Очень любопытные космологические схемы, по-видимому, создавались в Финикии еще в конце 2 тысячелетия до н. э. К сожалению, они дошли до нас лишь в изложении «из третьих рук» — ранние христианские авторы ссылались на ныне утраченные греческие труды, которые, в свою очередь, воспроизводили тексты финикийцев или опять-таки их переложение. Одна из схем, приписываемая Санхонйатону, в качестве первичного состояния принимает воздух и хаос, которые порождают ветер и желание, а последние — Мота, олицетворяющего одновременно смерть и жизненную силу. Мот, выступающий в образе ила, создает все остальные элементы мира. Собственно творение космоса и живых существ является следствием мировой катастрофы — пожара. Другая схема (Моха) берет за исходное состояние эфир и воздух, которые порождают творца Хусора, расщепляющего мировое яйцо на Небо и Землю.

Эти схемы представляют большой интерес даже с учетом того, что исходные элементы, вероятно, несколько неточно восприняты греческими авторами сквозь призму развитой натурфилософии. Действительно, существует глубочайшая проблема старта этой натурфилософии. Не слишком правдоподобно, что рывок от олимпийских богов до первоэлементов (в духе воды Фалеса или Гераклитова огня) произошел без промежуточных этапов. И весьма вероятно, что некоторые из этих этапов успешно преодолевались уже в Финикии и Месопотамии, и эстафета была передана грекам, попав на самую благодатную почву.

Гораздо северней Персии и Финикии древнескандинавские мифы, собранные в 11–13 веках Семундом Сигфусоном и Снорри Стурлусоном, рисовали величественную картину творения.

В начале времен

не было в мире

ни песка, ни моря,

ни волн холодных.

Земли еще не было

и небосвода,

бездна зияла,

трава не росла.

Так начинается «Прорицание вёльвы» в «Старшей Эдде».

Один и его братья — молодое поколение богов — в схватке убивают древнейшее божество злого великана Имира, бросают его в глубь Мировой Бездны. Из тела Имира создают землю, из крови — воды, из костей — горы, валуны и камни — из зубов, тучи — из мозга. Череп Имира послужил основой небосвода, а искры из страны огня Муспелль стали звездами.

Земля представлялась скандинавам огромным кругом, плавающим в океане, на берегах которого жили великаны, а земли в глубине суши были ограждены стеной (Мидгард), сотворенной из век великана Имира. Небо связано с землей мостом Биврёст, попросту радугой.

В отдельных случаях понимание древних мифологических систем крайне затруднено — таково, например, положение с древнеславянской картиной Вселенной. Трудно сомневаться, скажем, что среди племенных объединений дохристианской Руси второй половины 1 тысячелетия существовали достаточно обширные и своеобразные представления о происхождении и строении мира соответственно уровню развившейся здесь земледельческой цивилизации. Однако культурная эволюция после крещения Руси сильно стерла следы предшествующего мировоззрения. В результате реконструкцию идей, заложенных в древнеславянском пантеоне, поневоле приходится делать усредненно, опираясь на некие общие элементы в мифологиях индоевропейских народов.

Сквозь эту общность можно усмотреть, например, определенную близость восточнославянской и древнегреческой (эпохи Гомера) картин мира. Так, бог неба и творец Вселенной Род (Стрибог) подобен древнегреческому Урану, впоследствии же в сознании язычников, пришедших в лоно христианства, он как бы замещается библейским Творцом. Владыка молний Перун (глава дохристианского пантеона Киевской Руси) олицетворяет воинственность и власть, и в то же время он верховный бог природы — это явный аналог Зевса. Аналогичен древнегреческому Апполону и Дажьбог, олицетворяющий солнце, свет, изобилие.

Путешествуя по времени и цивилизациям, быстро начинаешь замечать поразительное сходство многих космологических сюжетов в крайне отдаленных друг от друга областях. Надо полагать, что сходные условия — в первую очередь близкий уровень развития социальных структур и характер хозяйственной практики — порождают сходные представления. Имена богов и детали их взаимодействия, разумеется, отличаются, но общие космологические идеи оказываются подчас на удивление близки.

Есть, конечно, и любопытная специфика. Скажем, древние японцы отвергали идею первичного хаоса, мир начинается у них не с действия антропоморфного творца, а с самозарождения некоего элементарного порядка. Первичные боги — ками, возникающие одновременно, весьма абстрактны, только последующие поколения ками олицетворяют конкретные стихии.

Для западных индонезийцев характерно представление о первичности верхнего и нижнего миров в трехслойной картине мироздания. Средний, то есть земной, мир возникает в борьбе богов неба и океана.

Древние чеченцы и ингуши считали первичной плоскую безводную и безжизненную Землю, которую оплодотворила огромная белая птица.

У южноамериканских индейцев тоба первичны небо и земля, но сначала они расположены наоборот. Обычный мир появляется благодаря тому, что небо и земля меняются местами.

Такого рода моментов можно отыскать немало. Интересны, однако, не только различия в теоретических, так сказать, взглядах, но и в астрономической практике.

Общеизвестна, например, тесная связь монументальных сооружений древности с результатами многовековых астрономических наблюдений.

Пирамида Хеопса — гигант высотой почти 147 метров, построенный из 2,3 млн. каменных блоков общим весом более 5,8 млн. тонн, — имеет туннель, строго ориентированный по первому ежегодному восходу Сириуса. Взгляд знаменитого Сфинкса из Гизы направлен на восход Солнца в первый весенний день, а ось между луксорскими храмами Амона-Ра и Ра-Гарахты смотрит прямо в точку восхода Солнца в день зимнего солнцестояния.

В 15 городах майа на пирамидах есть специальные площадки с системами трех священных столбов. Для наблюдателя в определенной точке площадки эти столбы фиксируют направления на точки восхода Солнца в дни равноденствий, летнего и зимнего солнцестояний. Аналогичная система встречается и у инков.

Во всех этих случаях сооружения играют роль огромных астрономических приборов. Нужно полагать, их создателям потребовался очень солидный запас наблюдений, чтобы выполнить работу как следует.

Один только факт строительства пирамиды Хеопса или шумерских зиккуратов в начале 3 тысячелетия до н. э. указывает на то, что систематическая наблюдательная практика древних египтян и месопотамцев должна уходить корнями в гораздо более ранние времена, видимо, предшествующие городской цивилизации.

Взаимодействие строительства и астрономии в древнейшие времена земледельческих культур задолго до образования крупных государств воистину глубокая проблема. Чем вызывались крайне трудоемкие постройки, требующие усилий больших человеческих коллективов при самой примитивной технике, — чисто культовыми соображениями или необходимостью долговременной фиксации суммы астрономических знаний? Или здесь осуществлялся какой-то сложный синтез обеих этих целей?

Оставляя пока в стороне недостаточно проверенные гипотезы (типа соответствия расположения знаменитых статуй острова Пасхи форме созвездий), обратимся к факторам, существенно повлиявшим на наши историко-научные представления.

Речь пойдет о так называемых мегалитических сооружениях.

Давным-давно археологи столкнулись с обилием огромных камней (мегалитов) на территории Европы, особенно в северо-западной ее части. Камни со следами обработки использовались для создания крупных могильников и площадок более или менее понятного ритуального назначения. Однако в последние десятилетия окончательно выяснились и другие функции многих из них — астрономические.

Древнейшая постройка этого рода — Нью-Грейнджский коридорный могильник в полусотне километров от ирландской столицы Дублина. За 3300 лет до нашей эры люди уложили около 200 тыс. тонн камня, отдавая должное памяти предков, однако в конструкции могильника реализовано и кое-что другое. Оказалось, что именно в дни зимнего солнцестояния лучи, пробиваясь сквозь специальное «слуховое окошко», освещают длинный коридор и должны попадать даже на заднюю стенку погребальной камеры.

Только на Британских островах расположены сотни мегалитических объектов, подозрительных в плане их астрономической эксплуатации. Самый известный из них — Стоунхендж (буквально «каменный сарай») в графстве Уилтшир неподалеку от города Солсбери.

Начало строительства этой уникальной обсерватории каменного века относят к 2800 году до н. э., то есть в смысле древности он вполне выдерживает конкуренцию с пирамидами и башнями средиземноморских цивилизаций. Стоунхендж возводился более тысячелетия[33], и современная археология выделяет 3 основных этапа этой работы. Первый этап — сооружение земляного вала (шириной 6 м, высотой — 1,8 м) и рва кольцеобразной формы. Диаметр этого древнейшего кольца — 97,5 м. На втором этапе, который относят примерно к 2100 году до н. э., внутри старого вала появилось так называемое сарсеновое кольцо диаметром около 30 м — оно составлено из обработанных глыб песчаника-сарсена, расположенных воротиками (два камня вертикально плюс горизонтальное перекрытие). Наконец на третьем этапе — к 1600 году до н. э. — уже за сарсеновыми камнями было создано кольцо голубых камней и подкова из пяти трилитов. Трилиты (три крупных камня в форме очень узких ворот) — самые массивные элементы Стоунхенджа, высота вертикальных камней превышает 5 метров, а вес доходит до 50 тонн. В центре подковы лежит так называемый Алтарный камень почти пятиметровой длины.

Открытый конец подковы обращен к входу в Стоунхендж — десятиметровой прорези в старом вале, точнее, ориентирован на вертикально расположенный 6-метровый Пяточный камень (Менгир). Зная эту ориентацию, древний наблюдатель мог убедиться, что с центральной площадки он увидит восход Солнца в день летнего солнцестояния строго над Менгиром. Это обстоятельство было открыто еще Уильямом Стьюкли в 1740 году, и с тех пор Стоунхендж стал объектом пристального интереса. Впоследствии были найдены и многие другие выделенные направления. Оказалось, что в архитектуре Стоунхенджа как бы записаны точки восхода Луны и Солнца для всех четырех времен года. Возможно, ряд простых операций позволял превращать этот гигантский каменный календарь в своеобразную вычислительную машину для предсказания солнечных и лунных затмений.

В целом проблема обсерваторий каменного века таит в себе еще немалое число загадок. Мы как-то привыкли к тому, что древнейшая астрономия вышла из лона имперских цивилизаций Древнего Востока, и не слишком ясно представляем себе, чего могли достичь в этом отношении земледельческие племена, не обладающие развитой государственностью и письменностью. Разумеется, их астрономические взгляды, основанные на более примитивной социальной и хозяйственной практике, могли быть не столь обширны, как в Древнем Египте или в Месопотамии. Но процесс создания календаря, неизбежный для каждой достаточно стабильной земледельческой культуры, должен был их затронуть, а такой процесс требовал формирования особой астрономической практики и специальных методов фиксации добытых знаний, особенно в условиях отсутствия письменности. Этим целям и служили мегалитические обсерватории-календари.

Интерес к данной проблеме возрастает. Достаточно сказать, что издается специальный журнал «Археоастрономия», различные бюллетени и сборники, проводятся конференции. И надо надеяться, что в ближайшее время мы станем свидетелями новых открытий.

Мегалитические обсерватории поставили перед археоастрономами очень глубокую задачу. Имеем ли мы дело с иными стартовыми вариантами цивилизации? Племена, которые одновременно с Египтом и шумерами рванулись к астрономическим знаниям, добились немалых успехов в строительстве. Что их остановило? Почему эти варианты к середине 2 тысячелетия до н. э. оказались нежизнеспособны и не привели к созданию чего-то самобытного и сопоставимого по масштабу с государствами Древнего Востока?

А может быть, мы просто столкнулись с уровнем астрономической и строительной культуры, предшествующим тому, что происходило в Египте и Месопотамии 5000 лет назад? И под известными слоями древневосточных цивилизаций не должно ли скрываться нечто в духе мегалитических обсерваторий? Действительно, не на могильниках же почти полуторастометровой высоты в духе пирамиды Хеопса оттачивалось строительное искусство египтян, и вряд ли они учились астрономической ориентации, укладывая сразу миллионы гигантских каменных блоков…

Решение этих проблем, несомненно, заставит нас пристальней всмотреться в композиции памятников ранних земледельческих культур в самых разных районах планеты.

Некоторые итоги и проблемы

Предыдущий раздел недаром был завершен сплошными вопросами. Хотелось подчеркнуть, что наши представления о древней астрономии находятся в не слишком удовлетворительном состоянии. Не столь уж и отдаленная эпоха каменных календарей, необходимых земледельческим обществам, то есть интервал от примерно 8 до 4 тысячелетия до н. э., выглядит весьма туманно.

Разумеется, есть проблемы, не сводящиеся к рамкам неолита.

Схема, по которой мы строили обсуждение древних взглядов на Вселенную, довольно проста и основана на предположении, что космологические идеи, скажем, австралийских аборигенов, неплохо воспроизводят нечто характерное для охотников и собирателей, обитавших повсеместно 15–20 тыс. лет назад. В этом подходе на основе изучения культур разного уровня социальной и хозяйственной организации можно выстроить эволюционную лесенку, вдоль которой видна и смена космологических представлений и вообще эволюции мышления.

Однако стоит обратить внимание на иные возможности.

Ныне люди Земли относятся к одному биологическому виду, но это не значит, что на планете не существовало иных очень близких видов. Современные скорее свидетельствует о том, что наши давние предки развивались в сильной конкуренции, и последние параллельные ветви исчезли лишь во времена появления Homo sapiens.

Тем не менее, иногда слишком уверенно мы выстраиваем в линейку социальные организмы — от локальных охотничьих групп до атомно-электронных суперцивилизаций 20 века. На самом деле ситуация может быть намного сложней — не исключено, что некоторые реликтовые культуры развивались по особому пути и при благоприятных условиях их цивилизации не слишком напоминали бы изученные европейские и азиатские образцы. Конечно, контакты нивелируют многие особенности, приводят фактически к отбору социальных организмов, но в древности, когда объем контактов был невелик, многообразие могло играть гораздо большую роль.

Я не уверен, что современный уровень исторических исследований достаточен для четкого выделения различных линий социальной эволюции, для реконструкции сколь-нибудь ясного облика несостоявшихся параллельных цивилизаций. Понятно, что сам образ цивилизации выглядит несколько по-разному относительно, скажем, Европы, Индии и Китая, но гораздо менее понятно, какого уровня эти различия, в чем их корни и главное последствия. Что сталось бы, например, с индейской Америкой, если бы там за должное число веков была бы освоена железная металлургия, открыт порох и изобретен телескоп, а Колумбу и иже с ним пришло бы в голову заниматься чем-нибудь попроще мореплавания? Или свершились бы там открытия, толкающие цивилизацию вообще не по пути быстрой технологической эволюции. Тут есть над чем задуматься…

Пока же попробуем кратко подвести итоги нашего путешествия по очень давним временам и идеям. Видимо, вступление в эпоху земледельческих культур характеризует качественный сдвиг в мировосприятии. Магико-тотемическое мышление достигает своеобразного апогея, наделяя небо и светила максимумом магической силы. Но развивающаяся социальная иерархия тут же дает старт новому типу мышления — религиозному. За 4–5 тыс. лет, потребовавшихся для перехода к цивилизациям, религиозное мышление вбирает в себя лучший опыт предыдущего уровня и становится доминирующим. За этот период земледельцы должны были справиться с решением важнейшей задачи — созданием календаря. Нет сомнения, что к моменту возведения египетских пирамид или шумерских зиккуратов они имели хорошие сельскохозяйственные календари и обширные астрономические познания. Хотя европейские мегалиты и многому учат в этом отношении, трудно утверждать, что мы знаем все или даже большинство методов фиксации соответствующих знаний в дописьменный период. Однако трудно сомневаться в том, что регистрация и хранение календарно-астрономической информации стали сильнейшими стимулами в создании письменности.

Вероятно, уже в первое тысячелетие существования цивилизаций более стабильные и благоустроенные условия наблюдения и облегчение регистрации данных позволили довести календари почти до предела точности, в которой нуждалась практика земледельческих циклов. Знание расположения созвездий, конечно, играло свою роль и в мореходстве, но в те времена мореходство преимущественно было прибрежным и вряд ли могло обеспечить заказ на значительное улучшение точности астрономических данных.

Фактором, который подталкивал и ускорял развитие астрономии, становились астрологические проблемы. Религиозно-магическая сверхидея о «небесном руководстве» не только сельскохозяйственными работами, но всем земным миром, включая судьбы людей и царств, оказалась объективно полезной. В ее рамках греческая натурфилософия впервые сумела поставить задачу об отыскании универсального механизма небесных движений. Но об этом подробней пойдет речь в одном из разделов следующей главы.

Здесь же будет полезно немного остановиться на завершении античного периода, когда философия как бы стала терять интерес к космическим проблемам, активно уходя в социально-этическую сферу. Это явление характерно для большей части эллинистической эпохи (после завоеваний Александра Македонского). Иногда вызывает удивление тот факт, что за огромный промежуток с 3 века до н. э. до 5 века н. э. в развитых эллинистических государствах, где ученые превосходно знали о достижениях греков и, казалось бы, имели условия для дальнейших шагов, не было сделано ни одного принципиально важного шага[34]. Особо любопытно в этой связи положение Рима, крупнейшей и самой мощной цивилизации поздней древности, которая дала немало поводов историкам науки позлословить относительно ее мизерного вклада в сокровищницу естественнонаучных знаний.

Мы сталкиваемся здесь с одной из очень сложных историко-научных и общеисторических проблем и разумеется, ее нельзя решить походя. Можно только яснее очертить ее контуры и отметить ряд достаточно очевидных факторов.

Мне кажется, что сама постановка проблемы во многом связана с неправомерным, хотя и весьма укоренившимся разделением прогресса в этико-социальном и научно-техническом направлениях. Эпоха позднего эллинизма как нельзя лучше подчеркивает это обстоятельство. И тут стоит обсудить положение немного подробней, поскольку эпоха выхода цивилизаций на космический уровень — то, что послужит предметом дискуссии в III части книги, делает такое деление вообще бессмысленным.

Видимо, из всех великих достижений греческих мыслителей античности самым впечатляющим следует считать открытие социальных структур, точнее закладку первых камней в фундамент будущей социологии[35]. Демократические полисы оказались почти идеальной лабораторией для такого шага. Их масштаб в силу ряда факторов оказался превосходно приспособленным к деятельности личности. Человек мог не только свободно обсуждать свои политические идеи, но и при должной активности проводить их в жизнь. И это давало ему возможность впервые взглянуть на социальные силы, на весь механизм функционирования общества как на естественное явление — естественное в силу хотя бы того, что на него можно воздействовать. Ничего подобного нельзя было и вообразить в рамках первобытного общества или древневосточных деспотий. Вместо неведомой силы мана или богоподобного монарха открылось нечто поразительное — разумный и грамотный человек, честно и безбоязненно советуясь с подобными себе, может успешно направлять действия общества в целом.

История всех областей знания приводит немало примеров костров, изгнаний и прочих притеснений, впечатляюща и галерея великих еретиков от космических поисков. Но в области социальной ситуация неизмеримо трагичней.

Социальный организм — совершенно особый объект в смысле изучения. Он реагирует на любую идею по поводу своего состояния в настоящем, прошлом и будущем, не говоря уж об экспериментальном подходе. Физикалистские мерки тут полностью отказывают. Атому безразлична сколь угодно вычурная атомная модель, велосипед безропотно встретит миллион проектов собственной реконструкции, но к социальному организму подойти на этой основе вовсе не просто. Он способен защищаться от реальной или мнимой опасности, причем теми средствами, которые несоизмеримы с ресурсами отдельной личности или очень малого коллектива. Только очень высокая стадия развития позволяет крупной социальной структуре самоосознаваться, то есть поощрять индивидуальную критику и проекты оптимальной эволюции.

В этом плане не следует переоценивать уровень полисной демократии. Судьбы многих мыслителей (Аристотеля, Демокрита, Пифагора, Сократа, Анаксагора, Аристарха и других) демонстрируют довольно ограниченные рамки свободы слова[36]. Тот же Сократ, выдвинувший гениально простую идею о том, что обществом должны управлять люди, хоть немного разбирающиеся в этом искусстве, вынужден был выпить знаменитую чашу цикуты…

Но познание такими средствами не остановишь, и вряд ли стоит удивляться тому, что греческие философы набросились на интереснейшую проблему поиска идеальных схем общественного устройства. Можно лишь восхищаться их подчас незаурядному мужеству.

Очень важно, что в те времена социологией занимались крупнейшие натурфилософы, которые строили модели Вселенной и общества, еще не полностью отдавая отчет, в сколь трудную и опасную область втянуло их познавательное любопытство. Этим прославились Пифагор и Аристотель, но, пожалуй, самый замечательный баланс в социальных и естественных исследованиях был достигнут Платоном — наряду с красивейшей моделью космоса, он построил первую классификацию государств и даже предложил свою картину идеального общества.

Эллинистический период философии практически целиком проходят под знаменем социально-этических исследований. Убедившись в трудности решения проблем переустройством общества, философы напряженно искали хотя бы рецепты разумного взаимодействия человека с конкретными формациями. Так развились знаменитые школы киников и стоиков. Психосоциальная конституция человека была безусловно более безопасной темой во время крушения полисной системы, и в ней античные ученые достигли немалых высот. Запрос на советы о путях к личному счастью и благополучию во все эпохи был велик, но теперь эти советы давались на новом уровне — пусть со смутным, но уже осознанным представлением о социальной природе личности.

В рамках религиозного мышления вырабатывались по сути идеи индивидуального «спасения» — понимание того, что оно во многих случаях невозможно без определенной трансформации общества в целом были еще впереди. С одной стороны, эта программа нанесла страшный урон национальным религиям — становилось ясно, что добрые местные боги и пальцем не шевельнут ради спасения своего вроде бы разумно и богобоязненно живущего полиса или целого народа. Но она же стала своеобразной философской подоплекой для грядущего христианства, той дорогой, по которой шла в него наиболее образованная часть эллинистического общества.

Философы эллинизма, включая и великолепных римских мыслителей конца республики и первых веков империи, построили, если допустима такая аналогия, что-то вроде простейшей модели отношения индивид-общество, сводя последнее к абстрактному божеству и наделяя личность частицей этого божества — душой. Более схематично можно сказать, что здесь хорошо был угадан определяющий всякую личность отпечаток на ней социальной структуры (социальная в основном природа индивидуального разума), а законы функционирования общества, сквозь линзу которых человек воспринимает Вселенную, нашли свое отражение в образе некого эффективного Суперразума. Законы общества и природы воспринимались как Законы, установленные этим Суперразумом.

Эти идеи были подхвачены и глубоко развиты в следующий исторический период, к обсуждению которого мы сейчас переходим. В нем сливаются три линии — греческой натурфилософии, библейского монотеизма и эллинистической «космической юрисдикции». В конце этого пути маячит грандиозный взлет религиозной картины мира и ее эволюции в картину научную.

Глава 4: Тысячелетие потерь и взлета

И увидел я новое небо и новую Землю, ибо прежнее небо и прежняя земля миновали…

Апокалипсис Иоанна

Средние века — эпоха общим планом

Сейчас мы переходим к описанию очень сложного периода истории Средневековья. Нередко оно ассоциируется с чем-то необычайно мрачным и в смысле развития познания застойным.

Одна из книг прославилась тем, что истории средневековых научных достижений в ней было посвящено две совершенно чистых страницы. Мне кажется, что туда можно было вписать кое-что интересное. Космологические представления — не просто сумма новых фактов, но и система мышления определенного уровня. По части новых фактов Средневековье и вправду небогато, но в области преобразования мировоззрения оно добилось вполне серьезных успехов.

Так что реальная картина сложна, и для понимания ее следует прежде всего освежить в памяти некоторые исторические моменты.

Начало Средневековья обычно определяется датой падения Западной Римской империи (23 августа 476 года), когда находившийся на службе у римлян скирский военачальник Одоакр поднял мятеж, устранив фактического правителя Ореста, а его подростка-сына Ромула Августула, последнего из 115 римских императоров, отправил в ссылку. Формально Одоакр подчинился Константинопольскому трону, и конец эпохи выглядел благопристойным объединением империи. Фактически же Рим, потеряв все свои колонии и испытав вторжения вестготов и вандалов, давно и полностью утратил свою мощь.

Варвары, воцарившиеся на огромной имперской территории, в известной степени успели впитать в себя важнейшие элементы римского уклада жизни и многие принципы римской государственной организации. Прекратив реальное существование, Римская империя успешно продолжала «загробную жизнь» в качестве легендарного образца.

Культурной ассимиляции варваров способствовала воспринятая у римлян христианская религия, которая после подписания Константином Миланского эдикта в 313 году была защищена от гонений и повсеместно оттесняла другие культы.

Христианство, зародившееся на территории Иудеи в 1 веке нашей эры, в результате двухвековой борьбы стало государственной религией Рима и после 1-го Вселенского собора в 325 году начало наступление на остальной европейский мир. Уже в 4–5 веках новое вероисповедование приняли готские и франкские племена, а к 9-10 веку христианизации подверглись германцы и славяне. Светская власть уходила из Рима, но религиозное его влияние непрерывно усиливалось. В середине 5 века особым императорским эдиктом была подтверждена верховная роль римских епископов, что и оформило институт папства.

Укрепление и активная экспансия западного христианства как раз в период краха Западной империи позволили ему надолго стать достаточно самостоятельной наднациональной силой, что, несомненно, оказало сильнейшее воздействие на ход европейской истории.

В противовес этой тенденции христианские патриархи Восточной империи (Византии) с самого начала попали под жесткий контроль все еще мощной императорской власти. Это особенно сказалось после схизмы (раскола церквей) в 1054 году и очень специфически повлияло на становление Древней Руси, воспринявшей именно византийский вариант.

Будущая Европа рождалась в мучительных процессах преодоления раздробленности и повсеместного произвола. Резкое разрушение мощнейшей социальной структуры римского образца, основанной на изжившем себя рабовладении, привело к длительным потрясениям и культурным потерям.

В середине 7 века на мировой арене стремительно возникает новый фактор — арабский Халифат, который за полстолетия становится империей, по масштабу вполне сопоставимой с римской. Халифат несет новую религию ислам, — зародившуюся среди скотоводов-кочевников Западной Аравии в период перехода к земледельческому укладу.

Начало ислама связано с деятельностью проповедника Мухаммеда в Мекке и в Медине. Хиджра (бегство Мухаммеда из Мекки в 622 году) определяет начало мусульманской эры. Надо полагать, очень простые и доступные каждому ритуальные действа новой религии, ее исключительно сильный теократический дух, выражающийся в фактическом отождествлении исламской морали с юридическими нормами, пришлись по нраву правителям западно-аравийских княжеств[37].

Во всяком случае, через год после смерти Мухаммеда (632 год) они жестоко расправились с антиисламским восстанием пророка Мусейлины и, захватив весь Аравийский полуостров, в течение двух десятилетий покорили Сирию, Палестину, сасанидский Иран, Египет, Закавказье и двинулись дальше. Византия, ослабленная четвертьвековой войной с Сасанидами, не смогла противостоять захвату своих территорий. В начале 8 века войска Халифата захватили все африканское побережье Средиземного моря и вторглись на Пиренейский полуостров, оккупировав его почти целиком. Эта экспансия затопила бы всю Западную Европу, но продвижение арабов в Галлию было остановлено знаменитой победой Карла Мартелла под Пуатье в 732 году. В дальнейшем Халифат вынужден был ограничиться захватом ряда крупных средиземноморских островов (Крита, Мальты, Сицилии и Сардинии).

Краткосрочное равновесие между европейцами и арабами, впрочем, весьма относительное и кровопролитное, сменилось новыми волнами военных бедствий норманнскими завоеваниями. Скандинавские викинги обрушились на южных соседей всей мощью своей боевой выучки и храбрости. Захватив в 10–11 веках северо-западное побережье Франции и Англию, они обогнули Пиренейский полуостров и вторглись в Средиземноморье. Здесь их завоевания привели к образованию Королевства обеих Сицилии (объединившего остров Сицилию с частью южной Италии).

В известном смысле еще большим бедствием стали крестовые походы, вызванные беспримерным обнищанием и разорением европейского населения, религиозными и экономическими амбициями феодальной верхушки.

Официальная цель этих походов — религиозный реванш, отвоевание у мусульман Иерусалима. 1 Крестовый поход в 1096-99 гг. достиг цели — в Палестине было образовано Иерусалимское королевство, однако вскоре оно погибло и лишь на несколько лет восстановилось в результате 6 Крестового похода. Из 8 походов 5 окончились полной неудачей, крупнейшее их последствие — окончательная конфронтация христианского и исламского мира. Внешне эффектный 4 Крестовый поход в 1202–1204 гг., завершившийся взятием и разграблением Константинополя и образованием Латинской империи, привел к теперь уже бесповоротному отделению православной церкви. Впрочем, в 1261 году Константинополь был отвоеван Михаилом VIII Палеологом, а Латинская империя пала. Сама же Византия, изолированная от западного христианства, менее чем через два столетия (в 1453 году) была покорена турками. В итоге получилось так, что Крестовые походы объективно принесли гораздо больше вреда христианскому миру, нежели исламу.

На этом беды Средневековья отнюдь не завершились — в начале 13 века Европу и Азию потрясло грандиозное монгольское нашествие. Чингисхан и его преемники в течение столетия захватили Сибирь, Китай, Среднюю Азию, Русь, Венгрию, Иран. Опустошительные завоевания монгольских ханов были приостановлены лишь к началу 14 века.

Эта экспансия, сыгравшая крайне неблагоприятную роль для развития Восточной Европы (прежде всего русских княжеств), Средней Азии и Китая, стала отчасти полезной для Европы Западной. Столкновение арабов с монголами ослабило взаимодействие отдельных халифатов и упростило задачи Реконкисты вытеснения арабов из Испании[38].

Наряду с этими глобальными факторами обстановка в Европе во многом определялась и почти непрерывными внутренними войнами — столкновениями государств и междоусобицей феодалов. Исключительная социальная нестабильность и стремление папского престола к общеевропейской гегемонии ужесточили действия церковных властей. Так на рубеже 12–13 веков сложился особый институт преследования еретиков — печально известная Инквизиция.

Однако к концу Средневековья в Западной Европе начинает складываться новый тип хозяйственной практики, и ситуация несколько стабилизируется.

В ином ключе проходила эволюция двух других древних центров цивилизации — Индии и Китая, где как раз в первые полтора тысячелетия нашей эры сработали некоторые факторы, обусловившие их технологическое и научное торможение.

Значительный расцвет Индии приходится на эпоху царя Ашоки в 3 веке до н. э. Он и его окружение исповедовали буддизм и способствовали повсеместному распространению идей ахимсы (непричинения вреда живым существам) и вегетарианства. Отсутствие крупного рабовладения привело к своеобразной консервации раннефеодальной структуры общества, прежде всего к укреплению системы варн. Несмотря на последовательно сменявшие друг друга нашествия бактрийских греков, кочевников шаки и юэчжей, Индия выстояла, ее древняя и глубокая культура сравнительно легко ассимилировала пришельцев. К 320 году Северная Индия объединилась в довольно мощное государство царя Чандра Гупта, которое на рубеже 4–5 веков достигло величайшего расцвета.

С середины 5 века на империю Гуптов обрушивается волна центральноазиатских кочевников — так называемых белых гуннов, а в начале 10 века арабы захватывают Синд (область дельты Инда) и часть Пенджаба. Огромными усилиями североиндийские государства сумели добиться тогда равновесия с завоевателями.

Истинное бедствие приходит позже — в 10–12 веках, когда после полуторастолетних опустошительных набегов тюрков из Афганского эмирата Индия терпит сокрушительное поражение в борьбе с войсками Мухаммеда и на 6 веков попадает под власть мусульман. Великое разорение принес в конце 14 века Тимур, буквально затопивший кровью Делийский султанат. Обессиленная и раздробленная к середине 17 века, Индия попадает под английское колониальное владычество после неудачных попыток отстоять независимость в сражениях при Плесси и Буксаре…

Такая цепочка трагических событий неплохо объясняет причины заметного отставания Индии в познавательной и технологической сферах. Немалую роль в этом отставании сыграли и мировоззренческие традиции — непрерывное, век за веком, наслоение религиозных систем с более или менее развитыми космологическими представлениями. Социальная нестабильность и условия оккупации не способствовали исследовательской активности, а религиозные системы (прежде всего, индуизм) костенели и ужесточались в борьбе за самосохранение. В сущности, очень схожие процессы имели место, например, в Испании в связи с Реконкистой, где католичество приняло предельно жесткую форму, и на Руси, где православное христианство в период татаро-монгольского нашествия также ожесточилось, выступая как один из важнейших объединяющих элементов народного сопротивления. Разумеется, эти процессы во всех случаях отрицательно сказывались на прогрессе мировоззрения.

Несколько иные, хотя и близкие по итогам, явления происходили в Китае.

После нашествия кочевников в 316 году, образовавших целых 16 царств, китайцы сумели оправиться и в период Танской и Сунской династий испытали значительный подъем. Мощная государственная система, пронизанная характерным рационализмом во всех сферах жизни, включая религию, казалось бы, служила залогом грядущего лидерства китайской цивилизации. На рубеже 2 тысячелетия здесь появляется огнестрельное оружие, которое через арабов и монголов лишь в 13–14 веках приходит в Европу. В широких масштабах ведется ирригационное и городское строительство.

Распад Сунской империи ослабил Китай, и северная династия Цзинь не выдержала натиска Чингисхана. К 1279 году вся страна оказалась под властью монгольских завоевателей. Захватившая императорский трон монгольская династия Юань просуществовала около 100 лет, на смену ей пришла династия Тай Мин, и почти 300-летний период ее власти позволил Китаю не только залечить последствия монгольского нашествия, но и заметно укрепиться. Началась колониальная экспансия китайцев, самое известное ее событие морские походы адмирала Чжен Хэ на Яву, Суматру, Цейлон и в другие земли, вплоть до стран Персидского залива.

В середине 17 века в Китай пришли маньчжурские завоеватели, однако их династия быстро ассимилировалась, приняв конфуцианство, и даже весьма способствовала развитию китайской культуры — в первую очередь литературы.

Но, видимо, идеи о бесспорном преимуществе древнейшей цивилизации перед более молодыми соседями и отсутствие интереса к развитию техники, характерные для большинства владык великой азиатской страны, рано или поздно должны были сыграть свою губительную роль[39]. И в середине 19 века в результате двух Опиумных войн и восстания тайпинов, унесших 20 млн. человеческих жизней, Китай резко ослабляется и попадает в полуколониальную зависимость от крупных европейских держав, а вскоре и от Японии.

Средние века — путь к науке

Попробуем выяснить, как в недрах мрачного Средневековья постепенно складывался новый тип мышления, породивший в 16–17 веках науку Нового Времени.

Естественнонаучные и, в частности, астрономические достижения Средневековья традиционно и вполне справедливо считаются крайне ограниченными. Это вполне понятно, если учесть, что в многосотлетней чехарде насилий, грабежей, голода и эпидемий человеку было не столь уж важно уточнять законы движения светил, а более всего хотелось вырваться на просторы светлой и спокойной райской жизни, которую сулила в загробном варианте, например, христианская церковь.

С другой стороны, в странах христианского и исламского мира сложилась уникальная познавательная ситуация. Как мы помним, библейская картина Вселенной была крайне проста и лаконична. Принципиальный момент заключался лишь в признании того, что наблюдаемый мир был сотворен Богом в течение одной рабочей недели и в определенной последовательности. По поводу структуры небес и строения вещества почти ничего конкретного Ветхим Заветом не навязывалось. Ничего в этом плане не добавляли и более поздние книги Евангелия, послания апостолов, Апокалипсис и Коран — они ориентировались в сугубо этико-социальном направлении.

В период укрепления христианской церкви одной из важнейших задач становится разработка соответствующей картины мироздания. И она практически целиком заимствуется из эллинской философии. Отцы новой мировой церкви ищут детали космоса в традициях той культуры, на которой они возросли.

Такое сочетание эллинской и библейской традиции — длительный процесс, тем более что его истоки относятся к периоду ожесточенной борьбы христианства с многообразными хитросплетениями культов Римской империи. Многие античные центры просвещения и бесценные рукописи гибнут в этой борьбе.

К началу 8 века Западная Европа изолируется от основных очагов эллинистической культуры — Греции, входившей в состав Византийской империи, Северной Африки и Западной Азии, попавших под власть арабского Халифата.

Лидерство переходит к арабам, которые с большим пиететом относятся к античному наследию. Уже в 8–9 веках культура Халифата входит в пору расцвета. Повсеместно возникают центры просвещения — «дома мудрости», обсерватории, высшие школы в Кордове (755 г.), Багдаде (795 г.), Каире (972 г.) — прообразы университетов. Наряду со старыми центрами школы развиваются и в новых городах, среди которых выделяется Багдад, заложенный в 762 году и очень быстро превратившийся в город с миллионным населением. В конце 9 века Ибн Курра завершает перевод на арабский язык евклидовых «Начал» и ряда трудов Архимеда. Переводятся Аристотель, Птолемей и многие другие древние авторы. Эта деятельность — одна из важнейших заслуг арабских ученых, очень многие тексты дошли до потомков только в арабском переводе.

Больших успехов добилась арабская математика — фактически была создана тригонометрия, развиты сферическая геометрия и алгебра. Немалую роль сыграли здесь контакты с Индией. Такие достижения, как «арабские цифры», были заимствованы у индусов и через арабские трактаты попали в Европу. Бесспорны достижения арабов в физике — прежде всего в разработке теории взвешивания тел и решении некоторых оптических задач.

В области астрономии арабы заметно повысили точность наблюдений и описания данных, активно применяя к исследованию небесных движений элементы сферической геометрии. Они разработали более подробную схему определения координат небесных тел, что впоследствии способствовало пересмотру птолемеевой системы. Собрания таблиц и расчетных правил сферической геометрии — зиджи, из которых около 100 сохранилось, — наряду с переводами работ индийских астрономов заметно расширили астрономический плацдарм античности.

Особую роль сыграли усилия Ибн Юнуса, создателя каирской обсерватории (1004 г.), построившего подробные таблицы движения Солнца, Луны и планет. Ему же принадлежит заслуга в уточнении угла наклона эклиптики.

Великий поэт и математик Средневековья Омар Хайям (1048–1122), работавший в Самарканде, а потом в исфаханской обсерватории, стал, видимо, первым ученым, усомнившимся в единственности евклидова постулата о параллельных.

Своеобразным венцом средневековой астрономии стала деятельность Муххамеда Тарагая Улугбека (1394–1449). Его судьба — ученого и политика по-своему уникальна. Улугбек, внук легендарного Тимура, в 15 лет стал правителем Самарканда, а после смерти своего отца Шахруха возглавил род Тимуридов, объединив престолы Самарканда и Хорасана. Многие цари Востока и Запада в той или иной степени увлекались небесными проблемами, были среди них и вполне профессионально работающие ученые, но, пожалуй, лишь Улугбеку удалось сочетать сорокалетнее правление крупным и отнюдь не спокойным государством с не менее длительной самоотверженной научной работой, работой, ставшей одной из вершин мировой астрономии. В 1430 году он создал лучшую для своего времени обсерваторию, можно сказать, целый космологический институт. Там Улугбек вел систематические наблюдения, составлял таблицы движения планет, растил достойных учеников. Но главное в обсерватории он готовил свое лучшее творение «Новые астрономические таблицы», где были суммированы античные и средневековые представления о Вселенной и приведен каталог на 10^18 звезд, каталог, непревзойденный по точности вплоть до конца 16 века — до работ Тихо Браге.

Со временем научные увлечения Улугбека, как и его взгляды на управление государством, пришли в столкновение с исламскими установками. Он пал жертвой заговора, во главе которого стоял его сын и наследник… «Новые астрономические таблицы», спасенные учениками Улугбека от толпы разъяренных фанатиков, начисто разгромивших обсерваторию, были напечатаны в Стамбуле, Каире, Дамаске, Флоренции, Париже, Оксфорде. Этот труд оказал огромное влияние на развитие астрономии на рубеже Средневековья и Возрождения.

Однако в целом картина Вселенной и у арабов и у воспринявших их результаты европейцев соответствовала тому, что сказано у Аристотеля и Птолемея. Не слишком далеко ушли от античности и географические представления. Это видно по лучшему средневековому трактату в этой области — «Развлечениям тоскующего о странствии по областям», созданному аль-Идриси в 1154 году.

Пожалуй, даже несколько более примитивному уровню соответствовали воззрения византийцев. Концепцию плоской Земли активно защищал выдающийся путешественник 6 века Косма Индикоплав. Были, конечно, и защитники идеи шарообразности.

Астрономические исследования византийцев в немалой степени выродились в повсеместное увлечение астрологией-здесь как бы ожили традиции вавилонской небесной мистики. Однако в 12 веке астрологи вступили в конфликт с церковными иерархами из-за влияния на императорский двор и потерпели поражение. В результате астрономические наблюдения практически полностью попали под запрет. Итоговый труд византийца Феодора Мелитиниота «Астрономия в 3-х книгах», появившийся в 1361 году, ничем принципиальным не дополнял достижения эпохи эллинизма.

Каким же образом Средневековье открывало дорогу новому взгляду на Вселенную?

Иудео-христианский монотеизм играл здесь весьма важную роль. Обширные античные пантеоны, где каждому богу приписывались более или менее четкие космические функции, в общем, не ориентировали на изучение природы самой по себе. Единый и достаточно абстрактный Бог позволял вести весьма глубокие исследования тех законов, которые он установил. Ученый мог искренне верить в существование Всевышнего и в акт божественного творения Вселенной, но при всем том подробно изучать законы окружающего мира, уповая на то, что в них открывается (хотя бы частично!) суть божественных предначертаний. В рамках этой тенденции и пробивались ростки научного мировоззрения.

Новые идеи непосредственно не опрокидывали догматы Священного писания, а сталкивались с мнением античных авторов, авторитет которых был велик, но все-таки не канонизирован, а тексты общеприняты, но не причислены к Библии.

В борьбе с пережитками многочисленных местных культов христианская церковь стремилась к предельной абстрактизации своего Бога, дабы он не мог быть даже в мыслях низведен до уровня отдельных языческих богов. Этот процесс объективно шел на пользу познанию, ибо расширял плацдарм вторжения толкователей божественных законов в анализ реальных явлений. Чем сильней удалялся, кутаясь в туман схоластических упражнений, древний Яхве, чем совершенней становилось в глазах верующих его творение — Вселенная, тем с большим правом и меньшим риском можно было приступать к исследованию законов Вселенной. Этот процесс хорошо запечатлен в философских исканиях Средневековья.

Становление раннего христианства проходило в тесном взаимодействии с так называемым неоплатонизмом — возможно, последней попыткой античного мира создать достаточно общую религиозно-философскую систему. Неоплатоники развивали идеи Пифагора и Платона, и в высшем достижении их школы — трудах Плотина в 3 веке н. э. была построена концепция Единого, некоего духовного начала, чья эманация (излучение) и есть наблюдаемый мир. Примерно в это же время начался синтез неоплатонизма с христианством, длительный процесс эллинизации последнего.

Христианство стартовало с довольно четкой теистической позиции, согласно которой Бог рассматривался как существо вне наблюдаемого мира, но сотворившее этот мир и вмешивающееся в его дела на любом этапе по своему усмотрению. Допускались всяческие чудеса, и, по сути, для простого верующего различия с языческими культурами сводились лишь к тому, что один Всевышний замещал теперь целый пантеон. Труды епископа Аврелия Августина на рубеже 4–5 веков выдвинули программу познания Бога в качестве высшей и бесконечной цели всякого познания, утвердили примат веры над разумом. Мировоззренческий теизм вполне устраивал церковь, выдвигая ее на роль единственного посредника между всевидящим Богом и человеком.

Дальнейшее развитие средневековой философской мысли практически полностью определилось борьбой — явной или неявной — с этой догмой, канонизированной христианством, как и ранее — иудаизмом, а позже — исламом. Разумеется, велась эта борьба в рамках религиозных традиций. Первая серьезная альтернатива была сформулирована в работах ирландского философа 9 века Иоанна Скота Эриугены (810–877), где Бог и природа были полностью взаиморастворены. Пантеизм Эриугены начисто лишал Всевышнего личностных антропоморфных характеристик. Впоследствии его идеи сыграли важную роль в расшатывании теистических устоев христианства. Достаточно сказать, что по его следам шли, прокладывая дорогу новому естествознанию, молодой Николай Кузанский, Джордано Бруно, Барух Спиноза.

Однако главная линия была связана с несколько иной традицией — так называемым деизмом. Деизм доводил богословскую абстрактизацию до предела деятельность Бога ограничивалась здесь актом единократного творения мира, после чего Вселенная должна была жить по определенным законам, подобно однажды заведенному часовому механизму[40].

Эта традиция стала намечаться в связи с волной переводов античного наследия у арабов, а позже и главным образом с арабских источников — в Европе. Огромное наследие надо было тщательно комментировать, привязывая к системе мусульманского и христианского богословия. Но оно открывало комментаторам совсем иные горизонты, не ограниченные не слишком конструктивным утверждением примата веры и озарения.

Явные признаки деизма видны у кордовского философа 12 века Ибн Рушда (Аверроэса), в высшей степени способствовавшего утверждению аристотелева учения в арабском мире, и у его современника Моисея Маймонида, лейб-медика каирского халифа Салах-ад-Дина.

Евклидовы «Начала», впервые переведенные на латынь Аделяром из Баты в 1126 году, дают мощный импульс математизации знаний[41].

Пифагорейские идеи проникают в работы Тьери и его школы. Комментарий Тьери к «Бытию» с явной мистико-пифагорейской трактовкой образа христианской Троицы (Бог — единица, сын божий — двойка, дух — объединяющая тройка) содержит объективно важную идею о необходимости математического познания Бога.

В своих обширных комментариях ко «Второй Аналитике» Аристотеля существенный шаг сделал Гроссетет, подчеркнувший важность математизации и, возможно, впервые указавший на необходимость конкретной экспериментальной проверки утверждений. Блестящий пример, найденный Гроссететом, сводился к тому, что законы отражения и преломления света должны давать простейшую и легко математизируемую модель реального процесса.

Великий мечтатель[42] и провозвестник грядущего научного мировоззрения оксфордский профессор Роджер Бэкон (1214–1292) определял математику как «врата и ключ всякого знания». «Доводов недостаточно, необходим опыт», «экспериментальная наука — владычица умозрительных наук» — эти идеи Роджера Бэкона сыграли решающую роль в формировании будущей науки.

Традиции исследований членов оксфордского Мертон-колледжа получили достойное развитие в 14 веке в трудах Уильяма Оккама, предложившего принцип экономии мышления — знаменитую «бритву Оккама», запрет на введение любых сущностей, если это не диктуется минимальной потребностью при объяснении какого-либо конкретного явления. Более того, Оккам проповедовал предельную независимость философских исследований природы от теологических установок. Томас Брадвардин в своем «Трактате о пропорциях», изданном в 1328 году, выступил как истинный предтеча будущей теоретической механики. Особо важна его критика аристотелевой классификации движений и оригинальная попытка связать круговое и прямолинейное движение. Это как бы приблизило идеальные законы небесных движений к тому, что наблюдается на Земле.

Аналогичная — не по методам, а по тенденции _ линия развивалась в Парижском университете. Его ректор Жан Буридан (1300–1358) впервые достаточно четко выдвинул идею о том, что обычные динамические законы земного движения можно и должно применять к описанию небесных явлений, причем эти явления не зависят от особых духовных начал. Видимо, он был первым, кто отчетливо выразил неудовлетворенность геоцентрической моделью, понял, что суточное вращение Земли никак не противоречит не только опыту, но и общей христианской доктрине. Буридан настаивал на том, что противоположную картину вращения небесных сфер ничем доказать нельзя.

Так единый Бог иудаизма, христианства и ислама стал проигрывать схватку за Космос. Еще не выйдя в звездный мир, человек принялся лишать Творца права руководства текущим космическим порядком.

Надвигалась эра науки. Мышление медленно, пока почти незаметно проникало за рамки сугубо религиозной системы. На пороге стояло новое открытие Вселенной.

На пороге Нового Времени

Зародившиеся в Средневековье идеи о самостоятельности философии, идеализация античности и стремление вырваться из цепких сетей примитивного католического теизма к 15 веку стали бурными волнами захлестывать Италию и всю Западную Европу.

Возрождение во многом связано с эволюцией христианства в сторону пантеизма. Восходящая еще к иудаистскому теологу Филону Александрийскому (25 г. до н. э.- 50 г. н. э.) идея о богоподобии человеческого духа нашла благодатнейшую почву в концепции богочеловека Христа. Абстрактизация Бога, доходящая до фактического отрыва его от Вселенной, заставила поместить в центр земного мира человека, сделала его важнейшим предметом изучения как единственного носителя некой таинственной души — частички Всевышнего. Кстати, именно в русле этой тенденции стал возрождаться античный интерес к красоте человеческого тела, величию героических порывов и т. п.

Антропоцентричность нового мировоззрения имела, разумеется, не только духовные, но и очень важные социально-экономические основания. Неповоротливая натурально-хозяйственная система европейского феодализма, подточенная непрерывными разорительными междоусобицами, распадалась наступали города, где сосредоточивались ремесла, торговля и финансовые операции. Горожане могли теперь всерьез противостоять произволу феодалов этому способствовало распространение огнестрельного оружия и достаточное обилие людей, способных за хорошую плату служить в любом ополчении. Деятельность купцов и ремесленников, многие из которых вышли из низов общества (во всяком случае, среди них не было потомственных аристократов), требовала новой системы оценки человека, неизвестной в обществах прошлого, кроме, пожалуй, древнегреческих полисов. На первый план выступали личные способности и заслуги[43].

Возрождение, понимаемое как обращение к идеалам античности, было, прежде всего, обращением к духу исканий и предприимчивости. И этот процесс проходил под лозунгом борьбы с авторитетом древних авторов.

Мощным стимулом критического взгляда на мир и широкого распространения образования стало изобретение книгопечатания. Рукописные фолианты были невероятно дороги и почти недоступны вне монастырских и университетских стен. Книга же, отпечатанная хотя бы в нескольких сотнях экземпляров, могла выходить и выходила за узкий круг профессиональных теологов. Непосредственное знакомство с теми же текстами Священного писания давало человеку импульсы для крамольных размышлений — логично ли все сказанное там, нужно ли посредничество церкви в общении с Богом, так ли непоколебим авторитет этого посредника?

В этом направлении зарождались идеи европейской Реформации, широко развернувшейся в 16 веке в Германии, Англии, Франции, Швейцарии и в высшей степени способствовавшей ослаблению позиций католического теизма.

Важнейшим событием, непосредственно связанным с нашей основной темой, стали Великие географические открытия. Их эпоха стартовала в тридцатых годах 15 века, когда корабли португальского принца Энрико Мореплавателя прошли вдоль Атлантического побережья Африки. Но настоящее открытие Земли началось в самом конце 15 века прорывом Колумба к Багамским и Антильским островам и плаванием Васко де Гама в Индию. Кругосветное путешествие кораблей Магеллана в 1519–1522 годах и фактическое открытие четырех материков[44] за срок немногим больше столетия резко изменили представления о нашей планете.

Стало ясно, например, что Эратосфен, оценивший длину экватора в 40 тыс. километров, был прав, а его критики, уменьшившие ее примерно на одну четверть, ошибались. Впрочем, это в какой-то степени пример «ошибки во благо». Обосновывая возможность западного пути в Индию, Колумб отталкивался как раз от сильно заниженной оценки длины экватора. Он полагал, что достигнет Индии даже быстрее, чем продлилось реальное путешествие к островам Карибского моря, и так и умер в уверенности, что достиг цели. Только через 13 лет после завершения Колумбовой экспедиции Америго Веспуччи догадался, что открыт совершенно новый континент…

Так новое открытие Вселенной начиналось с открытия человека и его планеты.

15 век дал кое-что очень важное и в развитии космологических представлений. Это связано в основном с идеями Николая Кузанского (1401–1464), во многом предопределившего новую концепцию Вселенной.

Николай Кузанский (или Никола Кузанец), сын бедного рыбака, стал одним из образованнейших церковных иерархов своей эпохи. В 1448 году он был посвящен в кардинальский сан, через 2 года занял пост папского легата в родной Германии и завершил карьеру в должности генерального викария в Риме. Многие путешествия по Европе и особенно поездка в Византию за 16 лет до ее падения необычайно расширили его кругозор. В работах Кузанца была развернута глубокая критика схоластико-теистических построений с позиций пантеизма. Главный его труд «Об ученом незнании», изданный в 1440 году, основан на идее представления мира как развертки некоего абсолютного максимума — бесконечного Бога. Вселенная Кузанца, «…охватывая все, что не есть Бог, не может быть негативно бесконечной, хотя она не имеет предела и тем самым привативно бесконечна».

Иными словами, его Вселенная ничем не ограничена. В 11-й главе 2-й книги он доказывает, что Земля не может быть центром Вселенной, как и вообще какая-либо чувственно воспринимаемая субстанция. А, следовательно, Земля должна двигаться! В следующей главе он пишет: «Нам уже ясно, что наша Земля в действительности движется, хоть мы этого не замечаем, воспринимая движение только в сопоставлении с чем-то неподвижным». Здесь же он указывает, что Земля не должна быть строго шарообразной, а форма ее движения — строго круговой. Это более чем на полтораста лет предвосхищает кеплеровские эллипсы.

Главное здесь — сильнейший удар по античной концепции, согласно которой небо выделяется как особо совершенная в силу близости к богам область, а несовершенным земным явлениям отводится лишь подлунный мир.

Для бесконечно возвышающегося над бытием и лишенного чувственных атрибутов Бога нет большой разницы между небом и Землей, нет и необходимости избирать Землю или любое другое тело центром Вселенной и ограничивать эту Вселенную особой звездной сферой.

Разумеется, эти представления вступали в конфликт не только с геоцентрической античной традицией, но и напрямую — с Библией, где легко усматривается абсолютная выделенность Земли, ее богоизбранность (как, например, в 66-й главе «Книги пророка Исайи»: «Так говорит Господь: небо престол Мой, а земля — подножие ног Моих…»). И здесь зрели зародыши непримиримого столкновения с инквизицией.

Последующее развитие идей Кузанца в «Зодиаке Жизни» Пьера-Анджело Мандзолли и в «Новой философии Вселенной» Франческо Патрици относится к середине 16 века и содержит явную формулировку гипотезы о бесконечности Вселенной, равной бесконечности Бога. Интересно, что, поддерживая Коперника и критикуя теорию вращающейся Звездной сферы, Франческо Патрици указывает на несуразно большую скорость вращения этой сферы — по оценкам того времени, порядка 20 000 км/с.

Пожалуй, высшее свое выражение ренессансная пантеистическая традиция находит в идеях Джордано Бруно (1548–1600), во многом опиравшегося на достижения Николая Кузанского, Мандзолли и Патрици. Бруно полностью взаиморастворяет Бога и Вселенную. Вселенная Бруно бесконечна в пространстве и во времени, в ней повсюду существуют миры, подобные коперниковской Солнечной системе. Эти очень далекие миры воспринимаются нами как звезды.

Повсеместное растворение Бога с необходимостью требует, чтобы вблизи звезд существовала разумная жизнь, «…однако не подобает считать, — пишет Бруно, — что есть часть мира без души, жизни, ощущения, а, следовательно, и без живых существ. Ведь глупо и нелепо считать, будто не могут существовать иные существа, иные виды разума, нежели те, что доступны нашим чувствам».

Если Кузанец, развивающий аналогичные идеи в несколько более осторожной форме[45], со временем приглушил их, особенно после открытого обвинения его в пантеистической ереси теологом Иоганном Венком, то Бруно до конца жизни оставался активным проповедником своего учения во всех уголках Европы. Первый стал кардиналом, а второй в 1600 году взошел на костер инквизиции на Площади Цветов в Риме…

Открытие Солнечной системы — 1 акт

Появление научной модели Солнечной системы неразрывно связано с именем польского астронома Николая Коперника (1473–1543). Жизнь этого скромного и необычайно эрудированного человека, чьи работы рассматривают как исток революции в естествознании и вообще в мировоззрении, внешне не изобиловала событиями. Он родился в Торуни, с ранних лет воспитывался в семье дяди, вармийского епископа Лукаша Ваченроде, образование получил в Кракове, потом в Италии, а с 1512 года и до самой смерти он почти безвыездно жил в башне крепостной стены прибалтийского города Фромборка, наблюдая за небом и составляя главный труд своей жизни.

Самая ранняя публикация его идей относится к 1507 году — это 10-страничная брошюра «Николая Коперника малый комментарий относительно установленных им гипотез о небесных движениях». Видимо, гелиоцентрическая модель сформировалась у него незадолго до этого. Первый набросок модели он сделал на 30-й странице тетради, приложенной к астрономическим таблицам Альфонса Кастильского — книге, с которой он не расставался.

После рассылки «Малого комментария» Коперник четверть века проработал над подробным изложением своей системы, трижды переписав текст и таблицы. Этот труд «Николая Коперника Торуньского об обращениях небесных сфер шесть книг» увидел свет лишь в феврале 1543 года, за несколько месяцев до его смерти. Друзья скрывали книгу от тяжело больного Коперника, и он смог лишь издали полюбоваться ею в свой последний день — 23 мая 1543 года.

Модель Коперника

Коперник поместил в центр Вселенной Солнце, вокруг которого должны обращаться все планеты, включая Землю, причем Луна потеряла статус самостоятельной планеты и стала спутником Земли. Вся эта система заключена в сферу неподвижных звезд, чье кажущееся вращение объясняется суточным вращением Земли. Впоследствии за эту звездную оболочку Коперника упрекал Бруно («Чего еще хотел бы я от Коперника — уже не как от математика, но как от философа — это чтобы не измышлял он пресловутую восьмую сферу в качестве единого местоположения всех звезд, равно отстоящих от центра»). На самом же деле, определяя звездную сферу, польский астроном допустил большую свободу в ее дальнейшем рассмотрении (в частности, тем же Бруно!). Фактически Коперник раздвинул границы неба до бесконечности. «Небо неизмеримо велико по сравнению с Землей, — писал он, — и представляет бесконечно большую величину…»

В его системе заключалось два важнейших положения — своеобразные зародыши будущей небесной механики и, возможно, всего естественнонаучного мировоззрения.

Первое из них, можно сказать, кинематическое — это выбор явно более предпочтительной системы отсчета на Солнце. Движения различных планет по отношению к Земле как бы потеряли свою независимость. Их относительные расстояния определялись теперь довольно просто через единственный параметр — расстояние между Солнцем и Землей. От Николая Кузанского Коперник заимствовал идею относительности движения (прообраз будущего принципа относительности в механике) и нашел наиболее простое представление для описания движения небесных тел.

Второе положение не столь очевидно, но никак не менее важно. Остановив звездную сферу, Коперник перечеркнул Аристотелеву идею Перводвигателя (девятой сферы), сообщающего движение планетам через первичное сцепление именно со сферой звезд. Господь лишился весьма суетного повседневного занятия. Важнее, однако, то, что Коперник приписал причину движения самим телам[46] и тем самым поставил на повестку дня динамическую проблему.

Конкретно он связывал причину со сферичностью тел, но не вдавался в дальнейшие комментарии. Время силового объяснения еще не настало.

В остальном же система Коперника казалась просто конкурентом Птолемеевой системы, и не следует представлять ее начальную судьбу как нечто триумфальное. Первый тираж книги «Об обращении небесных сфер» (около тысячи экземпляров) даже не разошелся полностью. И дело было не только в примитивной реакции теологов[47], которую превосходно предчувствовал сам Коперник, но и в том, что его система унаследовала основные пороки модели Аристарха Самосского и сначала выглядела вовсе не простой.

Резко сместив центр Вселенной, Коперник вслед за Аристархом пытался сохранить строго круговой характер движения и его равномерность. Поэтому для подгонки к результатам наблюдений он вынужден был постепенно отступать от изумительной простоты исходной своей картины, вводя те же эпициклы и эксцентры. В результате он добился неплохого согласия, использовав 34 круга, «с помощью которых можно объяснить весь механизм мира». Это выглядело несколько экономней относительно Птолемеевой системы, но практически не меняло ее принципиальной вычислительной схемы и не вело к особым отличиям в точности предсказаний. Экспериментальные преимущества коперниковской модели стали ощущаться только через 8 лет после его смерти, когда были опубликованы более точные таблицы наблюдений немецкого астронома Эразма Рейнгольда (так называемые «Прусские таблицы», посвященные герцогу Альберту Прусскому).

Иногда возникает вопрос: почему же именно Коперника считают автором гелиоцентрической модели и величайшим революционером в отношениях неба и Земли? Почему, если вроде бы такая же схема существовала у Аристарха 18 веков назад, а ликвидация Земли как вселенского центра в идейном плане была успешно проведена Николаем Кузанским?

В общем, это сложная проблема исторической персонификации достижений. Важно обратить внимание вот на что. Приоритет Аристарха в создании гелиоцентрической схемы, как и Николая Кузанского в философском переосмыслении картины небесных движений[48], сейчас никто не оспаривает. Более того, всю коперниковскую линию можно возводить от Пифагора и его первых учеников.

Коперник превосходно знал о работе Аристарха — сохранились две зачеркнутые страницы его рукописи, которые он хотел посвятить замечательному греческому астроному, и отсутствие ссылок в книге обусловлено лишь той причиной, что пифагорейская картина мира, к последователям которой причислялся и Аристарх, фактически была под запретом.

В чем же дело? Самое простое объяснение заключается в том, что схема Аристарха оказалась великим, но несвоевременным прозрением и никак не вписывалась в общую античную картину мира, где небесный и подлунный мир были принципиально разделены древнейшей теистической традицией. Не было среди его предшественников Кузанца… Коперник же считал свою модель не чисто математическим вариантом, а как раз физической теорией — вот почему друзья и ученики скрывали от умирающего учителя не столько книгу, сколько предисловие к ней Осиандера, где модель Коперника рассматривалась как один из вариантов…

Преодоление традиции резкого разделения неба и Земли действительно потребовало огромных многовековых усилий. Именно Копернику принадлежит заслуга конкретной реализации программы Кузанца, удалившего Бога из доступных наблюдению окрестностей Земли. Без развитой и обоснованной вычислениями и наблюдениями астрономической схемы идеи Кузанца могли бы еще очень долго «провисеть в воздухе», привлекая своей смелостью, но не доказательностью.

Таким образом, заслуга Коперника не может быть понята ни в чисто астрономическом, ни в чисто философском плане без учета тесного переплетения этих проекций, в реальном развитии познания. Любая гипотеза начинает широко завоевывать умы, то есть становится социально значимым культурным фактором, тогда и только тогда, когда ее конкретное воплощение и общее идейное обоснование взаимно усиливают друг друга. В этом случае гипотеза имеет шанс войти в систему представлений, именуемую картиной мира, и даже перенормировать, разумеется, со временем, все мировоззрение. Такие эффекты усиления и возникли в связке Аристотелевой философии и модели Птолемея, а позже в тандеме Кузанца и Коперника. Но вот Аристотель и Аристарх были несовместимы — общее мировосприятие первого взаимно гасилось с моделью второго, и конкретная модель, не найдя щели в могучей философии, надолго оказалась в положении беспризорника.

Нельзя упускать из виду и еще один момент — очень быстрое (по историческим меркам той эпохи) развитие коперниковской модели. В течение ближайшего столетия ее осмыслили в рамках философии Кузанца Мандзолли, Патрици, Бруно, английский астроном Томас Диггс, важнейшие физико-математические уточнения сделал Кеплер. Именно в плане этого развития коперниковское наследие и предстало перед последующими поколениями, перед наукой Нового Времени.

О том, что сначала восприятие системы Коперника было не столь уж однозначным и восторженным, свидетельствует судьба выдающегося датского ученого, основоположника астрономии новой эпохи Тихо Браге (1546–1601).

Браге очень рано увлекся наблюдениями неба, вероятно, после солнечного затмения 1561 года, но его систематический интерес к астрономии, безусловно, обязан ошибкам в предсказаниях, свойственным таблицам того времени. В августе 1563 года шестнадцатилетним юношей он наблюдал совпадение Сатурна и Юпитера и обратил внимание, что составленные на основе Птолемеевой системы таблицы Альфонса Кастильского ошибаются на целый месяц, а коперниковские — только на неделю. Это обстоятельство послужило полезной основой скепсиса и породило желание как следует во всем разобраться.

Несколько лет он делил свое время между двумя увлечениями — химией и астрономией, но после самостоятельного открытия новой звезды, вспыхнувшей 11 ноября 1572 года вблизи созвездия Кассиопеи, энтузиазм Браге почти без остатка отдается небу. В 1576 году он основывает первую европейскую обсерваторию в замке Ураниборг близ Копенгагена, где более 20 лет ведет подвижническую работу по определению точных координат небесных тел, непрерывно изобретая и совершенствуя приборы. Пожалуй, Тихо Браге сделал максимум того, что может сделать астроном, работающий без телескопа. Он добился предельной точности при наблюдениях невооруженным глазом[49] и дал всей последующей астрономии образец систематичности и добросовестности.

В этом его главная заслуга.

В 1577 году Браге наблюдал комету и доказал, что ее путь проходит в межпланетном пространстве, во всяком случае, далеко за Луной. Тем самым он окончательно похоронил миф о непроницаемых хрустальных сферах.

Неполноценность Птолемеевой и Коперниковой систем в смысле предсказаний вызвала у Браге вполне естественную реакцию — он предложил своеобразный гибрид, поместив Землю в центр Вселенной и заставив Солнце вращаться вокруг нее, но планеты должны были бегать вокруг Солнца. Система Браге получилась довольно громоздкой, и до конца жизни он безуспешно пытался согласовать ее со своими же очень точными наблюдениями. В 1597 году Браге вынужден был бежать в Германию, а незадолго до смерти занял в Праге должность придворного астронома Рудольфа II, императора Священной Римской империи. В Праге и произошла его встреча с 28-летним Иоганном Кеплером.

Иоганн Кеплер (1571–1630), сын ландскнехта и трактирщицы, начал свою сознательную жизнь как мистик пифагорейского толка, возвысился как первооткрыватель научных законов движения небесных тел и окончил ее поэтом.

В молодые годы под влиянием своего преподавателя, профессора Тюбингенской академии Местлина, Кеплер познакомился с коперниковской системой. Увлечение математикой и пифагорейскими идеями привело его к оригинальной конструкции Вселенной. В 1596 году он издает книгу «Тайна Вселенной», где изложен очень любопытный вариант гелиоцентрической модели, основанный на сочетании 5 правильных многогранников, одновременно вписанных в небесные сферы и описанных вокруг них. Исходя из соотношений между радиусами 6 построенных таким образом сфер, Кеплер надеялся получить закон расстояний от Солнца до известных планет. Эта крайне наивная картина, которой Кеплер гордился до конца жизни, произвела кое-какое впечатление на Тихо Браге. Знаменитый астроном отозвался о ней отрицательно, но все-таки пригласил талантливого молодого человека для совместной работы. Об этом приглашении Кеплер вспомнил только через 3 года, когда гонения на протестантов сделали неизбежным его эмиграцию. Тогда он впервые (но отнюдь не в последний раз) твердо отказывается от перехода в католическую веру, и это на всю жизнь предопределяет неулыбчивость его судьбы.

Контакт с Тихо Браге длился всего год. Однако это был поворотный год в ученой карьере Кеплера. По рекомендации Браге Кеплер становится придворным математиком Рудольфа II, но самое главное — обретает доступ к бесценному материалу четвертьвековых наблюдений своего старшего коллеги.

В 1609 году, завершив тщательную обработку координат положения Марса, Кеплер публикует в Гейдельберге книгу «Новая астрономия», где содержатся первые два закона движения планет[50]:

1. Планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце.

2. Радиус-вектор, направленный от Солнца к планете за равные промежутки времени, обметает равные площади.

Самое продуктивное пражское десятилетие жизни Кеплера завершилось с отречением Рудольфа II. Видимо, с братом Рудольфа Матвеем, занявшим императорский трон, придворный астроном не поладил, и в 1611 году, похоронив в течение этого года жену и сына, он вынужден был уехать в Линц[51].

Следующему периоду жизни не суждено было стать спокойным — более пяти лет Кеплер занимался защитой своей матери, которой грозил костер по обвинению в колдовстве.

Тем не менее, в 1619 году он выпускает «Гармонию мира», излагая свою теорию движения планет и третий закон этого движения (квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца пропорциональны кубам длин больших полуосей эллиптических орбит этих планет).

Сразу после открытия первых своих законов Кеплер приступает к созданию всеобъемлющих таблиц, предсказывающих положения планет. Эта работа заняла более 20 лет, и знаменитые «Рудольфианские таблицы», опубликованные им в 1627 году, вплоть до 19 века считались наиболее полным и точным сводом наблюдательной астрономии.

Гонения на протестантов снова заставляют Кеплера скитаться. В поисках пристанища и бесполезных попытках получить многолетнюю задолженность по императорскому жалованию (между прочим, огромную по тем временам сумму более 12,5 тысячи гульденов) Кеплер заболевает и умирает в Регенсбурге, не дожив ровно 2 месяца до своего 60-летия. Я намеренно несколько подробней остановился на деталях биографии Иоганна Кеплера. Обстоятельства его жизни известны большинству далеко не так хорошо, как, скажем, яркие эпизоды биографий Бруно или Галилея. Между тем судьба Кеплера не менее трагична и возвышенна.

Как-то сама собой сложилась традиция относить его к последнему этапу развития познания средневеково-ренессанского периода и начинать рассказ о науке Нового Времени с Галилея. Здесь есть свое рациональное зерно, но есть и доля несправедливости.

Верно, что Кеплер (в отличие от Галилея) верил в астрологию и даже считался одним из лучших астрологов своего времени — ему необычайно везло на выполнение гороскопов. Однако его отношение к астрологии весьма прагматично. «Астрология — дочь астрономии, хоть и незаконная, — писал он, — и разве не естественно, чтобы дочь кормила свою мать, которая иначе могла бы умереть с голоду». Верно и то, что Кеплер пытался внести немало мистики в объяснение коперниковской модели и даже восстановить звездную сферу. Однако последняя идея основывалась на добросовестном астрономическом заблуждении совершенно неверной оценке видимого углового размера звезд в несколько угловых минут. Потому-то Кеплер и решил, что звезды отстоят друг от друга примерно так же, как Земля от Солнца. Все это не дает основания считать Кеплера просто последним великим магом преднаучной эпохи. Астрономические труды Кеплера, его законы движения позволили коперниковской модели восторжествовать, и по справедливости следовало бы говорить о системе Коперника — Кеплера, именно их совокупная модель по-настоящему отрывается от античной традиции. Но наряду с этим Кеплер сумел стать предтечей многих направлений науки будущего.

Его оптические трактаты содержали вполне правильное объяснение действия подзорных труб и в немалой степени предопределили развитие геометрической оптики. Кеплера можно отнести и к числу величайших математиков своего времени. Он внес крупный вклад в теорию и практику логарифмических вычислений, в технику работы с коническими сечениями. Но главное в области математики — его методы вычисления объемов фигур вращения, здесь он предвосхитил ряд положений дифференциального и интегрального исчислений, стал непосредственным предшественником Ньютона и Лейбница. Видимо, Кеплеру же принадлежат основные идеи в создании первого механического компьютера (машины Шикарда), сконструированного за несколько десятилетий до знаменитой машины Паскаля.

И, наконец, именно Кеплер первым подошел к идее динамического объяснения Вселенной, предположив, что взаимосвязь планет и Солнца обусловлена силой тяготения.

«Гравитацию, — писал он, — определяю как силу, подобную магнетизму взаимному притяжению. Сила притяжения тем больше, чем оба тела ближе одно к другому»[52].

И с этой точки зрения он качественно верно объяснял природу приливов.

По всем этим причинам Иоганна Кеплера с неменьшим основанием, чем Галилея, можно считать основоположником науки Нового Времени. Его законы движения планет — первый в области небесной механики пример достаточно четкого вывода эмпирических закономерностей из экспериментальных данных.

Астрология и все такое…

Мы как-то вскользь касались астрологии — в буквальном переводе «науки о звездах», а вообще же некоего древнего и таинственного учения о влиянии небесных явлений на земные дела.

Сколь-нибудь подробно рассказывать об астрологических системах здесь не место — потребовалась бы отдельная толстая книга. Однако роль астрологии и ее взаимодействия с мировоззрением, бесспорно, заслуживают внимания.

Большинство современных книг, касающихся истории астрономии, вообще избегают этой темы или затрагивают ее с определенной стыдливостью как нелепую аномалию мышления, случайное увлечение некоторых великих астрономов и философов. Между тем нет ни аномалии, ни случайности. Чтобы почувствовать роль астрологии, следует обратить внимание вот на какие обстоятельства. Астрология, хотя и не в столь наукообразном виде, какой был ей придан в средние века и позднее, зародилась вместе с первыми политеистическими концепциями, связанными с выделением неба и небесных явлений. Древнейшим богам, вытесняемым из земного ареала на небо, необходимо было приписать определенный образ действий, и, разумеется, этот образ действий заимствовался (по аналогии) из вполне земных магико-тотемических представлений. Боги наделялись в первую очередь способностью к симпатической магии, причем неограниченно большой силы — настолько, насколько позволяло человеческое воображение. Боги напрочно связывались с теми или иными небесными телами и явлениями, и последним приписывалась опять-таки магическая сила. Отношение к обожествленным элементам неба, как к тотемам, привело к довольно сложной системе представлений.

Так постепенно формировалась картина с небесными светилами, способными активно вмешиваться в земные дела.

Огромную роль сыграл переход к земледельческому укладу. Рождался календарь и вместе с ним систематическая астрономия. Но если положение Солнца в том или ином зодиакальном созвездии требовало проведения определенных жизненно важных работ, вело к особой погоде, разливу рек и т. п., то, разумеется, представлялось полезным связать с практикой и другие небесные явления. Скажем, эллины приступали к подрезанию виноградной лозы, когда вечером всходила звезда Арктур. Начало разлива Нила определялось по появлению Сириуса. Отсюда один шаг до простой увязки — Арктур влияет на лозу, Сириус вызывает своим божественным действием разлив реки.

Как вы помните, одна из заслуг аккадского бога Мардука — создание небесных домов для коллег-богов, поддерживавших его в борьбе с Тиамат. Отождествление тех или иных созвездий, Солнца, Луны и планет с жилищами определенных богов укоренилось именно со времен Шумера и Египта. Месопотамским цивилизациям, особенно вавилоно-халдейской эпохе, принадлежит главная заслуга в развитии астрологии.

Постепенно сформировалось представление о 12 главных домах (зодиакальных созвездиях), и по положению планет относительно этих созвездий и кое-каким дополнительным данным стали оценивать различные события.

Разумеется, сам по себе восход Сириуса не может быть причиной разлива Нила, а нахождение Марса в том или ином созвездии — причиной поражения или победы войск. Однако причинно-следственные связи, их четкое выделение — это тоже продукт развития научного стиля мышления, возникшего на довольно поздней стадии. В древности же причинно-следственная связь очень часто подменялась связью по' смежности[53].

Итак, астрология, зародившаяся на основе астрономических наблюдений где-то на грани магико-тотемического и религиозного мировоззрения, стала своеобразным тупиковым, хотя и довольно обширным ответвлением картины Вселенной. Эта эволюционная ветвь познания исходила из неверно трактуемых связей земных и небесных явлений. В таком смысле астрологическое учение ошибочно, ошибочно в системе современной науки. Однако оно сыграло в становлении этой науки выдающуюся роль.

Прежде всего, именно астрологические задачи необычайно стимулировали астрономические наблюдения — и в смысле объема, и в смысле точности. Избегая астрологии, вообще невозможно понять, почему в древности наблюдения неба и интерпретация небесных движений получили столь широкое распространение. Объяснять это так называемым чисто познавательным интересом — значит, вообще ничего не объяснять. Знания вне идей их практического применения — не обязательно утилитарного и сиюминутного никогда не получали сколь-нибудь заметного развития. Не срабатывал мощнейший механизм усиления, именуемый социальным заказом.

Исследования же звездного неба довольно быстро вышли за рамки построения сельскохозяйственного календаря в направлении создания календаря всеобщего, регламентирующего практически все сферы человеческой деятельности. Почему, скажем, посев должен осуществляться при строго определенном взаимоположении небесных светил, а крупная торговая сделка или объявление войны — когда угодно? Такого рода сверхзадачи и пытались решать древние, бесконечно уточняя свои наблюдения и детально отрабатывая интерпретацию их результатов. В сущности, эта чрезмерная надежда на всеобщий календарь и обеспечила астрономам, занимающимся астрологическими задачами, возможность вести систематическую работу при неослабевающем общественном интересе. Сказки о чистом познании, зародившиеся из-за неверной трактовки ряда фрагментов античной истории в эпоху Возрождения и позднее у просветителей, никогда не могли объяснить пристальное внимание правящих классов и простого народа к деятельности «звездочетов». Интерес вызывали скорее гороскопы, чем уточнения модели Вселенной, и именно за гороскопы платили деньги…

Это прекрасно понимали ведущие астрологи прошлого, которые, как правило, были и крупнейшими астрономами. Их отношение к гороскопам — другое дело, далеко не все они верили в свою астрологическую работу и нередко даже иронизировали над ней. К примеру будет сказано, мало кто из современных ученых, связанных с военными заказами, не понимает, что занимается бессмыслицей, хуже того — крайне опасной бессмыслицей, однако кто станет отрицать, что особенно в нашем веке военные проекты необычайно стимулировали результативность естественных наук и обеспечили средства для их феноменально быстрого развития, как, впрочем, и кусок хлеба для тысяч ученых…

Но наряду с общеизвестной функцией сестры-кормилицы астрология выполняла еще немалую работу, которая обычно несколько оттирается на второй план. Речь идет о типично астрологическом представлении о некой магической силе, обуславливающей взаимодействие небесных тел, а также возможность из воздействия на окружающую человека природу, на судьбы отдельных людей и целых народов. В конечном счете, оказалось, что небесные тела действительно служат центрами отнюдь не мистической гравитационной силы, определяющей их взаимное движение. Луна и Солнце формируют земные приливы и отливы, но вряд ли сколь-нибудь существенную роль играют возмущающие действия со стороны планет. Совершенно неправдоподобно, что, скажем, Марс способен повлиять на исход сражения… Открыты циклы активности Солнца, оказывающие весьма серьезное радиационное действие на земную атмосферу. Более того, сейчас мы понимаем, что гравитационная и радиационная активность Солнца — среди важнейших факторов формирования жизни на нашей планете. И очень многие тонкие и трудноизмеримые эффекты космического влияния пока лишь пытаются постичь. В этом плане древние астрологические идеи в определенной мере оправдались — пожалуй, не менее ярко, чем, например, мечты алхимиков о взаимопревращаемости веществ.

Кстати, по духу и методу астрология — сестра таких учений, как алхимия и парапсихология. Все они — проявления древнейшего магического мировосприятия, все они в немалой степени способствовали развитию тех или иных разделов науки.

Алхимики ставили перед собой сверхзадачу создания всеобщей рецептуры преобразования веществ — в чем-то аналогичную астрологической сверхзадаче всеобщего календаря. Сами по себе бесчисленные химические опыты составляли не единственную и, пожалуй, даже не главную заботу алхимика. Решающую роль играла его вера в определенные ритуалы составления смесей. Сочетания веществ могли вести к желательным результатам только в том случае, когда они соответствовали правильному сочетанию символов, в целом реализующему какое-либо магическое заклинание — ведь каждому веществу алхимик сопоставлял свой символ, очень часто астрологического характера. Разумеется, это была игра с недостаточными средствами, но она формировала колоссальный опыт в обращении с химическим материалом. Поиск философского камня не кажется столь уж бессмысленной затеей, если учесть, что именно идея получения золота открывала перед подвижниками души и кошельки владетельных князей (как сказали бы сейчас — каналы моральной и финансовой поддержки химических исследований).

Нечто похожее происходило и с парапсихологией, основанной на представлении о присущей человеку магической способности передавать свои мысли на расстоянии (телепатия) и даже непосредственно действовать силой мысли на окружающий материальный (телекинез) и духовный (спиритизм) мир[54]. Длительный опыт деятельности в этой сфере стимулировал многие великолепные достижения в психологии, привел к пониманию глубины человеческой психики, к практическому освоению такого важного явления, как гипноз.

Другая очень интересная проблема — глубокая связь еще формирующейся в эпоху верхнего палеолита магии с высокой аффективной активностью человека, чей язык тоже находился лишь в стадии формирования. В тесном мирке охотничьей общины при крайне ограниченной языковой коммуникации человек должен был обладать весьма развитой чувствительностью к жесту, мимике, тону — к так называемым аффективным проявлениям собеседника. Относительно узкий круг образов позволял буквально угадывать мысли друг друга вероятно, отсюда и берет начало идея об экстрасенсорном восприятии (в частности, о телепатии). В такой ситуации практически каждый член общины служил отличной мишенью для воздействий гипнотического типа. Очень правдоподобно, что эта повышенная внушаемость древнего человека, его предельная эмоциональная открытость вызвали к жизни представления об особой силе, свойственной волевым людям (шаманам, вождям), представления, которые по ступенькам тотемизма, анимизма и антропоморфных образов людей-светил перекочевали на небо и закрепились там в астрологической форме.

Таким образом, астрология — не случайность. Она входит в обширнейший комплекс знаний, возникший еще в глубокой древности, который можно было бы определить как паранауку. Этот комплекс основан на неограниченной экстраполяции магических представлений и ритуалов на самые разные сферы практики — небо, вещество, человека и его духовный мир. Эти представления формировались тогда, когда еще не было эксперимента в современном понимании, и частное, но достаточно авторитетное свидетельство вполне заменяло нынешние тома тщательно обработанных экспериментальных данных.

Строгий научный опыт по установлению связи двух явлений требует очень сложной и подчас дорогостоящей деятельности по изоляции этих явлений от действия случайных и второстепенных факторов. Такая постановка задачи совершенно нелепа для слитого с окружающим миром первобытного человека и, во всяком случае, непонятна для человека эпохи ранних цивилизаций. Но именно она и определила на рубеже Нового Времени вступление в науку. Паранаука этого барьера не преодолела, да, пожалуй, и не ставила такой цели.

Когда мы торжественно утверждаем наступление эры научного стиля мышления, не следует забывать, что он связан с довольно сильными ограничениями на методы и темпы получения знаний об окружающем мире. Всякий новый шаг требует значительных усилий по проверке, иногда даже превосходящих возможности общества в целом. Ряд проблем, поставленных в рамках преднауки и довольно лихо ею решаемых, не имеет пока собственно научного решения, и эти проблемы нередко становятся предметом мистических спекуляций.

Подлинная наука никогда не занималась огульным отрицанием возможности обнаружения новых космических или психических феноменов. Но любое положение, чтобы стать предметом научного утверждения или отрицания, должно, как минимум, включиться в систему науки — особую и довольно четко ограниченную структуру общечеловеческой культуры, стать предметом экспериментального исследования. При этом важно понимать, что на каждом данном этапе наука «может то, что может», тогда как свободное мышление способно оперировать и сугубо вненаучными категориями. Поэтому линия разграничения (и в какой-то мере — борьбы) проходит по границе признания, скажем, астрологического факта фактом научным. Именно в этом вопросе ученые проявляют твердость. При этом они неплохо понимают, что собственно научная традиция, связанная с выделением определенного явления, искусственным его обособлением от других факторов, может не всегда вести к успеху.

Современная наука только стоит на пороге изучения сверхсложных систем, где законы функционирования исследуемых подсистем могут резко искажаться как раз самой попыткой изоляции. С явлениями такого рода наука столкнулась при анализе биологических и социальных структур.

Типичная проблема, например, — феномены экстрасенсорики, выходящие за рамки того, что связано с проявлением обычных форм человеческой чувствительности. Трудно сомневаться в том, что бесконтактные взаимодействия способны изменить состояние партнеров, оказывать целебное действие на одного из них и т. п. Но что здесь играет решающую роль гипотетическое «биополе», некий непосредственный физический агент, перераспределяющий электрические потенциалы организма, или суггестивное (основанное на внушении) перевозбуждение психики, ведущее, в конце концов, к аналогичным перераспределениям и соответствующим перестройкам организма? Собственно научное выяснение этой альтернативы — длительный и очень сложный процесс, более того, непонятно, идет ли речь об альтернативе или о каком-то трудноуловимом сочетании «биополя» и суггестивной восприимчивости.

Трудно иметь дело и с феноменами, существование которых с точки зрения статистики эксперимента находится на грани достоверности. Таково, например, положение в телепатии, где сам факт передачи мысли на расстоянии фиксируется на уровне 30–70 % положительных результатов. Разумеется, такого рода явление пока нельзя считать научно установленным.

С учетом всех этих замечаний следует относиться и к астрологии. Трудно отрицать, что космос может влиять на земные события каким-то еще не известным образом. Необходимо также высоко оценить усилия астрологов древности, чрезвычайно много сделавших для развития астрономии. Однако в любом случае не стоит смешивать собственно научные и паранаучные результаты — смесь бывает не только комична, но подчас и взрывоопасна…

Глава 5: Вступление в науку

Пора чудес прошла, и нам

Подыскивать приходится причины

Всему, что совершается на свете.

В. Шекспир

Открытие Солнечной системы — 2 акт

Начало 17 века — своеобразный рубеж астрономических эпох, время, когда на смену подвижническим наблюдениям невооруженным глазом пришло нечто новое, головокружительно раздвигающее горизонты — телескоп. Он стал тем незаменимым прибором, с помощью которого была завершена коперниковская революция, а впоследствии создана современная картина Вселенной.

В 1609 году телескоп с 3-кратным увеличением построил 45-летний руководитель кафедры математики падуанского университета Галилео Галилей (1564–1642). Вскоре он же соорудил трубу с 32-кратным увеличением, и небо стало раскрывать перед пытливым итальянцем настоящие чудеса.

Идеальные, согласно античным представлениям, небесные тела оказались даже не гладкими, они обнаруживали явные черты сходства с Землей. На Луне Галилей увидел горы и кратеры. Оказалось, что Солнце вращается и на нем божественном светиле! — есть какие-то затемнения-пятна. В течение одной недели Галилей обнаружил 4 спутника Юпитера (Ио, Европу, Ганимеда и Каллисто), которые вообще ни в какой схеме Солнечной системы не фигурировали. Открытие ранее невидимых элементов строения космоса, а главное — огромного числа звезд, недоступных глазу, расщепление гигантской светящейся туманности Млечного пути на отдельные звезды — все эти факты оказали взрывообразное действие на мировоззрение образованных современников. Действительно, с помощью вроде бы немудреного прибора [55].

Галилей буквально за считанные месяцы получил больше принципиально новых астрономических результатов, чем все астрономы мира за предыдущие 3–4 тысячи лет.

В марте 1610 года Галилей публикует знаменитый «Звездный вестник», где излагаются результаты его работы. Восторг — вот главное в реакции любознательных людей, ознакомившихся с этой книгой. Но восторг — это еще не понимание. Истинная глубина открытия Галилея — возможность огромного усиления органов чувств с помощью приборов, что может вести иногда к полной переоценке существующих концепций. И понимание этого было еще впереди. С галилеева телескопа астрономия, а вслед за ней физика и другие науки вступают в область приборного эксперимента, резко расширившего наше знание.

Однако первоначальный восторг перед новыми фактами чередовался с весьма критическими оценками. В какой-то степени Галилей увидел то, что хотел увидеть, вернее то, что предчувствовал. Первые телескопы были весьма несовершенны, и, кроме того, они требовали особых наблюдательских навыков. На публичных демонстрациях, которые устраивал Галилей, зачастую мнения разделялись — многие любопытствующие попросту не видели того, что видел он, у других оставалось лишь смутное впечатление. Поэтому немалая часть людей оценивала тогда открытие Галилея как оптический фокус, очень забавный, но все-таки фокус. Недоумение вызывала даже сама правомерность использования телескопа в качестве посредника при наблюдениях.

Но пока накапливались, отливаясь до поры до времени в форму тайного злопыхательства, сомнения, в судьбе Галилея наступает пора взлета. В 1611 году он становится придворным философом флорентийского герцога Козимо II Медичи, одновременно занимая должность первого математика местного университета. При этом оговаривается необязательность чтения лекций, что для Галилея-исследователя было сущим благом. Теперь он, казалось бы, мог целиком сосредоточиться на концентрации славы, всячески уточняя и популяризируя свои недавние достижения. Но именно здесь, во Флоренции, Галилей вступает на свой крестный путь к застенкам инквизиции.

Если в жизни Кеплера основную роль сыграли обстоятельства именно его времени и его характера, сформировавшегося в особо неблагоприятных условиях, то с Галилеем дело выглядело несколько иначе. В его жизни сфокусировались многие особенности первопроходческих судеб самых разных времен.

Внешне жизнь Галилея на протяжении многих десятилетий кажется удивительно гладкой. В 25 лет он получил свою первую кафедру математики в родном пизанском университете. Через три года перебрался в Падую, где за последующие 18 лет достиг мировой известности. Потом был восторженный прием в Риме, великолепное положение во Флоренции[56]…

Но за всем этим внешним благополучием стояла напряженная работа, которая привела Галилея в лагерь опаснейших противников Птолемеевой картины мира и, в конечном счете, католической церкви. Он очень рано поверил в истинность модели Коперника, однако предпочитал молчать до тех пор, пока его собственные исследования и авторитет в ученом мире позволят по-настоящему способствовать ее торжеству.

Яростная пропаганда идей Коперника приводит на костер Джордано Бруно, а через 16 лет коперникианство вообще подвергается запрету.

И если протестанту Кеплеру обстоятельства позволяют осуществить в 1617–1620 годах издание многотомного «Краткого изложения астрономии Коперника», сразу же включенного в Индекс запрещенных книг (впрочем, без особых последствий для автора), то для католика Галилея, работающего в самом центре католического мира, ситуация складывается совсем по-иному.

Он тоже стал проводить апологию коперниковской модели, но в очень (как ему казалось!) хитрой форме — в работе, посвященной механизму приливов и отливов[57]. Эта книга, которая первоначально так и называлась «Диалог о приливах и отливах», была подготовлена во Флоренции, и в 1620 году Галилей воспользовался восшествием на святой престол сочувствовавшего ему кардинала Маффео Барберини (папы Урбана VII), чтобы добиться разрешения на публикацию. После долгих путешествий по цензорским инстанциям книга увидела свет во Флоренции в феврале 1632 года под названием «Диалог Галилео Галилея» и сразу же попала в поле зрения инквизиции. При внешне безобидной и объективной форме дискуссии о Птолемеевой и Коперниковой системах в книге сразу усматривалась блестящая защита последней. Словами одного из собеседников (Сальвиати) автор прямо утверждает: «Все болезни гнездятся в системе Птолемея, все же лекарства в учении Коперника».

Осенью 1632 года Галилей вынужден отправиться в Рим, где под угрозой пыток и костра приносит отречение и публично, стоя на коленях, кается в церкви Святой Марии… Но, видимо, не боязнь телесных страданий стала основной причиной отречения 69-летнего ученого. Он спасал свое еще не напечатанное и главное детище — «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых наук — механики и локального движения». Казнь могла уничтожить не только Галилея, но и рукопись его последнего труда. И ради него ученый пошел на все[58].

В приговоре римской инквизиции от 21 июня 1633 года прозвучала следующая гротескно-вещая ученая резолюция: «…богословы-квалификаторы постановили следующие два положения:

1. Считать Солнце центром Вселенной и стоящим неподвижно есть мнение нелепое, философски ложное и крайне еретическое, ибо оно явно противоречит Священному писанию.

2. Считать Землю не центром Вселенной и не неподвижным есть мнение нелепое, философски ложное и, с богословской точки зрения, также противное духу веры».

Последние 9 лет жизни Галилей проводит в качестве узника инквизиции, мыкаясь по разным местам ссылки. Он казнен самой страшной для мыслителя казнью — запретом на творчество. Ему запрещено не только печатать свои труды, но и вообще обсуждать проблемы строения Вселенной.

Но идеи Галилея уже вырвались в мир. В 1635 году голландская фирма Эльзевиров в Лейдене издает латинский перевод «Диалога». Рукопись «Бесед» Галилей нелегально и с большим риском переправляет к протестантам через французского посла. Книга выходит опять-таки в Лейдене в 1638 году — в ней заложены основы механики, она считается стартом будущей теоретической физики.

В 1641 году ослепший Галилей диктует письмо флорентийскому послу в Венеции Риннучини: «Все аргументы Коперника и его последователей опровергаются аргументом о всемогуществе Бога, для которого все возможно, даже то, что представляется нелепым. Но система Аристотеля и Птолемея еще ошибочней, ибо для их опровержения нет нужды прибегать к авторитету церкви и к всемогуществу Бога, а достаточно простого человеческого разума…»

Отсюда хорошо видно, что великий итальянец внутренне никогда не отрекался от своих идей. А католическая церковь, применив чисто административный прием решения космологических проблем, нанесла себе же невосполнимый урон. Такова судьба всех организаций, пытающихся силой пресечь развитие культуры, и случай с Галилеем стал лишь одной из граней того процесса, который начался в 15–16 веках и о котором Галилей с горечью писал:

«Учение Коперника теперь под запретом в Италии и в странах католицизма; но пусть не думают, что это произошло лишь потому, что в Риме не в состоянии понять доктрину Коперника; нет, эрудиция и таланты живы в Италии».

Речь идет об углублении раскола между католической и реформаторскими церквями. Протестантское движение, поддерживаемое широкими кругами рвущейся к экономическому и культурному господству буржуазии и некоторыми монархами, стремящимися к национальной самостоятельности, охватило Германию, Нидерланды, Англию и Скандинавию и возобладало здесь. Острая борьба шла во Франции, разделенной на два огромных враждующих лагеря.

Произошло нечто, напоминающее схизму 11 века, когда восточная христианская церковь, целиком попавшая под диктат византийских императоров, законсервировала реакционные теистические концепции, практически пресекла исследовательскую активность, в частности, в области астрономии.

Теперь аналогичную роль сыграл Рим, попытавшийся морем костров затопить эволюцию мышления, приостановить социальное и культурное развитие. Эта операция (во многом благодаря Реконкисте) успешно завершилась на Пиренейском полуострове, где методы познания надолго занормировались схоластической теологией. И соответственно, очень быстро, уже к 17 веку, Испания и Португалия оказались в числе отстающих европейских государств. Обилие заокеанского золота не смогло компенсировать общего технологического и познавательного торможения.

Потом пришла очередь Италии — под ударами инквизиции этот главный очаг Возрождения стал быстро приходить в упадок, что усиливалось и феодальной раздробленностью, и таким важным экономическим фактором, как сдвиг основных торговых морских путей в Атлантику.

Длительные успехи католицизма во Франции и здесь привели к заметному отставанию, хотя и не в столь сильной форме, как в Испании или в Италии. Однако оно ощущалось во всех сферах экономики и культуры, вплоть до революционных событий конца 18 века.

Галилей неплохо чувствовал этот процесс, видел, что свобода уходит из колыбели христианского мира на север в протестантские страны. А вместе со свободой мысли — пусть и весьма относительной — на север перемещалась исследовательская активность[59].

Создатель великолепных телескопов голландец Христиан Гюйгенс (1629–1695) открывает кольца Сатурна и один из его спутников (Титан), впервые наблюдает полярные шапки на поверхности Марса и полосы на Юпитере. Видимо, Гюйгенс впервые попытался всерьез определить расстояние до звезд, используя идеи созданной им волновой теории света. Предположив, что истинные яркости Солнца и Сириуса одинаковы и сравнивая их по видимой яркости, Гюйгенс нашел, что Сириус находится на расстоянии 200 тыс. астрономических единиц (3.10^13 км), то есть ошибся примерно в 400 раз (на самом деле Сириус много ярче Солнца). Однако этот расчет способствовал переоценке размеров Вселенной.

В 1671 году французский астроном Жан Рише (1630–1696) и директор парижской обсерватории Джованни Доменик Кассини (1625–1712) довольно точно определяют астрономическую единицу — среднее расстояние от Земли до Солнца. Они наблюдали Марс из обсерватории в Париже и в Кайенне (Французская Гвиана). Одновременно зафиксировав положение Марса относительно звезд, они использовали измеренный угол и известное расстояние между Парижем и Кайенной, чтобы вычислить расстояние до Марса. Но в Кеплеровой модели одного этого расстояния было достаточно для полного определения масштабов Солнечной системы. Полученная таким образом астрономическая единица (140 млн. км) всего на 7 % отличалась от истинного значения. Масштабы Солнечной системы почти в 20 раз возросли по сравнению с античными!

На уникальном в то время телескопе Парижской обсерватории Кассини открывает 4 новых спутника Сатурна (Япет, Рею, Диону и Тетис).

В 17 веке центр исследований Вселенной начинает перемещаться в Англию. Именно здесь наметился наиболее быстрый рост капиталистической системы хозяйства, технического изобретательства. Эти факторы наряду с огромной морской и колониальной экспансией обусловили все возрастающий запрос на точные и рационально организованные знания. Давление Рима здесь ощущалось слабо, и в рамках английской церкви наметилась явная склонность к прогрессивным деистическим тенденциям. Бог был важен постольку, поскольку он не вмешивался в земные дела и планы предприимчивых англичан. Папа тоже воспринимался терпимо, если не слишком рьяно критиковал короля и парламент.

Англиканская церковь отошла от католицизма гораздо менее других реформаторских течений — ровно на ту дистанцию, которая была необходима для независимости королевской власти от Рима, а потом — в период революции и диктатуры Кромвеля — чуть дальше, чтобы обеспечить духовную базу быстроразвивающегося капитализма. Зато Англия избежала и многих извращений, свойственных, скажем, радикальным реформаторам Швейцарии, усердствовавшим в чистоте веры не меньше своих католических коллег.

Где-то к середине 17 века английское естествознание нашло разумный баланс со своей церковью, выдвигая в высшей степени рациональные методы познания мира и непременно восхваляя Всевышнего за столь разумную его, этого мира, организацию.

Провозвестником нового направления мысли стал Фрэнсис Бэкон (1561–1626), блестящий философ, полемист и политик. Его головокружительная карьера началась с восшествия на престол Якова I Стюарта в 1603 году. Через 14 лет Бэкон достиг поста лорда хранителя печати, а потом и лорда-канцлера. Его политическая карьера, к счастью для науки, резко оборвалась судебным процессом в 1621 г. Бэкон был помилован королем, но от дальнейшей административной деятельности отошел.

Жесточайшая критика типично схоластического метода ссылки на древние авторитеты, широкая и остроумная пропаганда экспериментального знания — вот основные достижения Фрэнсиса Бэкона, оказавшие большое влияние на взгляды современников и на систему организации английских научных учреждений. «Истина — дочь времени, а не авторитета», — прямо заявлял он.

Огромную роль в становлении науки сыграла деятельность французского математика и философа Рене Декарта (1596–1650), чья военная и светская карьера завершилась в 1629 году эмиграцией в Нидерланды. Вдали от опасной парижской суеты Декарт разработал аналитическую геометрию и самое главное свою концепцию научного познания. Как и Бэкон, Декарт был рационалистом, считал опыт высшим критерием любой новой идеи, но очень важно, что на первый план он выдвинул скептический взгляд на мир, точнее, на существующие картины мира. Сомнение — своеобразный первотолчок познания. Допустим любой подход вопреки любым авторитетам, лишь бы его можно было оправдать наблюдениями. Эта идея свободного конструирования гипотез, не противоречащих экспериментальным данным, стала колоссальным стимулом в развитии теоретического естествознания.

Есть много проблем, в решении или постановке которых Декарт считается первым. Начнем с того, что именно он ввел в обращение понятие «законы природы» — едва ли не основное в естественных науках. Он первым попытался ответить на вопрос о природе сил тяготения, формирующих Солнечную систему. Опираясь на свою общую концепцию материи, безгранично делимой и непрерывно заполняющей пространство, Декарт считал, что движение планет и их происхождение обусловлено некими тончайшими материальными вихрями. В его модели планеты двигались подобно щепочкам в круговороте.

Разумеется, историческая близость схоластических времен и беспредельный рационализм нередко приводили Декарта к очень громоздким, неверным, или, во всяком случае, несвоевременным гипотезам. Скажем, четко разграничивая духовный и телесный мир, Декарт пытался объяснить взаимодействие между человеческой душой и телом функционированием особой железы. Так и осталась неразгаданной природа придуманных им вихрей. Однако важны не столько заблуждения, сколько направление мысли. В той же вихревой модели возникает первое предчувствие будущих теоретико-полевых представлений для гравитации и других сил. В этом плане Декарт пошел дальше не только современников, но и ближайших последователей, пытаясь единым законом охватить проблемы структуры и эволюции Солнечной системы.

Между тем, строгое математическое объяснение модели Коперника и Кеплеровых законов стало весьма актуальной задачей. К решению ее устремились многие крупнейшие ученые, среди них — Гюйгенс, Гук и Ньютон.

Видимо, первым, кто ясно осознал связь между эллиптическими орбитами планет и законом гравитационной силы (обратной пропорциональностью силы квадрату расстояния), стал английский ученый Роберт Гук (1635–1703), удивительно разносторонний исследователь и изобретатель[60]. Это произошло в 1679 году.

Однако проблема оказалась глубже — дело было не в конкретном законе взаимодействия небесных тел, а в отсутствии достаточно общих законов движения. Не хватало понятийного и математического аппарата, связывающего воедино все достижения того времени.

Гигантскую работу по созданию такого аппарата теоретической механики удалось выполнить Исааку Ньютону (1642–1727). Начало его жизни совпало с бурным периодом английской истории — казнью Карла I, диктатурой Кромвеля и реставрацией Стюартов. В 1661 году Ньютон поступил в знаменитый Тринити-колледж Кембриджского университета, чтобы пройти славный и, в общем-то, спокойный путь от сына простого фермера до президента Лондонского Королевского общества и директора королевского Монетного Двора. Жесткие ветры времени почти не коснулись его семьи, но, несомненно, создали особую атмосферу, его взрастившую.

В какой-то степени на пользу Ньютону пошла даже разразившаяся в 1665 году в Лондоне эпидемия чумы, заставившая молодого магистра удалиться в деревню и с головой уйти в опыты и размышления. Видимо, в этот период у него начали формироваться новые идеи по поводу небесной механики и оптики. Во всяком случае, возвратившись в Кембридж, он продемонстрировал превосходный телескоп-рефлектор, а немного позднее, в 1671 году, — новый зеркальный телескоп. Последнее изобретение и послужило поводом для его приема в члены Лондонского Королевского общества. Успешно работая в области оптики и в математике, Ньютон шаг за шагом создает главный труд своей жизни — «Математические начала натуральной философии». Книга увидела свет и то благодаря активному напору друзей — лишь в 1687 году[61].

Телескопы. схемы линзового рефрактора и зеркального рефлектора

Развернув общую теорию механического движения по образцу Евклидовых «Начал», Ньютон дал четкую формулировку закона всемирного тяготения (F = Gm_1m_2/r^2) и доказал, что такая сила обуславливает движение материальной точки по одному из трех типов кривых — эллипсу, параболе или гиперболе. Это позволяет не только объяснить кеплеровские законы движения планет, но и включить в описание способные уходить за пределы видимости кометы, казавшиеся каким-то случайным фактором в картине ночного неба.

Первой наглядной демонстрацией предсказательной силы ньютоновской теории послужила работа его друга Эдмунда Галлея (1656–1742), замечательного английского астронома. Галлей, видимо, раньше всех ознакомился с результатами Ньютона — он издавал «Начала» на свои средства. Наблюдая в 1682 году комету, Галлей смело отождествил ее с кометами, появлявшимися в 1456, 1531, 1607 годах. Он считал, что это полноправный член Солнечной системы, обладающий очень сильно вытянутой орбитой с периодом около 76 лет (комета Галлея и на самом деле уходит за орбиту Нептуна). В этом плане комета Галлея — крупнейшее открытие нового типа объектов после галилеевских спутников Юпитера. На умы современников сильно подействовало то, что в отличие от других тел Солнечной системы — планет и их лун, движущихся почти по круговым орбитам, — эллипсоидальный характер траектории кометы выбивался за всякие эпициклы и эксцентры. В 1705 году в своем «Очерке кометной астрономии» Галлей на основе расчетов по ньютоновской теории предсказал, что комета вернется в 1758 году, и она действительно вернулась[62] — вечный памятник могуществу теоретического знания.

Увлекшись ретроастрономией — анализом старых наблюдений, Галлей не остановился на кометах. Он стал первым астрономом, удачно покусившимся на святая святых — неизменность звездной сферы. Анализируя старые каталоги, Галлей нашел, что три ярких звезды — Сириус, Альдебаран и Арктур — изменили свое положение в созвездиях, то есть являются подвижными телами.

Наряду с этими важнейшими конкретными открытиями происходили и общемировоззренческие сдвиги.

Сам Ньютон, воодушевленный идеями английского деизма, довел в своих работах деистическую концепцию едва ли не до логического конца. Факты вмешательства божественного начала он видел только там, где научный анализ оказывался бессильным. Например, он понимал, что закон всемирного тяготения объясняет лишь форму орбит небесных тел, но одного его недостаточно для объяснения светимости звезд.

Пораженный открывшейся перед ним гармонией, Ньютон писал:

«Эта прекраснейшая система Солнца, планет и комет могла возникнуть только по мысли и воле разумного и могущественного Существа. И если неподвижные звезды являются центрами других таких же систем, то и они, будучи созданы той же мудрой мыслью, должны все подчиняться воле Одного»[63].

Завершая экскурс в ньютоновскую эпоху, стоит задержать внимание еще на одном обстоятельстве. Как и многие крупнейшие ученые, Ньютон сам творил методологию науки. Огромный успех его механики, математики и оптики на долгое время создал исключительный авторитет его лозунгу «Гипотез не изобретаю». В отличие от Декарта Ньютон допускал в качестве схемы объяснения не любую мысленную конструкцию, согласующуюся с опытом, но только ту, которая как бы из опыта выводится. Тем самым он неявно предполагал, что каждая экспериментальная ситуация может лишь единственным образом описываться в теории. В 3-й книге своих «Начал» («О системе мира») он даже формулирует особые «правила философствования» (1. «Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений» и т. д.).

Эти правила очень практичны, если знать заранее, что есть истинная причина и чего именно достаточно для объяснения явлений… На самом деле реальная работа теоретика всегда требовала изобретения гипотез, и Ньютон был искуснейшим их изобретателем, что особенно хорошо видно в его оптике. В каждой области науки существуют десятки ярких примеров, когда к описанию одного и того же явления подходят с разными моделями. Однозначность описания появляется на сравнительно поздних стадиях — при построении общей теории, синтезирующей отдельные частные модели. Видимо, Ньютон полагал, что механика нуждается в чем-то таком — общем.

Его правила заметно повлияли на будущий подход к построению физики. Направленные в первую очередь на борьбу с последователями Декарта (картезианцами)[64], они в какой-то степени отражали неудовлетворенность Ньютона физическим содержанием закона всемирного тяготения — фактическим отсутствием такого содержания. Трудно было понять, каким образом малейшее изменение относительного расстояния между планетами, разделенными миллионами километров, мгновенно сказывается на поведении обеих планет. Причем сказывается без всякого посредника — представление о гравитационном поле как особом виде материи развилось позднее. И отвергая Декартовы вихри, Ньютон оставался с чисто математической формой…

Некоторые последователи Ньютона возвели его разумный рационализм и неудовлетворенность в трактовке гравитации едва ли не в ранг философии науки. Механика стала для них чем-то вроде абсолютного образца в трактовке всех деталей картины Вселенной. Механицизм превращался в своеобразное мировоззрение. Вопросы, на которые не сумел ответить Ньютон, подчас объявлялись бессмысленными.

Но время берет свое — впоследствии обе тенденции, картезианская и ньютонианская, слились в стройном здании теоретической физики 19 века.

Новое и неведомое

Основные результаты Эдмунда Галлея — открытие кометы как нового элемента Солнечной системы и собственного движения звезд — в какой-то степени предопределили главные линии развития астрономии 18–19 веков.

Во-первых, выделилось особое направление поиск — новых объектов в Солнечной системе. Астрономы стремились не только отыскать их, но точнейшим образом определить их движение для дополнительной проверки ньютоновской теории. С другой стороны, интерес исследователей все больше обращался к звездам, чья природа пока казалась загадочной.

Вспыхнувшая сразу вслед за Галлеем охота за кометами необычайно стимулировала наблюдения нестандартных событий.

Историю открытия принципиально новых объектов стоит начать с опубликованной в 1733 году работы Жан-Жака Дорту де Мэрана. В своем «Физическом и историческом трактате о северном сиянии» он смело связал красивейшее явление северного неба с влиянием солнечной активности, а не со свечением вулканических испарений, как это делалось до него. Мэран полагал, что солнечная атмосфера — та корона, которая наблюдается во время солнечных затмений, — может в отдельных случаях простираться на огромные расстояния и достигать Земли, вступая в сильное взаимодействие с земной атмосферой. Иными словами, родилась гипотеза о существовании особого элемента Солнечной системы — того, что сейчас называют солнечным ветром, причем этот элемент должен заметно влиять на состояние околопланетного пространства. Разумеется, в доспутниковую эру не было возможности проверить гипотезу Мэрана прямым экспериментом, но качественно она вполне оправдалась. После ньютоновской теории приливов, обусловленных гравитационным влиянием Луны и Солнца, это была, пожалуй, первая неастрологическая идея о воздействии небесных тел на земные события. В мае 1761 года русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765), человек необычайной одаренности и широты увлечений — от физики до литературы, наблюдал необычное явление. Край Солнца как бы пузырился или размывался при прохождении через него Венеры вокруг диска планеты возникал тончайший светящийся ободок. Этот эффект был правильно истолкован Ломоносовым в его брошюре «Явление Венеры на Солнце, наблюденное в Санкт-Петербургской Академии наук». Размывание солнечного диска он связал с наличием у ближайшей соседки Земли мощной атмосферы «таковою (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного». Так — по сути, впервые со времен Галилея — удалось дополнительно доказать схожесть Земли и других планет. Старые сугубо умозрительные гипотезы об атмосферах небесных тел получили столь сильное подтверждение, что фантасты и популяризаторы науки 18–19 веков стали считать чуть ли не само собой разумеющимся, что всякая планета имеет подходящий для человека воздушный океан.

Принципиально новый тип небесного тела — астероид, или малую планету, обнаружил в первый день 19 столетия итальянский астроном Джузеппе Пиацци (1746–1826). Орбита первого астероида, названного Церерой, была заключена между орбитами Марса и Юпитера. В течение нескольких следующих лет немецкий астроном Генрих Вильгельм Ольберс (1758–1840) снова зарегистрировал Цереру и обнаружил два других астероида — Палладу и Весту. Вскоре между орбитами Марса и Юпитера были найдены и другие планетки. Это позволило Ольберсу предложить гипотезу о существовании в очень давние времена особой планеты Фаэтона, которая по неизвестным причинам взорвалась, и ее осколки образовали астероидный пояс. Эту идею до сих пор трудно обосновать или окончательно опровергнуть, но она, бесспорно, стимулировала интерес к законам эволюции Солнечной системы и отдельных планет.

Так обогащались представления о Солнечной системе, но самое впечатляющее открытие этого времени, завершившееся триумфом ньютоновской теории, было опять-таки связано с кометным бумом.

13 марта 1781 года 42-летний астроном-любитель Вильям Гершель открыл, как ему показалось, новую комету, наблюдая звезды между созвездиями Тельца и Близнецов.

Фридрих Вильгельм Гершель (1738–1822), сын ганноверского военного музыканта, сам композитор и музыкант, приехал в Англию 18-летним юношей. Здесь он, преобразовавшись в Вильяма, длительное время зарабатывал на жизнь музыкальными уроками. Постепенно он увлекся астрономией, и к 33 годам осознал, что только этот предмет по-настоящему для него интересен. Свой первый телескоп Гершель достроил в 1773 году и через год приступил к систематическим наблюдениям. К моменту упомянутого открытия он все еще оставался любителем, хотя и проявил незаурядное упорство в конструировании телескопов и наблюдениях.

26 апреля 1781 года Вильям Гершель представил в Лондонское Королевское общество «Сообщение о комете» и, возможно, стал бы очередным счастливцем из немалой тогда когорты кометчиков, если бы не странное поведение предмета его мартовского открытия. Объект не увеличивал яркость, то есть не желал приближаться к Солнцу. Уже в мае французский астроном Жан Сарон установил, что новое небесное тело находится за орбитой Сатурна, а несколько позже петербургский академик, ученик Л. Эйлера, Андрей Иванович Лексель (1740–1784) показал, что оно вообще ведет себя как планета, обращаясь вокруг Солнца с периодом около 84 лет.

Так произошло открытие седьмой большой планеты — Урана. Впрочем, мудрый Гершель первоначально предложил назвать ее Георгом в честь здравствующего короля. Это предложение не прошло — оно противоречило тысячелетней традиции называть планеты именами античных богов, но сыграло свою положительную роль в судьбе Гершеля. В том же 1781 году он стал членом Лондонского Королевского общества, а через год благодарный Георг III назначил его своим придворным астрономом с годовым жалованием в 200 фунтов. Это позволило Гершелю целиком погрузиться в любимую работу.

С именем Вильяма Гершеля справедливо связывается целая эпоха в астрономии, а его достижения и объем работы сопоставимы среди предшественников, пожалуй, только с деятельностью Гиппарха и Тихо Браге.

Хотя открытие Урана стало в глазах современников ярчайшей вехой его жизни, главное его достижение заключается в ином — в колоссальном подъеме уровня систематичности наблюдений и в изменении их ориентации.

Гершель обратился к звездам. Именно звездные системы интересовали его в первую очередь.

В 1783 году он показал, что обнаруженное Галлеем изменение положения звезд частично обусловлено движением Солнечной системы в сторону созвездия Геркулеса[65]. Это нанесло сильнейший удар по гелиоцентрической картине Вселенной — Солнце становилось рядовой звездой, мчащейся среди других светил.

Еще через 20 лет Гершель обнаружил особый тип космического населения двойные звезды[66]. Эти объекты сыграли важнейшую роль в определении масштабов Вселенной.

Вообще же, фантастическим подвигом выглядит сухой факт — Гершель открыл и описал более 2500 звездных скоплений и туманностей!

Туманности, более или менее размазанные светящиеся пятнышки, представляли собой известную к тому времени космическую загадку. Дело не в редкости — как туманность выглядит и древнейший небесный объект Млечный путь[67], расщепленный Галилеем на отдельные звезды. Но многие туманности не поддавались такому расщеплению даже с помощью самых сильных телескопов.

В практическом плане туманности заинтересовали астрономов опять-таки в связи с кометным бумом 18 столетия. Первый каталог аббата Николы Луи де Лакайля (1755 год), как и более известный, включающий 103 объекта, каталог французских астрономов Шарля Мессье и Пьера Мешена (1784 год), появились в качестве руководства для желающих выделить кометы среди иных светящихся пятнышек.

Систематическая работа Вильяма Гершеля, а впоследствии его сына и достойного продолжателя Джона Фредерика Уильяма Гершеля (1792–1871), автора знаменитого CG-каталога на 5079 звездных скоплений и туманностей[68], привлекла внимание к этим объектам и вообще к проблеме островного строения Вселенной.

Что же нового давали гершелевские результаты для общей картины космических структур?

Прежде всего, двойные звезды оказались первыми системами небесных тел, движущихся под действием сил тяготения сугубо вне Солнечной системы. Это позволило распространить закон, выявленный для взаимодействия Солнца и планет, на межзвездные расстояния, то есть проверять его совсем в иных масштабах.

Во-вторых, и это не менее важно, открытие двойных звезд подорвало сложившийся предрассудок[69] об одинаковости истинной яркости всех звезд и ее примерному равенству яркости Солнца. Гершель ясно наблюдал звезды компоненты двойной системы, расположенные на практически одинаковых от нас расстояниях, но с весьма разной яркостью.

Уильям Гершель впервые подошел к открытию нашей Галактики. Систематический подсчет звезд по различным направлениям позволил ему выработать своеобразную модель сплющенного дискообразного сгустка звезд, в центре которого находится Солнце. Это выглядело определенным витком коперниковской гелиоцентрической идеологии, но, разумеется, качественно новым витком, хотя бы потому, что Солнце уже не считалось неподвижным центром мира. Подобно тому, как древние полагали естественным движение Солнца вокруг Земли, астрономам на рубеже 18–19 веков трудно было отделаться от впечатления, что Млечный путь более или менее равномерно окутывает Солнечную систему и ее окрестности. Впрочем, эта точка зрения подкреплялась объективными трудностями наблюдения центральной области Галактики, закрытой от нас пылевыми облаками. Темные туманности, то есть участки пространства, где из-за огромных облаков космической пыли не просматриваются звезды, были восприняты Гершелем с удивлением — он образно называл их «дырами в небе». Его внимание было приковано к форме шаровых звездных скоплений, но их концентрации в направлении созвездия Стрельца он не придал должного значения. Это выпало на долю его сына, который впервые указал на концентрацию шаровых скоплений как на важный фактор строения Галактики.

И все-таки Уильям Гершель сделал важный шаг в конструировании галактической модели. Его работам непосредственно предшествовала картина в пифагорейском духе, нарисованная в 1750 году английским астрономом Томасом Райтом (1711–1786) в «Оригинальной теории, или Новой гипотезе Вселенной». Райт полагал, что Млечный Путь представляет собой что-то вроде плоского кольца или сферической оболочки (он дал оба варианта), в центре которых находится некий духовный первоисточник — «Глаз Господа». Существенно в этой гипотезе не ее обоснование, а идея множественности миров такого рода. Модель Райта относится к модели Гершеля примерно так же, как пифагорейская огнецентрическая картина к схеме Аристарха.

Уильям Гершель стал одним из первых астрономов, смутно почувствовавших, что за разнообразием звездного населения кроется какая-то генетическая связь звездных объектов.

Главное дело его жизни было подхвачено сыном, а впоследствии значительно развито голландским астрономом Якобусом Корнелисом Каптейном (1851–1922). Уточнив подсчеты звезд и тщательно классифицировав их величины, Каптейн пришел к заметно большим размерам Галактики. И к началу 20 века модель Гершеля-Каптейна — Галактика как дискообразное сверхскопление звезд с Солнцем в центре — стала практически общепринятой.

Итак, деятельность Уильяма Гершеля переопределила ориентацию астрономии, углубив и конкретизировав последовательную программу Галлея.

Открытие Урана послужило сильнейшим толчком для развития математических методов небесной механики и поиска новых объектов.

Открытие двойных звезд, обладающих переменным блеском, привлекло внимание ко всем вообще переменным явлениям звездного мира — не к звездам как статическим телам, а к происходящим там процессам. Именно благодаря этому интересу в течение последующих десятилетий астрономы сумели построить хорошую модель Галактики и подтвердить гипотезу Райта о множественности звездных миров. Глубокий интерес Гершеля к туманностям сработал в этом же направлении, одновременно стимулировав четкую постановку космогонической проблемы. Все эти линии развития мы и рассмотрим в следующих разделах.

Открытие Солнечной системы — 3 акт

Обнаруженный Вильямом Гершелем Уран оказался своеобразной копилкой сюрпризов.

Прежде всего, выяснилось, что задолго до Гершеля эту планету наблюдали другие астрономы, причем регистрировали ее не менее 19 раз. Первым это сделал Джон Флемстид в самом конце 1690 года. В течение последующих 25 лет он повторял этот результат еще четырежды. В 1750–1771 гг. целых 12 наблюдений Урана провел французский астроном Пьер Лемонье (1715–1799), уже современник Гершеля. В общем, видели ее многие, но до поры до времени никому не пришло в голову выделить ее среди слабых звезд.

Но это полбеды — новые явления нередко исчезают из поля восприятия. Главное то, что Уран очень быстро продемонстрировал необычное поведение. Строгое вычисление его орбиты в рамках ньютоновской теории тяготения, даже с учетом поправок на влияние гигантов — Юпитера и Сатурна, не привело к успеху. Уран ускользал с предназначенной ему траектории. В 20-х годах 19 века астрономы пришли к выводу, что такая модель не описывает наблюдаемых положений новой планеты.

Естественно, появились гипотезы, подчас весьма причудливые, но лишь две из них оказались жизнеспособны и некоторое время конкурировали друг с другом. Реальный выбор свелся к тому, что либо закон тяготения неверен, например, сила убывает не как квадрат расстояния, а более сложным образом, либо существует какая-то новая планета, сбивающая Уран с пути. Первый вариант весьма авторитетно поддерживался директором Гринвичской обсерватории Джорджем Бидделом Эри (1801–1892). Однако столь радикальное решение привлекало немногих — модификация закона Ньютона вела к перестройке всей теории движения планет, а для этого нужны были более веские экспериментальные и теоретические причины.

Реальное решение проблемы Урана было найдено в рамках второго подхода. Тут и развернулась отчасти забавная и отчасти драматическая история открытия Нептуна, история, описанию которой посвящены целые книги.

Вкратце она выглядит так. К 1820 году французский астроном Алексис Бювар (1767–1843) четко показал, что все старые (догершелевские) и последующие наблюдения не согласуются с теорией движения Урана. И даже поправки на влияние Юпитера и Сатурна, модель движения которых он только что завершил, не спасают дела. Видимо, Бювар первым и высказал гипотезу о влиянии на Уран какого-то неизвестного тела. Однако сам он первоначально больше склонялся к версии катастрофического воздействия — то есть кратковременного влияния некой кометы, столкнувшейся с Ураном или очень сильно сблизившейся с ним как раз в промежутке между ранними и поздними наблюдениями Лемонье.

Но результаты последующего десятилетия показали, что непоседливая планета продолжает все дальше уходить от предписанной орбиты. Значит, дело не в катастрофе, а в каком-то систематическом влиянии. Так сложилась конкретная гипотеза о трансурановой планете, фактически общепринятая к концу 30-х годов. Поиск трансурановой планеты несколько затягивался многие полагали, что расчет ее орбиты по очень неполным данным преждевременен и нужны тщательные наблюдения на протяжении одного-двух полных оборотов Урана. Эта точка зрения подкреплялась и сомнениями в точности старых данных Флемстида и других астрономов, посеянными Бюваром.

Чтобы поверить в достаточную точность всех данных и предпринять на этой основе трудоемкую работу по расчету орбиты возмутителя, нужна была немалая смелость и вера в свои силы.

Всем этим в избытке обладал молодой английский математик и астроном Джон Кауч Адаме (1819–1892), который летом 1843 года приступил к вычислениям. Необычайно тщательная и самокритичная деятельность Адамса увенчалась успехом — к сентябрю 1845 года он получил удовлетворившие его результаты с конкретным указанием ожидаемого положения трансурановой планеты на 30 сентября 1845 года. Эти результаты были переданы директору Кембриджской обсерватории Джеймсу Челлису, который тогда же имел возможность провести успешный поиск на своем 12-дюймовом рефлекторе предсказание Адамса расходилось с истинным положением Нептуна менее чем на 2°. Но Челлис переадресовал молодого математика к лидеру английской астрономии Джорджу Эри. Эри, по-видимому, не сразу поверил в возможность открытия, но главное — он сам искал причину отклонений Урана совсем в ином, и вычисления Адамса не показались ему достаточно убедительными.

В результате до лета 1846 года официальные руководители английской астрономии никаких попыток наблюдения трансурановой планеты не предприняли. Адамc же, понадеявшись на них, ограничился «донесением по инстанции» и не сделал необходимой публикации.

Лишь летом 1845 года во Франции к анализу проблемы приступает Урбен Жан Жозеф Леверье (1811–1877) и блестяще формулирует решение в двух статьях, опубликованных к весне 1846 года. Эти работы сразу же привлекли внимание не только соотечественников, но и англичан. Срабатывает известный принцип социальной психологии — нет пророков в своем Отечестве. Благодаря работам Леверье (а не Адамса!) меняет свою веру сам Эри, который обратился к Челлису с просьбой начать наблюдения.

Челлис в течение 2 месяцев (до 29 сентября) проводит необычайно громоздкую регистрацию положений почти 3 тысяч звезд в заданной области неба площадью в 300 кв. градусов, надеясь найти среди них подвижный объект. По ряду несчастливых совпадений он трижды наблюдает Нептун, но не фиксирует свое открытие и вообще завершает серию наблюдений в уверенности, что планета не обнаружена. И буквально сразу же — 1 октября — узнает из газеты, что трансурановая планета открыта молодым ассистентом Берлинской обсерватории Иоганном Готфридом Галле (1812–1910) и его помощником Генрихом Луи д'Аррестом 23 сентября на том же участке неба.

Леверье оказался гораздо практичней Адамса и не стал обращаться к руководителям обсерваторий, ибо уже тогда включить ту или иную работу в планы научного учреждения было не так-то просто. Инициативный Галле буквально отвоевал право на внеочередные наблюдения и провел их с блеском Нептун был обнаружен в первую же ночь. Этому очень способствовала идея д'Арреста — непосредственно сопоставлять вид звездного неба с картами астрономического атласа Берлинской Академии наук, изданного в конце предыдущего года. Это давало фантастическую экономию времени. Дополнительно Галле и д'Аррест (в отличие от Челлиса) ориентировались на то, что Нептун должен иметь угловой размер около 3.

История подпольной первопроходческой деятельности Адамса всплыла как раз в момент величайшего триумфа Леверье и наделала много шума[70]. Не слишком благожелательно воспринятая в научных кругах Франции весть о том, что некий безвестный Адаме опередил их кумира Леверье, превратилась прессой в проблему покушения на национальную честь.

Но время — линза истины. Оба ученых, несмотря на ажиотаж, стали друзьями.

Леверье впоследствии возглавил Парижскую обсерваторию и много сделал для расцвета астрономии и небесной механики у себя на родине. Он провел в жизнь гигантскую программу по составлению таблиц планетных орбит — многими его данными успешно пользуются до сих пор. Он же впервые обратил внимание на вековое смещение перигелия Меркурия, необъяснимое в рамках теории Ньютона.

Адамc со временем занял пост директора Кембриджской обсерватории и даже в течение одного выборного срока возглавлял Английское астрономическое общество.

История планетных открытий на этом не завершилась — Нептун привнес новые загадки и даже не решил всех проблем с движением Урана. Однако поиск следующей 9 планеты, Плутона, развивался как бы по известному сценарию.

Достаточно полные вычисления орбиты Плутона провел американский астроном Персиваль Ловелл (1855–1916), который всего за год до смерти приступил к систематическому его поиску на телескопе своей обсерватории в штате Аризона. Здесь же, в Ловелловской обсерватории, ассистент Клайд Томбо в 1929 году стал фотографировать подозреваемые участки неба. Годичная работа привела к успеху — новая планета была зафиксирована 18 февраля 1930 года.

Я относительно подробно (хотя и не так подробно, как хотелось бы) остановился на истории открытия Нептуна вовсе не из желания лишний раз пересказать ее хитросплетения. Важнее другое — в ней ярко проявились некоторые новые тенденции науки, на которых стоит немного задержать внимание.

Во-первых, наука 19 века принимает выраженные организационные формы. Астрономия уходит из рук любителей-одиночек, все большую роль играют учреждения, стягивающие единой структурой более или менее крупные коллективы исследователей. Даже самый похвальный энтузиазм талантливых одиночек, не включенных в систему научного поиска, с трудом пробивает себе дорогу, как это видно в истории Адамса. Уже во времена Ньютона в науке было тесновато, и из-за одновременно проводимых исследований вспыхивали конфликты. В 19 веке, когда одним и тем же вопросом иногда начинают заниматься десятки людей, проблема включенности ученого в хорошо функционирующий коллектив, необходимость постоянного потока информации о его работе выступают на первый план. Это значительно повышает требования к уровню профессионализма. Иной темп жизни и развития науки предъявляет свой счет. Небольшие частные обсерватории и лаборатории потихоньку уходят в тень — они, как правило, не могут обеспечить необходимых масштабов и темпов работы.

Если в коперниковские времена ученый мог жить ощущением собственного течения мысли, ориентируясь по ярким и практически неподвижным звездам веками возвеличенных классиков, то теперь он чувствовал себя песчинкой — в лучшем случае островком — в общем потоке идей. Интеллектуальная вселенная стала переменной — многие маяки замерцали и погасли. На протяжении одной жизни, а не веков и тысячелетий стали меняться существенные детали картины мира. Мнения, в высшей степени правдоподобные и обоснованные вчера, назавтра могли развеяться совокупностью более точных вычислений и наблюдений. И это был лишь ветер из будущего — лишь неспешные тени того фантастического калейдоскопа новизны, которым заискрился 20 век.

В связи с этим выделяется и второй важнейший аспект — всеохватность увлечений, свойственная Возрождению и основанная на убеждении, что существует некая простая и универсальная картина мира, лишь до поры сокрытая от безграничного ума высшего творения Господня, — эта всеохватность постепенно исчезает, хотя ее остаточные явления сохранялись до недавних времен.

Ученые в отличие от общеобразованных дилетантов почувствовали это весьма остро. Дело не только в том, что один человек просто физически не был способен вести серьезные исследования во многих областях знаний. Возникало новое разделение труда, характерное для коллективной работы, экспериментальная деятельность, требующая тренировки органов чувств и глубоких технических навыков, зачастую не позволяла сосредоточиться на отыскании новых моделей и применения сложных математических методов, и наоборот.

Так произошло разделение ученого мира на экспериментаторов и теоретиков. Еще Коперник и Тихо Браге использовали свои наблюдения для построения собственных теоретических схем. Но уже Кеплер выступает в основном как теоретик по отношению к наблюдениям Тихо Браге и математическим путем выводит свои законы. Ньютон, ставивший превосходные механические и оптические эксперименты, в небесной механике выступает как чистый теоретик — здесь его исходным материалом были в первую очередь даже не данные наблюдений, а эмпирические законы Кеплера. Галлей совмещал функции астронома-наблюдателя и теоретика, выводившего из общей теории Ньютона конкретные предсказания для наблюдений.

На рубеже 18–19 веков в этой области намечается явное разделение. Уильям Гершель, открыв Уран, не слишком интересовался неприятностями, внесенными новой планетой в царство теоретической небесной механики. Адамc и Леверье приложили огромные усилия для проецирования ньютоновской теории на экспериментальный материал, но сами не стремились провести наблюдения, перепоручив их Челлису и Галле.

Именно это характерно для развитой науки. Люди, способные одинаково хорошо работать в эксперименте и в теории, на любом ее уровне — это и в 19 веке, а тем более теперь — редкое исключение из правил.

Итак, наука усложнилась, и постепенно стали вырисовываться важные элементы ее структуры — расслаиваться стали сама теория и сам эксперимент.

До поры считалось естественным, что астроном сам конструирует и изготовляет свои телескопы. Но изготовление крупных приборов требует особых навыков и средств, наконец, немало времени. Выделяются специальные мастерские, где умеют делать хорошие зеркала, монтировать сложные конструкции. Обилие приборов и большой объем наблюдений влекут за собой участие многочисленных помощников в каждой крупной программе.

Еще наглядней процесс усложнения структуры в теории.

Когда мы говорим о триумфе ньютоновской системы в 19 веке, то надо понимать, что у самого Ньютона задавалась лишь принципиальная структура подхода к задачам небесной механики, проиллюстрированная очень простыми и сильно идеализированными моделями.

Истинное движение планет гораздо сложней, чем это следует из Кеплеровых законов, прежде всего потому, что Солнечная система состоит из многих взаимодействующих тел. Аналитически точно решить систему уравнений для многих планет невозможно — уже задача трех тел составляет крупную проблему (едва ли не самостоятельный раздел механики). Поэтому для учета дополнительных влияний на данную планету требуется немалое искусство — ведь истинная орбита, которую с превеликой точностью определяют астрономы, представляет собой, строго говоря, очень сложную волнистую кривую, и ее лишь приближенно можно считать эллипсом.

Трудности в расчете орбиты Урана выглядят еще безобидно по сравнению с теми сюрпризами, которые поднесла астрономам 18 века старая добрая Луна. В значительной степени именно на описании движения Луны создавались и оттачивались мощные методы небесной механики — теория возмущений.

Интенсивное развитие ньютоновской теории началось именно с этого в середине 18-го века. В работах блестящих математиков французской школы Алекси Клеро (1713–1765) и Жана Лерона д'Аламбера (1717–1783) родились корректные методы учета относительно слабых воздействий. Их работы по теории взаимного возмущения планетных орбит обусловили настоящее подтверждение ньютоновского закона тяготения. До того отклонение от строгой эллиптичности движения на равных правах рассматривалось как возможное нарушение этого закона.

Почти сразу же вслед за первой весьма удачной моделью движения Луны, построенной Клеро к 1751 году, появилась еще более точная модель, основные идеи которой использовались впоследствии для всей небесной механики.

Автор этой модели Леонард Эйлер (1707–1783), уникально результативный ученый, сыгравший выдающуюся роль в становлении научных исследований сразу двух стран — России и Германии. 20-летним юношей Эйлер приехал в Петербург по приглашению столичной Академии наук и художеств. В 1741 году Эйлер, завоевавший уже мировой авторитет в науке, приглашается Фридрихом П для организации работ в Берлинской академии. Однако связи с Петербургом он не терял и через четверть века возвратился на свою научную родину. В 1756 году Петербургская академия присудила ему премию именно за работу по теории движения Луны.

Главное достижение Эйлера заключалось в разработке так называемого метода оскулирующих элементов. Эллипс, по которому должен двигаться одинокий спутник центрального тела, принимается за основу, но элементы, характеризующие эту фигуру (эксцентриситет и т. д.), считаются теперь переменными. В их периодическом изменении и сказывается влияние других тел Солнечной системы. Иными словами, поправки к идеальному кеплерову движению приобрели теперь ясный и наглядный смысл.

На рубеже 18-19-х веков серьезных успехов в создании методов обработки астрономических данных добивается немецкий математик Карл Фридрих Гаусс (1777–1855). Его интересует задача о восстановлении параметров орбиты по данным наблюдений. Совокупности точек, которые получают наблюдатели и теоретики, никогда полностью не совпадают, и возникает проблема — какую именно совокупность теоретически вычисленных точек предпочесть, какая из них наилучшим образом соответствует совокупности экспериментальной. Гаусс получил решение, строго обосновав так называемый метод наименьших квадратов. Лучшей оказывалась та теоретическая кривая, для которой сумма квадратов отклонений от наблюдаемых значений принимает наименьшее значение. Этот метод положен в основу всей техники обработки экспериментальных данных в различных областях науки.

Интерес Гаусса к задаче реконструкции орбит обострился после открытия астероидов, когда соответствующие вычисления «стали на поток». В 1809 году в своей «Теории движения небесных тел» он доказал, что для полного определения элементов эллиптической орбиты необходимо как минимум 3 наблюдения.

Гаусс первым обратил внимание на описание кривых поверхностей независимо от конкретной системы координат. Размышления об этом и обширная работа по составлению геодезических карт привели его уже в 1818 году к идеям неевклидовой геометрии, сыгравшей впоследствии огромную роль в построении современной теории гравитации. К сожалению, он всячески избегал любой формы публикации этих идей и, в конце концов, добился своего создателями неевклидовой геометрии стали Лобачевский, Больяи и Риман. И на своем памятнике Гаусс велел выбить правильный 17-угольник — задачу его построения с помощью циркуля и линейки великий геометр считал лучшим своим достижением…

В стройное здание, основанное на немногих общих принципах, превратил ньютоновскую механику французский математик Жозеф Луи Лагранж (1763–1813). Развивая идеи Эйлера, он добился чрезвычайно прозрачного описания планетных движений. Вселенная, считал Лагранж, должна описываться простейшим образом, и эта простота непосредственно отражается в законах механики. Эти законы он воспринимал как нечто объективное, заложенное в самой природе, и отсюда возникал механицизм как мировоззрение.

Но по-настоящему попытался превратить ньютоновскую картину Вселенной в мировоззренческую систему французский математик и физик Пьер Симон Лаплас (1749–1827), сын нормандского крестьянина, человек очень интересной судьбы.

Рано приобщившись к идеям французского просветительства, Лаплас в определенной степени пошел дальше традиционных деистических взглядов и стал атеистом. Годы расцвета его деятельности приходятся на бурный период истории Франции — Великую революцию, консульство, наполеоновскую империю и реставрацию. Его положение и взгляды эволюционизируют от события к событию. Он приветствует восстание и защищает республиканские взгляды, при Наполеоне становится даже министром внутренних дел (!)[71], потом — вице-председателем сената, получает графский титул. Падение императора застает его сторонником реставрации, и Бурбоны, в свою очередь, жалуют ему титул маркиза и пэра Франции…

Но главное, разумеется, не эти колебания, а воистину титаническая работа Лапласа по созданию 5-томной «Небесной механики», где картина Солнечной системы получила до мельчайших деталей ясное и красивое оформление.

Лаплас сделал очень важный шаг не только в создании моделей движения Луны и планет. Он показал, что Солнечная система — устойчивое образование и может существовать, по крайней мере, миллионы лет. Баланс гравитационных сил таков, что все параметры планетных орбит могут меняться лишь в довольно узких пределах. Отсюда следовало, что никакого внешнего вмешательства для периодического восстановления равновесия просто не требуется. Тем самым одна из ролей, которую Ньютон отводил Богу — текущий ремонт вселенской машины, оказалась излишней.

Лаплас впервые блестяще обосновал тот факт, что все крупные небесные тела должны иметь более или менее схожую форму немного сплющенной из-за вращения сферы. Эта проблема была связана с из ряда вон выходящим явлением — кольцами Сатурна, которые выглядели весьма искусственным образованием на фоне других объектов Солнечной системы[72]. Лаплас показал, что кольца не могут быть единым твердым телом, а должны состоять из огромного числа небольших камней и пыли. Загадка превратилась в естественное явление — кольца стали рассматривать как плотную группу спутников Сатурна, некоторым образом аналогичную астероидному кольцу Солнечной системы. Теперь расчищался путь для сугубо научной постановки вопроса о происхождении Солнца и планет.

Вечный отдых творца

Проблеме происхождения Солнечной системы повезло гораздо меньше, чем проблеме ее строения. Тому есть множество объективных причин. Но главная та, что движения Солнца, Луны и планет наблюдались систематически на протяжении тысячелетий и играли значительную роль в человеческой практике. Космогоническая же задача всегда существенно выходила за рамки этой практики — ни одна звезда или планета в окрестностях Земли (к счастью для нас!) не рождалась. Периоды обращения всех доурановых планет вполне умещаются в масштаб одной человеческой жизни, космогонические же масштабы совсем иные — миллиарды лет. Поэтому получилось так, что на протяжении почти всей своей истории человек воспринимал свою планету и небесные тела как некие данности, во всяком случае, не допускал возможности естественного их образования.

Космогоническая проблема так или иначе решалась во многих мифологических системах. Мы имели возможность убедиться, что мотивы творения Земли, неба, звезд и т. п. встречались у древних очень часто. Этот интерес восходит, на самом деле, к типично первобытному приему объяснения любого предмета или явления способом его изготовления. Функциональное назначение вещи как бы сливается с этим способом, они неразрывно составляют ее суть. В этом сказывалась необходимая активность человека в создании орудий труда, в общении с полезными или опасными элементами окружающего мира. Сколь-нибудь развитые космогонические мифы, видимо, возникают на ранних этапах становления религиозного типа мышления, когда интеллектуальный мир начинает заселяться богами. Для создания таких грандиозных объектов наблюдаемого мира, как небо и земля, требовались аналоги человека, но в соответствующих масштабах могущества. Боги и сыграли роль этих аналогов. Вероятно, с этим связана и попытка построения календаря на предельно большие сроки — от начала до конца мира. Но наблюдательных данных собственно космогонического характера под этими моделями не было.

В христианскую эпоху вплоть до Возрождения, когда доминировала теистическая мысль о непосредственном руководстве каждым небесным движением, проблемы вообще как бы не существовало — считалось самоочевидным, что Солнечную систему, Землю, человека Творец создал сразу в наблюдаемом виде. С античными идеями в духе Анаксимандра боролись беспощадно, как с прямым противоречием тексту Библии.

Деизм, конечно, расшатывал эту традицию, но, как мы видели, формирование науки шло, прежде всего, по пути исследования явлений, доступных прямому наблюдению. Античность же не дала будущей космогонии первотолчок мысли, аналогичный гениальной гелиоцентрической гипотезе Аристарха в смысле связи с наблюдаемым миром. Интерес к структуре явно опережал интерес к генезису. Усмотреть же в строении Солнечной системы отпечатки ее эволюции было не так-то просто.

В Новое Время к идеям Кузанца о единой природе космических тел и наблюдательным данным Галилея по этому поводу добавилась антично-натурфилософская, по сути, гипотеза Рене Декарта, с которой и начинается история научной космогонии.

Декарт, пытавшийся объяснить своими вихрями невидимых мельчайших частиц природу взаимодействия планет, не ограничился описанием структуры Солнечной системы. В «Началах философии», опубликованных в 1644 году, он выдвинул идею естественного формирования планет из сгустившихся вихрей. Три основных элемента — огонь, воздух и земля[73]- естественно распределяются за счет вытеснения более легких вихрей к периферии. Накопление тяжелых землистых атомов ведет к уплотнению вихря и формированию твердой планеты, над которой в виде атмосферы накапливается более легкий воздух.

Нельзя не отметить, что при всей своей умозрительности гипотеза Декарта была на редкость красива и необычна.

Как и вся концепция вихрей, лежащая несколько в стороне от общего пути, эта гипотеза подверглась уничтожающей критике со стороны Ньютона и его последователей, то есть людей, определивших лицо науки своего времени. И как говорится, с водой едва не был выплеснут ребенок.

Ньютон считал, что регулируемая тяготением Солнечная система — продукт деятельности Творца. В этом он исходил из преувеличенной оценки неустойчивости системы, где возмущения со временем приводят якобы к резкому нарушению орбит. Кому же, кроме Творца, восстанавливать обычный порядок? За подобную идею его едко высмеивал Лейбниц, справедливо полагая, что Ньютон унижает Творца, низводя его до уровня плохого часовщика, не способного как следует смонтировать свои уникальные часы…

Объективным в Ньютоновой критике оказалось то, что в его времена (а тем более в годы создания Декартовых «Начал») было преждевременно ставить космогоническую проблему на повестку дня — во всяком случае, ставить ее в том духе, как в Ньютоновых «Началах» ставилась проблема описания движения планет. Потребовалось еще немало времени — примерно половина 18 столетия, чтобы в закон всемирного тяготения поверили по-настоящему, осознали, что с помощью точных математических уравнений можно рассчитывать положение небесных тел в далеком прошлом и в далеком будущем. И только после этого наука оказалась готова к первичной разработке колоссальной идеи о возможности описания естественной эволюции объектов — не только их движения, что было прямо доказано, но и их формирования. Здесь фактически лежат истоки величайшей революции уже в научном мировоззрении — впервые зародились подозрения, что можно познать не только движение готовых материальных тел, но и законы их естественного развития, то есть сами тела становились как бы переменными во времени процессами.

Разумеется, влияние самого передового тогда раздела науки — небесной механики — в этом пункте огромно. Но немалую роль играли и иные направления исследований.

В 1669 году датчанин Нильс Стенсен (1638–1686), врач и естествоиспытатель, работавший во Флоренции, впервые объясняет строение геологического среза последовательностью событий, относящихся к различным эпохам.

В 18 веке происходит подлинное зарождение эволюционных концепций, связанное прежде всего с работами директора Парижского ботанического сада Жоржа Луи Леклерка Бюффона (1707–1788), создателя грандиозной 36-томной «Естественной истории», где он впервые попытался дать единую картину развития Земли, растительного и животного мира, настаивая на изменчивости видов.

В 1749 году в «Теории Земли» Бюффон прямо говорит о нашей планете, как об эволюционизирующем объекте и даже определяет ее возраст примерно в 70 тыс. лет[74]. Он же выдвинул гипотезу о происхождении Земли из сгустка солнечной материи, вырванного внезапным ударом гигантской кометы. Эта первая модель в ряду так называемых «катастрофических теорий» находилась в оппозиции к картезианской картине, но важно было то, что возникновение планеты объяснялось здесь вполне естественной причиной.

Картезианская же космогоническая идея вспыхнула на новом более высоком уровне во «Всеобщей естественной истории и теории неба», изданной в 1755 году молодым немецким ученым Иммануилом Кантом (1724–1804), впоследствии выдающимся философом. Кант предположил, что Солнечная система развивается из туманности[75] — пылевой материи, первоначально рассеянной по всему ее объему. Туманность, вращаясь как целое вокруг центрального сгустка (будущего Солнца), постепенно конденсируется в отдельные планеты, которые тоже образуют как бы центры небольших туманностей, развивающихся в спутники. Очень интересно, что Кант увидел своеобразную иерархию таких процессов — планетные туманности выступают у него как относительно сконденсированные элементы галактического облака, а то, в свою очередь, как элемент еще большей туманности. Это было глубоким предчувствием лишь через много десятилетий установленной структуры Вселенной. Кант довел возраст Солнечной системы до миллионов лет.

Такая же точка зрения была блестяще развита в лапласовском 2-томном труде «Изложение картины мира» (1796). Не останавливаясь на причине, приводящей туманность во вращение[76], Лаплас показал, что это вращение совместно с силами тяготения в принципе способно привести к образованию планет. Сжатие туманности под действием гравитации ведет к ускорению вращения и сплющиванию всего облака. В дальнейшем начинается сброс вещества с очень быстро вращающегося экватора, и это вещество периодически выплескивается в форме газопылевых колец, которые, в свою очередь, конденсируются в планеты.

Таким образом, к началу 19-го века возникло представление, что принципиально проблема строения и эволюции Солнечной системы решена в рамках ньютоновой механики. Оно поддерживалось и гершелевским открытием многочисленных туманностей — многие из них казались зародышами буквально на глазах образующихся планетных систем.

Отсюда понятна и сильная переоценка уровня и состояния науки, именуемая лапласовским детерминизмом.

Сам Лаплас восторженно писал: «Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу и относительное положение всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движения величайших тел Вселенной наравне с движениями легчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее так же, как прошедшее, предстало бы перед его взором. Ум человеческий в совершенстве, которое он сумел придать астрономии, дает нам представление о слабом наброске того разума».

Иными словами, если записать полную систему уравнений Ньютона для всех тел Вселенной, учитывая все силы взаимодействия между ними и задавая начальные скорости и положения этих тел в какой-то момент времени, то никаких тайн не останется — все они будут заключаться в решениях этой грандиозной суперсистемы. «Бог» Лапласа — это просто некий суперкомпьютер, способный ее решить.

Разумеется, Лаплас и его современники понимали, что полная реализация этой программы — фантастика, но развитие науки все-таки мыслилось в ее рамках. Небесная механика становится общепризнанным лидером естествознания, нормируя своим образцом другие области.

«Правильность, которую обнаруживает нам астрономия, — пишет Лаплас, без всякого сомнения, имеет место во всех явлениях. Кривая, описанная молекулой воздуха или пара, определена так же точно, как и орбиты планет; разницу между ними делает только наше незнание».

Библейский творец остался в лапласовской Вселенной безработным. Ньютон думал, что Бог хоть несколько тысяч лет назад совершил доброе дело по строительству Солнечной системы. Лапласу он вообще не нужен — за рьяными деистами он оставляет право домысливать какие-то первотолчки. Единственно кому он готов молиться — тому самому Разуму, который справился бы с решением суперсистемы…

Небулярная картина Канта — Лапласа удерживала свои позиции до начала 20 века. Она в немалой степени стимулировала развитие общего эволюционного учения и в то же время накладывала на него отпечаток детерминистских иллюзий. Процесс освобождения от них и до сих пор не совсем завершен.

В 1809 году появляется «Философия зоологии» Жана Батиста Пьера Ламарка (1744–1829), где впервые формулируется целостная эволюционная теория живых организмов, идея образования растительного и животного мира из неорганической природы. Несмотря на некоторые наивные выводы и явную дань механистическим идеалам, Ламарк заложил настоящую основу для блистательного взлета биологии в последующее столетие. Его работа — как бы мост между Пьером Беллоном (1517–1574), впервые сопоставившим скелеты человека и других позвоночных, Карлом Линнеем (1707–1778), включившим человека в отряд приматов, и дарвиновской теорией происхождения видов.

В середине 19 века эволюционная теория испытывает взлет, связанный с работами Чарльза Дарвина (1809–1882), Альфреда Рассела Уоллеса (1823–1913) и Томаса Гексли (1825–1895). Человек окончательно входит в естественную систематику мира, не требуя особого акта творения и окончательно лишая Творца каких-либо функций.

Однако главный урок интенсивно развивающейся биологии был принят и понят не сразу. Ведь биология столкнула ученых с рассмотрением сверхсложных систем, требующих совсем иного подхода, чем системы механические. Физика до сих пор усваивает этот урок.

Кроме всего прочего, теория естественного отбора предъявляла существенно иные требования к оценке возраста Вселенной. Очень медленный процесс биоэволюции не мог бы так далеко зайти на планете, существующей сотни тысяч и даже миллионы лет. Счет подошел к миллиардам! В этом плане биология как бы подтверждала те выводы, которые стали складываться к середине 19 века в области геологических исследований.

В недрах Земли обнаружилось явное расслоение по различным очень длительным эпохам, когда на планете царили совсем иные виды животных и растений, иной была и минеральная структура. Для постепенного возникновения этих слоев требовались сроки в тысячи раз больше тех, которые предписывались небулярной моделью.

Общая геологическая картина была построена Джеймсом Хаттоном (1726–1797) в «Теории Земли» (1785) и Чарльзом Лайеллом (1797–1875) в его трехтомных «Основах геологии», опубликованных в начале 30-х годов прошлого века. Развитая ими теория геологической эволюции, основанная на идее постепенного формирования слоев осадочных пород и земного рельефа, напрямую приводила к заключению об огромных сроках существования Земли. Живо интересовавшийся биологическими проблемами Лайелл опубликовал в 1836 году книгу «Геологические доказательства древности человека», послужившую важным подспорьем для последующего становления дарвиновской теории.

Так во взаимодействии наук формировалось представление о меняющихся космических мирах. Роль здесь биологии и бурно пошедшей в рост с середины 19 века теории эволюции социальных структур во многом еще постигается. Их связь с астропроблемами будет обсуждаться в 3-й части этой книги.

Но в обсуждении современных этапов открытия Вселенной совершенно особую роль играет взаимодействие астрономии с физикой. С этого мы и начнем следующую главу.

Глава 6: К новым горизонтам

Дай человеку все, чего он желает,

то он в ту же минуту почувствует,

что это ВСЕ не есть ВСЕ.

И. Кант

Великое перевооружение

По сравнению с другими науками астрономия всегда находилась в совершенно особом положении. Любое тело, подвергающееся исследованию в земной лаборатории, можно изучать, как говорится, всеми пятью чувствами. Небесные же тела поневоле приходилось изучать лишь визуально.

Есть, конечно, и кое-какие исключения. Например, иногда сквозь толщу атмосферы проникают метеориты, и их можно сопоставлять с обычными земными камнями. Совсем недавно космическая техника открыла путь к физико-химическому зондированию планет, люди высадились на Луне. Возможности исследования небесных тел лабораторными методами теперь сильно расширились, но все-таки основную информацию мы, как и раньше, получаем методами чисто наблюдательными. Это очень важная особенность астрономии, и без ее глубокого осознания трудно уловить некоторые детали влияния науки о небесных явлениях на общую картину Вселенной. Ведь Вселенная — не только звезды и галактики, это и человек, и молекулы, и элементарные частицы, и многое другое…

Как мы помним, выделение неба в качестве особой области окружающего мира сыграло решающую роль в формировании религиозных, а потом и научных представлений. Именно наука сделала успешную попытку приблизить к нам небо, сопоставив его объекты с чем-то более привычным вокруг нас. Но на протяжении тысячелетий методы получения информации оставались чисто визуальными, и это не могло не наложить отпечаток на мировоззрение, в том числе и научное.

Чисто визуальный метод экспериментирования порождает своеобразную позицию исследователя — он созерцатель, он никак не воздействует на изучаемое явление, а просто фиксирует наблюдаемые факты. Астрономия, как ни одна другая наука, способствовала укоренению этого взгляда, четкому разделению мира на созерцающего наблюдателя-субъекта и внешний по отношению к нему наблюдаемый объект, живущий по своим особым законам. Это разделение выглядело естественным в те времена, когда за небесными телами закреплялись некие божественные, стоящие над и уж во всяком случае, вне человека проявления. Но оно осталось в наследство и сыграло свою роль и тогда, когда наука набрала достаточно силы, чтобы обречь Творца на безработицу. Остался в наследство созерцатель — пусть не божественных проявлений, а движения материи, но все-таки созерцатель. Если учесть, что астрономия первой из естественных наук нового времени добилась впечатляющих успехов, то нетрудно понять, почему эта унаследованная идеология довольно болезненно сказалась на последующем развитии мировоззрения.

В физике, которая как наука сформировалась в 17–18 веках, присутствовала одна важная особенность, позволившая за определенный срок в значительной мере преодолеть эту идеологию. Дело в том, что постановка лабораторного эксперимента требует всегда тех или иных операций по идеализации, обособлению изучаемого явления. Обнаружение этой необходимости и составляет одно из величайших достижений естествоиспытателей, в первую очередь Галилея. В сущности, зарождение науки в современном смысле — это следствие открытия принципов экспериментирования, неизвестных античности.

Экспериментальная деятельность не тождественна обычному практическому оперированию с объектами и явлениями, поскольку в обычной практике объекты зачастую взаимосвязаны, и на них могут оказывать существенное влияние факторы, несущественные с точки зрения того, что пытаются измерить. Иными словами, исследуемое явление требует особой деятельности экспериментатора по изоляции.

Примеры довольно просто проясняют это положение. Античные философы не сумели открыть общие законы механического движения, прежде всего, потому, что не имели представления о необходимости изоляции движущегося тела от влияния окружающей среды. Благодаря этому закон движения у Аристотеля свелся к пропорциональности скорости (а не ускорения, как у Ньютона!) действующей на тело силе. А ведь закон Аристотеля основывался на бесчисленном множестве несложных наблюдений, и из них было видно, что в земных условиях любое тело быстро теряет скорость, если не прилагать к нему внешней силы. То, что эта сила необходима для компенсации трения, сопротивления воздуха или воды, просто не замечалось.

Отсюда следовало и важнейшее подтверждение особого характера небесных тел, которые движутся вроде бы неизменно и не теряют скорости. И, разумеется, от них отделялись исчезающие кометы и метеориты, которые Аристотель относил к отнюдь не идеальным атмосферным явлениям подлунного мира[77]. Устойчивость такой точки зрения объясняется тем, что небо оказалось действительно выделенной областью, но выделенной в том отношении, что природа как бы позаботилась о создании почти идеальных условий для движения планет в практически пустом пространстве. Но на понимание этой заботы у человечества ушло много столетий.

Научные эксперименты нельзя проводить в никак не организованной внешней среде — они могут дать попросту не ту информацию, которая нужна исследователю. Скажем, проводя опыт с газом, он должен создать особые условия — поддерживать на определенном уровне температуру, объем, давление, в общем, фиксировать те характеристики, которые он хочет измерить.

В античности, чье мировосприятие стояло гораздо ближе к древнейшему синтетическому образу мышления, эта изоляция не допускалась. Поэтому античные ученые оставили нам лишь отдельные эмпирические законы физики, открытые благодаря тому, что некоторые явления достаточно легко изолировались, зачастую по независимым от исследователя причинам — таковы законы рычага, закон Архимеда, оптические законы отражения, пифагорейские правила акустики и т. п. Многие же весьма обширные попытки теоретического творчества завершились неудачными формулировками именно потому, что строились на основе порочной экспериментальной методики. Это не значит, что древние вообще не представляли себе идеализированных ситуаций — отнюдь! Обширная практика в землемерии и строительстве привела их к великолепной схеме Евклидовой геометрии, но до настоящих физических моделей дело не дошло.

Верное понимание принципов научного эксперимента формировалось крайне медленно — от поздней античности до эпохи Возрождения. Оно во многом обязано и логическим упражнениям схоластов, напряженно искавшим точные словесные эквиваленты теологических понятий. Но главная линия все-таки шла через бесчисленные опыты по определению удельных весов и получению различных веществ. Постепенно осознавалась та роль, которую играют условия постановки опытов. Осознавалась, чтобы в Новое Время определить собой поток экспериментального естествознания.

Разумеется, астрономия не была полностью изолирована от этого процесса. Например, роль хороших инструментов в астрономии была понята очень рано — обсерватории Тихо Браге и Гевелия, как, впрочем, и многие более древние обсерватории, тому порукой. Но вот создать на небе какие-то искусственные условия, скажем, обособить с помощью реальных операций звезду с одной планетой, чтобы подробно и без помех вывести закон их взаимодействия, — это было невозможно.

И все-таки такое обособление делалось, хотя инструментом для него служили не технические приспособления, а теоретические модели, сильно идеализирующие действительность, но именно тем и полезные.

Астроном всегда смотрел на небо сквозь линзу какой-то модели, хотя и не всегда осознавал это. Осознание наступило тогда, когда соответствующая методика реальной изоляции и неизбежной идеализации явлений стала естественным приемом в лабораториях физиков. Соответственно произошел сдвиг в философии — от концепции человека, пассивно созерцающего творение Божье или природу как вечный механизм, к человеку, познающему мир в особой форме активной практической деятельности, в том числе и себя как важный элемент биологической, социальной и культурной структур этого мира.

В целом эти сдвиги относятся к не столь уж давним временам. В начале же 19 века созерцательность астрономии сыграла немалую роль в «склейке» объективной реальности с механической моделью Вселенной, в укреплении лапласовского детерминизма. На преодоление этих барьеров под влиянием физики ушло более столетия.

Наряду с этим весьма тонким и общим влиянием очень интересно рассмотреть ряд конкретных фрагментов прямого взаимодействия физики и астрономии.

Оно имеет давнюю традицию — добытые на Земле сведения о веществе так или иначе всегда примерялись к космосу. Использовались в астрономии и многие элементарные приборы, предназначенные сначала для геометрических измерений в строительстве и в землемерии.

На рубеже Нового Времени крупнейшим физико-техническим вкладом в астрономию стал, конечно, телескоп. Впервые астроном почувствовал, что между его глазом и небесными телами стоит посредник, от совершенства которого в немалой степени зависят открытия. Впоследствии астрономия испытала целый ряд таких приборных преобразований — вплоть до появления в 20 веке радиотелескопов и счетчиков частиц космического излучения, необычайно расширивших диапазон космовидения.

Благодаря телескопам все ранее наблюдавшиеся объекты и их движения были просмотрены и измерены заново с гораздо более высокой точностью. Вообще высокая точность измерений стала играть в астрономии выдающуюся роль гораздо раньше, чем в иных областях познания, и в немалой степени послужила образцом для всех других наук. Ведь астрономия была, пожалуй, первой сферой человеческой деятельности, где стали формулироваться точные количественные законы. Поэтому мы можем реконструировать размеры античной Вселенной (от десятков тысяч до десятков миллионов километров), но совершенно не представляем себе размер, скажем, атомов Демокрита — Эпикура — Лукреция.

Уточнения координат небесных тел оказались особенно важны для проверки ньютоновской теории движения планет, а впоследствии сыграли решающую роль при обращении к звездам. Увеличение точности производит сильное впечатление. Напомним, что предельно малая погрешность наблюдений Тихо Браге и Гевелия составляла 0,5 угловых минуты. Джон Флемстид (1646–1719), основатель и первый директор Гринвичской обсерватории, за счет систематического применения специальных устройств довел ее до 10 угловых секунд, а Джеймс Брандлей (1692–1762) — до 4–6. В начале 19 века погрешность была доведена до 3, а в середине — до 1–2!

Развитие наблюдений не сводилось к созданию все более мощных телескопов, совершенствовалась и вспомогательная техника, облегчающая определение координат. В середине 19 века был сделан крупнейший шаг объединение телескопа с фотоаппаратом, что резко упростило довольно нудный процесс текущей регистрации небесных событий. Это в определенной степени эквивалентно включению огромного резерва наблюдателей и дает возможность непрерывного — при должных погодных условиях — слежения за небом. В жизни вечных полуночников-астрономов наметилась тенденция к более человеческому режиму. С другой стороны, фотопластинки оказались отличной формой хранения объективной астрономической информации.

Эта линия достижений связана в основном с успехами техники. Но неменьшую роль сыграло и бурное развитие фундаментальных представлений о строении вещества.

Уже с конца 17 века астрономы пытались взглянуть на небо сквозь линзу новой, только зарождающейся физики. Именно в 17-м веке возникли механика, первые научные концепции света (волновая теория Гюйгенса и корпускулярная теория Ньютона) и вещества (атомно-молекулярные модели Бойля и Ньютона). Дальнейшие успехи физической оптики и моделей вещества в 18 и особенно в 19 веке позволили связать свойства вещества с характеристиками принимаемых световых сигналов. Стало ясно, что свет, попадающий в земной телескоп, несет информацию о состоянии далекой звезды — ее строении и химическом составе.

Так рождалась астрофизика — наука о строении небесных тел и происходящих на них процессах. Хотя ее истоки (в виде предварительной классификации звезд по блеску) относятся к античным временам, но более реальной датой ее рождения можно считать первые телескопические наблюдения Галилея, который высказал гипотезу о единой природе Земли и других планет. Здесь мы немного сосредоточим внимание на успешных попытках объединить телескоп с настоящей земной лабораторией, что позволило вести анализ строения и состава небесных тел так, словно их образцы доставлены на нашу планету.

История такого объединения начинается с открытия Ньютона, разложившего в 1666 году солнечный свет в разноцветный спектр с помощью стеклянной призмы. Закон зависимости преломления от цвета занял свое место в оптике и послужил Ньютону основой для корпускулярной модели света. Но в плане широкого практического применения это открытие оставалось в тени еще около двух столетий.

В 1802 году английский химик и физик, один из первооткрывателей инфракрасного и ультрафиолетового излучений Уильям Хайд Волластон (17661828) опубликовал небольшую заметку, где сообщил, что спектр солнечного света, пропущенного сквозь призму, содержит какие-то темные линии. Видимо, плохая оптика привела автора к неверному заключению, что линии зависят от яркости источника и вида призмы. На эту заметку никто, в том числе и автор, не обратил особого внимания.

И вот в 1814 году это явление переоткрыл молодой немецкий оптик Йозеф Фраунгофер (1787–1826), переоткрыл на совсем ином уровне. Фраунгофер, сын мастера-стекольщика, с детства занимался изготовлением оптических стекол и достиг в этом деле исключительного совершенства — его линзы и призмы составили, пожалуй, целую переходную эпоху между 18 веком и великолепной оптикой фирмы «Карл Цейсс», появившейся в последней четверти прошлого столетия.

В 1814 году, сотрудничая в одной из мюнхенских оптических фирм, Фраунгофер приступил к систематическим исследованиям преломляющих свойств различных прозрачных веществ. Он сразу же натолкнулся на темные линии в солнечном спектре и быстро убедился, что они — стабильная характеристика источника, не зависящая от призмы. Дело в том, что аналогичные линии Фраунгофер увидел в спектре обычной свечи, а потом и в спектрах планет. Кроме того, он нашел иной способ разложения света — с помощью искусно изготовленных дифракционных решеток, и получил довольно точные данные о длинах световых волн разного цвета.

Однако Фраунгофер не был профессиональным физиком или химиком и не стал заниматься поиском связи спектральных линий с химическим составом вещества. Он остановился на том, что спектры планет похожи на солнечный, а спектры звезд отличаются от него и иногда довольно сильно. Физико-химические же исследования начались заметно позднее.

В 1854 году в Гейдельберг переехал физик Густав Роберт Кирхгоф (1824–1887), чтобы помочь профессору химии Роберту Вильгельму Бунзену (1811–1899) в осуществлении большой программы по анализу состава газов. Следствием этой работы стало создание спектрального анализа. Благодаря удачному решению ряда чисто технических проблем Бунзен и Кирхгоф сумели очень точно описать всю видимую часть солнечного спектра и связать многие наблюдаемые линии с конкретным химическим составом нашего светила. Они обнаружили более 20 элементов, входящих в атмосферу Солнца.

Теперь стал виден ясный путь к пониманию состава небесных тел. Значимость работы Кирхгофа и Бунзена, частично подытоженной в книге «Химический анализ посредством наблюдений спектров» (1860), сравнима только с галилеевскими наблюдениями неоднородностей Луны и Солнца. Спектры открыли дверь и в атомно-молекулярный мир. В течение следующего полувека из их исследований выросла атомная физика. И именно анализ спектров привел в 20 столетии к появлению модели расширяющейся Вселенной. Но эти достижения еще впереди, а тогда стало ясно, что перед астрономией и физикой лежит необъятное море новой работы. Необходимо было получить и проанализировать спектральные портреты тысяч и тысяч звезд.

Так рождалась современная астрофизика.

Спектры сыграли выдающуюся роль и в определении геометрических параметров Вселенной в самых больших масштабах. Определение расстояний до звезд и их скоростей, несмотря на всевозрастающую мощность телескопов, оставалось довольно серьезной проблемой. Старые геометрические методы, блестяще оправдавшие себя при измерениях Солнечной системы, оказались беспомощными при обращении к очень далеким объектам. Даже самыми современными средствами невозможно обнаружить параллакс звезды, удаленной более чем на 100 световых лет, а, следовательно, нет прямого геометрического способа измерить расстояние и скорость.

Выход был найден в связи с работами австрийского физика и астронома Кристиана Допплера (1803–1853). В 1842 году он установил, что частота волнового процесса должна зависеть от скорости и направления движения источника. В соответствии с идеей Допплера, относительный сдвиг частоты приблизительно определяется отношением скорости источника к скорости распространения сигнала (звука или света): ∆ν/ν_0 = ± v/c, где ν_0 — частота для покоящегося источника, а знак выбирается в зависимости от направления движения источника. По правилу: + к нам, — от нас, т. е. частота убегающего источника уменьшается (красное смещение), а приближающегося — увеличивается (фиолетовое смещение).

Этот эффект, довольно легко наблюдаемый в акустике, трудно уловить в оптике, если скорость источника существенно меньше скорости света. Но именно так обстоит дело со звездами.

Лишь в 1868 году оптический допплер-эффект был обнаружен английским астрономом Уильямом Хэггинсом (1824–1910), изучавшим спектр Сириуса в своей частной обсерватории. Спектральные линии стали для Хэггинса своеобразными метками — именно их небольшое смещение позволило оценить скорость Сириуса[78]. Впоследствии для самых далеких объектов удалось связать между собой задачи определения скоростей и расстояний до них, и допплер-эффект стал надежным космологическим методом.

Стоит добавить, что пионерские работы по астроспектроскопии (Кирхгоф, Бунзен, Хэггинс и другие) проводились без применения фотографии. Дело такого рода в смысле объема и качества полученного материала — истинный подвиг.

В истории внедрения спектрального анализа в астрономические исследования ясно чувствуется глубочайшая взаимосвязь в развитии различных областей познания. В сущности, излагая эволюцию астрофизических концепций, следовало бы параллельно давать картину развития наших представлений о веществе вдоль тех же исторических и философских вех… Скажем, возрождение атомизма связано с философией французского математика и теолога Пьера Гассенди (1592–1655), отделившего пространство и время от Бога и указавшего на внутренне присущие атомам свойства взаимодействия. Его концепции оказали огромное влияние на Ньютона и многих других английских физиков и философов. Это видно и в идее планет как центров тяготения, и в идее корпускул света. Наконец, это предопределило ньютоновскую модель абсолютного пространства-вместилища, а впоследствии и необходимость преодоления этой модели.

На протяжении нескольких столетий на небо обрушились все лучшие достижения физики, полученные в земных лабораториях. Этот процесс привел к совершенно новому взгляду на Вселенную, подготовил почву для резкого взлета в ее постижении, произошедшего уже в нашем веке. Этот прогресс воистину поразителен, если сопоставить видение Космоса как главным образом духовной категории, скажем, в «Божественной комедии» у Данте с сугубо материалистическим его восприятием на рубеже 19–20 веков, когда едва ли не все принципиальные проблемы представлялись решенными или, во всяком случае, не слишком сложными.

Открытие звезд

В период становления научной астрономии звездам не очень повезло. С 15 и до середины 19 столетия главное внимание уделялось планетам Солнечной системы. В мире звезд велась в основном предварительная регистрационная работа.

Росла мощность телескопов, и вместе с этим лавинообразно нарастало количество вновь открываемых звезд. Это и неудивительно — невооруженным глазом можно видеть звезды до 6-й величины включительно, а их на всем небе около 4800. Зато в интервале до 10-звездной величины их уже 350 тысяч, а до 20-й величины — миллиард. Так что астрономия столкнулась со своеобразным информационным взрывом.

Однако коллекция в миллион бабочек еще не творит биологии.

Звезд было много, но об их природе к середине 19-го века высказывались лишь очень смутные догадки. Астрономы не слишком ясно представляли себе даже расстояния, на которых расположены эти звезды… Разумеется, после работы Галлея никто не считал, что они принадлежат какой-то неподвижной хрустальной сфере, но и сколь-нибудь ясной картины, напоминающей великолепное полотно Солнечной системы образца Ньютона — Лапласа, не существовало.

Все сдвинулось с места, когда исследователи научились уверенно выделять какие-то особые типы звезд, и по этим особенностям, как по ступенькам, карабкаться к пониманию основных звездных характеристик расстояний, размеров, масс, светимостей, цвета, возраста, строения.

Исходный прорыв наметился как раз в связи с древней проблемой расстояний. Если в античные времена (и вплоть до Коперника) считалось более или менее очевидным, что звезды всех 6 величин находятся на одинаковом расстоянии от Земли, то последовавший разгром хрустальной сферы привел к противоположному крену — долгое время общественное мнение склонялось к тому, что истинная яркость звезд того же порядка, что и у Солнца, а наблюдаемая яркость целиком зависит от их удаленности. Эта вполне научная гипотеза приводила, в конечном счете, ко многим ошибочным выводам — ведь светимость большинства ярких звезд на самом деле значительно превышает светимость Солнца. Поэтому лишь решение проблемы расстояний открывало дорогу к физической классификации звезд.

Необходимы были прямые и очень точные измерения звездных параллаксов. Они стали активно проводиться уже на рубеже 18–19 веков, но долгое время из-за больших ошибок параллаксы сильно завышались, и расстояния до звезд оказывались неправдоподобно малыми.

Достаточно точные результаты появились почти одновременно и совершенно независимо при изучении трех ярких звезд.

Первый результат, по-видимому, получил директор Дерптской обсерватории Василий Яковлевич Струве[79] (1793–1864), определивший параллакс Веги (α Лиры) в 1837 году. Это была прецизионная работа — параллакс оказался немногим больше десятой доли угловой секунды (современное значение 0,123).

Заметно большие параллаксы были получены в 1838 году немецким астрономом Фридрихом Вильгельмом Бесселем (1784–1846) для 61 Лебедя и английским астрономом Томасом Гендерсоном (1798–1844), наблюдавшим в Южной Африке? Центавра[80].

Вега и α Центавра — четвертая и пятая среди самых ярких звезд, а 61 Лебедя — очень быстрая звезда, чье собственное движение можно зарегистрировать невооруженным глазом (5,22 в год)[81]. Это и давало предварительные основания числить данные звезды среди ближайших к Солнцу.

Бессель первым сообщил о своем открытии, но, как и Гендерсон, опубликовал его в 1839 году, а Струве — даже в 1840 г.

Из этих измерений впервые возникла надежная абсолютная шкала межзвездных расстояний. Оказалось, что ближайшая из звезд находится на расстоянии, которое свет преодолевает за 4,28 года (это так называемая Проксима Центавра с параллаксом 0,762, относящаяся к тройной системе Центавра).

Зная расстояния, можно было вводить абсолютные звездные величины, определяемые как блеск звезды, отнесенной от наблюдателя ровно на 10 парсеков:

М = m + 5–5 lg R, где расстояние R дано в парсеках.

Из сопоставления разных звезд вытекало, что Солнце ничем особым не выделяется даже среди ближайших соседей. Его светимость в 3 раза больше, чем у? Центавра, но, например, светимость Сириуса в 22 раза превосходит солнечную.

К сожалению, метод тригонометрических параллаксов работает до расстояний порядка 30 парсеков, поскольку надежные измерения параллакса отдельной звезды можно вести с точностью, не превышающей 0,03. Далее необходимо учитывать параллаксы, относящиеся к звездным скоплениям, — это дает достаточно надежные результаты для расстояний в 10–20 раз больших.

Следующее расширение масштаба связано с переходом к расстояниям порядка размера Галактики (20–30 килопарсеков), а также к межгалактическим расстояниям в миллионы и десятки миллионов парсеков и космологическим миллиарды парсеков. И здесь потребовались новые приемы измерения.

Необходимость смены методов при переходе к иным масштабам не должна вызывать удивление. Нельзя, пользуясь одной и той же метровой линейкой, одинаково хорошо измерять объем комнаты, молекулы и галактики. Каждая область требует своего подхода — важна лишь стыковка с исходным метром. Поэтому естественно, что метод тригонометрических параллаксов, хорошо приспособленный для определения размеров в ограниченной околоземной окрестности — от Луны до не слишком далеких звезд, перестает работать там, где угловые измерения становятся ненадежны[82]. Основную роль начинают играть иные стандарты — звезды с хорошо выраженной зависимостью между периодом пульсаций и светимостью (цефеиды) и, наконец, самые общие свойства источников излучения (допплер-эффект). На этих методах мы немного остановимся в следующих разделах — они оказались ключом к открытию крупнейших космических структур.

Что же касается звезд — здесь астрономы шаг за шагом изыскивали возможности определения важнейших параметров.

Не так уж хитро, хотя и крайне ограниченно, удавалось измерять массы. В этой задаче срабатывали те же методы, которые были найдены при исследовании планет Солнечной системы. Если для двойной звезды удавалось оценить орбиту каждой компоненты и период обращения, то дальше включались обычные математические методы небесной механики, и массы вычислялись из системы уравнений. Другое дело, что ситуация, когда известно расстояние до двойной звезды, и ее компоненты достаточно разнесены для четкого выделения орбитального движения, встречается весьма редко. В большинстве случаев приходится прибегать к косвенным методам, дающим очень приближенные оценки. К сожалению, до сих пор вообще не существует прямого метода определения массы одинокой звезды — здесь приходится давать чисто аналоговую оценку, сопоставляя объект со звездами того же цвета и спектрального класса.

Немалые трудности встретились и при измерении звездных радиусов. Лишь для близких звезд можно напрямую определить угловой размер диска, причем основано это на весьма тонких оптических методах. В 1890 году американский физик-экспериментатор Альберт Абрахам Майкельсон (1852–1931) предложил использовать для астрономических целей интерферометр. Идея сводилась к следующему. Свет от точечного источника, проходя сквозь пару щелей, создает на расположенном сзади экране характерную интерференционную картину красивый узор из ярких и темных линий. Однако если источник обладает неисчезающим угловым размером, то при определенном расстоянии между щелями эта картина разрушается. Зная это расстояние и длину волны света, можно оценить и угловой диаметр звезды, после чего, используя известное расстояние до звезды и простые правила тригонометрии, найти ее радиус.

Другая возможность существует для затменных двойных звезд. Если удается определить орбитальные скорости компонент, то радиусы неплохо оцениваются просто по длительности затмений. Удобство метода кроется в том, что радиусы иногда измеряются даже без предварительного выяснения расстояния до звезды. Наконец, в связи с развитием теории теплового излучения появился еще один очень общий, хотя и не слишком точный, метод расчета радиусов — по известной светимости и эффективной температуре звезды оценивалась площадь ее поверхности.

Хотя масса и радиус, бесспорно, очень важные характеристики звезды, центральной в наблюдательном отношении характеристикой является ее энергетическая активность. Главное, что можно извлечь из наблюдений, — это количество и качество звездного излучения, то есть светимость звезды и ее спектральный тип.

Классификация по видимому блеску предполагала, что яркость звезд, отстоящих друг от друга на 5 звездных величин, отличается ровно в 100 раз[83]. Яркость определяется потоком излучения — количеством энергии, которое в единицу времени попадает на единичную площадку сферы, которой мысленно окружают звезду. Зная радиус этой сферы г (расстояние от наблюдателя до звезды) и поток излучения, можно по простой формуле найти светимость: L = 4πr^2F.

Классификация становилась все детальней. Звезды различаются не только по блеску, но и по виду спектра, что было открыто еще Фраунгофером. Итальянский астроном, директор Римской обсерватории Пьетро Анджело Секки (1818–1878), первым обратил внимание на связь между цветом звезд и их спектром. В работах периода 1863–1868 годов он разделил звезды на 4 группы по их спектральным особенностям (типичным линиям поглощения), характеризуя каждую группу определенным цветом: белым, желтым, оранжевым и красным.

Обилие спектральных портретов, полученных к концу 19 века, вызвало потребность в более подробном описании. В двух публикациях 1889 и 1897 годов директор Гарвардской обсерватории американец Эдвард Чарльз Пикеринг (1846–1919) предложил удобные буквенные обозначения для каждого класса, а впоследствии каждый класс был разбит на 10 групп, нумеруемых цифрами от 0 до 9. Последовательность классов, принятая ныне, задается буквами О, В, A, F, G, К, М[84]. Солнце по этой схеме относится к классу G2, Сириус — А1.

Для класса G характерны, например, сильно выраженные спектральные линии кальция и сравнительно ослабляющиеся при переходе от G0 к G9 линии водорода. Поэтому, зарегистрировав эти особенности в спектре какой-то звезды, мы можем полагать, что она довольно близка по свойствам к Солнцу.

Важную роль сыграла цветовая классификация, поскольку звезды по-разному излучают в различных диапазонах длин волн. Цвет можно довольно точно задавать количественно, применяя соответствующие оптические фильтры. Видимые звездные величины дополнительно различают по тому, сквозь какой фильтр они наблюдаются. Соответствующие индексы: R (красный), V (желтый, или визуальный, в основном соответствующий восприятию нормальным человеческим глазом), pg (фотографический, соответствующий данным на фотопластинках), В (голубой), U (ультрафиолетовый) присоединяются к указанию видимой или абсолютной звездной величины. Численная оценка показателя цвета делается по разности величин звезды, полученных в голубом и желтом фильтрах (так называемый B-V показатель). Это позволяет довольно точно включить звезду в один из спектральных классов.

Спектральные исследования открыли путь к определению эффективной температуры звездных поверхностей, точнее, верхних слоев звездной атмосферы. Оказалось, что спектральные классы содержат и своеобразную температурную классификацию звезд. Самые горячие — звезды класса О имеют поверхностные температуры порядка 30–40 тыс. градусов, самые холодные относятся к классу М, и их температура заключена в интервале 2,5–4 тыс. градусов.

Эта связь оказалась далеко не единственной. Вдоль последовательности спектральных классов — от М к А — возрастают массы, радиусы и светимости звезд. Это обстоятельство довольно легко усмотреть из диаграмм, где по оси абсцисс отложены спектральные классы (обычно от А до М) или показатели цвета, а по оси ординат — интересующая нас величина, например, масса или светимость.

Видимо, впервые использовал такую возможность датский астроном Эйнар Герцшпрунг (1873–1967), установивший в 1905 году зависимость между абсолютной звездной величиной и спектральным классом. Очень важный результат Герцшпрунга — разделение звезд по классам светимости на карликов и гигантов. Дело в том, что звезды одного и того же спектрального класса могут обладать чрезвычайно различной (в тысячи раз!) светимостью. При одинаковой температуре поверхности объяснить это можно только очень большим различием в радиусах. Предварительный отсев особо крупных и очень малых звезд позволил увидеть довольно четкую зависимость для обычного звездного населения[85]. Идея Герцшпрунга была развита директором обсерватории Принстонского университета в США Генри Норрисом Ресселом (1877–1957), который тщательно проанализировал диаграмму «спектр — абсолютная звездная величина», впоследствии названную диаграммой Герцшпрунга — Рессела.

Положение звезды на диаграмме такого типа оказалось не просто наглядной и удобной формой записи информации о ее состоянии. Рессел догадался, что перед ним какая-то эволюционная последовательность. Звезда, сжимаясь под действием гравитации, разогревается, путешествуя по верхнему краю диаграммы от области красных гигантов до класса О главной последовательности. Затем она спускается в диагональном направлении по главной последовательности, проходя фазу, в которой находится сейчас желтый карлик — Солнце, фазу красных карликов и, наконец, превращается в невидимый выгоревший объект. Такова была одна из первых попыток создать модель звездной эволюции. Для ее успеха не хватало еще многих данных, необходимых представлений об энергетических запасах звезд.

Диаграмма Герцшпрунга-Рессела

В 19 веке был найден правильный ответ на вопрос о поджигающем механизме. Им оказалось гравитационное сжатие звезды. Но что и как горит? Почему звезда светит так долго?

Обычные химические реакции не позволяли дать разумных оценок звездного возраста. И только прорыв физики в область атомных ядер открыл дорогу новым идеям звездной энергетики.

Источником долгожительства ярких звезд оказались термоядерные реакции, в которых достаточно медленно синтезируются все более тяжелые элементы при колоссальном выделении энергии. Анализ этих реакций и привел к современной картине звездной эволюции, которую мы обсудим во II части книги.

Звездная экзотика

Однако открытием и классификацией более или менее обычного звездного населения дело не ограничилось. Уже в период зарождения эволюционной картины космоса — где-то во времена Лапласа проскальзывали идеи о небесных телах, непохожих на известные планеты и звезды. Ведь если звезды рождаются и умирают, их начальные и конечные состояния должны весьма отличаться от Солнца.

Первый шаг в этом направлении был сделан Фридрихом Бесселем, который в 1844 году провел тонкий анализ положений Сириуса и установил, что эта звезда связана с каким-то невидимым спутником. Картина выглядела так, что яркий Сириус А вместе с довольно массивным Сириусом В образуют двойную систему, обращающуюся вокруг общего центра тяжести с периодом порядка 50 лет. Масса спутника примерно равна массе Солнца, и поэтому его нельзя было считать планетой — скорее, речь шла о погасшей звезде. В 1862 году американскому астроному Олвину Грэхэму Кларку (1832–1897) удалось разрешить двойную систему Сириуса. Оказалось, что Сириус В — звездочка примерно 7 величины[86], но ее цвет вовсе не свидетельствовал об угасании. Имея светимость почти в 100 раз меньше солнечной, эта звезда была раскалена добела, вместо того чтобы демонстрировать положенный темно-красный оттенок. В 1914 году американец Уолтер Сидней Адаме (1876–1956) проанализировал спектральный портрет звездной пары, и стало ясно, что обе звезды — А и В принадлежат к одному спектральному классу А, а их поверхностная температура порядка 10 000 К. Так состоялось открытие белых карликов.

Необычность Сириуса В заключалась в его малых размерах. Только очень малой площадью поверхности можно было объяснить столь малую светимость при температуре, почти в 2 раза превышающей температуру поверхности Солнца. Но отсюда следовало, что плотность белого карлика очень велика — примерно в 100 000 раз больше средней плотности нашего центрального светила.

Объекты такого рода с довольно разными массами и радиусами, но очень высокими плотностями порядка 10^4–10^6 г/см^3 были обнаружены во множестве. А бурное развитие атомной физики в 10- 20-х годах позволило объяснить их существование вполне естественным образом.

Оказалось, что вещество, из которого состоит белый карлик, находится в необычном состоянии. Грубо говоря, для нормальной плотной упаковки атомов массой 10–24 г и размером 10-8 см характерна плотность порядка 10–24/(10-8)3 =1 г/см^3. При достаточно большом давлении, возникающем при сжатии звезды, атомная структура разрушается, электроны образуют особый так называемый вырожденный газ. Характерным размером теперь уже является не радиус электронной орбиты, а квантовый (комптоновский) радиус электрона ((e = ћ /meс = 3,86.10–11 см). Получается картина, в которой плотно упакованы уже не атомы, а электроны, а ядра (например, протоны) как бы вжаты в электронный объем. Отсюда и характерная плотность белых карликов: (~ 10–24/(4.10–11)3 ~10^7 г/см^3. Более точные оценки дают несколько меньшую величину, но в целом ситуация именно такова. Этим достижения астрономов и физиков не ограничились. Открытие в 1932 году нейтрона и немедленно последовавшее создание модели атомного ядра (микрообъекта, состоящего из компактно упакованных протонов и нейтронов) открыло путь к анализу еще более концентрированного звездного вещества. В самом деле, не может ли звезда при гораздо больших давлениях переходить в фазу гигантского атомного ядра с плотной упаковкой ядерных частиц?

Такая идея проскользнула в небольшой заметке советского физика-теоретика Льва Давидовича Ландау (1908–1968) в связи с поиском удовлетворительной гипотезы о звездных источниках энергии. Заметка была опубликована в 1932 году, и автор не знал еще об открытии нейтрона.

Конкретное и впоследствии оправдавшееся предсказание объектов нового типа сделали через 2 года американские астрономы Вальтер Бааде и Фриц Цвикки. Оценивая энергетику вспышек Сверхновых звезд, они пришли к гипотезе, что «…Сверхновая представляет собой переходную стадию от обычной звезды к нейтронной, состоящей главным образом из нейтронов».

Еще до конца 30-х годов вырисовалась довольно четкая модель. Дальнейшее сжатие белокарликового вещества приводит к тому, что электроны, как бы вдавливаясь в объем протонов, вступают с последними в реакцию, известную как обратный? — распад (р + е- > n +?). Происходит своеобразная нейтронизация атомных ядер, а избыток энергии излучается в виде нейтрино. Нейтроны слипаются в гигантское ядро, а огромный гравитационный потенциал как бы запирает канал прямого? — распада (n > р + е- +?), то есть образуется вполне стабильный сгусток нейтронного вещества. Характерный размер теперь уже порядка комптоновского радиуса нейтрона ((n = ћ /mnс = 2,1.10–14 см) и соответствующая ему характерная плотность — порядка ядерной (10^14 -10^15 г/см^3). Радиус нейтронной звезды с массой порядка М€ должен быть не более 10–20 км. Оставалось только обнаружить такой объект, и самое любопытное, что фактически это и было сделано Вальтером Бааде и Рудольфом Лео Минковским еще в 30-е годы. Исследуя Крабовидную туманность — след Сверхновой, вспыхнувшей в 1054 году, — они отождествили одну из слабых звездочек с нейтронной, то есть, по гипотезе Бааде Цвикки, — с остатком взрыва. Спектр ее был весьма необычен, он не содержал линий поглощения и излучения, характерных для звезд главной последовательности. Казалось бы, тут и счастливый финал короткой истории. Но вышло все гораздо забавней — как раз факт регистрации звезды оптическими методами и послужил причиной недоверия к сути открытия. Дело в том, что стандартный механизм теплового излучения при обнаруженной светимости звезды Бааде — Минковского (выше L() требовал совершенно чудовищных поверхностных температур (что-то около 10^13 К), иначе звезда не могла бы давать в оптическом диапазоне наблюдаемой яркости. Это и не удивительно — ведь площадь излучающей поверхности нейтронной звезды примерно в миллиард раз меньше площади Солнца.

Под впечатлением оценок такого рода звезда Бааде-Минковского на 3 десятилетия перешла в разряд несколько загадочных объектов — до нетеплового импульсного механизма ее излучения теоретикам дойти не удалось. И между первым и вторым этапом открытия нейтронных звезд пролегла полоса, связанная с серьезнейшим экспериментальным и теоретическим перевооружением астрономии.

В первую очередь речь идет о выходе наблюдений в радиодиапазон. До поры до времени астроном ограничивался обзором неба в интервале отпущенного ему природой зрения[87]. Оптическая картина, как говорится, въелась нам в кровь, но это не значит, что другие участки спектра, недоступные напрямую человеческим органам чувств, содержат менее интересную и полезную информацию. К началу 20 века было ясно, что в принципе Вселенная должна светиться всеми частями электромагнитного спектра, а несколько позднее удалось установить, что Земля обстреливается еще и потоками энергичных элементарных частиц и атомных ядер — космическими лучами.

Между тем, старт радиоастрономии выглядел крайне скромно и был связан с исследованием помех во вполне земных передачах. В 1931 году американский инженер Карл Янский установил, что, по крайней мере, часть помех на волне 14,6 м имеет чисто космическую природу. Небосвод оказался довольно сильным источником радиосигналов, но в то время этот замечательный факт не вызвал особого энтузиазма. Диапазон сантиметровых и дециметровых волн не был технически разработан и не привлекал внимания астрономов.

Ситуация резко изменилась в связи с созданием к началу второй мировой войны радиолокационной системы противовоздушной обороны. Огромные средства, брошенные на решение этой жизненно важной задачи, преобразовали микроволновую радиотехнику настолько, что уже к середине 40-х годов можно было довольно уверенно создавать радиокарты неба.

Выяснилось, что Солнце и другие звезды являются интенсивными генераторами микроволнового излучения, радиоволны может испускать также межзвездная среда. Более того, радиокарты во многом не похожи на то, что мы привыкли видеть на картах оптических. Мощнейшие радиоисточники могут быть практически невидимы в обычном свете, и наоборот, яркие оптические объекты — ничем не выделяться в радиодиапазоне.

Новый «орган чувств» позволил вписать в историю астрономии много славных страниц — о некоторых я еще упомяну. Быть может, самая любопытная из них связана со вторым — на этот раз окончательным — открытием нейтронных звезд, и на ней мы сосредоточим внимание.

Открытие это произошло в какой-то степени случайно, во всяком случае, как и первое предсказание нейтронных звезд, оно появилось в качестве побочного результата в исследовательской программе, ставящей иную цель. В 1967 году группа кембриджских астрономов во главе с Энтони Хьюишем приступила на новом радиотелескопе к изучению очень важной проблемы мерцания в диапазоне λ = 3,7 м. Они хотели установить характер колебаний потока радиоизлучения, обусловленных межзвездной средой, и обзавелись весьма чувствительной аппаратурой, которая позволяла хорошо разрешать сигналы во времени.

В конце лета практикантка Хьюиша Хоселин Белл, внимательно просмотрев ленты с записью сигналов, установила, что на случайный шум накладываются четкие периодические всплески. Этот эффект привлек внимание всей группы, и вскоре выяснилось, что наземные помехи тут ни при чем — источник всплесков находится на небе, причем на вполне определенном его участке. К концу осени существование космического радиоисточника с периодом около 4/3 с подтвердилось. Так был открыт первый пульсар СР1919 (Cambridge Pulsar с прямым восхождением 19 часов 19 минут), а через некоторое время еще три аналогичных объекта.

О первоначальном замешательстве в связи с этим открытием свидетельствует тот факт, что все четыре пульсара были закодированы как LGM1, LGM2 и т. д. (от Little Green Men — буквально «зеленые человечки»), иными словами, группа Хьюиша с немалой вероятностью допускала, что получено сообщение от внеземной цивилизации. Образ — дань модной традиции, согласно которой экипажи летающих тарелок, о которых ходило немало слухов (и ходит до сих пор!), состоят из каких-то небольших зеленых существ. Однако после публикации первой заметки в феврале 1968 года (журнал «Nature») туман быстро рассеялся. Открытия Кембриджской группы были подтверждены другими радиообсерваториями, до конца 1968 года поступили сообщения о добром десятке других пульсаров. В 1969 году выяснилось, что пульсаром является и звезда Бааде — Минковского в Крабовидной туманности.

Природу исходного удивления понять не так уж сложно. Астрономические объекты, способные изменять свое состояние в целом за 1 секунду, — явление, по крайней мере, странное. Они должны иметь очень малые размеры и, с этой точки зрения, похожи на какие-то искусственные сооружения. Единственный выход — считать, что объект со светимостью звездного уровня и малым радиусом (порядка 10 км) представляет собой настоящую нейтронную звезду.

Сначала думали, что всплески излучения действительно обусловлены пульсацией нейтронной звезды. Теория позволяла объяснить такой моделью периоды до 1–2 секунд, но в том же Крабе пульсар PSR0531 + 21 продемонстрировал период 0,033 с, что потребовало совершенно новых идей по поводу механизма излучения.

Пульсар представляет собой быстро вращающуюся нейтронную звезду с чрезвычайно сильным (до 10^12 Гаусс) магнитным полем. Излучение концентрируется вблизи магнитных полюсов, которые и носятся вокруг оси вращения с определенным периодом. Можно сказать, что с наблюдаемыми пульсарами нам повезло — эти импульсные маяки удачно сориентированы относительно Солнечной системы.

Модель пульсара

Очень интересной особенностью новых объектов оказалась их довольно быстрая эволюция. Видимо, периоды всех пульсаров возрастают — энергия вращения понемногу теряется. Самые молодые пульсары вращаются быстрее, и темп потери угловой скорости у них несколько выше. Пример тому — самый быстрый пульсар PSR 0531+21, который увеличивает период на 36,5 наносекунд в сутки[88]. Вероятно, теоретически возможный период обращения не может быть меньше 0,001 с. Если считать, что рост начинается именно от этой величины, то с учетом более высокого начального темпа следует признать возраст этого пульсара порядка 1000 лет. Это хорошо согласуется с датой вспышки Сверхновой в Крабе в 1054 году.

Более сложные явления отмечены для пульсаров, входящих в состав двойных систем с обычными звездами. Гравитационное поле нейтронной звезды начинает как бы отсасывать плазму из атмосферы своей соседки. Первоначально мощное магнитовращательное излучение отбрасывает эту плазму, и пульсар дополнительно теряет угловой момент. Эта стадия эволюции называется «пропеллером» — увеличение периода здесь происходит быстрее, чем в случае одинокого пульсара. Но с увеличением периода падает и мощность магнитного маяка. Наконец, начинается процесс аккреции — плазма захватывается пульсаром и передает ему свой угловой момент. Теперь рост периода должен прекратиться — согласно теории возникает своеобразная компенсация, и вращение происходит более или менее равномерно.

Это так называемая стадия рентгеновского пульсара, характерная мощным рентгеновским излучением аккрецирующей плазмы (светимость порядка 10^30–10^31 Вт!). Источники такого типа действительно обнаружены, но все они имеют уже уменьшающийся период — струя вещества с соседней звезды как бы ускоряет пульсар. Это указывает на новое замечательное качество нейтронных звезд видимо, они служат превосходным индикатором эволюции соседей по двойной системе.

Но сюрпризы, связанные с нейтронными звездами, не ограничились пульсарами. Через 8 лет после их открытия один из советских спутников серии «Космос» зарегистрировал очень мощные и нерегулярные вспышки рентгеновского излучения. Более подробные исследования показали, что некие объекты нашей Галактики, расположенные ближе к ее центру, дают пиковую мощность излучения более 10^31 Ватт, причем интервалы между вспышками довольно различны — от нескольких часов до целых месяцев. Так на астрофизической арене появились барстеры (от англ, burst — вспышка, быстрый взрыв) — нейтронные звезды, входящие в тесную двойную систему.

Схема аккреции в тесной двойной системе обычной и компактной звезды (в частности, аккреции на пульсар или черную дыру)

В отличие от пульсаров, они лишены мощного магнитного поля, которое как бы засасывает заряженные частицы к магнитным полюсам. Поэтому аккрецирующая водородно-гелиевая плазма от соседней звезды более или менее равномерно устремляется к барстеру, формируя на его поверхности гигантский термоядерный котел. Падающее вещество разгоняется в поле тяготения барстера до околосветовых скоростей. За счет перехода кинетической энергии этого вещества в тепловую форму и выгорания водорода поджигается термоядерная реакция синтеза гелия в углерод. Именно гелиевый синтез и обеспечивает грандиозные вспышки. В одной вспышке барстера полностью выгорает примерно метровый слой спрессованного до 1 тонны в куб. сантиметре гелия, слой, окутывающий нейтронную звезду радиусом порядка 10 км. Нетрудно оценить, что масса такого слоя порядка 10^21 г, и при обычном энерговыделении гелия (10^11 Дж/г) энергия вспышки должна доходить до 10^32 Дж!

Чтобы обеспечить приток необходимого вещества, звезда-соседка должна отдавать барстеру свое вещество в темпе 10^17 г/с — одну земную массу за 2000 лет. Это обеспечивает полное восстановление гелиевого слоя в среднем за 10^4 с, но сокращает время жизни звезды-соседки. Если масса последней порядка солнечной, то все ее вещество израсходуется на вспышки барстера примерно за полмиллиарда лет. Так барстеры оказались не только превосходным образом открытого для обозрения «термоядерного ада» — того, который, по недавним понятиям, должен был прятаться глубоко в звездных недрах, но и кандидатами на роль активнейших «звездных вампиров».

На этом не исчерпывается обнаруженная в 60-е годы и позднее звездная экзотика. О самой интересной из них — черных дырах — мы поговорим во II части. Там же удастся обсудить и общую картину звездной эволюции, где обычные и экзотические звезды обретают свои естественные места.

Открытие Галактики

Шаги по открытию Галактики[89] и Солнечной системы в чем-то очень схожи. Млечный Путь, один из первых ориентиров на звездном небе, выделялся с древнейших времен. Однако его астрономическая интерпретация возникла сравнительно поздно. Лишь систематический интерес астрономов к звездам на рубеже 18–19 веков позволил нащупать некоторые закономерности в группировке далеких светил. Появилась своеобразная гелиоцентрическая модель Гершеля-Каптейна, где Солнце считалось случайным центром огромного звездного скопления. При всем том Галактику еще не рассматривали как особый структурный элемент Вселенной.

Джон Гершель впервые и не слишком настойчиво высказал идею, что Магеллановы Облака, наблюдаемые в южном полушарии, представляют собой отдельные очень далекие звездные системы вроде Млечного Пути, но его гипотеза не произвела особого впечатления.

Прорыв наметился внезапно в связи с исследованием объектов, которые долгое время не привлекали внимания, — переменных звезд. В древности их как бы и не замечали, во всяком случае, неизвестны исследования даже тех переменных звезд, чей период нетрудно определить невооруженным глазом. Первый шаг в этой области сделал в 1596 году немецкий астроном Давид Фабрициус (1564–1617), описавший переменную Миру Кита. Устойчивый интерес к переменным возник лишь в период открытия двойных звезд.

Переменные звезды демонстрируют весьма различное поведение. Некоторые из них очень резко меняют блеск. В этом случае разумно считать, что мы имеем дело с планетообразной системой двух звезд, одна из которых периодически затмевает другую. Это так называемые затменные переменные звезды. Но существует и иная ситуация, когда блеск звезды меняется плавно, и такое изменение нельзя объяснить прохождением какого-либо тела через луч зрения. Остается единственный вариант — предположить, что из-за каких-то физических процессов меняется сама светимость звезды, то есть количество энергии, которое она излучает. Среди таких звезд, в свою очередь, выделяются две подгруппы — долгопериодические и короткопериодические. Так называемые цефеиды с периодом от нескольких суток до нескольких десятков суток и особым характером колебаний (похожим на колебания Дельты Цефея) привлекли внимание американского астронома из Гарвардской обсерватории Генриетты Суан Ливитт (1868–1921). В 1908 году, изучая фотографии Малого Магелланова Облака, полученные в Перуанском филиале, Ливитт обнаружила довольно четкую зависимость между яркостью цефеид и их периодом — чем ярче звезда, тем больше период колебаний блеска. Это обстоятельство окончательно выяснилось к 1912 году, и именно оно открыло путь к определению размеров Галактики и межгалактических расстояний. Поэтому цефеиды справедливо стали называть маяками космоса.

Удачный выбор объекта исследований — ведь расстояния между самими цефеидами заведомо много меньше расстояния до Малого Магелланова Облака позволил выделить закономерность «яркость-период» в чистом виде, и теперь можно было использовать эту закономерность для изучения других элементов звездного неба.

Этим и воспользовался работавший тогда на 60-дюймовом рефракторе обсерватории Маунт-Вилсон американский астроном Харлоу Шепли (1885–1972). Диссертация по затменным звездам, написанная им в начале научной карьеры, позволила ему сопоставить свои результаты с данными по цефеидам и доказать, что последние являются пульсирующими звездами. В 1915–1917 годах Шепли исследовал цефеиды в 69 звездных скоплениях и попытался определить расстояния до них. Тут-то и пригодились результаты Ливитт. Измерив периоды цефеид, Шепли вычислил их относительную светимость и далее, сопоставляя вычисленные светимости с наблюдаемой яркостью, нашел пропорцию в расстояниях до шаровых скоплений. Сразу же нашлось объяснение загадочной концентрации шаровых скоплений в направлении созвездия Стрельца, обнаруженной еще Вильямом Гершелем. Оказалось, что эти скопления образуют огромный сферический хоровод вокруг некоторого общего центра тяжести. Усредняя результаты допплеровских измерений по движению цефеид, Шепли определил абсолютные расстояния до шаровых скоплений. Картина нашего положения во Вселенной резко изменилась.

К 1919 году Шепли окончательно понял, что сферический хоровод шаровых скоплений позволяет определить истинный центр Млечного Пути, который расположен в десятках тысяч световых лет от Солнца. Наше светило оказалось весьма заурядной периферической звездой, лишившись места в центре мира подобно тому, как это произошло с Землей в коперниковские времена. Гелиоцентрическая модель Гершеля — Каптейна навсегда ушла в историю.

К сожалению, Шепли, правильно определивший форму Галактики, переоценил ее размеры и пришел к выводу, что спиральные туманности тоже являются ее элементами. Из-за этого Галактика еще некоторое время — совсем недолго играла роль особого элемента Вселенной.

В 1921 году шведский астроном Бертиль Линдблад (1895–1965), впоследствии директор Стокгольмской обсерватории и президент Международного астрономического союза, высказал гипотезу о вращении Галактики. Эта гипотеза подтвердилась через 6 лет в результате тщательного анализа движения звезд, предпринятого голландским астрономом Яном Оортом. Оорт выделил в Галактике сферическую и плоскую подсистемы звезд и существенно уточнил ее размеры. Оценка скорости движения Солнца вокруг галактического центра и распределения звезд в Галактике позволила оценить и ее массу. Оказалось, что Галактика содержит порядка 100 миллиардов (10^11) звезд в среднем той же массы, что и Солнце. Последующие уточнения этой картины привели к доказательству гипотезы того же Линдблада о спиральном строении плоской составляющей. Так постепенно сформировалась современная модель, на некоторых особенностях которой мы еще остановимся во II части книги.

А сейчас перейдем к рассказу о главных событиях астрономии 20-х годов, давших науке совершенно новую концепцию Вселенной[90].

Открытие вселенной

К первым десятилетиям 20 века сложилась, в общем-то, довольно простая картина строения Вселенной. Она превосходно отражена в иерархической теории шведского астронома Карла Вильгельма Шарлье (1862–1934), построенной им в двух публикациях в 1908 и 1922 годах. Занимаясь много лет звездной статистикой, Шарлье обратил внимание на тенденцию звезд образовывать скопления различного масштаба. Отсюда он и вывел гипотезу о Вселенной как бесконечной иерархии все более крупных структур — звезд, звездных скоплений, скопление скоплений и т. д., которые открываются по мере совершенствования телескопов. Вскоре эти представления были распространены на галактики и галактические скопления.

Между тем, когда в 1922 году выходила в свет статья Шарлье под названием «Как может быть построен бесконечный мир», астрономия уже вплотную подошла к созданию нового взгляда на устройство этого мира.

Возникновение современной модели Вселенной обязано двум внешне независимым подходам. Теоретически она была предсказана в результате бурного развития новой теории гравитации в работах Альберта Эйнштейна (1879–1955). В 1922–1924 годах советский математик Александр Александрович Фридман (1888–1925) опубликовал две статьи, где были получены именно те решения уравнений эйнштейновской общей теории относительности, которые до сих пор составляют основу космологических взглядов. Фридмановская Вселенная должна была расширяться или сжиматься как целое, никогда не оставаясь застывшей, причем в модели хорошо было видно, что в некоторые эпохи материя находилась в состояниях, никак не похожих на то, которое наблюдается теперь.

Однако роль этих работ оставалась неясной вплоть до рубежа 20-30-х годов, когда появились новые экспериментальные данные, открывающие новую перспективу в астрономии.

Эти данные вытекали в первую очередь из результатов американского астронома Эдвина Пауэлла Хаббла (1889–1953), масштаб деятельности которого ставит его в один ряд с Гиппархом, Тихо Браге и Гершелем — каждый из них олицетворяет целую эпоху древнейшей науки.

Впрочем, начало космологической революции было положено героическими усилиями руководителей обсерватории Маунт-Вилсон, которым удалось в 1917 году продолжить славу своего крупнейшего астрономического учреждения установкой самого мощного в то время телескопа со 100-дюймовым (2,5 метра!) зеркалом, специально ориентированного на разрешение туманностей.

Хаббл, первоначально получивший юридическое образование и увлекавшийся многими делами — от бокса до физики, как раз к 1917 году переквалифицировался в астрономы. В данном случае муза Урания явно не спешила — Хаббл на целых два года оторвался от дела для участия в первой мировой войне.

После возвращения в Штаты он приступил к работе на Маунт-Вилсоновском телескопе, где его безраздельно увлекла проблема туманностей, а конкретно поиск их звездного населения. Через 4 года Хаббл нашел первую цефеиду в туманности Андромеды.

После этого Хаббл сосредоточил внимание на туманности NGC 6822[91], очень похожей на уменьшенную копию Малого Магелланова Облака. Здесь обнаружилось 11 цефеид, и Хаббл, применив правила цефеидного масштаба, определил расстояние до нее — порядка 700 тысяч световых лет. 35 цефеид, найденных им в туманности М 33, позволили определить расстояние и в этом случае. Оно оказалось около 800 тыс. св. лет, примерно таким же, как и расстояние до туманности Андромеды (М 31)[92].

На данном пути к 1925 году сформировалась галактическая картина строения Вселенной. Многочисленные туманности «отпали» от Галактики, стало ясно, что они представляют собой столь же обширные и очень далекие звездные миры.

Но самое эффектное открытие пришло к Хабблу в 1929 году, когда были измерены расстояния до 20 галактик. Он знал, что в спектрах этих галактик есть систематическое красное смещение, как будто они разбегаются от нас по всем направлениям[93]. При этом скорость убегания, измеренная по допплер-эффекту, оказалась пропорциональной расстоянию до галактики (v ≈ Hr). Величина Н, получившая название «постоянной Хаббла» (вообще-то она функция времени), первоначально из-за бедной статистики была явно завышена (Н ≈ 500 км/с. Мпс). Это давало для возраста Вселенной (τ ~ 1/H) очень малое значение — около 2 миллиардов лет. Однако существенно не конкретное значение, а впервые полученное прямое астрономическое свидетельство того, что некогда все галактики стали разбегаться из одной точки или, по крайней мере, из области пространства, очень малой по сравнению с нынешними межгалактическими расстояниями.

Разумеется, найденный возраст был огромен по сравнению с библейским и крохотен по меркам буддийской космологии. Но трудности возникали при гораздо более прозаических сопоставлениях. Например, накопление свинца в скальных породах земной поверхности, связанное с распадом урана, вело к оценке 2–6 млрд. лет. А возраст звезд, в том числе и Солнца, оценивался в то время чудовищным сроком в 10 000 млрд. лет. Иными словами, численный результат Хаббла привел к довольно сильному и длительному замешательству среди специалистов самого разного профиля. Не может же, в самом деле, Вселенная родиться позже какой-то звезды или земного пригорка!

Более корректная возрастная шкала появилась после серьезной переоценки расстояний в Местной Системе — группе ближайших галактик. Это произошло на рубеже 40-50-х годов. Впоследствии поступила и новая информация, связанная с разрешением некоторых ярких областей в очень далеких галактиках на отдельные звезды. В результате возникла современная оценка Н=50? 70 км/с. Мпс, и, соответственно, возраст Вселенной увеличился до 12–20 млрд. лет. С такими данными согласуется и геологический возраст Земли (4,6 млрд. лет) и основные современные модели звезд. «Возрастная драма» на некоторое время затормозила идею космологической эволюции, появились конкурирующие модели, пытающиеся в какой-то степени сохранить статическую или стационарную картину.

Но главный прорыв совершился.

Хаббл дал первую классификацию туманностей как внутригалактических (их он разделил на планетарные и диффузные), так и внешних, то есть собственно галактик. Оказалось, что все галактики укладываются в 4 основных класса бесформенные или иррегулярные (Irr), эллиптические (Е), спиральные нормального типа (S) и пересеченные спиральные, или спирали с перемычкой (SB). Итог этой работе был подведен в его знаменитом «Царстве туманностей», опубликованном в 1936 году.

Хаббловская классификация галактик

Первая физическая модель расширяющейся Вселенной была построена бельгийским ученым, теологом по образованию, Жоржем Эдуардом Лемэтром (1894–1966) в 1927–1931 годах. Отталкиваясь от нестационарных решений космологических уравнений, Лемэтр предположил, что Вселенная сначала пребывала в сверхплотном и относительно компактном состоянии «космического яйца». Это состояние было неустойчивым, что и привело к Большому Взрыву его последствия мы видим в форме разлетающихся во все стороны осколков галактик. Эта грандиозная картина появилась как раз вовремя и сомкнулась с результатами наблюдений Хаббла[94]. Однако появления более последовательной физической модели пришлось ожидать еще несколько десятилетий. Только в 1946 году американский физик Георгий Антонович Гамов[95] (1904–1967) предложил так называемую модель горячей Вселенной, которая и легла в основу современной космологии.

В отличие от Лемэтра, считавшего, что в сверхплотном «космическом яйце» после Большого Взрыва должны были преобладать ядра тяжелых элементов, Гамов развил концепцию ядерной эволюции — от легчайшего водорода к гелию и более тяжелым элементам. Такая точка зрения гораздо лучше согласовывалась с наблюдаемым в космосе относительным обилием легких ядер. В ранние моменты после Первовзрыва вещество, согласно Гамову, имеет очень высокую температуру, так что сложные атомные ядра могут образовываться лишь на поздних этапах и в весьма специфических условиях.

Важнейшим следствием модели Гамова стало предсказание так называемого реликтового излучения. Идея сводилась примерно к следующему — в очень ранней Вселенной основную роль играл горячий газ световых квантов фотонов, активно взаимодействующих с веществом. По мере расширения Вселенной температура падала и, когда равновесие между веществом и излучением нарушилось, фотонный газ стал охлаждаться как относительно самостоятельная система. Фотоны как бы краснели, и их характерная частота уменьшалась, сдвигаясь к левому краю спектра. К нашей эпохе этот газ должен был охладиться до нескольких градусов по шкале Кельвина. Реликтовым это излучение было названо потому, что оно представляет собой сохранившийся след очень ранней стадии формирования Вселенной. Подобно тому, как, принимая свет звезд, расположенных в миллионах и миллиардах световых лет, мы получаем информацию о процессах, происходивших миллионы и миллиарды лет назад, соответственно, регистрируя реликтовый сигнал, мы можем заглянуть в еще более раннее прошлое Вселенной.

Реликтовое излучение было обнаружено экспериментально английскими астрономами Пензиасом и Уилсоном, исследовавшими микроволновой фон (в диапазоне длин волн от сотых долей сантиметра до десятков сантиметров) на своем радиотелескопе в рамках программы спутниковой системы связи «Телестар».

Они наткнулись на мощные шумовые помехи, соответствующие температуре излучения порядка 3 К, и тщательный анализ аппаратуры показал, что шум с ней не связан и должен иметь внеземное происхождение.

Несколько раньше, в 1963 году, американский астроном Мартин Шмидт открыл самые далекие и, возможно, самые экзотические объекты Вселенной квазары[96]. Главная их наблюдательная особенность заключалась в огромном красном смещении, в несколько раз превышающем красные смещения самых удаленных галактик. Отсюда следовало, что квазары убегают с очень большими скоростями (близкими к скорости света) и находятся практически на предельно больших расстояниях, доступных наблюдению (до нескольких миллиардов парсеков). Таким образом, квазары оказались реликтом ранних эпох развития Вселенной и, в известном смысле, стали последним и самым тяжелым камнем преткновения для попыток сохранить более или менее стационарную картину. В течение нескольких лет после открытия выяснилось, что квазары обладают целым набором необычных свойств. Большинство из них весьма компактны и выглядят, как очень активные галактические ядра, занимая объем порядка Солнечной системы. Но при этом они излучают энергию не слабее больших галактик — светимость квазаров достигает 10^38-10^40 Вт, что в сотни раз превышает светимость Галактики. Естественно полагать, что излучение такой колоссальной мощности у сравнительно небольших объектов возможно лишь в той фазе, когда обычные галактики еще не сформировались или находились на какой-то ранней стадии формирования. Иными словами, на границе наблюдаемой Вселенной обнаружилось явление, которое свойственно довольно раннему снимку Вселенной, и это нагляднейшее подтверждение ее эволюции.

Крупнейшим достижением последних лет стало обнаружение огромных скрытых масс материи, скрытых в том смысле, что они пока недоступны обычным телескопическим наблюдениям.

Разумеется, идея о том, что во Вселенной могут существовать не только объекты, достаточно яркие для наших телескопов, отнюдь не нова. Фактически со времен открытия Урана и последовавшей затем Нептуновой истории астрономия вышла в своеобразный гравитационный диапазон, отыскивая небесные тела по их чисто гравитационному проявлению. Но вот при попытке оценить плотность массы в масштабе галактических скоплений и Вселенной в целом возник качественно новый уровень. Дело в том, что в соответствующих оценках мы долгое время были ограничены светящимися массами — именно по «плотности светимости» (средней светимости единицы объема пространства) обычно и оценивалась средняя плотность вещества. Однако группа эстонских астрономов под руководством Я. Э. Эйнасто и здесь — в предельно больших масштабах попыталась применить принципы гравитационной астрономии.

Исследователи из Тарту обратили внимание на то, что скорости отдельных галактик в скоплениях очень велики — тысячи километров в секунду, и, чтобы удержать столь быстрые компоненты, скопления должны обладать достаточно сильным полем тяготения, то есть массами порядка 10^14-10^15 М). Но это на 1–2 порядка превышает суммарную массу светящихся галактик.

Было также установлено, что спутники больших галактик (типа Магеллановых Облаков — спутников нашей Галактики) движутся со скоростями, практически не зависящими от расстояния до центральной галактики — в очевидном противоречии с третьим законом Кеплера, согласно которому скорость спутника должна убывать с ростом расстояния до центра (v (1/vr). Это означало, что галактики-спутники находятся совсем в иной ситуации, чем, например, планеты в Солнечной системе — вещество галактической системы не сконцентрировано в центральном теле, а распределено по всему объему с плотностью, убывающей к краю ((~ 1/r^2). В такой среде аналог третьего закона Кеплера действительно вел бы к независящим от расстояния скоростям спутников (центростремительное ускорение v^2/r ~ GM/r^2 ~ G½r3/r^2 ~ const/r, т. е. v ~ const) или, что то же самое, к пропорциональности радиуса орбиты периоду обращения.

Эти факты и легли в основу представления о гигантских массах, полностью определяющих гравитационные проявления скоплений и отдельных галактик и в то же время слишком слабо светящихся, чтобы обнаружить их как обычное вещество. По-видимому, скрытые массы в среднем раз в 30 превышают массу всего светящегося вещества, то есть играют решающую роль не только в описании отдельных крупных структур, но и в оценке всего космологического процесса в целом.

Природу этих скрытых масс пытались объяснить многими гипотезами прежде всего, обилием темных выгоревших звезд типа черных карликов и черных дыр. Однако теперь, в связи с обнаружением массы нейтрино, более вероятной представляется именно нейтринная модель невидимой материи. Именно массивные реликтовые нейтрино способны конденсироваться в первичные облака — зародыши сверхскоплений, крупнейших структурных единиц Вселенной.

Вероятно, теперь следует считать, что каждая крупная галактика вместе со своими спутниками и скрытым веществом (так называемой короной) образует особую связанную систему — гипергалактику, а гипергалактики формируют скопление средним размером в несколько мегапарсеков, обладающее единой мощной короной.

Галактические скопления, в свою очередь, концентрируются в сверхскопления. И на этом иерархическом уровне, благодаря исследованиям группы Эйнасто и ряда других астрономов, открылось нечто неожиданное. Оказалось, что сверхскопления выглядят как своеобразная ячеистая структура — вроде пчелиных сот, сработанных несколько хаотично, или пористой, «пещеристой» ткани. Отдельные скопления выстраиваются в пересекающиеся цепочки, как бы формируют стенки ячеек толщиной в 3–4 Мпс, и, разумеется, самая высокая плотность достигается в узлах этой структуры. Размеры отдельной ячейки, которую теперь и называют сверхскоплением, порядка 100 Мпс, и внутри — вдали от стенок — она практически пуста. Надо полагать, что состав вещества в таких «внутриячейковых заповедниках» крайне близок к исходной водородно-гелиевой смеси, из которой некогда стали формироваться космические структуры.

На этом уровне иерархия космических структур, по-видимому, завершается — уже в масштабе 300 Мпс Вселенную можно с большой степенью точности считать однородной. И уже 1 Гигапарсек (1000 Мпс) — чисто космологический масштаб, в котором, по современным представлениям, можно пренебречь всеми эффектами структурности материи. Это следует считать экспериментально подтвержденным положением, ибо наличие следующего уровня структурной иерархии (в духе схемы Шарлье) привело бы к заметным изменениям в 3-градусном реликтовом излучении, изменениям, которые не наблюдаются.

Таковы в общих чертах этапы открытия современной космологической картины. На некоторых ее деталях мы подробно остановимся во II части книги. А теперь необходимо рассмотреть еще одну линию исследований, реально возникшую лишь во второй половине 20 века, но уже серьезно повлиявшую на наши взгляды.

Воплощенная мечта

История науки о Вселенной была бы не полна, не остановись мы на блестящем прорыве в космическое пространство, состоявшемся во второй половине 20 века. В идейном плане этот прорыв готовился давно, удивительно давно, и для нас, безусловно, интересны его истоки — все-таки приятно убедиться, что фантастика, некогда (и не так уж давно!) воспринимавшаяся как развлекательный вымысел, становится чем-то вполне реальным, свершенным, а потом — как бы само собой разумеющимся. Кроме того, появится прекрасная возможность еще раз, но под несколько иным углом зрения прокрутить ленту эволюции космических представлений.

Наши далекие предки довольно активно размышляли не только о строении неба, но и о небесных путешествиях. Подобно тому, как образ вещи склеивался в древнейших представлениях с операциями по ее изготовлению, образ той или иной области — земной или небесной — склеивался с «операцией путешествия», со средствами достижения интересующего и, разумеется, с целью такого достижения. В иные эпохи связь между землей и небом не воспринималась как нечто недоступное, скорее, это была естественная, пусть трудная, но вполне достижимая цель.

Это хорошо просматривается в картине небольшой Вселенной-капсулы, где светила карабкаются на небосвод по деревьям и тем же путем спускаются обратно. Особенно хорошо видна близость неба в австралийских мифах о Стране мертвых. Туда, в Небесный Мир (Манидьирангмад у племени гунвинггу), уходят духи умерших соплеменников, хотя варианты ухода несколько разнятся деталями. Например, у племен кулип и вотьо духи попадают на Майнабу («Бесконечную реку», то есть Млечный Путь), духи племени вурадьери устремляются на небо по веревке. У других племен духи могли уходить на острова или просто на соседние территории. Иными словами, Страна мертвых не у всех аборигенов ассоциировалась с небом — небо выступало как одна из возможных областей, примерно эквивалентная областям земным в смысле таинственности и доступности.

Некоторые духи изгонялись с неба, и люди, в тело которых они возвращались, должны были снова оживать — возможно, таким образом аборигены интерпретировали явления типа глубокого обморока. Естественно также и распространенное убеждение, что колдуны, обладающие особой магической силой, могут в любое время посетить небесный мир. Всем этим я хотел бы подчеркнуть, что на определенном и, видимо, наиболее древнем из исторически зафиксированных уровней мировосприятия путешествия на небо не представлялись чем-то принципиально недоступным — ни по средствам (деревья, веревки, шесты), ни по расстоянию (того же порядка, что и до соседних земель).

По мере формирования собственно религиозных идей небо отодвигалось все дальше, и его доступность постепенно уменьшалась, однако многие элементы «космомагических программ» сохранялись на удивление долго. В большинстве ранних религиозных систем сохранялся тот или иной канал постоянной связи между небом и землей — им могли служить гора, дерево, священный камень, храм. В характерном трехчленном делении Вселенной на небесный, земной и подземный миры всегда как-то выделялось средство связи этих миров. Это обеспечивало спуск богам и подъем людям или их душам.

Разумеется, небо, поддерживаемое 4–8 особыми столбами или великанами (вроде древнегреческого Атланта или хурритского Упеллури), не казалось таким уж недоступным. Так, по горной тропе поднялся на небосвод один из героев «Махабхараты» Юдхиштхира. В китайской поэме 4 века до н. э. «Тянь Вэнь» небо-тент крепилось веревками, веревочные крепления неба встречались и в вавилонских мифах. В древнеегипетских текстах есть варианты космического путешествия по лестнице, причем данное представление было развито весьма глубоко: небольшие лестницы — по сути, символы лестниц вкладывались даже между бинтами мумий, дабы души мертвых не испытывали транспортных трудностей. В Библии описывается видение Иакова: «И увидел во сне: вот, лестница стоит на земле, и верх ее касается неба; и вот, Ангелы Божий восходят и нисходят по ней».

Глубокая связь религиозных ритуалов с небом, с близостью к богам — для живых и мертвых — находит свое выражение в курганах. Эти земляные насыпи, распространившиеся с 4–3 тысячелетий до н. э. в Европе и потом в Азии, были предназначены в основном для захоронений (индивидуальных, а чаще коллективных) и достигали иногда 25 метров в высоту и 100 метров в поперечнике. А вот огромные насыпи в Северной Америке, так называемые маунды, служили главным образом лишь основаниями для святилищ. Самый известный из них — ступенчатый маунд Кахокиа высотой 30 метров и основанием 350X210 метров явно служил целям приближения к небу.

Наконец, великие египетские и индейские пирамиды и месопотамские зиккураты тоже несли функцию — и притом одну из важнейших! — по облегчению небесного путешествия духов и упрощению молитвенного контакта жрецов. Фактически могильно-храмовые гиганты сочетали в себе календарно-астрономические функции с религиозно-космическими программами. Наивно полагать, что тем же Хеопсом двигало лишь царское тщеславие, фараон создавал вполне реальное, с его точки зрения, средство ухода к своему божественному отцу. В гигантских постройках были заложены образы горы и лестницы — последнее особенно хорошо видно в зиккуратах и в ступенчатом (кстати, более раннем) варианте пирамид. И в этом смысле их вполне можно считать ранним взлетом космического конструирования. Именно так смотрели на свою деятельность легендарные создатели библейской Вавилонской башни: «И сказали они: построим себе город и башню, высотою до небес, и сделаем себе имя, прежде, нежели рассеемся по лицу всей земли». Эти же идеи сквозь тысячелетия вошли в архитектуру храмов, в стремительный рывок ввысь куполов, колоколен и арок…

Иногда в качестве моста небо — земля использовалось какое-то временное явление, скажем, радуга, по которой любил путешествовать бог бантуязычных африканцев Ньямбе, которая служила дорогой к небу и в скандинавских мифах, или облако, упомянутое в библейской «Книге пророка Исайи»:

«Вот, Господь восседит на облаке легком и грядет в Египет».

Во многих случаях никаких особых транспортных средств воображению древних и не требовалось. Так, весьма загадочно происходит вознесение Христа в евангелиях Марка и Луки. Судя по «Деяниям апостолов», при большом стечении народа произошло следующее: «…Он поднялся в глазах их, и облако взяло Его из вида их». Аналогично, непонятным способом — его можно было бы ради наукообразия именовать «космической левитацией» — вознесся к небу герой японских мифов Эно Убасоко, чудотворец, с детских лет мечтавший «летать на пятицветном облаке за краем необъятного неба». Пожалуй, древнейшее упоминание о такого рода вознесении есть в «Царском списке» (21 век до н. э.), на который ориентируются историки Месопотамии! Там сказано просто и убедительно: «Этана, пастух, поднявшийся на небо, стал царем, 1500 лет правил».

Вероятно, под влиянием наблюдения ряда «огненных явлений» — падения метеоритов, прихода комет, извержения вулканов возникли идеи о каком-то автономном космическом транспорте. По одной из версий исчезновения знаменитого Кетцалькоатля, добрый бог-покровитель индейцев нахуа и ацтеков не отплыл в иные страны, а бросился в костер и в столбе огня вознесся на небо. Являлся в огненном столбе и библейский Яхве. Разумеется, эти идеи очень часто пронизывались естественной аналогией с земным транспортом. Так, герой «Махабхарат» Арджуна (кстати, брат удачливого скалолаза Юдхиштхиры) за несколько мгновений вознесся на колеснице, посланной богом-громовержцем Индрой, так высоко в небо, что не мог уже разглядеть ни Луны, ни Солнца. Между прочим, это путешествие имело вполне практическую цель — получить у Индры сверхоружие, некие огненосные стрелы, сюжетный ход немного в духе будущих космических боевиков… В 4-й Книге Царств из Библии приводится рассказ о пророке Илие и Елисее — «Когда они шли и дорогой разговаривали, вдруг явилась колесница огненная и кони огненные, и разлучили их обоих, и понесся Илия в вихре на небо».

Конечно, древние не могли не обратить внимания на птиц, свободно уходящих в неведомые выси. Так рождается миф о греческом герое Беллерофонте, победителе страшной Химеры, который возгордился своими подвигами и попытался вознестись к Олимпу на крылатом Пегасе. Видимо, божественному коню, отпрыску Горгоны Медузы, идея не понравилась — он сбросил седока, и тот от сильного удара впал в безумие. В общем, и в древних космических проектах не все и не всегда завершалось благополучно. В той же «Махабхарате» при восхождении по уже упоминавшейся горной тропе погибли четыре брата Юдхиштхиры (в том числе и Арджуна) — ему одному удалось дойти до цели. Образцом высокого трагизма великих проектов стал древнегреческий миф о Дедале и Икаре.

Вероятно, это первый пример создания специального устройства, которое мы воспринимаем как летательный аппарат. Великий афинский скульптор и архитектор Дедал, построив критскому царю Миносу знаменитый дворец Лабиринт, фактически оказался в положении заключенного и решил бежать с острова. Из перьев, скрепленных льняными нитями и воском, он изготовил крылья — себе и своему сыну Икару. Икар получил подробную инструкцию по безопасности полета, и они отправились в путь.

Начал тут отрок Икар веселиться отважным полетом,

От вожака отлетел, стремлением к небу влекомый,

Выше все правит свой путь.

Так описал начало дерзкой попытки мальчика Овидий в 8-й книге «Метаморфоз». По мере приближения к Солнцу воск стал таять, крылья рассыпались, и Икар рухнул в море, впоследствии названное Икарийским. Дедалу удалось долететь до Сицилии…

Во 2 веке греческий сатирик Лукиан Самосатский, которого обычно считают родоначальником космической фантастики, в своем «Правдивом повествовании» воспользовался, в общем-то, нехитрой идеей космического путешествия. Трирема, попытавшаяся выйти в Атлантику (за Геркулесовы Столбы), попадает в смерч, забрасывающий ее вверх на 3000 стадиев[97]. Но суть не в этом — важно, что после семидневного плавания по небу экипаж увидел «сияющий шарообразный остров» — Луну. Так состоялось межпланетное путешествие людей вполне в духе более поздней научной фантастики, особенно если учесть, что во дворце лунного царя герои обнаруживают удивительный оптико-акустический телескоп — особый колодец, покрытый большим зеркалом и позволяющий видеть и слышать все, что происходит на Земле, к тому же они успевают принять участие в грандиозной космической войне между Луной и Солнцем…

Дерзкая идея Лукиана долгое время — около 15 веков! — не находила прямых продолжателей. Естественные полеты в небо оказались в длительном и серьезном противоречии с церковно-аристотелевской картиной мироустройства, резко разделяющей околоземное и межпланетное пространство. Однако и в этот тяжкий для астрономии и космонавтики период происходила серьезная перестройка представлений. Практически все чины небесной христианской иерархии получили крылья. Забавно или нет, но носители непостижимо чудесных качеств — ангелы, архангелы и черти вынуждены были уподобиться птицам. Таковы просветленные и мечтательные ангелы в «Троице» Андрея Рублева, явившиеся к библейскому патриарху Аврааму как олицетворение троичности истинного бога и грядущей жертвы Христа. Таково крылатое небесное воинство, карающее грешников, в жутковатой фреске Луки Синьорелли «Гибель мира», созданной им в капелле Брицио Орвьетского собора.

Белокрылый конь Бурак уносит пророка Мухаммеда вместе с ангелом Джебраилем в исру — знаменитое ночное путешествие из Мекки в Иерусалим. Оттуда Джебраиль лично доставляет пророка на небо, непосредственно к престолу Аллаха, а заодно демонстрирует основателю ислама рай и ад. Этот мифический полет (так называемый мирадж) до сих пор отмечается как мусульманский праздник. Пожалуй, самое любопытное в исре и мирадже это фантастическая скорость — когда Мухаммед после всех приключений возвратился в Мекку, его постель не успела остыть, и даже вода не успела вылиться из опрокинутого кувшина.

Для высших небесных чинов характерный «космический транспорт» — облако или особое сияние. В сочетании этих элементов парят над верующими христианская троица (Отец, Сын и Святой Дух) и апостолы в рафаэлевском «Диспуте», одной из фресок Станцы делла Сеньятура (Зала подписи документов в Ватиканском дворце). В облаке, влекомом ангелами, возносится к парящему в вышине Господу богоматерь Мария на грандиозной семиметровой росписи главного алтаря церкви Сайта Мария деи Фрари, росписи, принадлежащей кисти Тициана. Аналогичный мотив — вознесения в облаке — виден и в «Триумфе Венеции» Паоло Веронезе, аллегорической картине в Зале Большого Совета венецианского Дворца Дожей.

Но дело не в примерах — их много. Важно, что именно в таком крылатооблачном оформлении «космический транспорт» представал в глазах широких масс верующих. Еще важнее — символический подтекст этого оформления, подтекст, с которым имела дело наиболее образованная часть средневекового общества и который бурно выплеснулся наружу в период Ренессанса. И крылья, и облака, и сияние — несколько разные, но тесно переплетенные символы святого духа, частицы запечатанной в человеке божественной души, способности к познавательному откровению, способности воспарить воображением, путешествуя во Вселенной и постигая ее тайны.

И вот, под влиянием новой социальной ситуации, новых идей в науке, технике и искусстве древнейшая мечта, как бы законсервированная в христианской образной системе, преображается. Божественная собственность на космические транспортные средства рушится вместе с хрустальными сферами, и проекты космических полетов входят в мир — уже как естественная возможность и потребность реального человека, а не исключительное право богов или духов. На волне идей Кузанца о равноправии звездных миров исподволь формируется и главная цель таких путешествий — поиск иных разумных существ, или — более общо — внеземных цивилизаций. Об этом писал и сам Кузанец в своем «Ученом незнании», писали и его последователи.

В 1610 году в «Разговоре со звездным вестником, недавно ниспосланным смертным Галилео Галилеем…» Иоганн Кеплер так выразил эти идеи: «Не могу удержаться от того, чтобы не высказать некие смелые догадки, отчасти навеянные твоими открытиями. Я не считаю более столь уж невероятной мысль о том, что не только на Луне, но даже и на Юпитере обитают живые существа, или, как забавно выразился недавно в обществе некий любитель науки, что те страны еще предстоит открыть. Стоит лишь кому-нибудь выучиться искусству летать, а недостатка в колонистах из нашего человеческого рода не будет».

Тот же Кеплер создает «Сон, или лунную астрономию», книгу с очень трудной судьбой, увидевшую свет только в 1634 году, благодаря усилиям его сына Людвига. Это очень небольшая и весьма оригинально написанная книга (примечания и приложения раз в 5 превосходят основной текст на 18 страницах) — своеобразная смесь сказочной фантастики с научной популяризацией. Во многом автобиографичный герой Кеплера Дуракот совершает путешествие на Луну с помощью некоего Демона, способного духовным усилием (как сейчас сказали бы — телекинетически!) перемещать людей в межпланетном пространстве. На самом деле этот Демон — обычная аллегория, под ним Кеплер подразумевает музу Уранию, покровительницу астрономии, то есть средство мысленно перенестись в лунный мир и оттуда на основе лучших достижений современной астрономии взглянуть на Вселенную — прием, характерный для многих последующих популяризаторов науки и фантастов.

Конкретный, хотя и весьма забавный вариант космического полета предложил английский писатель и теолог Фрэнсис Годвин (1562–1633), чья книга «Человек на Луне, или Необыкновенное путешествие, совершенное Домиником Гонсалесом, испанским искателем приключений, или Испанский посол» была опубликована посмертно в 1638 году. Герой Годвина спасается с тонущего корабля на упряжке диких лебедей, специально тренированных для дальних перелетов. Лебеди с огромной скоростью уносят его на Луну. Там герой обнаруживает высокоразвитую цивилизацию — людей ростом до 10 метров в одежде неизвестных на Земле расцветок, потомков народа, который 3077 лет назад пришел с Земли… Роман Годвина, лежащий в русле Лукиановской традиции, фактически изображает социальную утопию — мир, где царят справедливость и вечная весна, где нет убийств и обмана, прямо-таки заповедник высоких помыслов и безграничной духовности. Но, кроме того, в романе много блестящих проектов, разработкой которых научная фантастика и сама наука занимаются уже более трех веков. Так, лунная медицина позволяет восстанавливать утраченные органы, а особые камни обеспечивают невиданное техническое могущество лунной цивилизации. Камень эболюс позволяет уменьшать или увеличивать вес в зависимости от того, какой стороной он повернут, — чем не мечта об управляемой гравитации! Макробус служит сильнейшим источником света (предчувствие лазера?), а полеастус работает как универсальный термоэлемент.

Наследственный фонд идей о космических полетах, доставшийся наступающей эпохе научного мировоззрения, неплохо подытожил другой английский писатель Джон Уилкинс (1614–1672) в своей «Математической магии»: «Четыре различных способа назову я, посредством коих полет в небеса был или будет осуществлен. Два первых достигаются с помощью иных материй, остальные — с помощью нашей силы: 1. С помощью духов или ангелов. 2. С помощью птиц небесных. 3. С помощью искусственных крыльев, пристегнутых непосредственно к телу. 4. На летающих колесницах».

Итак, летающие колесницы! Ясно, что колеса не играют принципиальной роли для движения в воздухе или в космическом пространстве, но вот как обеспечить полет, как устроить двигатель для небесного экипажа?

Самое любопытное, что вещее слово было сказано почти одновременно с выходом книги Уилкинса — в 1650 году молодой француз Сирано де Бержерак Савиньен (1619–1655) завершил свой знаменитый «Иной свет, или Комическую историю о государствах и империях Луны», изданный, однако, лишь 6 лет спустя.

«Иной свет» — это, прежде всего, уникальный фейерверк фантазии, блестящей игры с мысленными конструкциями, и еще — сатиры, сатиры, беспощадно разящей всякий интеллектуальный застой. В романе Бержерака подчас не так-то легко разделить пародию на домыслы ученейших схоластов и глубокие прогнозы образованного человека, скептическую насмешку и плодотворный бунт воображения.

Сначала герой Бержерака совершает забавный пробный перелет из окрестностей Парижа в Канаду: «Я обвешался множеством склянок с росою, а солнечные лучи устремились на них столь яростно, что тепло, притягивавшее склянки, подобно тому, как оно притягивает влагу, образуя огромные тучи, подняло меня на такую высоту, что я оказался выше средней сферы». Наконец, из Канады он отправляется на Луну на аппарате, представляющем собой настоящую многоступенчатую ракету-носитель: «Как только пламя уничтожало один ряд ракет — они были расположены по шесть штук — благодаря запалу, помещенному в конце каждого ряда, загорался другой ряд; таким образом, по мере того как селитра загоралась, опасность отдалялась и вместе с тем возрастала. Наконец селитра вся сгорела, и машина перестала действовать…»

Похоже, вот он — старт ракетно-космических идей! Да, хотя об этом можно говорить лишь с известной натяжкой. Когда вышли из строя пороховые ракеты, герой Бержерака успешно завершил путешествие лишь благодаря тому, что перед полетом случайно натерся… бычьим мозгом, и луна на Ущербе, высасывая эту мазь, притянула космонавта. Ракета попала в явно гротескный ряд со склянками росы и астрологической мазью, и это недаром. Собственно говоря, пороховые ракеты были изобретены в Китае примерно в 10 веке, они использовались преимущественно для организации фейерверков и немного в военном деле (в этом плане ракетные снаряды исторически старше обычной ствольной артиллерии). Позднее ракеты попали и в Европу, но применялись опять-таки в основном в развлекательных целях.

Что же имел в виду Бержерак — забавную игрушку, что-то вроде склянки с росой, или в приведенном фрагменте заключено выношенное научно-техническое предвидение? Согласиться со вторым вариантом очень непросто, тем более что впоследствии в ряд бержераковского космического транспорта попадают птицы, на которых прибыл на Луну некий испанец[98], а потом и кое-что позабавней. Луну бержераковский герой воспринимает как рай — разумеется, с должной иронией. Соответственно подаются и некоторые поступки обитателей рая. Библейский Адам бежит оттуда на Землю, остерегаясь гнева Господня, притом оригинальным способом — за счет потери веса от воспламенения воображения, Ева — притягиваясь к Адаму, Енох возносится на Луну в дыме жертвенного костра, используя плащ для обеспечения мягкой посадки. Наконец, пророк Илия взлетает на железной телеге, подбрасывая вверх магнитное ядро, к коему телега непрерывно притягивается — совсем уж вариант в духе будущего Мюнхгаузена! Да и сам герой возвращается на Землю, будучи утащен дьяволом…

Можно долго ломать историко-научные и литературоведческие копья, но попробуем выделить главное — именно в романе Бержерака впервые — вольно или невольно — формулируется прообраз вполне реалистической космической программы, реалистической не только по целям (полет на Луну, обнаружение внеземной цивилизации), но и по средствам (многоступенчатые ракеты). Разумеется, это проект писателя, фантаста и сатирика, а не профессионального ученого, лишь контур проекта, однако контур, успешно проявленный будущим.

А будущее было не за горами. Уж Декарт рассуждал о достаточно быстром пушечном снаряде, способном не возвратиться после выстрела на Землю. В ньютоновской механике эта идея получает вполне четкое развитие. Вообразим себе пушку, стреляющую все более быстрыми снарядами, которые пролетают все большую дугу земной окружности, пока, наконец, не достигают самой пушки, облетев земной шар по окружности. Но ведь это настоящий приповерхностный спутник, и важно то, что в рамках ньютоновской механики нетрудно вычислить его минимальную скорость (1-ю космическую), как и скорость снаряда, способного уйти от Земли в межпланетное пространство (2-ю космическую). Но эти огромные — порядка 10 км/с — скорости, резко превосходящие все, что было достигнуто в артиллерийской стрельбе (не говоря уж о неспешном транспорте того времени), казались серьезнейшим, а подчас и непреодолимым препятствием для любого космического проекта. Нужен был целый комплекс открытий в математике, механике, химии — по сути, новый уровень технологической цивилизации, чтобы пройти путь от идеи пороховых ракет и общей оценки необходимых скоростей до реального запуска космического корабля…

Два с половиной века после Бержерака фантасты искали конкурентоспособные неракетные транспортные решения. В 1703 году Дэвид Рассен отправил своих героев на Луну с помощью гигантских качелей, установленных на высокой горе. Лет через 40 Эберхард Киндерман стал литературным первооткрывателем марсианской трассы, заставив взлететь корабль на вакуумной сфере.

И опять повезло социально-сатирической фантастике — в 1752 году, примерно к столетию выхода бержераковского романа, блестящий лидер французского Просветительства Франсуа-Мари Вольтер (1694–1778) выпустил в свет своего «Микромегаса». По-видимому, здесь впервые идея космических путешествий вырвалась в межзвездный и даже галактический масштаб. Вольтеровский Микромегас, существо 40-километрового роста, обладатель тысячи органов чувств, срок жизни которого доходит до 10 миллионов лет, отправляется в путешествие с родной планеты вблизи Сириуса. Способ его перемещения весьма оригинален — в какой-то степени шутка Вольтера предвосхищает перспективные идеи фантастов 20 века, ибо Микромегас «…оседлав солнечный луч, иной раз прибегнув к помощи какой-нибудь кометы, переправлялся вместе со своими слугами с планеты на планету». Так, изъездив весь Млечный Путь, он однажды оказывается на Сатурне и обнаруживает там «карликов», раз в 20 меньших его самого. Потом вместе с одним из обитателей Сатурна Микромегас устремляется к Земле, и тут новые друзья лишь с большим трудом выясняют, что планета-малютка обитаема, более того — на ней есть разумные создания…

В 19 веке Эдгар По послал Ганса Пфалля на Луну на воздушном шаре, заполненном неким таинственным газом (в 37,4 раза легче водорода), Жюль Верн выстрелил капсулой с экипажем из гигантской пушки «Колумбиады», а его соотечественник Паскаль Груссе (писатель-коммунар, печатавшийся под псевдонимом Андре Лори) решил проблему предельно изящно — его герои притянули Луну мощным магнитом[99]. Даже в 20-х годах нашего века практически одновременно со стендовыми испытаниями первых реальных ракет Андрей Платонов придумывает своеобразную центробежную пращу, развивающую до 16 тысяч оборотов в секунду, и с ее помощью гениальный неудачник инженер Крейцкопф забрасывается к Луне…

Но все средства, за исключением полушуточных бержераковских ракет, так или иначе, уходили в архив — они опровергались элементарными расчетами[100]. Впрочем, и ракета казалась ученым 19 века средством довольно фантастическим — те скорости и мощности двигателя, которые требовались для отрыва от Земли, были далеки от реальных возможностей техники. А главное, космический полет представлялся скорее результатом какого-то эффектного открытия гениального одиночки, плодом частного мастерства в духе характерного для 19 века представления об истории науки и техники, представления, возросшего на примерах открытия законов природы с помощью «мотка проволоки, веревочки и сургуча», на примерах изобретения станков и машин талантливыми умельцами. Еще не было оснований воспринять грядущий космический старт как промежуточный финиш огромной научно-технической программы, где сведены в единую систему десятки областей науки и производства, где складываются воедино усилия многотысячных коллективов. Духовная атмосфера проблемы еще определялась психологией жюльверновских героев — изобрел, построил, полетел, и по их следам шли уэллсовский физик Кейвор и толстовский инженер Лось… Поэтому, когда в 1865 году французский писатель Ашиль Эро впервые забросил космонавтов на Венеру с помощью многоступенчатой ракеты, уже вовсе не шуточной, его идея отнюдь не воспринималась как сигнал о надвигающемся прорыве в космос, прорыве, до которого тогда оставалось менее столетия.

Между тем, к последней трети 19 века естественные науки достигли достаточной зрелости, чтобы приступить к планомерной осаде проблемы полета в безвоздушном космическом пространстве. Реактивный аппарат должен был стать решающим ударным звеном в этой осаде, ибо в нем заключался единственный тип движения, не требующий опоры в окружающей среде и вообще в таковой не нуждающийся. Подъемную силу самолета или воздушного шара не создать в слишком разреженной атмосфере. Для ракеты наоборот — чем выше окружающий вакуум, тем лучше.

Видимо, первым, кто осознал это на вполне научной основе, стал замечательный русский ученый Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935). На его долю выпала очень нелегкая судьба. В результате тяжелой болезни он с 9 лет стал глохнуть и к 14 годам практически полностью утратил слух. Весьма основательное общее и специальное физико-математическое образование Циолковский приобрел самостоятельно, и с 1880 года стал учительствовать в Калужской губернии, а позднее — в Калуге. Спектр увлечений молодого провинциального учителя поразителен — он разрабатывает основы кинетической теории газов, занимается биомеханикой и астрофизикой, предлагает проекты управляемого металлического дирижабля и поезда на воздушной подушке, обтекаемого аэроплана и аэродинамической трубы.

Но главное увлечение Циолковского, со временем превратившее его в подлинного пророка космической эры, было связано с принципом реактивного движения. Исходные шаги в этом направлении были сделаны им в 1883 году в рукописи «Свободное пространство», которую в то время так и не удалось опубликовать.

Систематическая и многоплановая работа приводит к впечатляющим результатам — в последнее десятилетие 19 века Циолковский строит теорию реактивного движения и намечает контуры реалистической программы космических исследований. Так, в изданной в 1895 году научно-фантастической книге «Грезы о Земле и Небе» он формулирует вполне оправдавшуюся впоследствии идею — на первом этапе исследований необходимо запускать искусственный спутник Земли. К фантастическому жанру Циолковский будет обращаться еще не раз, не стремясь, однако, достичь бержераковских литературных высот или жюльверновской занимательности. Для него фантастика — лишь одно из средств выразить свое видение будущего и привлечь внимание общественности к вполне научным проектам. Разумеется, искусственный спутник Земли и даже целая орбитальная станция — нечто менее впечатляющее в сравнении с полетами экипажей на Луну, Марс или далекие звезды, но суть в том, что спутники и орбитальные станции — технически необходимый этап любой реалистической программы выходы в космическое пространство. Заатмосферные баллистические броски и вывод спутников предшествуют межпланетным путешествиям подобно тому, как каботажные плавания исторически предшествовали прямому пересечению морей и плаваниям трансокеанским.

В 1903 году Циолковский публикует знаменитое «Исследование мировых пространств реактивными приборами», где дана развернутая картина космических исследований. В последующие десятилетия эта картина дополняется и уточняется — возникают проекты мощных ЖРД (жидкостных реактивных двигателей) на предельно эффективном химическом топливе, разработки конкретных проектов ракет и стационарных орбитальных станций, идеи замкнутого биологического цикла в космических кораблях и специальных систем мягкой посадки…

Уже в 20-х годах рождается расчет многоступенчатой ракеты — проект, который показал реальность достижения космических скоростей с помощью химического топлива. Именно та конструкция, которую Циолковский назвал «космическим поездом», и оказалась ключом к последующему запуску спутников и межпланетных кораблей.

Но, пожалуй, самым важным достижением Циолковского стала комплексность его программы, своеобразная космическая философия. Он впервые рассмотрел выход в космос, исходя не из любопытства одиночки или группки энтузиастов, а как крупнейшую социальную задачу, затрагивающую все человечество. Для духовно одинокого на протяжении многих десятилетий калужского учителя главное заключалось в решении земных проблем общества, и выход в космос он считал неизбежным этапом общечеловеческой эволюции, этапом, который позволит преодолеть пространственную ограниченность, грядущие демографические и экологические трудности. Ему грезилась трехмерная цивилизация, не ограниченная поверхностью земного шара, а свободно организующая все пространство Солнечной системы в обширную и обильную среду обитания. Лишь такого громадного масштаба сверхзадача способна была стимулировать устойчивый и даже нарастающий интерес общества к космическим полетам.

В этом плане можно сказать, что Циолковский творил истоки новых взаимоотношений человечества с Вселенной, истоки уже посткоперниковского мировоззрения. Большая область Вселенной — Солнечная система — начала выступать в иной ипостаси: не только как предмет визуально-астрономического изучения, но как потенциальная среда обитания, качественно отличная от той, которой человечество пользовалось на протяжении всей своей истории, среда, насыщенная искусственными конструкциями, творимая руками и разумом человека.

Именно такая точка зрения станет стартом для последней части этой книги, где нам необходимо будет разобраться в целях устремления к звездам и к поиску внеземных цивилизаций. А пока попробуем завершить краткое путешествие в историю космонавтики.

Циолковский был во многом первым, но отнюдь не единственным исследователем, обратившим внимание на возможности ракетных полетов.

Еще в 1881 году Николай Иванович Кибальчич (1853–1881), руководитель лаборатории взрывчатых веществ «Народной воли», находясь в заключении по делу об убийстве императора Александра II, разработал проект управляемого аппарата с пороховым реактивным двигателем.

В самом конце 19 века преподаватель Петербургского университета, а впоследствии заведующий кафедрой Петербургского политехнического института Иван Всеволодович Мещерский (1859–1935) построил подробную теорию движения точечного тела переменной массы[101], а Николай Иванович Тихомиров (1860–1930), в будущем один из основателей советской ракетной школы, предложил проект «самодвижущихся мин реактивного действия».

С начала 20 века к решению ракетной проблемы устремляется целое созвездие талантливых людей. В 1907 году этой проблемой увлекся американский инженер (а тогда еще студент Вустерского политехнического института) Роберт Годдард (1882–1945). Ему же в 1921 году впервые удалось осуществить стендовые испытания ЖРД на кислородно-эфирном топливе и через 5 лет провести в Вустере пробный запуск первой ЖРД-ракеты, работающей на газолине и жидком кислороде. Годдард стал своеобразным ракетным Эдисоном при жизни и по оставшимся архивным материалам на его имя было выдано 214 патентов в области ракетостроения!

Большой вклад в разработку идеи межпланетных полетов внес француз Робер Эно-Пельтри (1881–1957), создатель первого самолета-моноплана. Он первым приступил к разработке моделей оптимальных траекторий движения космического аппарата и схем испытания топливных смесей. Заглядывая в далекое будущее космонавтики, Эно-Пельтри построил теорию движения релятивистской ракеты и выдвинул идею использования ядерных двигателей.

В СССР Фридрих Артурович Цандер (1887–1933) и Сергей Павлович Королев (1906–1966) в 1931 году организуют знаменитый ГИРД — Группу по изучению реактивного движения, где проводятся успешные испытания ряда двигателей, и через 2 года стартует первая советская ЖРД-ракета ГИРД-09. В том же 1933 году ГИРД сливается с тихомировской гидродинамической лабораторией в Ракетный научно-исследовательский институт (РНИИ), организацию, заложившую глубокие теоретические и экспериментальные основы будущих советских космических программ.

В Германии начинают экспериментировать с реактивными аппаратами Герман Оберт (р. 1894), сумевший в 20-х годах независимо повторить результаты Циолковского, и Вернер фон Браун (1912–1977).

В 30-е годы проблемы создания ракет начинают переходить в более практическую плоскость. Этому в немалой степени способствовал интерес военных — реактивные снаряды стали рассматриваться как потенциально эффективное средство ведения боевых действий, идущее на смену традиционной ствольной артиллерии, или, во всяком случае, как средство, способное решать те задачи, которые не под силу артиллерии и авиации. Это не слишком приятная полоса в истории создания космической техники, но она имела место и объективно обеспечила приток в эту сферу огромных финансовых, интеллектуальных и промышленных ресурсов. Как говорится, из песни слова не выкинешь, не отбросишь и того, что первая ракета дальнего действия Фау-2 была создана Вернером фон Брауном в 1944 году в военно-исследовательском центре Пенемюнде с целью переломить ход второй мировой войны и предотвратить разгром фашистских режимов. Страшно подумать о том, что немецкие ученые-ядерщики могли проявить не меньшую патриотическую инициативу и снабдить пресловутые Фау соответствующими зарядами…

В течение первого послевоенного десятилетия были разработаны достаточно мощные двигатели, эффективные топливно-окислительные смеси и надежные системы управления. Баллистические ракеты поднялись на сотни километров, и стало ясно, что рубежи первой и второй космической скорости вполне преодолимы.

4 октября 1957 года (дата, практически совпадающая со столетием рождения Циолковского) — начало космической эры. В этот день на орбиту был выведен первый советский искусственный спутник Земли. Этот сравнительно скромный аппарат — шар радиусом 29 см и массой 83,6 кг, начиненный радиоаппаратурой и двигавшийся на высотах от 228 до 947 км, — настоящий подвиг коллектива, возглавляемого Королевым, организатором и руководителем первых советских космических программ.

Примерно через месяц на орбиту вышел второй советский ИСЗ, который стал и первым биологическим спутником — на его борту находилась собака Лайка. Это был необходимый этап для осуществления выхода человека в космическое пространство.

Этот важнейший шаг был сделан 12 апреля 1961 года, когда на орбиту ИСЗ вышел корабль «Восток-1», пилотируемый Юрием Алексеевичем Гагариным (1934–1968). За 108 минут исторического полета человечество вслед за советским космонавтом перешагнуло порог неведомого, порог древней мечты.

А 21 июля 1969 года первым ступил на поверхность Луны американский космонавт Нейл Армстронг (р. 1930), пробывший вне лунной кабины 8476 секунд — почти 2,5 часа[102].

Таковы, на мой взгляд, 4 важнейшие вехи космической эры. На самом деле и между отмеченными здесь достижениями и после них были получены замечательные результаты.

Советские и американские аппараты осуществляли посадку не только на Луне, но и на Марсе и на Венере. «Маринер-10» подходил к Меркурию, «Луна-1» стала первым искусственным спутником Солнца, «Пионер-10» прошел вблизи Юпитера и, передав на Землю важную информацию, впервые отправился в межзвездное путешествие, унося на борту золотую табличку, на которой записаны сведения о нашей планете — своеобразную визитную карточку землян, предназначенную неведомой инопланетной цивилизации. Вслед за ним устремились «Пионер-11», 1-й и 2-й «Вояджеры», чтобы собрать информацию о Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне и тоже унести послания землян за пределы Солнечной системы.

Недалек тот час, когда люди отправятся на ближайшие планеты. Для этого прежде всего отрабатывается длительное пребывание человека в условиях корабля и в открытом космосе. Ведь при полете, скажем, к Марсу — а он и является реальной очередной целью высадки — не отделаешься 1–2 неделями, речь пойдет о годах. Исследования, связанные с длительным пребыванием космонавтов вне Земли, активно ведутся, и их результаты — особенно это касается многомесячных работ на советских орбитальных станциях — весьма обнадеживают.

Разумеется, такая программа, как полет экипажа на Марс, не решится в ближайший год-два. Стоимость марсианского проекта раза в 3 выше, чем лунного, то есть программы высадки людей на Луну «Аполлон», стоившей порядка 30 миллиардов долларов. Не исключено, что для марсианской трассы придется ввести в действие космические корабли с ядерно-плазменными двигателями. Но так или иначе марсианский вариант может осуществиться уже на рубеже 20-21-го столетий.

Можно было бы еще многое сказать о блестящих результатах космонавтики и о дерзких проектах вполне обозримого будущего. Все это в какой-то степени укладывается в образную формулу, содержащуюся в знаменитых словах Нейла Армстронга: «На Луне мы походили на пятилетних мальчишек в кондитерской лавке. У нас разбежались глаза, надо было сделать так много». Эта формула неплохо передает ощущение колоссально расширившегося мира, ощущение людей начала космической эры.

Попробуем определить главные итоги этого раздела.

Выход в космическое пространство открыл путь к мощному рывку астрономии в новые спектральные диапазоны, к наблюдениям, которые ранее не были доступны из-за атмосферы, непроницаемой для многих типов излучения. Это уже принесло ряд выдающихся результатов — от открытия рентгеновских источников до недавнего обнаружения заплутонового кольца (вероятней всего, второго астероидного пояса Солнечной системы) с помощью инфракрасного телескопа, установленного на спутнике.

Открылся путь и к непосредственному, контактному исследованию небесных тел. Это уже оказало заметное влияние на космогонические модели и потребовало перестройки теории планет.

По значимости появление космических обсерваторий — событие не меньшего масштаба, чем создание в 17 веке обсерваторий телескопических, открывших нам совершенно новую Вселенную. Ясно, что в ближайшее время круг достижений заметно расширится. На очереди грандиозные проекты стационарных внеземных обсерваторий и телескопов с базой космического масштаба, которые позволят разглядеть тончайшие детали строения Вселенной — от планет у ближайших звезд до структуры квазаров, а главное — увидеть много неожиданного, обитающего пока в пограничье астрофизических моделей и самой смелой фантастики. Не исключено, что не столь уж далекие потомки будут с уважительным трепетом читать о тех «допотопных временах», когда телескопы были ограничены толстой земной атмосферой и люди азартно обсуждали проблему марсианских каналов, не имея возможности слетать на одну из ближайших планет и как следует покопаться на ее поверхности. Но ведь и мы, уже сделав шаг в постгалилееву эпоху, с немного ироническим сыновним почтением взираем на труды и гипотезы классиков дотелескопической астрономии… Именно эту новую эпоху пророчествовал Циолковский в 1912 году: «Только с момента применения реактивных приборов начнется новая великая эра в астрономии эпоха более пристального изучения неба».

Выход в космос заставляет по-новому взглянуть на проблему взаимодействия человека с Вселенной. Мы стоим на пороге создания искусственных конструкций космического масштаба, то есть реорганизации больших участков космического пространства по своему усмотрению. Как и во имя чего это осуществлять? Ограничится ли наша экспансия Солнечной системой или надо готовить идейную основу для прорыва в иные звездные миры? Выход в масштабы межзвездных и галактических порядков — крайне нетривиальная проблема, и на ее решение нельзя механически опрокидывать опыт освоения ближайших космических окрестностей. Даже вездесущие и всеопережающие фантасты решились повторить вольтеровские идеи совсем недавно — лишь в 1928 году («Космический жаворонок» Эдварда Смита и «Сталкивающиеся светила» Эдмонда Гамильтона).

Для того чтобы в сколь-нибудь обозримом будущем последовали и реальные попытки такого рода, нужна особая сверхзадача, скорее всего, не сводящаяся к завоеванию дополнительного жизненного пространства для землян. Станет ли такой сверхзадачей эволюционное расщепление земной цивилизации и Контакт с цивилизациями внеземными — попытка включить человечество в единую систему космической культуры?

Обсуждение этих глубоких проблем мы отложим до последних глав книги. А сейчас хотелось бы подвести некоторые итоги I части — исторического обзора взглядов на Вселенную.

Итоги путешествия

На этом мы в основном завершаем путешествие в прошлое космологических представлений. Небольшие исторические экскурсы придется использовать и в следующих частях, но они добавят к пройденному не так уж много.

По пути наверняка кое-что упущено. Сотнями интересных фактов и десятками имен можно было бы дополнить рассказ о развитии астрономии, не говоря уж о совсем фрагментарно поданной картине общеисторического фона. Однако, пытаясь объять необъятное, мы, вероятней всего, понесли бы еще большие потери.

Главное, что следовало извлечь из путешествия по далеким временам, крупномасштабная картина эволюции модели Вселенной. Отталкиваясь от простенькой, но неплохо соответствующей наблюдаемому миру схемы трех типов мышления: магико-тотемического, религиозного и научного, мы сумели отыскать нечто полезное — выяснилось, что указанные типы образуют эволюционную цепочку. Эта цепочка выстраивалась в сильной взаимосвязи со взглядами на Вселенную. Три заместивших друг друга картины устройства космоса, конечно, отражают изменение типов мышления, но и являются сильнейшими стимулами такого изменения. Крупнейшие исторически зафиксированные переходы от магии к религии и от религии к науке сопровождались появлением принципиально новых точек зрения на небо и небесные явления. Но эти переходы в значительной степени и совершались «через небо». Общий вывод, связанный с данным подходом, выглядит так. Новые типы мышления возникают благодаря качественному усложнению их носителей — социальных структур, что в свою очередь происходит за счет освоения новых рубежей практики. Мышление по характеру фиксируемых им образов социоморфно. Другое дело, что в конкретных условиях разные элементы социальной практики представлены по-разному.

В доступных историческому исследованию рамках мы сразу сталкиваемся с социоморфностью мышления, а через это и с социоморфностью модели Вселенной.

Тотем австралийского аборигена или бушмена, символ локальной группы образ, бесспорно, социоморфный. Человек в какой-то степени лучше воспринимает свой род, чем себя индивидуально. Правила поведения относительно тотема (по сути, неявные законы поведения человека в обществе) крайне далеки от современной логики, но объективно полезны.

Однако тотему, как и любым внешним факторам, разрешается своевольничать как угодно — нет предписанных общих законов. Сообразно с этим за любым явлением может угадываться совершенно особый механизм поэтому отсутствуют законы, стягивающие сколь-нибудь широкий круг явлений окружающего мира.

В обществах с развитой иерархической структурой социоморфизм космических представлений просматривается довольно легко. Пантеон всегда выглядит, как царский двор во главе с более или менее своевольным монархом. Суть не в его тотемном образе Солнца или Пернатого Змея, или антропоморфности в духе Мардука или Зевса, суть в системе отношений богов между собой и с людьми. Образец Римской империи с ее весьма совершенной для античности юриспруденцией и могучей централизованной властью в слиянии с монотеизмом христианства, а потом ислама стал основой модели бога-императора, абсолютного самодержца, ни с кем не делящего свою власть, но снабдившего Вселенную (свою империю) системой абсолютных законов. Познавать их и восторженно им подчиняться — такова была установка христианской и мусульманской церквей, сулящая весьма практические блага и моральное удовлетворение. Эта установка и определила уровень развитого религиозного мышления, можно сказать, главное его направление[103].

В эру научного мировоззрения Вселенную стали изучать прежде всего как гигантскую машину с мощной энергетикой. Объективные законы ее функционирования — так называемые законы природы[104], подлежащие экспериментальному обнаружению и теоретической привязке ко всей системе знаний, стали символом нового мировоззрения.

Может показаться, что социоморфизм такого рода неполноценен техносфера представляет собой лишь подсистему любой социальной структуры. Пытливый читатель сумеет сформулировать вопросы: а не соответствует ли наш уровень чему-то вроде фетишизма этой подсистемы? А где же место человека, вообще мыслящего социального организма?

И все это вообще-то правда. Мы действительно фетишизируем машины, а до недавних пор и не стеснялись рекламировать такой подход, развивая мифы о мыслящем венце мироздания, вооружающемся все более мощной техникой, о безграничном покорении природы и неисчерпаемых ресурсах всего и повсюду.

Мы пытались навязать познанию внесоциальные критерии, когда оно вышло на особо опасный и необычайно стремительный вираж, пытались, вроде бы отвергая примитивные теистические доктрины, но все-таки наивно полагая, что чья-то мудрая рука остановит нас за секунду до последнего смертоносного эксперимента… Сейчас хорошо видно, что розовой магии безграничностей и неисчерпаемостей приходит конец. Когда развитие техносферы достигло уровня, угрожающего существованию социальных организмов и между прочим самой техносферы в масштабах планеты, неизбежно вступают в игру мощнейшие социальные силы, которые должны перехватить управление выходящими из-под контроля факторами. Другого варианта просто нет, если предполагать долгосрочную и успешную эволюцию человечества более важной целью, чем удовлетворение имперских притязаний или чистого любопытства.

В связи с этим отмеченную неполноценность социоморфизма на уровне научного мировоззрения можно считать временным явлением. Вселенная (а в частности Земля и ее окрестности) должна выглядеть не просто суперавтоматом, но и системой, пригодной для существования хотя бы земной цивилизации и созданной ею культуры, более того, системой, искусственно регулируемой в тех или иных масштабах.

Наконец придется осознать и тот общий факт, что мы видим Вселенную сквозь линзу именно земной социальной практики в самом широком смысле, включая сюда и биосоциальный уровень нашего развития и соответствующие этому уровню технические структуры. Это дает лишь одну из возможных систем отсчета, и нельзя приписывать именно нашей системе уникальную объективность видения мира. Иначе никогда не удастся всерьез поставить и решить такую грандиозную проблему, как Контакт с внеземными цивилизациями. В силу иной социокультурной и даже биологической конституции наши будущие партнеры могут иметь совершенно иные представления по поводу одних и тех же событий, вовсе не совпадающие с представлениями земной науки. Не отказавшись от геоцентризма своего мировоззрения, мы попросту не сумеем их понять. И именно такая цель — понимание в масштабах Контакта — послужит маяком для попыток последовательного выяснения социоморфной природы наших знаний.

Так и вырисовывается круг задач для дальнейших глав этой книги. В III части мы попробуем заглянуть в картину Вселенной, соответствующую уровню Контакта, а ближайшая задача — ознакомиться с некоторыми современными моделями космологии и астрофизики.

Часть II: Космологический сценарий

Глава 7: Вокруг большого взрыва

Как жаль, что Господь не посоветовался

со мною, когда он творил Вселенную!

Он, может быть, установил бы в ней

более простой и разумный порядок.

Альфонс Кастильский Мудрый

Осторожно на повороте!

Сейчас сюжет этой книги делает довольно резкий поворот. До сих пор мы более или менее неспешно путешествовали по истории космических взглядов. Пора переходить к тому, ради чего это делалось, — к изложению современной точки зрения на эволюцию Вселенной. Мы попробуем сначала построить достаточно последовательную картину так называемой стандартной или эталонной модели эволюции, а лишь потом уйти в обсуждение тех или иных дискуссионных моментов.

В процессе ознакомления с последующим материалом стоит иногда заглядывать в приложения — особенно это касается элементарных частиц. И, конечно, хочется верить, что терпеливый читатель преодолеет некоторую жестокость текста ближайших глав.

Итак, к делу!

Стандартная модель

В промежутке от 15 до 20 миллиардов лет назад с первоначальным состоянием Вселенной — будем называть его Сингулярностью — что-то произошло. Пространство и заполняющая его материя как бы вырвались из точки и стали расширяться. Такое явление иногда называют Первовзрывом, или Большим Взрывом[105]. Этот красивый образ математически оправдан тем, что в нулевой момент времени плотность материи становится бесконечной[106] (½(t) = 3/32πGt^2), но его нельзя слишком прямо ассоциировать с обычным взрывом заряда в пространстве. Здесь расширяется именно все пространство Вселенной, а в наблюдательном отношении это выглядит как разбегание вещества, увеличение расстояний между любой парой точек.

Двухмерный аналог картины расширения вселенной (в замкнутой модели)

Все точки заштрихованной области, ограниченной горизонтом, могут быть связаны с наблюдателем А световыми сигналами.

То, что происходило до Сингулярности, непосредственно в ней и примерно вплоть до 10-7-10-5 с, относится — точнее, до недавних пор относилось! — к области более или менее свободного полета мысли. По истечении одной десятимиллионной доли секунды можно рисовать довольно конкретные картинки. Вещество очень высокой плотности находится в состоянии весьма горячего (Т ~ 10^14 К) «супа» из кварков, лептонов и фотонов, которые движутся как частицы идеального газа со световыми скоростями.

Когда температура падает до 10^12 К (t ~10-5 с), плотность вещества становится порядка той, которая характерна для атомных ядер и адронов. Вероятно, где-то на этом этапе и протекает образование адронов — кварки отходят друг от друга на предельно большие средние расстояния и поневоле сливаются в адронные структуры.

Начиная с этого момента, можно определенно говорить о горячей смеси адронов, лептонов и фотонов, причем последние довольно долгое время играют основную роль.

Через 200 секунд после Первовзрыва температура падает до миллиарда градусов, средняя кинетическая энергия частиц уже невелика — ее не хватает для рождения лептонных пар, а тем более адронов. Теперь протоны и нейтроны могут объединяться в простейшие составные ядра дейтерия, не рискуя немедленно развалиться в слишком горячей среде. Начинается эра нуклеосинтеза.

Дейтерий сам по себе очень нестабилен, но в результате столкновений с протонами и нейтронами он может превращаться в гелий-3 или в тритий. В свою очередь, гелий-3 подбирает нейтрон, а тритий — протон, образуя весьма стабильные ядра обычного гелия-4. За несколько последующих минут практически все нейтроны расходуются на гелиосинтез или распадаются (бета-распад: (n " p + e-+ ν). Завершается аннигиляция античастиц.

Более тяжелые ядра образоваться попросту не успевают. Это связано со «щелями» в Периодической системе элементов Менделеева — отсутствием стабильных ядер с 5 или 8 нуклонами. Иными словами, присоединение к гелию протона или нейтрона или слияние двух ядер гелия не ведут к усложнению ядерной структуры.

Следующий структурный уровень появляется много позже — примерно через 700 тысяч лет после Первовзрыва. Температура падает настолько, что возможен синтез атомов водорода и гелия из соответствующих ядер и электронов. Фотоны уже не настолько энергичны, чтобы легко выбивать связанные электроны.

Так разрывается связь между первичным излучением и веществом. У фотонов просто не хватает энергии на ионизацию атомов, с электрически же нейтральными объектами они не взаимодействуют. Поэтому фотоны начинают распространяться практически свободно — Вселенная становится как бы прозрачной для них.

Отсюда и берет начало так называемая эра доминирования вещества, которое пока выглядит как примитивная смесь водорода и гелия в пропорции примерно 7: 3. Первичное фотонное и, видимо, нейтринное излучения, постепенно охлаждаясь, превращаются в реликты — живые памятники великим событиям первых мгновений.

Наступающую эру можно также назвать и космогонической — именно теперь гравитация формирует галактики и звезды.

Но перед обращением к этой очень интересной фазе стоило бы обсудить кое-какие космологические и околокосмологические проблемы.

Что ожидает Вселенную?

Всякая космологическая теория пытается увязать самые общие свойства распределения материи в сегодняшней Вселенной с картиной, соответствующей наиболее ранним эпохам, но непременно заглядывает и в далекое будущее. Что касается будущего, стандартная модель предлагает на выбор два варианта замкнутый и открытый.

Замкнутая Вселенная похожа на поверхность расширяющегося воздушного шарика, но, разумеется, это лишь двухмерная аналогия. Со временем такая Вселенная должна достичь максимального размера, после чего она будет сжиматься. Для наблюдателя это выглядело бы как постепенное исчезновение красных смещений в спектрах галактик. В какой-то момент они сменились бы постепенно усиливающимися фиолетовыми смещениями.

Температура Вселенной начинает возрастать, что неизбежно ведет к распаду структур — от живых организмов до галактик. Разогревшееся реликтовое излучение вступит во взаимодействие с веществом, обдирая электронные оболочки атомов, распадутся атомные ядра, снова образуется горячая смесь из электронов, фотонов, нейтрино и протонов, появится заметное количество античастиц, потом фотон-лептон-кварковый бульон, и, наконец, за миллионную долю секунды Вселенная уйдет в Сингулярность[107].

Другой вариант — безграничное расширение Вселенной, когда она будет все более и более остывать, стремясь превратиться в холодное море фотонов и нейтрино с небольшой примесью других частиц. Видимо, сколь-нибудь сложная организация материи должна исчезнуть, и единственной отрадой в этой картине является то, что переход в состояние полного вымораживания будет длиться довольно долго: по разным оценкам от 10^30 до 10^70 лет.

Выбор между двумя вариантами будущего сводится к оценке современной плотности вещества, вернее, соотношения этой величины с так называемой критической плотностью (½ кр = 3H^2/8πG B 4,7.10-30 г/см^3 (при Н = 50 км/сМпс =1,62.10–18 с-1)[108]. Если ½ > ½кр, то имеет место первый вариант, и расширение неизбежно сменится сжатием. Если ½ меньше ½кр, расширение будет неограниченным.

Для пояснения разницы можно использовать аналогию со снарядом, запущенным с Земли. Если начальная скорость не очень велика (не достигает второй космической скорости), то кинетической энергии снаряда не хватит на преодоление тяготения, и он упадет назад или превратится в искусственный спутник. Наоборот, при достаточно большой скорости он будет (без учета влияния других тел Солнечной системы) неограниченно удаляться от Земли. При использовании этой аналогии важно только помнить, что разбегание галактик связано с расширением самого пространства, тогда как «разбегание снаряда и Земли» рассматривается в обычном Ньютоновом пространстве…

Сделать окончательный выбор между двумя вариантами горячего или холодного будущего очень трудно — точность измерения Н и, следовательно, ½кр невелика. Но еще сложней оценить наблюдаемую плотность. Совсем еще недавно данные сводились к (совр. ~ (2?5).10–31 г/см^3, то есть Вселенная скорее соответствовала открытой модели. Однако эта плотность оценивалась преимущественно по запасам звездного вещества в галактиках. Считалось, что реликтовый фон фотонов и нейтрино дает вклад в плотность массы на 3 порядка меньше, и этим вкладом фактически можно пренебречь.

С открытием массы нейтрино ситуация может резко измениться. Если число нейтрино, приходящихся на один протон, сохранится на уровне одного миллиарда, то окажется, что в современную эпоху именно нейтрино дают основной вклад в массу Вселенной, и наблюдаемая плотность подскочит до критической черты[109]. С другой стороны, немалая доля массы должна быть сосредоточена в темных объектах — выгоревших звездах. Особые надежды возлагаются на черные дыры, которыми могли завершить свой путь многие звезды первого поколения. Систематическое обнаружение такого рода объектов опять-таки позволило бы поднять оценку наблюдаемой плотности. Но, как мы видели в главе 6, независимо от природы скрытой от наблюдения массы, ее уже обнаружили, и ее плотность, скорее всего, в десятки раз превышает ½совр.

Вообще, наметившаяся тенденция такова, что экспериментальное значение «константы Хаббла» (а значит, и критической плотности) систематически снижалось — в 10 раз за 50 лет! — а оценка средней плотности росла за счет обнаружения новых объектов или новых свойств. Поэтому сейчас закрытая модель с горячим финалом Вселенной представляется наиболее вероятным итогом исследований.

Обобщением закрытой модели является так называемая пульсирующая (или осциллирующая) Вселенная, где циклы расширения и сжатия бесконечно повторяются. Вселенная каждый раз возрождается из Сингулярности и, прожив несколько десятков миллиардов лет, гибнет в ней: что-то вроде буддийских эр, не так ли?

На самом деле выбор между одним или несколькими циклами существования Вселенной может иметь экспериментальный смысл лишь в том случае, если Сингулярность — нечто более сложное, чем в стандартной модели. Иными словами, она должна хоть что-нибудь пропускать из одной эры в другую, скажем, определенный тип элементарных частиц. Было бы очень приятно обнаружить в современном мире следы иных циклов и убедиться, что хоть какие-то объекты способны пережить Большой Взрыв. К сожалению, пока на это нет никаких указаний…

Однако изучение и очень раннего прошлого и финиша в закрытой модели показывает, что именно в Сингулярности кроются наиболее принципиальные проблемы современной космологии.

Сингулярность — классические проблемы

В сущности, Сингулярность, и с физической и с философской точки зрения, объект неудовлетворительный. Мир с бесконечной плотностью материи, стиснутый в одну единственную точку, — сугубо математическая абстракция. Скорее всего, Сингулярность отражает наше незнание истинных законов эволюции в моменты, близкие к Первовзрыву.

Глубокие теоретические исследования последних десятилетий показали, что Сингулярность в рамках эйнштейновской теории тяготения неизбежна — она содержится в общих решениях уравнений классической теории гравитации, а не является следствием каких-либо чрезмерных ее упрощений.

Одно время была надежда, что сингулярное состояние возникает просто из-за неаккуратного описания вещества. Ведь гипотеза о том, что в очень ранние моменты оно представляет собой идеальный релятивистский газ, отнюдь не самоочевидна. Оказалось, что учет так называемой объемной вязкости[110] действительно позволяет убрать Сингулярность. Можно даже представить дело так, что вся эволюция Вселенной выглядит как переход между двумя состояниями с постоянными и вполне конечными плотностями материи в начале и в конце.

Такая точка зрения легко бы вытеснила представления о Сингулярности, если бы за ее торжество не приходилось платить непомерную цену. Дело в том, что само предположение о выдающейся роли объемной вязкости в начальной фазе сверхгорячего вещества очень трудно оправдать данными о вязких средах. То, что вязкость может выйти на первый план в поздние космологические эпохи и даже определить будущее Вселенной, гораздо правдоподобней. Не слишком сильным, но приятным утешением для программы вязких моделей служит вытекающее из них предсказание, что благодаря почти незаметной в начале вязкости открытая Вселенная должна в далеком будущем перейти в стационарный режим с постоянной и, возможно, не слишком малой плотностью вещества.

Однако главным тормозом на пути такого рода борьбы с Сингулярностью оказались так называемые анизотропные модели.

Изотропия (равноправие всех трех направлений в пространстве) принята в стандартной фридмановской картине просто на основе того факта, что наблюдаемые на больших расстояниях галактики распределены равномерно по всем направлениям. Изотропно, согласно современным данным, и реликтовое излучение. Значит, можно предположить, что, по крайней мере, с момента отрыва излучения выделенных направлений не было. Но сохранялось ли такое положение вплоть до Сингулярности — вот в чем вопрос!

А вдруг непосредственно после Первовзрыва Вселенная была резко анизотропной, и за какие-то доли первой секунды следы неэквивалентности направлений затерялись? Уравнения Эйнштейна или какие-то общие соображения такую возможность вовсе не исключают. Ясно, что она не самая простая, но простота — не тот аргумент, когда речь идет о весьма серьезном обобщении.

Отнюдь не обязательно, чтобы пространство вышло из точки сразу в привычной 3-мерной форме, одно или два независимых направления в нем сначала могли быть заметно подавлены. Это порождает очень интересные и глубокие исследования ранней Вселенной, даже независимо от несколько фантастической гипотезы эволюции размерности физического пространства.

Анизотропия начисто забивает сколь угодно сильную вязкость в пределе t (0, и Сингулярность восстанавливается. Именно с помощью анизотропных моделей удалось выяснить характер общих решений эйнштейновских уравнений в самые ранние моменты и показать, что особая точка из них не устраняется. Это в какой-то степени возвращает проблему Сингулярности к исходным позициям, однако с очень важным дополнением, судя по всему, решить ее в рамках классической теории гравитации вообще нельзя.

В свою очередь, анизотропный подход породил серьезную физическую проблему — в лабораторных экспериментах ничего подобно неравноправию пространственных направлений пока не наблюдалось. Не исключено, что никаких современных проявлений анизотропии пространства измерить нельзя ни в галактических, ни тем более в земных масштабах. Информация о ней может быть запечатана лишь в реликтах самых первых мгновений, скажем, в гравитационном излучении эпохи Первовзрыва. В таком случае мы столкнулись бы с чисто космологическим законом физики, практически не играющим роли в меньших масштабах.

Нечто специфически космологическое использовалось теоретиками и раньше. Сам Эйнштейн строил в 1917 году первые космологические решения своей теории в виде статического распределения вещества в пространстве положительной кривизны. Для этого ему пришлось дополнить свои уравнения, вводя в них особую размерную константу (так называемый «космологический член» или «λ — член»). Фактически с этой константой в физику должна была войти новая сила отталкивания, не имеющая аналогий в ньютоновском законе тяготения и заметная только в космологических масштабах. Эйнштейн сам характеризовал это обобщение, как «неоправдываемое нашими действительными знаниями о гравитации».

Его решение описывало в среднем вечный и неизменный мир, где вообще не было никаких неприятностей, вроде Сингулярности. То, что этот мир скучен, а λ — член выглядит искусственно, полбеды. Хуже другое — в нем нет эффекта Хаббла, и он неустойчив по отношению к самым малым возмущениям. Любое такое возмущение неизбежно подтолкнуло бы его к сжатию или расширению, независимо от наличия или отсутствия λ — члена. Поэтому модели Фридмана и Лемэтра практически без боя вытеснили статическую модель[111].

Однако традиция, связанная с изменением самих уравнений гравитационного поля, нашла продолжение в десятилетия, последовавшие за хаббловским открытием. Слишком малый возраст Вселенной, полученный в первых измерениях, открыл путь очень любопытной идее: «константа Хаббла» — это настоящая константа, и к возрасту Вселенной она вообще отношения не имеет. Вселенная вечна, ее средняя плотность постоянна, а разбегание галактик эту плотность не снижает, поскольку повсюду происходит творение вещества со скоростью порядка 1 протона в секунду в кубике объемом 300 млн. куб. км.

Иными словами, имеет место как бы компенсирующее впрыскивание частиц, возникающих «из ничего».

Эта теория стационарной Вселенной появилась в 1948 году, в трудное для космологии время, предложив решение не только загадки возраста, но и вроде бы радикально устранив проблему Сингулярности. Исключалась сама постановка вопроса о начале и конце Вселенной, и это привлекло к стационарной теории многих сторонников. Но, пожалуй, сыграл свою роль и красивейший физический элемент — формулировка Абсолютного Космологического Принципа.

Речь идет вот о чем. Модели Фридмана и Лемэтра основаны на наблюдаемых однородности и изотропии распределения материи. В 1935 году профессор астрофизики Оксфордского университета Эдвард Артур Милн (1896–1950) показал в своей книге «Релятивизм, гравитация и структура мира», что этих свойств, отнесенных к пространству, вполне достаточно, чтобы объяснить эффект разбегания галактик, даже не привлекая более детальные модели. Милн назвал требования однородности и изотропии пространства Космологическим Принципом, полагая, что наблюдатель должен видеть Вселенную в очень больших масштабах совершенно одинаковой с любой галактики, выбранной в качестве наблюдательного пункта. Это блестяще продолжало линию Кузанца и Коперника по преодолению геоцентризма. Не только Земля и Солнце, но вся Галактика (как, впрочем, и любая другая галактика) не должна быть чем-то выделена в предельно большом пространственном объеме.

Авторы стационарной модели английские астрономы Герман Бонди и Томас Голд пошли еще дальше. Они предположили, что Вселенная выглядит одинаково не только из любой точки и в любом направлении, но и в любой момент времени. Это и есть Абсолютный Космологический Принцип, согласно которому мы не можем иметь каких-либо наблюдательных преимуществ (или недостатков!) не только перед возможными разумными соседями, но перед всеми предками и потомками. Конечно, понимать этот принцип следует сугубо усредненно как в пространстве, так и во времени, рассматривая масштабы, в которых галактики выглядят разреженным газом, и промежутки времени, существенно превышающие возраст любых конечных объектов. Иными словами, в этой картине не исключаются эволюционные процессы для сколь угодно крупных структурных элементов Вселенной: они могут рождаться, двигаться и умирать, лишь бы вся Вселенная в целом не меняла своих общих свойств.

Несколько по-иному подошел к проблеме Фрэд Хойл, дополнив уравнения Эйнштейна гипотетическим С-полем. Здесь крылась идея конкретизации процессов непрерывного творения вещества. Однако С-поле осталось экспериментально неподтвержденной гипотезой, и возник просто еще один вариант стационарной модели.

Конечно, непрерывное творение вещества — самое любопытное свойство стационарных моделей. Вовсе не обязательно, чтобы в каждых 300 млн. куб. км рождалось именно по одному протону — это верно лишь в среднем, в масштабе всей Вселенной.

Скорость генерации нового вещества может быть выражена не только в «протонах», но и в «звездах» (1 звезда типа Солнца в год в кубике размером 100 тысяч световых лет), в «галактиках» (1 галактика в год в области размером 1 миллиард световых лет), и, наконец, во «Вселенных» (1 наблюдаемая Вселенная за 10 млрд. лет в области размером 10^28 см!).

Иными словами, никто не запрещает веществу рождаться отдельными протонами или в виде целой Вселенной. Последнее как раз и соответствовало бы наблюдаемому космологическому Первовзрыву. Поэтому фактически стационарная картина демонстрирует нечто вроде постоянно возобновляемого взрыва, распределенного по случайным точкам пространства. На любом уровне частиц, звезд или Вселенной — механизм отдельного взрывчика необходимо пояснять в том же духе, как и единственную Сингулярность в моделях Фридмана и Лемэтра. И удивляться рождению протонов из ничего следует ничуть не больше, чем единому Первовзрыву в стандартной модели.

Когда благодаря успехам внегалактической астрономии выяснилось, что ядра галактик обладают высокой активностью — там происходят какие-то чрезвычайно мощные процессы, стало даже казаться, что обнаружены как раз те места, где происходит творение вещества со всеми сопровождающими его бурными энергетическими проявлениями.

Но пока шли споры о природе этих проявлений, радиоастрономы открыли реликтовое излучение и квазары. Это была отличная демонстрация того факта, что в отдаленном прошлом картина Вселенной довольно сильно отличалась от наблюдаемой ныне. Именно эти открытия нанесли, выражаясь мелодраматическим слогом, жестокий удар по стационарной модели.

Предпринимались попытки спасти ее. Скажем, реликтовое излучение пытались связать с большим числом каких-то звездоподобных источников соответствующей яркостной температуры. Но такие источники до сих пор не обнаружены, и малоправдоподобно, чтобы они могли так равномерно окружать Землю, создавая крайне изотропный 3-градусный фон.

Сторонники стационарной картины довольно долго отстаивали близость к нам квазаров, считая их более или менее заурядными объектами, не имеющими отношения к космологической эволюции. Большое красное смещение в их спектрах связывалось со сверхсильным гравитационным полем на поверхности этих объектов. Но опять-таки удалось установить, что квазары находятся на космологических расстояниях и очень быстро убегают от нас. Сейчас увязать все известные факты со стационарной моделью практически невозможно. Активность же галактических ядер вовсе не обязательно объяснять новым физическим законом, вроде непрерывного творения.

Заключение таково, что вся наблюдаемая часть Вселенной участвует в эволюционном процессе на всех уровнях, и никаких выводов о ее принадлежности какой-то более крупной и в целом стационарной системе пока сделать нельзя.

Итак, проблему Сингулярности не удалось обойти ни более реалистическим описанием вещества, ни нарушением или напротив обобщением Космологического Принципа. Более того, обширные исследования убедили в неизбежности появления Сингулярности в классической теории тяготения. Как мы видели, все попытки борьбы с ней сопровождались по сути дела введением новых физических законов — будь то совершенно необычные свойства вещества (аномально большая вязкость или самопроизвольное рождение) или пространства (анизотропия), или особый характер гравитационного взаимодействия (λ — член). Это наталкивает на вполне реалистическую идею, что, ограничиваясь известной физикой, не конкретизируя механизм рождения «из ничего» (целой Вселенной или отдельного протона) проблему Сингулярности решить вообще не удастся. Видимо, в непосредственной близости к Сингулярности классическая теория гравитации становится принципиально неприменимой. И если говорить всю правду, теоретики знают об этом давно, практически с тех пор, когда стала развиваться релятивистская космология, а в некотором смысле и с еще более ранних времен.

Сингулярность и ее окрестности — квантовые проблемы

То, что квантовые закономерности могут играть важную роль в космологии, отнюдь не тривиальное представление. Когда говорят о Вселенной в целом, имеют в виду очень большие масштабы, в которых галактики выглядят, как пылинки. В таких масштабах обычно используется классическое описание.

Однако в космологии с Сингулярностью неизбежна такая эпоха, когда квантовые эффекты вовсе не малы: ими нельзя пренебречь ни в описании вещества, ни даже в интерпретации самого пространства-времени. Рассказ об этом придется начать немного издалека.

В физике известно множество постоянных, с помощью которых описывается поведение материи в самых различных процессах. Три из них явно выделены это скорость света в вакууме с, константа Планка ћ и гравитационная постоянная G[112].

Скорость света имеет самую прозрачную трактовку. Это просто предельная скорость распространения для любых процессов, несущих информацию.

С важнейшей константой квантовой теории ћ дело обстоит сложнее. В самых ранних вариантах квантовой механики она характеризовала минимальное действие — элементарную ячейку фазового пространства, занимаемого частицей. Фазовое пространство — это очень удобное в классической механике объединение координат и импульсов в некое единое многообразие. Однако развитие квантовой механики показало, что частица вообще не может характеризоваться одновременно измеренными координатой и импульсом, между погрешностями в их величинах всегда есть неустранимая корреляция — так называемое соотношение неопределенностей Δx. Δp Á ћ. Из-за этого описание в терминах фазового пространства оказывается лишь крайне приближенным. Кроме того, константа Планка с самого своего появления несла очень важную нагрузку, определяя, условно говоря, связь между корпускулярными и волновыми свойствами материи (например, через известные эйнштейновские выражения E = ћω, p = ћ/λ связывающие энергию и частоту, импульс и длину волны для фотона), а также определяла квант момента количества движения.

Похоже обстоит дело и с гравитационной постоянной. В ньютоновской картине все выглядело довольно просто: G считалась универсальной силовой характеристикой тяготения в соответствующем законе. В эйнштейновской картине ситуация изменилась, строго говоря, общая теория относительности описывает свободное движение вещества в искривленном пространстве-времени, а представление о силовом взаимодействии возникает лишь в Ньютоновом приближении (при с " ∞). Поэтому G входит в уравнение Эйнштейна просто через коэффициент, связывающий свойства пространства-времени с распределением материи Rik -1/2Rgik = - 8πG/c^4Tik), причем в комбинации 8?G/c4, называемой иногда эйнштейновской постоянной. Хотя общая теория относительности и усложнила интерпретацию G, но зато вывела ее в число самых фундаментальных констант природы (на одном уровне с ћ и с). Действительно, с точки зрения уравнений Эйнштейна G выглядит не просто как характеристика одного из взаимодействий, а как константа, определяющая влияние всех форм материи на структуру пространства-времени. Еще в 1899 году один из создателей квантовой теории Макс Планк (1858–1947) обратил внимание на следующее обстоятельство: из с, ћ и G можно выстроить фундаментальные постоянные с очень ясной физической размерностью: длины (lP = √G ћ /c^3 »1,6 .10-33 см), времени (tP = √G ћ /c5 » 5,4.10–44 с) и массы (mР = √ ћ c /G » 2,2.10-5 г)[113]. С их помощью все физические уравнения нетрудно привести к абсолютному масштабу, то есть сделать безразмерными. Другое дело, что единицы этого масштаба не слишком удобны в привычных для нас теориях реальный эксперимент в физике элементарных частиц и в астрофизике очень еще далек от планковских единиц. Скажем, взаимодействия элементарных частиц только сейчас начинают исследоваться на расстояниях порядка 10–16–10–17 см, и ясно, что до планковской области длин предстоит еще долгий и нелегкий путь[114].

Однако в космологии весьма правдоподобна гипотеза о том, что планковская область наверняка является барьером, за которым представления о пространстве-времени и о поведении вещества должны меняться самым радикальным образом. В связи с этим похоже, что с физической точки зрения Сингулярность станет псевдопроблемой, которая в последовательной квантовой теории гравитации отпадет как бы сама собой.

Такая смелая проекция наших очень поверхностных знаний о планковской области основана вот на чем.

Переходя от более или менее понятной эпохи адронного синтеза к все более ранним временам, мы попадаем в неопределенное положение. Можно, разумеется, верить, что ничего особенного в эти более ранние эпохи не происходит — вся материя остается очень концентрированным и горячим кварк-лептон-фотонным газом. Можно ожидать, что в какие-то моменты важную роль сыграют неоткрытые пока элементарные частицы. Иными словами, от вещества, сжатого до фантастически высоких плотностей, можно ожидать некоторых сюрпризов. Не исключено, что в достаточно ранние моменты кварки и лептоны окажутся далеко не столь элементарными, как они сейчас выглядят на ускорителях.

Но можно верить и в более фундаментальные изменения — структуры пространства-времени в малом. Теоретики заранее разработали несколько красивых схем квантованного пространства, где существенную роль играет новая мировая константа — фундаментальная длина l_0. На расстояниях l_0 и меньших обычные геометрические представления теряют смысл. Не ясна только пока конкретная величина l_0 — никаких ясных экспериментальных данных здесь пока не получено.

Единственное указание общетеоретического характера возвращает нас к планковскому масштабу. Очень трудно поверить, что в огромном интервале от уже исследованных расстояний до lP с пространством-временем ничего особенного не происходит, но не исключено, что поверить придется. По элементарным оценкам гравитационное взаимодействие между частицами на расстояниях порядка lP становится сильным, и рассматривать их движение на фоне пространства-времени с классической геометрией, скорее всего, бессмысленно.

Такого рода ситуация должна иметь место в эпоху t ~ tP, которой соответствуют ни на что привычное не похожие температура ТР ~ 1,4.10^32 К и плотность материи ρP ~ 5,2.10^93 г/см^3. Двигаться к более ранним моментам и к самой Сингулярности мы уже не имеем права — не ясно даже, как определить ось времени при t меньше tP. Задачу о Вселенной на этом уровне необходимо ставить строго в рамках квантовой теории. И возможно, самое любопытное, что нельзя ставить эту задачу как одночастичную, ограничиваясь уникальной Вселенной. Данное требование естественно для релятивистской квантовой теории, где любые объекты рассматриваются во множественном числе, они размножаются и гибнут в актах взаимодействия. Здесь лежит дорога к пониманию рождения Вселенной в большом, если не бесконечном, наборе миров, каждый из которых реализуется с определенной вероятностью — в общем, к вещам весьма фантастическим…

По-настоящему добраться до планковской области очень и очень трудно, как и построить последовательную квантовую теорию гравитации, чему на протяжении нескольких десятилетий посвящены усилия многих физиков и математиков. Попытки в этом направлении весьма впечатляющи и в некоторых случаях ведут к интересным заключениям, но главное пока впереди.

Полезно остановиться на одном более наглядном сигнале из планковской области, связанном с проблемой интерпретации фундаментальных констант. Возвратимся к G. Мы видели, что гравитационной константе повезло меньше, чем с (скорости света), имеющей совершенно прямую и наглядную интерпретацию. Очень похоже, что такое везение не случайно, а вытекает из непосредственной принадлежности с к планковской системе единиц, где она играет роль фундаментальной скорости, ограничивающей любую скорость передачи информации.

Так вот, из G и с легко образовать новую константу:

LP = c5/2G » 1,8.10^59 эрг/с = 1,8.10^52 Ватт,

имеющую вполне ясный смысл мощности или светимости, причем, по-видимому, предельной мощности, с помощью которой можно передать информационный сигнал[115]. Важно, что она естественно входит в планковскую систему (как фундаментальная мощность), но не содержит постоянной Планка, то есть может быть замечена в классической теории.

Простой обзор светимостей звезд, галактик и квазаров говорит нам о том, что ни один из этих объектов и близко не подходит по светимости к пределу LP. Для типичной звезды Солнца L(~ 3,8.10^33 эрг/с характерная светимость галактик и квазаров не превышает 10^43–10^45 эрг/с. Суммарную светимость всех галактик можно оценить величиной 10^55–10^56 эрг/с, что все еще в тысячи раз меньше LP. Иными словами, ограничительная роль новой константы выполняется с большим запасом.

Источник, обладающий светимостью LP, способен был бы генерировать за год целую большую галактику (массой около 6,4.10^45 г), а за космологический период 15 миллиардов лет массу порядка 10^56 г, что заметно превышает оценку суммарной массы галактик во Вселенной.

Ограничительная функция LP хорошо видна при оценке работы некоторого источника. Он излучает в общем случае за счет выгорания собственной массы. В процессе излучения его масса и физический радиус, разумеется, убывают, однако радиус не должен убывать быстрее, чем со скоростью света. С другой стороны, для любого наблюдаемого объекта физический радиус не может стать меньше так называемого гравитационного (Rg= 2GM/c^2), который тоже убывает с досветовой скоростью. Последнее утверждение эквивалентно тому, что для светимости любого источника должно выполняться соотношение[116]: L b LP.

Ограничения на светимость исчезают в пределе LP " ∞ то есть при переходе к нерелятивистской теории (с " ∞), или при выключении гравитации (G " 0). He следует ли в связи с этим понимать тяготение как универсальный физический механизм ограничения мощности любых процессов?

Пока последовательного ответа на этот вопрос нет, не построен явный пример классической теории гравитации, которая исходила бы из ограничения L b LP столь же естественным образом, как специальная теория относительности исходит из ограничения v b с. Возможно, на пути к такой теории лежат какие-то неизвестные нам явления — все-таки пока мы наблюдаем очень малые по сравнению с LP светимости небесных тел. И это немного напоминает ситуацию перед созданием специальной теории относительности, когда в эксперименте наблюдались скорости объектов, существенно меньшие скорости света. Только открытие электронов, которые из-за очень малой массы легко поддаются ускорению до околосветовых скоростей, дало четкие экспериментальные указания на новые механические закономерности. Не предстоит ли классической теории тяготения пройти сквозь третье рождение в связи с исследованием объектов сопоставимых по светимости с LP?

Не исключен, конечно, и иной вариант, где роль фундаментальной светимости станет понятна лишь при учете квантовых явлений, то есть в рамках какой-то супертеории будущего, описывающей явления и в планковской области.

На пути к суперкосмологии

Завершая этот раздел, нельзя не остановиться на очень интересном прорыве к описанию самой ранней Вселенной, возникшей в последние два десятилетия. Этот прорыв сконцентрировал в себе практически все надежды предыдущих подходов к решению проблемы Сингулярности, а начинался он с, казалось бы, совершенно фантастической идеи ленинградского астрофизика Э. Б. Глинера, выдвинутой еще в конце 60-х годов.

Идея заключалась в том, что в некую эпоху вещество может находиться в своеобразном состоянии натяжения, которое характеризуется отрицательным давлением. И тогда, естественно, возникает стационарный режим расширения без всяких особых точек.

Итак, все дело в необычном состоянии вещества?

Это так, но не вполне, поскольку дальнейшие исследования выяснили, что речь идет скорее о состоянии вакуума, т. е. таком состоянии, где нет собственно вещества в виде элементарных частиц.

С точки зрения классической физики, пустой мир ничем не интересен, но квантовая физика подразумевает под вакуумом нечто весьма нетривиальное, обладающее энергией, способной проявляться вполне наблюдаемым образом. Квантовые закономерности позволяют частицам рождаться и тут же погибать, и в этом смысле пустое пространство оказывается как бы непрерывно бурлящим. На основе представлений постепенно сформировался весьма интересный сценарий Первовзрыва и того, что происходит непосредственно вслед за ним.

Исходное вакуумное состояние Вселенной обладает плотностью ρP. Предполагается, что при такой предельно высокой плотности действуют мощные силы отталкивания, т. е. в уравнениях Эйнштейна действительно нужно учитывать космологический член. Важно, однако, то, что он не вводится «искусственно», а возникает благодаря отрицательному давлению вакуума и, в конечном счете, выражается через постоянную плотность этого же вакуума (λ = 8πGρвак /c^2 ~ 10^66 см-2, причем ρ вакуума = ρP).

В результате действия сил отталкивания зародыш Вселенной стремительно расширяется, все расстояния растут экспоненциально (R = R_0ехр((λ/3)1/2.ct)), плотность же экспоненциально падает (ρ ~ ρmaxехр(-4(λ/3)1/2.ct ), и никакой Сингулярности в решениях не видно.

Такая стадия получила название «инфляционного режима». Уже через несколько планковских мгновений (t ~ (3 ÷ 5) tP) плотность становится пренебрежимо малой по сравнению с вакуумной (ρ « ρвак). Примерно через миллиард планковских мгновений (t~10–35 сек) вакуумное состояние распадается, порождая обычную материю с обычным положительным давлением, после чего отталкивание исчезает, и дальнейшее расширение происходит в соответствии с горячей фридмановской (стандартной) моделью.

Инфляционная стадия действительно крайне необычна и заметно выбивается за рамки известных физических явлений, и это не так уж удивительно — ведь действие происходит при плотностях, которые на 70–80 порядков превышают известные из лабораторных экспериментов. Однако исследования этой стадии оказались важны не только в том плане, что позволили обсуждать рождение наблюдаемой Вселенной из чего-то более приемлемого, чем Сингулярность. Они позволили всерьез поставить вопрос о множественном рождении вселенных, точнее, о принадлежности нашего мира некоему обширному набору непрерывно творящихся миров, как это сделал советский теоретик А. Д. Линде в 1986 году.

В инфляционной модели благодаря экспоненциальному росту всех расстояний сразу бросается в глаза огромная скорость разбегания любой пары точек. Эта скорость очень быстро превосходит световую, т. е. точки теряют причинную связь. Поэтому, если рассмотреть какую-то относительно малую область, все точки которой первоначально причинно связаны (т. е. между ними можно осуществить обмен световыми сигналами), то по мере разбегания точек она фактически превратится в несколько независимо эволюционизирующих областей. Например, при увеличении всех расстояний в 2 раза из-за 8-кратного увеличения объема возникает 8 областей с размерами порядка исходного. В каждой из них по-прежнему будет существовать причинная связь, но между ними уже невозможен обмен информацией, так как новые области будут удаляться друг от друга со сверхсветовыми скоростями. Еще 2-кратное увеличение всех расстояний, и перед нами уже 64 независимых области, и т. д. Такие области иногда называют мини-вселенными, имея в виду, что в процессе инфляционного раздувания появляется множество фактически невзаимодействующих обособленных миров, лишь один из которых эволюционизирует в нашу Вселенную.

Получается картина некоего вечно пенящегося «планковского котла» основной процесс, идущий в такой Супервселенной связан с непрерывным размножением планкеонов, мини-вселенных с планковской плотностью. Но в силу квантовых флуктуации ρвак (оцененных на основе квантовой теории случайных отклонений плотности вакуума от среднего значения) в отдельных областях инфляция приводит к такому падению плотности, которое обеспечивает специфический фазовый переход — вакуум теряет устойчивость, распадаясь на обычную материю, а раздувание сменяется фридмановским расширением. Благодаря одной из таких случайностей возникла и наша Вселенная…

Приятно в связи с такими представлениями помечтать о временах, когда в рамках опытов с планкеонами, сжимая вещество до близких к ρP величин, мы сможем создавать миры, подобные нашему или даже нечто более интересное. На самом деле реализация этой сверхфантастической мечты может быть связана с такими интересными объектами, как черные дыры — темой, весьма близко примыкающей к космологическим проблемам. К рассказу о черных дырах и других экзотических явлениях, так или иначе связанных с космологией, мы и переходим.

Глава 8: Нечто необычное

В старых небылицах рассказывается много ложного о драконах, Например, утверждается, что драконы имеют иной раз до семи голов. Этого никогда не бывает. Дракон может иметь только одну голову…

Станислав Лем

Знаменитые черные дыры

В истории науки трудно найти объекты с такой судьбой, как у черных дыр. Предсказаны они были давно и в довольно общей форме, но потом более ста лет никто не обращал на них внимания.

В 1796 году в первом издании «Изложения системы мира» Лаплас, рассказывая о необычных для того времени звездных феноменах, в частности, о новых звездах, писал:

«Какие же поразительные перемены должны происходить на этих огромных телах, чтобы они могли наблюдаться из такой дали! Подумайте, насколько они должны превосходить все, что мы видим на поверхности Солнца, и как убедительно они доказывают, что природа не повсюду и не всегда остается одной и той же. Все подобные звезды, которые позже вновь становились невидимыми, за то же время, пока мы могли их наблюдать, оставались на том же самом месте; итак в пространстве существуют огромные тела, возможно, столь же многочисленные, как и звезды».

Далее следует прямое предсказание[117]:

«Светящееся небесное тело, обладающее плотностью, равной плотности Земли, и диаметром, в 250 раз превосходящим диаметр Солнца, из-за силы своего притяжения не даст своему свету достигнуть нас. Таким образом, возможно, что самые большие светящиеся тела во Вселенной именно по причине своей величины остаются невидимыми».

Иными словами, речь идет об объекте, для которого вторая космическая скорость превышает скорость света. Для гигантской лапласовской звезды, чей радиус (174 млн. км) на 16 % превышает средний радиус земной орбиты, а масса (1,22.10^41 г) — в 61 миллион раз массу Солнца, действительно vотрыва u с [118].

Такая звезда не выпускает света, и издали ее невозможно увидеть. Любое тело, однажды попав на поверхность этой звезды, никогда бы оттуда не вырвалось. За эти ловушечные свойства звезды подобного типа впоследствии и были названы черными дырами — они все поглощают и ничего не выпускают.

Интересно, что Лаплас предсказал не просто особый класс космического населения, он рассматривал свои гиганты как конечную стадию эволюции новых звезд и был, в общем, недалек от истины. Но все-таки гипотеза о суперзвездах, заглатывающих собственный свет, поразила воображение и самого автора. В третьем (1808) и последующих трех изданиях «Изложения системы мира» он попросту исключает ее из текста.

И очередного теоретического открытия черных дыр приходится ожидать целых 140 лет!

Произошло это открытие в статье американских физиков Р. Оппенгеймера и Г. Снайдера «О безграничном гравитационном сжатии», опубликованной в 1939 году. Рассматривая конечную стадию эволюции очень массивной звезды, исчерпавшей источники термоядерной энергии, авторы показали, что под действием тяготения вещество звезды непрерывно и безостановочно сжимается. При этом для внешнего наблюдателя картина такова, что радиус звезды стремится к пределу, полностью определяемому ее массой. Этот предел совпадает с гравитационным радиусом Rg = 2GM/c^2 [119]. Коллапсирующая звезда за время порядка tg ~ Rg/c достигает размера Rg и практически перестает излучать. Это и есть черная дыра.

Наблюдатель, попавший, к своему несчастью, на ее поверхность, видит нечто совсем иное. За конечное и весьма небольшое время (разумеется, по часам внутреннего наблюдателя: t ~ √ 3/8πG½(0), где ½(0) — начальная плотность звезды) он попадает вместе с окружающим его веществом в центр звезды. Это очень похоже на космологическую ситуацию. Если отождествить Вселенную при современной очень маленькой средней плотности с внутренностью черной дыры, то сжатие в точку, при котором мы поневоле стали бы сопутствующими веществу наблюдателями, заняло бы как раз космологический промежуток времени порядка 10^17 с. Разумеется, разогрев вещества привел бы к гибели наблюдателя. Но произошло бы это очень не скоро. В случае звезды Оппенгеймера-Снайдера из-за очень высокой начальной плотности (близкой к плотности атомного ядра) все разыгралось бы гораздо быстрее. Примерно за 10-5 с наблюдатель мог бы просмотреть интереснейшую ленту с историей первых мгновений после Первовзрыва, прокрученную в обратном направлении, однако условия просмотра вряд ли стимулировали бы его исследовательское любопытство. Кроме того, у него нет никаких средств для передачи информации во внешний мир — черная дыра не выпускает сигналов.

Итак, в результате коллапса звезда как бы застывает — извне она воспринимается как совершенно темный объект, характеризующийся массой, моментом количества движения (если речь идет о вращающейся звезде) и числом барионов[120]. Внутри, где разыгрывается «космологическая трагедия» собственного наблюдателя, ситуация очень похожа на ту, которая имеет место во фридмановской модели — вплоть до той же проблемы Сингулярности.

Соответственно, здесь черная дыра — небольшой объект (R (9?10 км) с огромной (примерно ядерной) средней плотностью. В принципе же, можно говорить о черных дырах совершенно иных масс и плотностей, лишь бы выполнялось соотношение Шварцшильда. Стоит все-таки подчеркнуть существенное различие между пониманием черной дыры в эпоху Майкла-Лапласа и в современной теории гравитации. В первом случае, ограниченном представлениями ньютоновой механики — это сверхплотная звезда, не выпускающая свет. Во второй — это особая область пространства-времени, если угодно, продукт воздействия неограниченно сжимающейся материи на пространство и время.

После второго своего теоретического рождения черные дыры привлекли всеобщее внимание — особенно в 60-годы, когда открытия экзотических объектов сыпались как из рога изобилия. В силу своих особых свойств черные дыры оказались твердым орешком для астрономов — это самое скромное, что можно сказать о задаче наблюдения далеких небесных тел, лишенных собственной светимости. Их поиск довольно быстро свелся к ситуации двойной звезды с темной компонентой. В чистом виде такая постановка задачи страдает явными неопределенностями: двойных систем с темной компонентой не так уж мало, а невидимость спутника яркой звезды может быть объяснена слишком многими причинами.

Более конкретная идея связала поиск черных дыр с тесными двойными системами, когда дыра способна как бы отсасывать часть атмосферы своего яркого соседа. Струя газа, устремляясь к черной дыре, окружает ее облаком, которое постепенно оседает. Это явление называется аккрецией. Аккрецирующий газ разогревается, особенно во внутренних частях облака, так как заметная доля его потенциальной энергии переходит в тепловую. Из-за этого начинается излучение в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах.

Наблюдения рентгеновских источников начались после запуска спутника «Ухуру» и аналогичных аппаратов, снабженных специальными регистрирующими устройствами. Были обнаружены сотни таких источников. 18 из них отождествлены с рентгеновскими пульсарами, большинство же остальных представляют собой объекты, не похожие на пульсары или черные дыры.

Различить пульсар и черную дыру можно, лишь оценив массу. У первого она не должна превышать 3М€ самые оптимистические оценки — до 8М€), иначе неизбежен коллапс и переход в состояние черной дыры.

Благодаря этому обстоятельству и состоялось экспериментальное открытие черных дыр. Рентгеновский источник в созвездии Лебедя (Cyg X–I) связан с яркой звездой-сверхгигантом. Период яркой звезды 5.6 дня, а масса — порядка 20 М€. Удалось оценить и массу темной компоненты — она заключена в пределах 8-11 М€. Кроме того, наблюдалась хаотическая изменчивость рентгеновского потока с характерным временем порядка одной тысячной секунды, что как раз соответствует периоду обращения газового облака на расстояниях, где, согласно теории, должно иметь место максимальное энерговыделение.

Все это дает основания с большой долей уверенности говорить о регистрации черной дыры. Аналогичные объекты найдены в созвездиях Скорпиона (V 861 SCO источник ОАО 1653-40) и Циркуля (Cir X–I).

Другое менее надежное указание получено в связи с исследованием 14 импульсных рентгеновских источников с резким, в течение секунд, изменением спектра. Некоторые из них (MX 0513-40, 3 U 1820-30 и А 1850-08) надежно соотнесены с шаровыми скоплениями (NGC-1851, NGC-6625, NGC-6712, соответственно). В этом случае довольно правдоподобно, что в центре каждого из шаровых скоплений находится очень массивная черная дыра (М€). Однако пока такое объяснение остается не более чем интересной гипотезой, мы еще не достаточно ясно представляем себе законы коллективной эволюции звезд в плотных скоплениях, а также механизм формирования суперзвезд в сотни раз массивней Солнца на космогонической стадии. Есть также указания на присутствие черной дыры с М ~ 4 10^6 М€ в центре нашей Галактики, а в центре галактики М 87 — даже с М ~ 5.10^9 М€!.

Если же говорить о надеждах, то черные дыры представляются чем-то очень широко распространенным во Вселенной. По идее, они должны встречаться часто и на весьма различных уровнях. В этом плане особо подозрительны ядра галактик и центры шаровых скоплений — места, где в условиях высокой концентрации вещества «сам Бог велел» создаваться сильным гравитационным полям и суперзвездам грандиозного масштаба.

В связи с этим обратим внимание вот на какие обстоятельства. Почему Лапласу пришлось изобретать монстр в 60 миллионов солнечных масс? Ответ прост. В его время представления о структуре вещества были развиты слабо, и он вряд ли мог представить себе космические объекты с плотностью атомного ядра — то, чем свободно оперировали теоретики 30-х годов 20 века, современники становления ядерной физики. Тем не менее, вплоть до открытия белых карликов и пульсаров в реальное существование сверхплотных звезд верили не слишком охотно.

Что же касается черных дыр — сейчас их высокой плотностью трудно кого-нибудь удивить. Само образование черных дыр с массой порядка 10 М€ как возможной конечной стадии звездной эволюции теперь тоже не представляется чем-то из ряда вон выходящим.

Весьма вероятно, что ближайшие годы принесут окончательное открытие сверхмассивных дыр с относительно небольшой плотностью и массами от нескольких сот до миллиардов М€, и лапласовские монстры станут чем-то привычным. Это откроет путь к решению проблемы коллективной эволюции звездных скоплений самого разного масштаба. Действительно, трудно поверить, что в плотных шаровых скоплениях и тем более в галактических ядрах каждая звезда могла бы рождаться и умирать совершенно индивидуально, никак не связываясь с судьбой ассоциации. Именно эта связь и должна во многих случаях приводить к появлению разномасштабных черных дыр с огромными массами. Один из важных гипотетических вариантов такого рода — присутствие гигантских черных дыр в ядрах квазаров, что пока дает едва ли не единственный путь к объяснению их фантастической светимости.

Казалось бы, все в порядке, остается только активно вести расширение круга наблюдений по более или менее ясной схеме.

Но тут-то как раз произошло интереснейшее уточнение самой схемы, если можно так выразиться, состоялось третье теоретическое рождение черных дыр.

В 1974 году английский теоретик С. Хокинг опубликовал в журнале «Nature» («Природа») небольшую заметку с интригующим вопросом в заголовке «Взрывы черных дыр?». Это положило начало, пожалуй, самому впечатляющему астрофизическому буму 70-х годов.

Идея Хокинга была довольно проста. Как бы ни самоизолировалась черная дыра, она всегда связана с вакуумом элементарных частиц. Процессы вблизи ее поверхности идут с характерным временем tg ~ Rg/c = 2GM/c^3, и они вызывают рождение частиц с энергией E ~  ћωg  ~ ћ/ tg — характерная собственная частота черной дыры как бы резонирует с частотами вакуума, вышибая из него реальные частицы. Более наглядно можно пояснить ситуацию так: черная дыра способна удержать объекты с размером l «Rg, но не излучение с длинами волн λ r Rg, которое как бы выдавливается из черной дыры в силу соотношения неопределенностей[121]».

Отсюда следовало, что черная дыра вовсе не мертва. С точки зрения квантовой теории, она должна излучать во внешнее пространство радиоволны, свет и даже тяжелые элементарные частицы — все, что допустимо ее размерами и энергетическими возможностями. Излучая, черная дыра разогревается, теряет массу, и конечная стадия ее испарения должна выглядеть как взрыв. Законы эволюции черной дыры, следующие из хокинговской модели, очень наглядно записываются с использованием планковских масштабов (М — масса черной дыры):

Светимость: L ~ LP (mР/M)2

Температура: Т ~ TP (mР/M)

Плотность: ½ ~ ½P (mР/M)2

Время жизни: τ ~ M/L ~ tP (mР/M)3 » 3.1017 (M (г)/10^15)3 с

Отсюда хорошо видно, что эффект хокинговского излучения несущественен для обычных черных дыр типа Лебедя X–I, чья температура порядка 10^8 К, а время испарения сильно превышает возраст Вселенной (τ ~ 10^74 с!). Тем более, практически незаметна квантовая эволюция гипотетических дыр-гигантов.

Забавные дырочки размером около 1 миллиметра, но с довольно солидной массой (М ~ 10^27 г) и колоссальной плотностью (½ ~ 2,5.10^30 г/см^3) могли бы имитировать наблюдаемый фон теплового излучения с температурой в несколько градусов Кельвина. Однако чтобы вытеснить модель космологического реликтового излучения, следовало бы предположить, что малютки существуют в изобилии и распределены в пространстве крайне равномерно по всем направлениям. Неясно также их происхождение.

Наибольший интерес с самого начала вызвали, конечно, черные дыры с массами М~10^15 г. Ведь они способны полностью испариться за известный космологический период, и в современную эпоху какая-то их часть должна взрываться, выбрасывая чрезвычайно жесткое излучение.

В связи с такими мини-дырами возродился интерес к идее советских астрофизиков Я. Б. Зельдовича и И. Д. Новикова, которые еще в 1967 году предсказывали, что наряду с черными дырами, возникающими космогоническим путем, то есть за счет эволюции звезд, могут существовать и так называемые первичные дыры, образующиеся на ранних стадиях космологической эволюции.

Дело в том, что вещество распределено равномерно лишь в среднем, в некоторых же областях пространства оно могло концентрироваться, а часть этих концентраций — коллапсировать до состояния черных дыр, даже в очень горячей обстановке самых ранних мгновений. Поэтому не исключено, что образование каких-то астрофизических структур — разумеется, совсем необычного типа — началось задолго до появления галактик и звезд первого поколения.

Представления такого рода способны оказать серьезнейшее влияние на астрофизические и космологические концепции. Во-первых, на повестку дня ставится задача о космических объектах исключительно малых размеров и высоких плотностей. Вообще возникает любопытный вопрос: чем ограничена снизу масса звездоподобных объектов, если процесс их образования отодвигается ко все более ранним моментам? Не играет ли роль такого ограничителя, скажем, планковская масса? С другой стороны, первичные мини-объекты могли бы дать полезнейшую информацию о структуре очень ранней Вселенной — был ли это лишь сугубо однородный кипящий бульон из элементарных частиц, или на фоне в среднем равномерного распределения возникали и гибли весьма нетривиальные миры, интересные ничуть не менее ныне наблюдаемых звезд и галактик[122]. И еще один важный вопрос: каково влияние реликтовых неоднородностей на формирование более крупных космических структур?

Более детальный анализ модели испарения и наблюдаемых данных пока не привел к обнаружению черных мини-дыр с массами от 10^9 до 10^15 г. Это указывает на довольно малую их концентрацию (видимо, не более 10^4 мини-дыр в одном кубическом парсеке). Не исключено также, что мы не слишком ясно представляем себе завершающую стадию их испарения[123].

Идеи квантовой эволюции черных дыр хорошо подчеркнули неизбежность изменения теории гравитации в планковской области. Из условия, что светимость объекта не может превысить LP, автоматически следует, что его масса не может стать меньше mP, а плотность — больше ½P

Ограничения такого рода, разумеется, имеют лишь качественное значение, поскольку сама модель Хокинга не предназначена для оценок в планковской области. Беда в том, что при подходе к планковской области всякий газ ультрарелятивистских частиц (или излучение, рассматриваемое как газ) должен терять свою идеальность. При столь высокой концентрации важную роль начинают играть гравитационные взаимодействия между отдельными частицами. Не исключено, что именно такое все нарастающее взаимодействие сильно меняет характер поведения черной дыры при М (mP, и она завершает свою эволюцию относительно спокойно и перестает излучать[124]. Интересно, не есть ли мини-дыра тот самый объект, который ближе всего (хотя и на исключительно короткое время) подходит к абсолютному пределу светимости? Не является ли конечным состоянием мини-дыры планкеон — объект с М ~ mP и эффективным размером порядка lP? Не закрывает ли планкеон Сингулярности, которая неизбежно обнажается в хокинговской модели при полном испарении дыры?[125]

Пока нельзя ответить на все эти вопросы, но ясно, что если удастся обосновать нечто, напоминающее планкеонный финиш испаряющихся черных дыр, то появится сильнейший аргумент в пользу квантовой блокады космологической Сингулярности. Возможно, начальное состояние Вселенной (как и конечное состояние для внутренней эволюции черной дыры) станет с современной точки зрения чем-то крайне экзотическим, но, скорее всего, и физически более осмысленным.

Гравитационные волны

180-летнюю историю черных дыр все-таки можно назвать историей со счастливым концом — сейчас они считаются экспериментально обнаруженными объектами. Зато с гравитационными волнами — явлением, представляющим феноменальный интерес, ситуация выглядит значительно сложней и, пожалуй, драматичней.

Следует подчеркнуть, что теория гравитации с самого начала развивалась как сугубо статическая. Закон Ньютона фиксировал вид силы, действующей между двумя массами на определенном расстоянии, и не касался иных задач. После создания специальной теории относительности стало ясно, что любое взаимодействие должно распространиться с конечной скоростью, не превышающей с. Это следовало отнести и к гравитации. Отсюда немедленно вытекала идея об особом переносчике тяготения — гравитационном поле и конкретном проявлении этого поля в форме гравитационных волн.

Предсказание таких волн — одно из первых и почти очевидных следствий эйнштейновской общей теории относительности. Гравитационные волны появляются в простейшем линейном приближении этой теории в качестве решений, во многом похожих на то, что известно из электродинамики. Оставалось только обнаружить новые волны экспериментально и получше их использовать. Впереди маячили блестящие перспективы генерации тяготения в иные миры, дистанционного управления кривизной пространства-времени…

Эти перспективы маячат до сих пор, реализовавшись пока лишь на страницах научной фантастики. И вот почему так получилось.

Уравнения Эйнштейна очень сложны и в отличие от уравнений максвелловской электродинамики нелинейны. Поэтому получить физически прозрачное точное решение для гравитационной волны нелегко, трудно даже определить однозначный критерий ее существования и, тем более, дать полную постановку задачи на излучение. Более того, длительное время мнения теоретиков колебались между безусловным признанием реальности этих волн и полным ее отрицанием.

Несколько определенней выглядит ситуация с заведомо слабыми гравитационными волнами, которые представляются чем-то вроде небольшой колебательной ряби на фоне данной геометрической структуры пространства-времени (чаще всего плоского или соответствующего фридмановским моделям). Физический анализ здесь много проще, но приближения есть приближения, оценки их пригодности тоже очень непростое дело.

Разумеется, все рассуждения крайне сократились бы, заготовь природа какой-то источник, доступный прямому и достаточно простому эксперименту. Именно в его отсутствии кроется главная причина всех трудностей. Слишком мал поток энергии, который могут давать более или менее понятные источники гравитационных волн.

Для системы Солнце-Юпитер излучаемая мощность достигает всего несколько сотен ватт, а длина волны около 2 парсеков! Гораздо сильней излучают тесные системы двойных звезд — их гравитационная светимость достигает 2.10^25 Ватт, то есть нескольких процентов от общей светимости Солнца (L€ » 3,8.10^26 Вт). Юпитер близок, но дает слишком малую мощность, двойные звезды неплохо излучают гравитационные волны, но, увы, далеки поток от конкретной пары вряд ли доступен регистрации. Общий поток гравитационного излучения 20 миллионов двойных звезд Галактики вблизи поверхности Земли не превышает 10–10 Вт/м^2 (попробуйте уловить 1 Ватт мощности, рассеянный по площадке со стороной 100 км!).

Наряду с такими стационарными излучателями большую роль могут играть импульсные вспышки, связанные с внезапным сближением и даже столкновениями звезд в скоплениях и, особенно, в центральных областях галактик. Например, при прямом столкновении двух звезд типа Солнца около 1/800 части их суммарной массы может выделиться в импульс гравитационного излучения — за очень небольшое время выделится до 4,5.10^44 Дж энергии. Гораздо эффективней двойных звезд должны испускать гравитационные волны такие космические объекты, как пульсары, квазары и черные дыры. При не слишком сильных допущениях гравитационная светимость несколько деформированной вращающейся нейтронной звезды может достигать 10^31 Вт, то есть порядка пятой части общей светимости.

Еще более впечатляющая картина вырисовывается при взрывах квазаров, гравитационная светимость которых квадратично зависит от мощности взрыва Р: Lg ~ (G/c5) Р^2.

Для взрыва с характерным энерговыделением 10^52 Джоулей за время порядка 3-х лет гравитационная светимость достигает 10^38 Ватт. Это, пожалуй, превышает полную светимость звезд обычной Галактики.

Другой не менее эффектный механизм мощнейшего гравитационного импульса — слияние черных дыр, когда в излучение переходит около 30 % их суммарной массы.

Кроме анализа таких астрофизических источников в настоящее время ведется активный поиск излучателей земного (желательно даже лабораторного) масштаба — от несимметричных взрывов атомных бомб и сверхмощных лазерных импульсов до обычных вращающихся стержней и пульсирующих оболочек. Разумеется, чисто лабораторный эксперимент во многих отношениях удобней. Он дает возможность более подробного изучения явлений за счет регулировки параметров источника. С астрофизическими объектами в этом плане пока мы бессильны — звезды излучают «когда им хочется и так, как можется», не слишком считаясь с нашими интересами. С другой стороны, все до сих пор изученные методы искусственной генерации страдают общим недостатком: они ведут к очень ограниченным мощностям. В этой связи было бы очень любопытно поискать пути к усилению гравитационного излучения за счет каких-то когерентных систем излучателей — в духе лазерного эффекта в оптике. К сожалению, аналогия повисает здесь над ущельями многих и многих неясностей.

Убедившись в том, что гравитационное излучение способно возникнуть во многих ситуациях, обратимся теперь к несколько драматической истории его открытия. Дело в том, что уже в 1969 году американский физик Дж. Вебер опубликовал сообщение о регистрации новых волн.

В качестве детектора Вебер использовал полутораметровый алюминиевый цилиндр радиусом 30 см и массой в полторы тонны. Цилиндр максимально изолировался от случайных воздействий — его подвешивали в вакуумной камере на проволочных креплениях. Собственные колебания цилиндра с частотой 1661 Герц после возбуждения затухали примерно за 10 секунд, то есть он успевал совершить до 100 тысяч колебаний. Чувствительность детектора была столь велика, что он мог регистрировать сокращение длины порядка 10–15 см. Механические колебания, вызванные каким-то внешним импульсом, преобразовывались в электрические сигналы специальными пьезоэлектрическими датчиками, укрепленными посреди цилиндра. Совершенно такая же регистрирующая система была смонтирована почти за 1000 км от основной лаборатории[126].

Вскоре после начала опытов Вебер отметил, что в обоих цилиндрах в среднем раз в две недели одновременно возникают колебания, и никаких причин, кроме возможной регистрации искомых волн, для этих колебаний не видно. Более того, Вебер рассчитал местонахождение источника излучения где-то в центре Галактики.

Публикация результатов прозвучала сенсационно и в то же время вполне реалистически: в неизбежность этого открытия верили более полувека. Трудно назвать хоть одно физическое явление, к открытию которого физики были бы морально готовы в такой степени.

Но очень быстро наступил более пессимистический момент. Теоретики сообразили, что поток излучения, зарегистрированный приборами Вебера (10-3 — 10-1 Bт/см^2), слишком велик — необходимо еще придумать источник, способный к столь активной генерации. Если бы центр Галактики излучал именно так, то он попросту целиком высветился бы в форме гравитационных волн примерно за 10 миллионов лет, что в 1000 раз меньше минимально допустимого возраста Галактики.

Так родилась любопытнейшая проблема — что именно зарегистрировано в опытах Вебера? По этому поводу формулировались самые разные гипотезы, но окончательной ясности так и нет.

Ясно только, что официальное открытие гравитационных волн еще не состоялось. Вебер сделал шаг в нужном направлении, но его данные пока нельзя интерпретировать так, как хотелось бы. Тем более, что прокатившаяся по всему миру «гравитационно-волновая лихорадка», сопровождавшаяся еще более прецизионными измерениями, дала обескураживающие результаты. Ни одна лаборатория не смогла воспроизвести нечто даже близко напоминающее веберовские достижения.

Остается надеяться, что проблема обнаружения гравитационных волн все-таки не перейдет по наследству в 21 столетие. Для ее решения прилагаются очень серьезные усилия. И даже небольшая вероятность положительного результата вполне их окупает.

Дело в том, что гравитационные волны с большой степенью вероятности могут послужить ключом к решению фундаментальнейших задач — от физики элементарных частиц до космологии.

Реликтовые гравитационные волны должны нести информацию о самых ранних эпохах космологической эволюции. Из-за слабости взаимодействия гравитационные волны очень рано отрываются от остальных видов материи, и с их помощью мы смогли бы заглянуть едва ли не в Сингулярность, во всяком случае, по современным представлениям, ни один иной реликт не способен напрямую рассказать о состоянии Вселенной в планковскую эру t ~ tP. Таким образом, они дают абсолютный хронологический зонд, несут на себе отпечаток самой ранней истории, включая Первовзрыв.

Распространяясь в космическом пространстве, гравитационные волны опять-таки из-за предельно слабого взаимодействия с веществом способны настолько глубоко проникать вовнутрь плотных небесных тел, насколько это вообще возможно. Гравитационная астрономия выявила бы такие детали строения Вселенной, которые, видимо, никакими иными путями не добыть. Особо важно в этом отношении зондирование самых активных областей — ядер галактик и квазаров, которые практически недоступны наблюдению иными средствами. Между тем, там спрятаны наиболее мощные энергетические источники. Гравитационная карта неба должна весьма радикально отличаться от электромагнитной, полученной в диапазоне оптических и радиоволновых наблюдений. И возможно, мы пока совсем поверхностно оцениваем общую светимость ряда объектов — как раз в гравитационной области они и могут оказаться особенно яркими. Трудно избежать и предположения о том, что только наблюдения гравитационного излучения откроют путь к области экстремально высоких светимостей, близких к планковскому пределу LP.

Наконец, очень важно, что, исследуя гравитационные волны, мы вплотную подошли бы к решению задачи квантования гравитации. Опыт работы в области электродинамики подсказывает, что именно через волновую теорию проще всего прорваться к обнаружению корпускулярной структуры поля. В электродинамике этот процесс привел к теории фотонов. При квантовании гравитационного поля, казалось бы, должны проявляться особые частицы — гравитоны.

Теоретики изобрели их сразу же, как только были получены соответствующие решения волновых уравнений слабого гравитационного поля. Работа эта шла по аналогии с квантовой электродинамикой, но, к сожалению, без соответствующей экспериментальной основы.

Были построены простейшие модели взаимодействия гравитонов с другими частицами. Выяснилось, например, что электрон и позитрон, в принципе, могут аннигилировать в пару гравитонов, а гравитон в поле звезды может рождать пару — частицу и античастицу. Отсюда, естественно, возникло подозрение, что процессы такого рода и составляют микроскопическую основу взаимосвязи материи с геометрией пространства-времени, взаимосвязи, которая лишь в очень усредненной форме отражается классическими уравнениями Эйнштейна.

Не исключено, что гравитоны дадут неплохое начальное приближение для перехода к решению общей задачи о структуре пространства-времени в очень малых областях, вплоть до планковской. Квантование метрического поля при сохранении обычного смысла координат — операция не совсем последовательная. Но эта непоследовательность проявляется только вблизи планковской области, когда взаимодействие между гравитонами заведомо не мало, и они начинают интенсивно размножаться. В результате представления классической геометрии теряют смысл в очень малых объемах[127].

Не понятен пока механизм гравитационного взаимодействия элементарных частиц. Хотелось бы верить, что в какой-то степени его можно будет описать моделью обмена гравитонами.

По имеющимся оценкам, особо актуальной эта проблема должна стать лишь при фантастически высоких энергиях сталкивающихся частиц Е = mРс^2 — порядка 2 миллиардов Джоулей. В этом плане далекое будущее физики высоких энергий тоже упирается в проблему планковской области. Все дороги ведут в Рим!

Мечты о космическом микронаселении

Рассматривая картину ранних космологических стадий, трудно избежать одного древнейшего предрассудка. Речь идет о более или менее длительном периоде начального Хаоса, из которого постепенно и в довольно поздние сроки формируются структуры. Конечно, сейчас ученые не мыслят его в виде какого-то клубящегося античного океана — разыгрывается модель крайне горячего газа элементарных частиц, однако идея бесструктурности объектов ранней Вселенной играет важную роль. Вроде бы все верно, какие структуры могут образовываться в среде, чья температура измеряется миллиардами миллиардов градусов? Любая из них разрушится в самом зародыше…

И все-таки проблема не так проста, как может показаться на первый взгляд.

Общепринятые ныне представления сводятся к тому, что лептоны, фотоны и кварки — частицы точечные, и первый структурный уровень эволюции соответствует синтезу адронов из кварков при t ~ 10-5 с. Адроны действительно сложные образования, их нетривиальная структура подтверждена прямыми экспериментами. Не исключено, что в соударениях при куда более высоких энергиях нам удастся установить сложное строение каких-то других частиц — выяснится, например, что кварки и (или) лептоны можно описать набором более простых структурных единиц. В этом случае придется выделять особую эпоху кваркового и (или) лептонного синтеза, но ничего сверхнеожиданного такое выделение не внесет. Осознав, что в истории Вселенной были эпохи без наблюдаемых звезд и галактик, без привычных атомов и молекул и даже без адронов, нетрудно будет привыкнуть и к докварковой эре.

После адронов появляются следующие структурные уровни — простейшие атомные ядра, а много позже — атомы и молекулы. Если представление об адронах как составных системах не слишком наглядно, то теперь уже можно довольно уверенно говорить о «чем-то, состоящем из того-то и того-то» (ядро гелия-4 — из 2 протонов и 2 нейтронов, атом водорода — из протона и электрона и т. п.). Ну, а потом создаются условия для синтеза более сложных веществ, и решающую роль в этом добром деле играет гравитация, конденсирующая материю в достаточно компактные объемы. Картина дальнейшей эволюции во многом уже прояснена, и мы обсудим ее, рассказывая о космогонической фазе.

Теперь же нас интересует нечто, относящееся к совсем ранней Вселенной. Вопрос в следующем — каковы собственно локальные проявления гравитации до эпохи адронного синтеза? Не приводит ли гравитационная конденсация к образованию каких-то реликтовых структур, неизвестного нам типа, возможно целых эволюционных ветвей материи, просто не замеченных пока современным экспериментом и не разработанных как следует теорией?

Кое-что на эту тему уже обсуждалось, например, гипотеза Зельдовича-Новикова о формировании реликтовых черных дыр очень малого размера и колоссальной плотности. Согласно теории Хокинга, некоторые из этих дыр могли бы проявиться как раз в современную эпоху, демонстрируя завершающую стадию своего испарения.

Задачу можно ставить и несколько шире — почему только дыры? Не способна ли гравитация сконденсировать в очень ранней Вселенной и чуть менее массивные равновесные объекты типа звезд, не входящих в режим коллапса?

Начнем опять-таки с эпохи адронного синтеза. Очень вероятно, что подавляющее большинство кварков стягиваются при t ~ 10-5 с в отдельные адроны. Но не может ли вести гравитационная конденсация кваркового вещества в объеме порядка 3 км (R ~ ct ~ (3.10^5 км/с)х10-5 с ~ 3 км) к образованию реликтовых кварковых звезд примерно такого же размера? Вообще, не формируются ли на этой стадии — пусть с очень небольшой вероятностью кварковые структуры, сильно отличные от известных ныне адронов?

Суть дела в том, что современный эксперимент по столкновениям адронов при высоких энергиях имеет дело с очень малыми количествами кваркового вещества, причем уже организованного в адронную форму. В результате соударений рождаются снова адроны. Но условия реакций здесь совсем иные, чем в ранней Вселенной. Область взаимодействия окружена вакуумом, а не веществом сверхъядерной плотности. Возможно, в связи с этим и резко подавлены каналы образования чего-то отличного от известных адронов, и более крупные кварковые структуры просто не могут проявиться при современных энергиях и объемах участвующего в реакциях кваркового вещества.

Проблема кварковых звезд и макроскопических капель кварковой жидкости уже обсуждается современной теорией, хотя перспективы прямого эксперимента в этой области сопряжены с огромными трудностями. Однако впереди маячит нечто очень важное: новая картина ранней Вселенной, гораздо менее унылая, чем однородный горячий бульон точечных частиц. Не ухватились ли мы лишь за сравнительно поздние ветви космогонической эволюции, упуская из вида значительное многообразие ее самых ранних форм?

Перейдем теперь к эпохе, когда могли формироваться гипотетические мини-дыры массой порядка 10^15 г, способные и сегодня завершать свое испарение. Предположим, что наряду с ними при t ~10–23 c конденсируются какие-то немного менее массивные объекты колоссальной плотности ½ ~ 10^52 г/см^3 и радиусом R ~ 10–13 см, способные пережить самые горячие времена и сохраниться в нынешней Вселенной.

И сразу же возникает один очень интересный аспект микрозвезд гравитационные атомы.

Уже давно теоретики обратили внимание на одну серьезную несправедливость — кулоновские электрические силы легко связывают, скажем, электрон и протон в атом,[128] тогда как гравитационным силам это как бы не удается. Дело, конечно, в их исключительной слабости. Элементарным частицам невозможно образовать сколь-нибудь устойчивую атомную систему за счет потенциала тяготения. Наглядно это выражается в том, что, скажем, размер гравитационного атома из пары π — мезонов достигает радиуса наблюдаемой Вселенной ((ћ^2/Gmπ^3 ~ c/H ~ RВсел, где Н — современное значение функции Хаббла). Поэтому, вероятней всего, строить такие атомы без учета качественно новых типов звезд и элементарных частиц не имеет смысла.

Оказывается, что микрозвезды массой 10^15 г как раз и могут связываться с электроном в водородоподобную систему, причем удается вычислить тонкие различия в спектре такого атома и обычного водорода, где роль ядра играет протон. Не исключено, что лишь по этим спектральным различиям и следует искать новые атомы. Благодаря недавнему обнаружению очень малой массы покоя у электронного нейтрино можно построить модель, в которой гравитационный атом с орбитальным нейтрино достигает практически макроскопических размеров (rB ~ 10-4 см).

Все эти идеи довольно любопытны, однако главная проблема относится к строению микрозвезд. Один из очевидных подходов — аналогия с нейтронными звездами, иными словами, предположение о том, что микрозвезда состоит из холодного газа частиц, подобных нейтронам. Проблема, однако, в том, что эти частицы, супербарионы, чрезвычайно массивны — примерно в миллиард раз массивней нейтрона, и их поиск на ускорителях пока дело неблизкого будущего[129].

Но уж если фантазировать, так до конца!

Опять-таки проблема микрозвезд толкает нас к планковской области. Попробуем подумать, какой может быть предельно малая звезда?

Очень интересная оценка возникает при попытке сконструировать звезду из холодного газа частиц, каждая из которых эквивалентна самой звезде. Оказывается, такой самозашнурованный объект будет состоять из планкеонов и сам будет планкеоном.

Не сшиваются ли таким образом две вроде бы совершенно несопоставимых группы космического населения — элементарные частицы и звезды? Не является ли планкеон одновременно чем-то вроде минимальной звезды и максимальной частицы?

Должно быть, мы достаточно углубились в сферу мысленных конструкций, не имеющих под собой пока ни одного экспериментального факта. Однако в данной ситуации путешествие по многообразным и скользким путям воображения кое-чем оправдано. На горизонте маячит принципиально новая ветвь астрофизики, тесно переплетенная с грядущими исследованиями поведения вещества в совершенно необычных условиях. Мы ощупываем этот горизонт лучами своих весьма несовершенных аналогий, но даже в столь примитивном освещении вырисовывается нечто крайне привлекательное.

Открытие реликтовых структур типа микрозвезд или каких-то явных следов их существования в ранней Вселенной стало бы одним из мощнейших революционизирующих толчков в истории естествознания. Мало того, что само по себе оно дало бы новую сферу исследований, оно послужило бы и важнейшей опорной точкой для броска в планковскую область, в зону Первовзрыва.

Возможность сшить два мира — звезд и элементарных частиц — кажется чем-то сказочным, однако тот, кто посчитает эту идею пределом фантастики, разочаруется очень скоро — уже в следующем разделе мы столкнемся с не менее эффектными гипотезами.

Антропогенный принцип

Хорошая физическая теория должна, исходя из очень небольшого круга фундаментальных положений, выводить конкретные предсказания, в частности, объяснять численные значения наблюдаемых характеристик окружающего мира. Речь идет о массах, временах жизни, светимостях, частотах и т. д.

С большинством таких задач современная физика справляется довольно успешно. Например, мы знаем, что характерная частота переходов в атоме водорода, полностью нормирующая его спектр, легко выражается через постоянную Планка, заряд и массу электрона — это так называемая постоянная Ридберга (R∞ = mee^4/2 ћ^2). Характерная масса звезды типа Солнца с точностью до несущественного числового множителя оценивается комбинацией трех мировых констант и массы протона (M~ (ћc/G)3/2 mp-2 ~ (mP^3/mp^2)), то есть удобно выражается через планковскую массу. Нечто похожее имеет место и в других случаях — все в порядке, если наблюдаемые параметры объектов и процессов выражены через некий минимальный набор констант.

В этот набор сейчас включены и величины, которым, может быть, там не место. Многие физики убеждены, что более общая теория даст методы расчета спектра масс элементарных частиц, и массы электрона и протона будут выражены через какие-то более фундаментальные вещи, например, через планковскую массу. Не исключено, что найдутся в такой общей теории и идеи, позволяющие вычислять заряд электрона и другие константы взаимодействия. Было бы, конечно, здорово свести все и вся к комбинациями трех мировых констант ћ, с, G или, что то же самое, к планковским единицам. Но пока приходится опираться на достигнутое, и реалистический минимальный набор, наряду с фундаментальной тройкой, включает массы и константы взаимодействия элементарных частиц.

Общая теория имеет шанс еще долго пробыть предметом веры, но в связи с ее предполагаемым появлением есть и несколько пессимистические точки зрения. Честно говоря, в области известных ныне элементарных частиц не видно параметра с размерностью массы, который позволил бы объяснить весь спектр наблюдаемых масс. И не так-то легко поверить в существование одного параметра, который (подобно константе Ридберга в атомной физике) даст единую нормировку массового спектра в огромном интервале от нейтрино до самых тяжелых адронных резонансов. Что же касается стратегии дальнего прицела, например, использования планковской массы, то по нынешнему физико-математическому кругозору кажется маловероятным, чтобы какая-то теория уверенно вычисляла потрясающе малые безразмерные константы отношения масс обычных элементарных частиц к массе планкеона (скажем, для протона mр/mР = 10–19!).

Если даже предположить, что программа такого рода будет выполнена, и все известные массы частиц и константы связи выстроятся из фундаментальной тройки, то останется и такой вопрос: как объяснить тройку, или, по-другому, откуда берется планковский набор {lP, tP, mP}?

Подходя к делу прагматично, можно вообще не считать актуальной проблемой получение спектра масс элементарных частиц и тем более установление природы планковского набора. В конце концов, современный уровень физики просто не позволяет заглянуть достаточно глубоко — в свое время и набор частот в атомных спектрах представлялся загадкой…

Есть и иной путь — поискать какую-то совсем оригинальную схему объяснения, не исключая даже сильных отклонений от существующей физической традиции. Под традицией понимается своеобразная атомистическая идеология, сложившаяся в первые десятилетия нашего века под впечатлением грандиозных успехов атомной и молекулярной физики. Есть определенный структурный уровень материи — окружающее нас вещество. Его свойства во всех фазах (газовой, жидкой и твердой) хорошо объясняются моделью атомно-молекулярного строения. Но сами параметры атомов и молекул — массы, размеры, характерные частоты — до поры входили в теорию просто как необъяснимые константы. Квантовая теория превосходно объяснила эти параметры на более глубоком структурном уровне, создав модели строения атомов и молекул. На сегодняшний день атомно-молекулярная картина целиком выводима из свойств элементарных частиц, то есть основана на еще более глубоком структурном уровне материи. Ну, и так далее — прорвемся мы когда-нибудь к следующему уровню и на этой основе построим полную теорию элементарных частиц, и их массы, конечно же, исчезнут из минимального набора констант…

Вполне вероятно, что так и будет, но есть ли уверенность, что материя достроена по строго матрешечному принципу?

Оригинальная точка зрения, не разделяющая эту уверенность, стала развиваться в 60-е годы. Речь идет о так называемом методе бутстрэпа, или самозашнуровки[130]. Этот подход выставил в качестве схемы объяснения такую идею: все параметры минимального набора образуют единственную самосогласованную систему в том смысле, что любой из них имеет наблюдаемое значение, поскольку все остальные имеют тоже наблюдаемые значения. Иными словами, масса протона составляет 1,67.10–24 г потому, что масса электрона 9,11.10–28 г, масса Солнца 1,99.10^33 г, а скорость света 3.10^10 см/с и т. д. И если немного изменить массу протона (или Солнца или? — мезона), «поедут» все остальные фундаментальные константы и параметры, теоретические оценки во всех областях разойдутся с наблюдениями.

Разумеется, здесь приведена экстремистская формулировка бутстрэпа как принципа организации Вселенной. Из нее следует, что мы живем — в лучшем или не в лучшем, — но в единственно возможном мире. Решить проблему в такой формулировке трудно, если вообще возможно.

То, что масса обычных звезд зависит от массы протона, — следствие обычной астрофизической модели, не требующее чего-то в духе бутстрэпа. Связь между величинами масс протона и электрона вообще не ясна. В теории адронов бутстрэп продемонстрировал ряд наглядных связей между массами, но распространить эти идеи на лептоны (в частности, на электрон) не удалось.

Если бы дело ограничилось явным вычислением связей такого рода или гипотезами о возможных связях, то, по сути, бутстрэп следовало бы считать принципом взаимосогласованности различных срезов действительности.

Но у него есть и особая, так сказать, зона применения. Увидеть ее проще всего, обратив внимание на так называемые «магические соотношения». Одно из них мы упоминали в предыдущем разделе — радиус наблюдаемого участка Вселенной того же порядка, что и радиус гравитационного атома, образованного парой обычных элементарных частиц (R ~ c/H ~ ћ 2/Gm^3 [131]). Современная теория элементарных частиц и теория гравитации это соотношение не выводят, возможно, потому, что они не объединены. Вот здесь-то бутстрэп и пытается сыграть роль заместителя единой теории. Можно, например, показать, что возраст типичной звезды на главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рэссела по порядку величины близок к t ~ ћ 2/Gmp^3c ~ tP (mP/mp)3, то есть рассмотренное «магическое соотношение» как бы отражает экспериментально наблюдаемый факт обилия звезд главной последовательности в нашу эпоху. Появляется своеобразная зарубка на оси времени (t ~ 10^17–10^18 с), соответствующая космологической эпохе обилия обычных звезд. Это нечто вроде зарубок, соответствующих эпохам адронного синтеза (t ~ 10-5 c) или атомного синтеза (t ~ 10^5–10^6 лет). Но есть и интересная разница — ведь в «магическое соотношение» входят параметры нашей эпохи, в частности, наблюдаемое значение функции Хаббла. Требуя, чтобы возраст наблюдаемой Вселенной был того же порядка, что и возраст звезд главной последовательности (хотя бы столь большим, чтобы эти звезды могли достаточно далеко зайти в своей эволюции), мы вроде бы объясняем «магическое соотношение» — только какой ценой? По существу, мы навязываем Вселенной наличие звезд типа Солнца, а тем самым — косвенно — и собственное существование.

Американский физик Роберт Дикке решил, что эту операцию неплохо бы проделать и в явной форме. Так родилось интереснейшее направление бутстрэпной идеологии — так называемый антропологический принцип[132].

Суть его сводится к тому, что любые следствия любой теории не должны противоречить факту существования наблюдателя, мыслимого в образе человека. Возможен и более эффектный вариант — сильный антропологический принцип, согласно которому параметры Вселенной должны иметь значения, допускающие эволюционную ветвь человеческого типа.

Внешне такая точка зрения кажется чем-то, резко противоречащим всей линии развития общенаучных взглядов — от Кузанца и Коперника до наших дней. Действительно, практически все крупнейшие шаги в астрономии связаны с ликвидацией «центризмов». Ничем не выделены в смысле своего положения Земля, Солнце, Галактика, у человека нет космографических преимуществ в исследовании самых крупных космических масштабов. Как вы помните, обсуждался даже Абсолютный Космологический Принцип, запрещающий наблюдателю иметь не только пространственные, но и временные преимущества. Его рассматривали в качестве предельно полной децентрализации Вселенной в духе идей Кузанца…

Предельное равноправие различных планет, звезд и галактик в роли возможных наблюдательных площадок весьма успешно послужило развитию научного мировоззрения. Но абсолютизация даже такой хорошей вещи, как равноправие, легко приводит к абсурду — обычно с того момента, когда начинают игнорироваться существенные отличительные черты. Особенно это сказывается в анализе эволюционизирующих систем.

Посмотрим на дело вот с какой стороны. Картина Вселенной создается не каким-то внешним по отношению к ней существом, издали созерцающим абсолютную истину. Люди и социальные организмы — тоже подсистемы Вселенной со своими сложными особенностями восприятия. Биологические и социальные организмы видят окружающий мир в меру сложности своей организации. Но одновременно они меняют свою сложность в процессе эволюции. Поэтому не так уж удивительно требование, чтобы общая эволюционная модель — от космологии до социогенеза — обладала такими параметрами, которые допускают существование создателей этой модели.

Еще в первой четверти 20 века физики полагали, что прибор не играет принципиальной роли в познании свойств того или иного объекта. Считалось едва ли не само собой разумеющимся, что точность определения, скажем, координат и скоростей частиц может безгранично нарастать — хватало бы технической смекалки. Квантовая механика преподала превосходный урок на тему этой «безграничности». Оказалось, что поскольку при наблюдении любой объект должен подвергаться внешнему воздействию (на него должен попасть хоть один фотон, иначе как наблюдать?), нет — принципиально нет! возможности одновременно измерять точные значения координаты и импульса и некоторых других пар сопряженных характеристик.

Но схема опыта должна включать не только связь прибор-объект, есть еще связь прибор-субъект. Не исключено, что антропологический принцип пытается уловить именно последнюю связь, подчеркивая, что наблюдатель принципиально может регистрировать прибором лишь те явления, параметры которых не противоречат условию естественного развития этого наблюдателя как подсистемы изучаемой им Вселенной или более того — прямо следуют из аксиомы наличия нашей эволюционной ветви. Не исключено также, что пока этот принцип выражен недостаточно четко и в будущем ему придадут более ясную, например, теоретико-информационную формулировку.

Однако важно, что и теперь анализ в духе антропологического принципа приносит немало интересного. Кстати, знаменитое противоречие между первыми оценками функции Хаббла и геологическими данными можно трактовать как прямое предсказание в рамках этого принципа — возраст Вселенной в любом случае больше возраста Земли (то есть больше 4,6 млрд. лет), иначе в столь краткосрочной Вселенной просто не успели бы развиться планеты с астрономами и геологами.

Но это довольно очевидно. Менее очевидны и очень важны выводы, связанные с анализом минимального набора констант. Выясняется, что при некотором увеличении константы слабого взаимодействия могли бы блокироваться вспышки сверхновых звезд, обогащающие космос тяжелыми элементами, — соответственно, известные звезды второго поколения, их планеты и биосферы типа земной, где тяжелые элементы играют существенную роль, просто не появились бы. При небольшом уменьшении этой константы звезды не содержали бы ядер сложнее гелия, и это опять-таки не привело бы к жизни наблюдаемого типа.

К неприятностям приводят и небольшие вариации гравитационной постоянной — на главной последовательности не оказалось бы звезд типа Солнца. При большем значении возникает царство голубых звезд, при меньшем красных. То же самое, но в обратном порядке происходит при вариациях электрического заряда. Можно проследить и катастрофические последствия изменения других констант. В целом создается впечатление, что человек-наблюдатель может возникнуть лишь в такой Вселенной, чьи константы (минимальный набор) совпадают с наблюдаемыми, во всяком случае, заключены в очень узком «коридоре вариаций». Итак, наблюдатель воспринимает то, что допускается его биосоциальной структурой и допускает эволюционное происхождение этой структуры[133]. Добавление первой части очень важно — она фиксирует включенность наблюдателя в определенный уровень приборных ситуаций и соответствующих модельных представлений. Этот уровень тоже эволюционизирует вместе с наблюдателем.

Объективизация представлений текущего момента, не исчезает ли она? вот основная философская претензия к антропогенным идеям. Оказывается, нет, не исчезает, а может быть, только и появляется благодаря учету выделенной роли наблюдателя.

Суть объективности — не в признании какой-либо точки зрения единственно верной за счет искусственного подавления конкурирующих взглядов, а в выявлении взаимосвязи между различными точками зрения с последующим их синтезом.

Для пояснения стоит обратиться к аналогии из области физики. Ньютонова концепция абсолютного пространства казалась предельно объективированной в том плане, что для всех наблюдателей в этом пространстве часы идут совершенно одинаково. Теория относительности тоже постулирует равноправие всех инерциальных систем отсчета, но часы в них идут по-разному. Это вовсе не мешает созданию объективной картины любого движения, хотя она заведомо неодинаково выглядит из окна пригородного поезда и из иллюминатора фотонного звездолета, разогнанного почти до световой скорости.

Нечто аналогичное умению переходить в разные системы отсчета предлагает и антропогенный принцип. Я бы назвал это умение проецировать одну эволюционную ветвь на другую, имея в виду весь биосоциальный и социокультурный спектр Вселенной, допустимый законами ее эволюции.

Особая привлекательность такого подхода должна проявиться при анализе проблемы Контакта, а тем более при реальном вступлении в Контакт. Ведь мы можем столкнуться с чрезвычайно далеким от нашего собственного видением Вселенной, причем цивилизация, его имеющая, может во многих отношениях опережать нас по развитию, принадлежать даже иной биологической ветви, неизвестной на Земле. Воспринять их представления как нечто вполне естественное будет не так-то легко, потребуется обширная работа по построению методов перехода в их общую систему отсчета.

Отложив более подробную дискуссию на эту интригующую тему до следующей части, попробуем посмотреть на антропогенный принцип в несколько фантастической проекции.

Если фундаментальные и другие константы из минимального набора действительно выбирать из антропогенных соображений, то не следует ли отсюда, что появление человека — во всяком случае, разума нашего типа как-то запрограммировано во Вселенной? Не развиваются ли с самого начала некоторые параллельные нашему миры, где с определенными вероятностями реализуются иные наборы фундаментальных констант и, уж конечно, принципиально иные формы жизни и разума? И в какой степени мы могли бы подойти к их экспериментальному изучению — в принципе контактны ли они?

Все эти вопросы — призыв к неблизкому будущему. Поскольку балансировать на грани фантастики никому еще долго не удавалось, попробуем сознательно отступить в более реалистические области, чтобы ощутить под ногами желанную почву фактов.

Глава 9: Цепочка космических реакторов

Но мирозданию недоставало человека;

Земля и вся природа скорбели одна,

оттого, что нет ее царя,

другая оттого, что нет ее супруга

Алоизиюс Бертран

Космогоническая фаза

Мы как-то незаметно углубились в сферы космической экзотики и покинули Вселенную на весьма любопытной стадии формирования макроскопических объектов — на рубеже космологических и космогонических проблем.

Что же происходит дальше? Как формируются крупные космические структуры — галактики и звезды? Почему в среде, состоящей из водорода, гелия, фотонов и нейтрино, возникают тяжелые элементы, сложные молекулы и, наконец, жизнь и мыслящие существа?

Когда мы говорили об однородности и изотропии ранней Вселенной, имелось в виду описание ее свойств в среднем, в масштабах существенно превышающих размеры возможных неоднородностей. Небольшие возмущения однородного фона Вселенной начинают развиваться очень рано, и именно эти возмущения впоследствии превращаются в гигантские обособленные скопления газа.

Многое в зарождении таких космических протоструктур пока непонятно и является предметом активных исследований. Но кое-что мы знаем.

Через миллион лет после Первовзрыва температура падает примерно до 3000 К, Вселенная становится прозрачной для фотонов и нейтрино[134]. Гравитационное излучение, если верить в его существование, выходит из игры гораздо раньше — вероятно, непосредственно вблизи Сингулярности. Массивные заряженные частицы — протоны и ядра гелия — нейтрализуются, связываясь с электронами в атомы, а у фотонов уже не хватает энергии на ионизацию. Вещество теперь становится слишком холодным, чтобы противодействовать силам тяготения, которые выступают на первый план не только в предельно больших, но и в относительно малых объемах. Гравитация, управляющая эволюцией Вселенной в целом, начинает проявлять себя более локальным образом, формируя относительно независимые острова обычного вещества, конденсация происходит во многих масштабах — ее последствия мы и наблюдаем в виде иерархии космических структур.

Очень большие протооблака фрагментируют на меньшие, и отсюда берут начало отдельные галактики. Протогалактическое водородно-гелиевое облако сжимается под действием сил тяготения, сохраняя первоначально почти сферическую форму. Одновременно оно распадается на отдельные сгущения, которые, в свою очередь, служат материалом для формирования шаровых звездных скоплений. Собственно в это же время начинается и процесс звездообразования — гравитация конденсирует материю в еще меньших масштабах отдельных протозвездных облаков.

Итак, часть газа в протогалактическом облаке конденсируется в зародыши шаровых скоплений, а другая часть продолжает сжиматься, все более сплющиваясь под действием вращения. Постепенно устанавливается своеобразное равновесие между тяготением и центробежными силами. Образующиеся на этом этапе зародыши будущих звезд и скоплений концентрируются ближе к экваториальной плоскости — это так называемая промежуточная составляющая галактики. Дальнейшая эволюция, по-видимому, существенно связана с магнитным полем — оно тормозит сжатие, и его силовые линии участвуют в формировании спиральных рукавов галактики. Конденсация свободного газа на этом этапе приводит к образованию галактического диска, точнее, так называемой плоской составляющей звездного населения.

В соответствии с этой картиной, звезды зарождаются как бы на трех стадиях. Самые старые должны находиться в шаровых скоплениях, располагающихся сферически симметрично вокруг центра галактики, а самые молодые — в плоской составляющей.

Несколько в стороне остается важнейший вопрос: что же происходит в центре галактики, как протекает там эволюция вещества? Очень вероятно, что в центре вещество концентрируется особым образом — не просто в плотные скопления звезд, а в какие-то сверхзвездные тела огромных масс и размеров. Эти тела могут, в свою очередь, довольно быстро коллапсировать в гигантские черные дыры. Существование таких центральногалактических супердыр — одна из распространенных гипотез, от ее проверки зависит очень многое. Во всяком случае, огромная излучательная активность галактических ядер и особенно квазаров неплохо объясняется эффективным механизмом захвата вещества супердырой. Другой вариант — очень высокая концентрация в центре Галактики более или менее обычных звезд и черных дыр, которые испытывают достаточно частые столкновения, иногда завершающиеся слиянием. Суммарно система концентрированного «звездного газа» может также обеспечить высокую светимость. Выбор между двумя вариантами затруднен из-за непрозрачности центральной области нашей Галактики. Только тщательный анализ всех участков спектра — в том числе гравитационного и нейтринного — позволит прояснить ситуацию.

Эволюция протозвездных облаков вдали от центра выглядит примерно так. Облако фрагментирует на группу газовых образований, каждое из которых можно рассматривать как протозвезду. Под действием тяготения вещество протозвезды сжимается, потенциальная энергия переходит в тепловую, и вещество постепенно разогревается. Видимо, на этой стадии вращающаяся протозвезда может выделить отдельные сгустки, которые вступают на путь более или менее обособленной эволюции, конденсируясь в планеты[135].

Масса газа, участвующего в дальнейшем сжатии самой протозвезды, весьма различна, но вряд ли она превосходит 100 или 1000 М€. Разогрев вещества приводит к появлению слабой собственной светимости — протозвезда напоминает теперь «красный гигант». Когда же температура в ее недрах достигает некоторого критического значения, открываются каналы термоядерных реакций, в которых водород синтезируется в более тяжелые элементы. Сжатие приостанавливается — давление газа теперь достаточно велико, чтобы противодействовать гравитации. Протозвезда превращается в настоящую звезду[136].

Длительность протозвездной фазы зависит от массы первичной конденсации и заключена в пределах от миллионов до сотен миллионов лет. Чем массивней протозвезда, тем быстрее она превращается в полноценную звезду.

Возникшая звезда попадает на главную последовательность диаграммы Герцшпрунга-Рессела и как бы путешествует вдоль нее. Длительность этого путешествия, то есть время жизни в собственно звездной фазе, существенно зависит от массы и начального химического состава. Самые массивные и яркие звезды могут очень быстро исчерпать запасы термоядерного горючего — за каких-то несколько миллионов лет. Маломассивные звезды (М ~ 0,5 ÷ 0,7 М€) со светимостью L ~ 0,1 ÷ 0,3L€ (спектральный класс К) могут пребывать на главной последовательности многие десятки миллиардов лет — дольше известных нам космологических сроков.

Когда водород в центральной области звезды выгорает, ее ядро, в котором накапливаются гелий и более тяжелые продукты термоядерного синтеза, начинает резко сжиматься — теперь уже практически нет давления, противодействующего гравитации. Плотность ядра значительно возрастает, а его поверхностный слой, где еще продолжаются термоядерные реакции, становится как бы печкой для подогрева газовой оболочки. Эта оболочка, разогреваясь, расширяется, и ее светимость заметно возрастает. Звезда становится красным гигантом и покидает главную последовательность.

В ядре звезды при температуре выше 100 млн. градусов создаются условия для синтеза углерода из трех ядер гелия. Вступление в углеродный цикл термояда приостанавливает сжатие, но всему приходит конец, в том числе и запасу гелия.

Если масса звезды не слишком велика (М (1,2. М€), ее дальнейшая судьба выглядит так. Прекращение термоядерного синтеза ведет к дальнейшему сжатию ядра, а оболочка, получившая мощный тепловой импульс, сбрасывается. Ее мы можем наблюдать в виде так называемой «планетарной туманности», светящейся за счет накачки мощным ультрафиолетовым излучением ядра. Оболочка будет расширяться и постепенно растворится в окружающем пространстве.

Ядро этой звезды сожмется чрезвычайно сильно — разрушатся атомы, ядра будут как бы вдавлены в электроны, откуда и возникнет огромная плотность, соответствующая упаковке «нуклона в электроне». Дальнейшее сжатие тормозится давлением электронного газа. Образуется белый карлик, который при массе порядка М€ имеет радиус всего около 1000 км[137]. Постепенно остывая, он превращается в холодное сверхплотное тело (черный карлик). Такую судьбу должно иметь и наше Солнце. Примерно через 8 млрд. лет оно раздуется до масштабов красного гиганта и, сбросив оболочку, станет белым карликом. Многие звезды старших поколений в промежуточной и сферической составляющих Галактики, образовавшиеся на 5-10 млрд. лет раньше Солнца, уже проделали весь этот путь или заметную его часть. Как правило, срок их жизни на главной последовательности не превышает 10 млрд. лет. Поэтому в космосе должно находиться множество погасших карликов — памятников некогда ярким мирам.

Если масса звездного ядра превышает 1,2. М€, судьба звезд оказывается несколько более впечатляющей.

Сброс оболочки сопряжен в этом случае с одним из самых мощных процессов во Вселенной — вспышкой Сверхновой. Пиковая светимость такого объекта того же порядка, что и светимость целых галактик. Вещество, выброшенное взрывом, расширяется в окружающее пространство со скоростями до 10 000 км/с, причем общее энерговыделение доходит до 10^45 Дж. Видимо, столь мощный взрыв связан с протеканием в массивном звездном ядре реакции синтеза довольно сложных атомных ядер. При разогреве до миллиарда градусов начинается синтез кислорода, неона, натрия и более тяжелых элементов. Для этих реакций характерны высокая скорость и огромное энерговыделение — в 10–15 раз выше, чем при синтезе легчайших ядер. В результате химический состав такой звезды оказывается куда сложней, чем у менее массивных звезд. Можно сказать, что конечные стадии ее эволюции создают своеобразный термоядерный комбинат по производству тяжелых элементов. Действительно, при взрыве Сверхновой в пространство выбрасывается значительное количество элементов, которые не могут образоваться за счет чисто космологической эволюции — в эпоху ядерно-плотной Вселенной на это просто не хватает времени. Взрывы Сверхновых постоянно обогащают межзвездную газово-пылевую среду.

Благодаря относительно быстрой эволюции вдоль главной последовательности, от нескольких миллионов до нескольких миллиардов лет, самые древние массивные звезды давно успели пройти свой путь и значительно изменить химический состав Вселенной. Из выброшенного ими вещества стали формироваться звезды второго поколения, к которым относится и наше Солнце.

После завершения термоядерных циклов ядра массивных звезд сжимаются гораздо сильней, не задерживаясь на стадии белых карликов. Если их масса не превышает 2,5–3 М€, они завершают свою эволюцию в виде пульсаров нейтральных звезд с плотностью атомного ядра.

При большей массе эволюция звездного остатка должна неизбежно завершиться черной дырой — не известны силы, способные приостановить сжатие и в этой ситуации. Впрочем, если ядро звезды быстро вращается, возможен дополнительный сброс массы и остаток должен избежать чернодырного финиша. Первое поколение массивных звезд, образовавшихся на первом этапе космогонической фазы (13–15 млрд. лет назад), в основном завершило свой путь, преобразовавшись в сгустки темной материи — нейтронные звезды и черные дыры, проявляющие себя в кратных системах, вблизи от более молодых и активных звезд. С другой стороны, очень правдоподобно, что вторичные конденсации охотно развиваются неподалеку от места взрыва Сверхновой, повышающего плотность вещества в своей окрестности. «Семейные ячейки» звезд, видимо, наблюдаются, но общая закономерность их образования до конца не ясна, не совсем понятны и правила химической наследственности, хотя роль изменения химического состава изучена очень неплохо.

Теперь обратимся к эволюции в масштабах околозвездного пространства проблемам планетарной космогонии.

Планетам не слишком повезло, астрофизики гораздо уверенней чувствуют себя, обсуждая происхождение звезд и галактик. Это и неудивительно природа предоставила нам обширнейшую коллекцию гигантских объектов на разных стадиях эволюции, но открыла для непосредственного изучения лишь одну планетную систему.

Современная точка зрения в основном соответствует классическим идеям Канта-Лапласа, но, разумеется, на гораздо более высоком уровне. Принимается во внимание неплохо исследованный химический состав, распределение момента количества движения и магнитное поле. Первичная туманность, из которой по мере сжатия формируются Солнце и планеты, обладает большим вращательным моментом. От туманности отделяются газово-пылевые диски, удаляемые от основной массы магнитным полем. Вращение основной массы несколько тормозится, а вещество дисков постепенно сгущается в планеты. Ситуация такова, что рождающаяся звезда как бы заранее сбрасывает большую часть своего момента будущим планетам — лишь бы правильно работало магнитное поле. В результате основными носителями момента становятся массивные и далекие от центра планеты. В Солнечной системе основная его часть заключена в движении Юпитера и Сатурна.

Видимо, нормальное поведение силовых линий магнитного поля имеет место у не слишком горячих и массивных звезд спектрального класса F5 и ниже. Судя по имеющимся оценкам, их собственное вращение сильно заторможено. Можно думать, что большинство из них обладает планетными системами — иначе куда бы делось 80–90 % такой фундаментальной сохраняющейся величины, как момент импульса? Разумеется, при этом предполагается, что протозвездные облака близкие по массе и составу эволюционизируют одинаково. Данные факты составляют наглядную основу нашей убежденности в множественности планетных миров.

Моделирование сложной задачи планетной космогонии успешно проводится с помощью ЭВМ, которые разыгрывают различные варианты гравитационной конденсации. В основном работа ведется с прицелом на параметры Солнечной системы. Среди решений, представляемых ЭВМ, возникают и такие распределения по массам и расстояниям до Солнца, которые хорошо соответствуют наблюдениям. Наряду с ними встречаются и совсем иные решения — это указывает на разнообразие конкретных вариантов планетной системы, реализующихся у звезд типа Солнца.

Например, протооблако может породить пятнадцатипланетную систему с более или менее равномерным распределением масс между планетами (от 0,06 Мã до 32,7 Мã). В другом варианте едва ли не вся масса протопланетных дисков конденсируется в гигантскую планету (М »5050 Мã » 0,015 М€), расположенную в 11 астрономических единицах от центрального светила. Такая планета, по-видимому, способна стать слабой звездой. Это показывает, что между одиночными звездами с планетной системой и двойной системой звезд нет пропасти. Но, вероятнее всего, парное звездообразование должно охотней идти в ситуации с более массивной начальной туманностью.

Численное моделирование принесло удивительный результат. Оказывается, при весьма правдоподобных условиях вращающееся и сжимающееся протозвездное облако стремится стать не дискообразным, а тороидальным — на определенной стадии оно выглядит, как «бублик», лишенный центральной конденсации. Но такой газовый бублик очень неустойчив и, вероятней всего, быстро фрагментирует на 2 крупных сгустка и несколько мелких. Последующее взаимодействие главных сгустков определяет судьбу облака — оно превращается либо в двойную звездную систему, либо в систему звезды с большой планетой. Последний вариант реализуется в том случае, если один из сгустков входит в режим «вампира», отсасывая атмосферу соседа, а, следовательно, и большую часть его массы. Сгусток-вампир становится протозвездой и как значительно более массивное тело стремится расположиться практически в центре инерции облака. Зато второй сгусток-протопланета отбирает основную часть суммарного момента количества движения, оставляя на долю партнера лишь несколько процентов этого момента. Это очень похоже на наблюдаемую ситуацию с Солнцем и Юпитером. В таком подходе именно двойные звездные системы и звезды с большими планетарными спутниками представляются наиболее распространенным населением Галактики. Пожалуй, самый важный результат исследований по космогоническому моделированию — высокая вероятность формирования планет в процессе рождения звезды.

Завершая этот раздел, необходимо подчеркнуть следующее. Нарисованная здесь картина является в определенной мере усреднением многих моделей. В последние десятилетия космогония развивается необычайно интенсивно. Теория стремится с максимальной точностью объяснить все известные факты, но количество фактов и их взаимосвязей все время растет. Поэтому многие элементы приведенной картины непрерывно переосмысливаются. Факторы, на которые когда-то не обращали должного внимания, нередко выдвигаются на первый план. Скажем, в галактической космогонии существует очень серьезная проблема первичных вихрей. Простое постулирование вращения протогалактических облаков не кажется уже вполне удовлетворительным хотелось бы вывести это важнейшее наблюдаемое явление из каких-то общих космологических принципов. Многое еще не ясно в теории эволюции галактических ядер, да и привычных звезд, особенно в начальной фазе. В этих областях буквально на глазах формируется, пожалуй, самая молодая ветвь астрофизики. Продвигаясь в анализе протозвездной фазы, мы сумеем лучше понять и ранние стадии планетной космогонии. Вообще нельзя не отметить, что даже Солнечная система (не говоря уж о планетных мирах далеких звезд) изучена довольно слабо. После всех открытий прошлых веков, рассмотренных в предыдущей части, это может показаться ученым скромничанием, однако же, это факт.

Попробуем оценить его простейшим образом. Плутон находится в среднем в 40 астрономических единицах от Солнца. О том, что находится за этой экзотической планетой, мы почти ничего не знаем[138].

Между тем, общий размер Солнечной системы не менее 200 тыс. астрономических единиц (порядка 1 парсека). Вплоть до таких расстояний Солнце должно оказывать основное гравитационное влияние на все объекты (на больших расстояниях в игру вмешиваются ближайшие звезды). Так вот, с этой точки зрения неплохо изученный объем составляет (40/200000)3 ~ 8.10–12 примерно одну стомиллиардную часть! За орбитой Плутона могут находиться десятки планет и целые астероидные пояса, более того что-то такое там непременно должно быть, поскольку высокоточная современная теория движения внешних планет (Урана, Нептуна, Плутона) и кометы Галлея все еще находится в неудовлетворительном согласии с наблюдениями. Одна или несколько неоткрытых трансплутоновых планет систематически действуют на параметры известных орбит[139]. Для поиска этих объектов нужно проводить систематические исследования заплутонова пространства на предельно мощных телескопах и в перспективе — с помощью космических зондов. В сфере этих поисков, возможно, кроются ответы на принципиальные проблемы космогонии, в частности, оценка размеров протозвездного облака[140].

Итак, нарисованная картина может заметно измениться во многих деталях, но существуют и совсем иные точки зрения. Например, в течение многих десятилетий советский астрофизик В. А. Амбарцумян и его школа развивают представления, противоположные «пылевой космогонии». Их позиция основана на гипотезе образования космических структур из неких сверхплотных зародышей (сгустков так называемого дозвездного вещества). Структуры должны возникать в результате взрывообразной эволюции зародышей. Наблюдательной основой гипотезы служит высокая активность многих галактических ядер и относительно высокий темп звездообразования. Этот не слишком модный в наши дни подход сыграл важную роль, постоянно привлекая внимание к мощным нестационарным процессам во Вселенной. Однако в идее зародышей заложено несколько больше, чем может показаться. В широком плане речь идет о том, как и когда был дан стартовый выстрел для формирования структур в масштабах, промежуточных между Вселенной в целом и отдельными элементарными частицами. Начался ли этот процесс только после синтеза всех известных частиц, когда они представляли собой уже достаточно охлажденный газ, или он протекал параллельно и оставил после себя совершенно экзотические объекты, прячущиеся в труднодоступных для наблюдения местах типа галактических центров? Вспомним о тех же микрозвездах и реликтовых дырах…

Не исключено, что истина лежит где-то посредине и в очень ранних космогонических фазах активность реликтовых образований действительно крайне важна, а несколько позже основную роль начинают играть более или менее понятные процессы гравитационной конденсации холодного газопылевого вещества.

В любом случае, тем, кто посвятил или собирается посвятить себя космогоническим моделям, еще долго не грозит смерть от скуки.

Эволюция Земли и других планет

Рассмотрим теперь в самых общих чертах, как протекало формирование Земли. Наша планета дает уникальный пример успешного прохождения химической и биологической эволюции, и, конечно, очень интересно выяснить, насколько ход этой эволюции естественен. Иными словами, не возникают ли в ходе анализа какие-то крайне маловероятные факторы, делающие результаты земной эволюции предельно редким космическим событием?

По современным астрофизическим и геофизическим данным, Земля образовалась примерно 4,6 млрд. лет назад. Вещество, из которого состояло протоземное облако, наверняка сильно отличалось по составу от водородно-гелиевой смеси. Видимо, около 10 млрд. лет назад в области Солнечной системы началось интенсивное обогащение тяжелыми элементами. Неплохое представление о химическом спектре в районе земной орбиты дают метеориты, а среди них преобладают каменные и железные с примесями кислородо-связывающих веществ. Именно анализ метеоритов позволяет нам восстановить элементный состав протопланетного облака, каким оно было 4,5 5 млрд. лет назад.

Конденсация протопланетного вещества под действием сил тяготения ведет к образованию твердого и компактного тела, внутри которого развивается давление, препятствующее дальнейшему сжатию. Однако не слишком большая исходная масса позволяет достичь весьма умеренных температур в недрах планеты. В большей части своего объема она сохраняет кристаллическую структуру.

Основным процессом геологической эволюции является гравитационная дифференциация — процесс, в котором более тяжелые вещества опускаются к центру планеты, а более легкие поднимаются к поверхности. Из-за этого Земля оказалась, в конечном счете, весьма неоднородной по плотности (12,68 г/см^3 в центре при средней плотности 5,52 г/см^3).

Дифференциация ведет к потере потенциальной энергии опускающихся слоев и некоторому уменьшению радиуса планеты. Потенциальная энергия выделяется в тепловой форме во внутренних слоях. Полное энерговыделение этого источника оценивается примерно в 1,6.10^31 Дж, что с учетом возраста Земли приводит к очень приличной средней мощности (порядка 10^14 Ватт!). Из-за уменьшения радиуса должна несколько увеличиваться скорость вращения — чтобы момент количества движения сохранялся.

Другой важный источник земной энергии — распад радиоактивных элементов. Оценки показывают, что такой распад выделил порядка 56 % от энергии дифференциации. Очень важно, что в ранние моменты формирования Земли радиоактивные изотопы генерировали значительно большее (в 4–7 раз) количество энергии, чем теперь, и, конечно, то, что в процессе гравитационной дифференциации изотопы вместе с силикатами концентрировались в коре и верхней мантии.

Отсюда видно, что наша планета представляет довольно мощный энергетический источник, причем в первый период ее существования она была особенно активна. Много энергии, несомненно, рассеялось в космическом пространстве, но значительная часть ее сохранилась в недрах, что способствовало длительному поддержанию разогрева и плавлению вещества в значительных объемах[141]. Картина ранней Земли очень сильно отличалась от того, что мы наблюдаем сейчас, и особенно это касается состава атмосферы и коры.

Первоначально основные элементы атмосферы и гидросферы Земли находились в связанном состоянии — в составе твердых веществ. Большая часть летучих веществ испарилась еще при нагревании протопланетного облака Солнцем. Поэтому процентное содержание легчайших элементов на Земле значительно меньше, чем в среднем по Солнечной системе.

Гравитационный и радиационный разогрев Земли быстро привел к развитию мощных вулканических процессов, формирующих как кору, так и атмосферу. Самая ранняя атмосфера состояла, по-видимому, из очень разреженной смеси азота, аммиака и инертных газов. Вулканы стали насыщать ее водяным паром, углекислым газом и некоторыми другими газами, выпаренными из верхней мантии. Одновременно шел процесс выплавления основных пород коры. Без учета парниковых эффектов температура поверхности древнейшей Земли оценивается градусов в 15, что допускает конденсацию водяных паров и образование гидросферы. Мировой океан с самого начала активно насыщался продуктами вулканической деятельности — примеси попадали в него из атмосферных газов и за счет интенсивного вымывания вещества из горных пород. Свободного кислорода ни в тонкой атмосфере, ни в океане на этом этапе практически не было.

К концу катархея — так называют эпоху первого миллиарда лет от образования Земли — жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, свободно проникающее к поверхности океана, вызвало в обогащенном химическими соединениями «бульоне» ускоренное зарождение сложных органических веществ[142]. Дело дошло до образования аминокислот, и, вероятней всего, органика, характерная для конца этого периода, — не слишком редкое явление в космосе.

В архее — следующий миллиард лет в истории Земли — уже наблюдаются следы примитивной жизни[143]. Самые древние находки связываются с одноклеточными сине-зелеными водорослями, способными к фотосинтезу в водной среде с высоким содержанием углекислоты. В результате выделяется кислород.

Проблема химической эволюции, то есть зарождения клеток из явно неживых молекулярных структур, очень сложна и имеет давнюю и богатую историю. Останавливаться на ней подробно мы не станем. Заметим только, что идея естественного образования примитивных живых организмов еще в 30-х годах нашего века выглядела революционной. Целые столетия до того люди имели возможность собственными глазами наблюдать «самозарождение» появление различных организмов буквально из грязи. Концепция самозарождения была опрокинута лишь после нескольких десятилетий разработки дарвиновской теории, согласно которой многоклеточные организмы ни в коем случае не могли возникать из неживой материи. На фоне успехов дарвиновской эволюционной теории загадка появления первого живого организма казалась сущим камнем преткновения. Ведь в наше время одноклеточные не зарождаются в естественных условиях. Решение появилось тогда, когда биохимики (А. И. Опарин из СССР и Дж. Холдейн из Англии) догадались рассмотреть проблему в рамках вторичной земной атмосферы, обогащенной водяными парами, различными углеродосодержащими соединениями, аммиаком и сероводородом. Оказалось, что первые одноклеточные преподали нам, можно сказать, первый экологический урок в планетарном масштабе. Зародившись во вторичной атмосфере, жизнь полностью переделала эту атмосферу и тем самым пресекла условия своего появления, но отнюдь не развития. Напротив, обогащение кислородом открыло путь к возникновению более сложных эволюционных форм.

Опыты по воздействию искровых разрядов на атмосферу, состоящую из водорода, метана, аммиака и водяного пара, начавшиеся в 50-х годах, подтвердили, что в такой ситуации появляются многие аминокислоты, в том числе и те, которые присутствуют в белках живых организмов. Наряду с двадцатью аминокислотами, определяющими состав обычных белков, обнаружились и другие, несущественные для земных форм жизни. Отсюда можно сделать вывод, что в самый ранний период жизнь начиналась со своеобразного отбора на уровне строительных блоков и генетических кодов. Ведь одновременно с элементами будущих белков — аминокислотами — формировались и элементы нуклеиновых кислот — сахара (рибоза для РНК и дезоксирибоза для ДНК), фосфаты и азотистые основания, а также мембранный материал.

Детали химической эволюции от фундаментальных строительных блоков до первых цианобактерий и сине-зеленых водорослей во многом еще не выяснены, но общая последовательность дальнейших событий более или менее реконструирована. Видимо, существенную роль сыграла промежуточная стадия «химических организмов» — так называемых коацерватных капель, способных к полимеризации за счет активного метаболизма, то есть поглощения энергии и химических соединений из окружающей среды. Их репродукция носила в значительной степени случайный характер, и как раз закрепление генетического аппарата постепенно создавало наилучшим образом запрограммированные дочерние капли — способные отбирать у внешней среды необходимые для их выживания катализаторы и блокировать действие вредных факторов.

Примерно через миллиард лет после завершения архея, в середине следующего за ним протерозоя (около 1,5 млрд. лет назад), происходит новый качественный сдвиг в развитии живых организмов. Появляются эукариоты клетки с выраженной ядерной структурой, способные к окислительному метаболизму. Цианобактерии и сине-зеленые водоросли (прокариоты) успели к этому времени сильно переработать земную атмосферу — за счет их преимущественного бродильного метаболизма в атмосфере стал накапливаться кислород, и вступление в эру эукариотов произошло, по-видимому, когда «газ жизни» достиг уровня 0,5–1 процента относительно его современного содержания. Между прочим, кислород, сильнейший окислитель, в некотором отношении оказался чистой отравой для окружающей среды и полностью пресек дальнейший переход из химической в биологическую фазу. Неживая природа выключилась как прямой генератор жизни и стала источником питания. В этом плане и можно говорить об экологической катастрофе.

Где-то полмиллиарда лет спустя, эукариоты преодолевают микроскопический масштаб жизни, формируя многоклеточные организмы — нечто принципиально отличное от колоний прокариотов[144]. Начинается эволюция собственно животного и растительного мира. 500–600 миллионов лет назад наша планета вступает в фанерозой (эпоху «явной жизни»), к концу которого появился человек.

Мы не имеем возможности сколь-нибудь подробно останавливаться на интереснейшей и далеко не во всем понятной дистанции от одноклеточных до человека. Общепринятый факт состоит в том, что в условиях Земли данная дистанция была успешно пройдена, и пока не видно причин, по которым основные ее этапы принципиально не укладывались бы в теорию естественного отбора.

В основе этой теории лежит представление о преимуществе более приспособленных организмов, причем лучший вариант адаптации закрепляется наследственно и приводит к формированию новых видов, семейств и даже типов животных.

Различные варианты организмов появляются под действием мутаций внешние физико-химические факторы или случайные ошибки при молекулярной репликации вызывают небольшие изменения нуклеиновых наследственных структур, из-за чего и возникают мутанты. Организмы, изменившиеся в одном или нескольких поколениях, например из-за повышенного уровня радиации или увеличенной концентрации каких-то кислот, могут успешно выжить и даже лучше приспособиться к окружающей среде, чем их домутантные предки, но могут и быстро сойти на нет. Именно успешная адаптация выуживает среди мутантов новые удачные побеги эволюционной ветви.

На этом пути обитатели Земли преодолевали ряд принципиально важных этапов — формировался тип позвоночных, класс млекопитающих, отряд приматов, семейство гоминид, род Homo и, наконец, наш вид — Homo sapiens. Каждая из этих ступенек определяет свою вершину эволюции — в целом наилучшим образом адаптированный класс, отряд, вид. Причем не просто приспособленный, не просто погрузившийся в уютную экологическую нишу, но обладающий хорошим потенциалом прогрессивного усложнения, прогрессивно адаптированный, если можно так выразиться… Процесс восхождения по этим ступенькам, разумеется, выглядит вполне естественно, однако мы не слишком хорошо представляем себе, сколь мало следовало бы изменить условия, чтобы, скажем, мутации, связанные с потерей клыков и увеличением объема мозга, стали вредными. Иными словами, даже в более или менее схожих условиях эволюция могла бы долго топтаться, варьируя семейства обезьян вроде гиббоновых и понгид. Трудно оценить и вероятность появления полезных мутагенных факторов, например, образования естественных ядерных реакторов в зоне высокой концентрации гоминоидов[145].

Однако нет оснований отказываться от своеобразного закона, согласно которому природа всегда стремится реализовать наиболее сложные формы организации вещества, допустимые в данных условиях. Поэтому мы обычно верим, что, если вблизи звезды типа Солнца сформировались планеты с параметрами, очень близкими к земным, то и основные этапы химической и биологической эволюции должны выглядеть очень схоже.

Другой вопрос — значительное разнообразие в эволюционных путях самих планет. В доступных прямому исследованию условиях Солнечной системы Земля включается в целую группу тел наряду с Меркурием, Венерой, Марсом и Луной, чей исходный состав, а отчасти и этапы формирования довольно схожи. Но при всем том, Меркурий и Луна лишены атмосферы. Атмосфера Венеры, геологическое строение которой очень близко к земному, почти в 50 раз плотнее земной, температура у поверхности достигает 500 градусов, а давление — 90 атмосфер. Но самое важное — различие в составах. Если земная атмосфера, грубо говоря, состоит из азота и кислорода (в пропорции 78:21), то венерианская атмосфера — смесь углекислого газа с азотом (примерно 95:4). В той степени, в какой мы считаем третичную атмосферу Земли «искусственной», то есть обязанной своим происхождением фотосинтетическому производству кислорода прокариотами и более сложной растительностью, можно утверждать, что ничего подобного на Венере не происходило, во всяком случае, организмы, потребляющие углекислоту и производящие кислород, сколь-нибудь заметного развития там не получили[146].

Еще более разительно Земля отличается от больших планет. Дело не только в простом отличии таких параметров, как радиус и масса Юпитера и Земли. За существенно иной массой (МЮп/ Мã = 318) кроется совершенно иной ход эволюции. Исходным материалом юпитерианского протопланетного облака послужил водород и гелий, что неплохо отражается в составе его нынешней атмосферы (примерно 87 частей водорода на 13 частей гелия). Фактически Юпитер — «недоразвитая звезда», окажись его исходная масса раз в 10 больше, мы имели бы счастье стать обитателями двойной звездной системы. По современным расчетам, юпитерианское протопланетное облако было примерно в 1000 раз больше современного Юпитера, и его светимость достигала почти 10^24 Вт (т. е. нескольких десятых процента от современной светимости Солнца!). Переход в наблюдаемое состояние за счет гравитационного сжатия произошел довольно быстро — примерно за 10 млн. лет. Но и теперь Юпитер, сжимаясь на 10 сантиметров за столетие, обеспечивает высокое избыточное излучение. Его судьба позволяет понять, что происходит с протооблаком недостаточно высокой массы, неспособным войти в режим термоядерного реактора. Под водородно-гелиевой атмосферой толщиной порядка 1400 км, располагается океан жидкого водорода «глубиной» около 16 тысяч километров (в нем могла бы легко потонуть Земля). Когда давление достигает 3 млн. бар, водород переходит твердую фазу. Толщина сферической оболочки из металлического водорода более 43 тыс. километров, наконец, в центре располагается относительно небольшое (R ~ 11 тыс. км) ядро из горных пород. Очень похожим строением, видимо, обладает и Сатурн.

Разумеется, было бы нелепо ожидать от планет такого рода сколь-нибудь похожей на земную химико-биологической эволюции. Тем более трудно предположить нечто подобное для слишком далеких от Солнца Урана и трансурановых планет.

В целом современная точка зрения сводится к тому, что ни на одной из планет Солнечной системы не может существовать жизни земного образца. Уникальность земной жизни неплохо объясняется положением протоземного облака относительно центрального светила и исходным химическим составом этого облака, хотя в схеме объяснения наверняка есть немало весьма дискуссионных мест. Конечно же, конденсация силикатно-железной пыли массой порядка Мã на расстоянии порядка одной астрономической единицы от желтого карлика не ведет к однозначному выводу о появлении там через 4–5 миллиардов лет разумных существ, но зато ни на одном из этапов такой эволюции не видно пока слишком невероятных событий, разрывающих рассмотренную цепочку.

Зоогоническая фаза как космологический закон

Хотя мы вовсе не уверены, что появление жизни во Вселенной представляет собой столь же универсальное явление, как образование галактик, звезд и планетных систем, необходимо тем или иным образом задать этот феномен как закономерное следствие предшествующих стадий эволюции.

Последовательность событий, приводящая к зарождению и развитию жизни, представляется чем-то вроде цепочки реакторов.

Самый мощный из них — Сингулярность (или, вероятней всего, ее планковская окрестность) — работает не слишком понятным для нас образом, но в результате работы этого гравитационного суперреактора появляется пространство-время и зародыши будущих элементарных частиц (а возможно, и непосредственно некоторые частицы — фотоны, лептоны, кварки и гравитоны, если не выяснится их более тонкая структура). В эпоху t ~ 10-6-10-5 сек. Вселенная начинает работать как реактор адронного синтеза — из кварков образуются адроны. Позднее, в более холодной ситуации Вселенная становится термоядерным реактором, осуществляющим синтез водорода в гелий-4.

Еще позднее Вселенная разбивается на отдельные реакторы (галактики и звезды первого поколения), где в процессе сжатия происходит синтез более тяжелых элементов. Благодаря выходу этих реакторов во взрывной режим, космос химически обогащается, и некоторые не слишком горячие объекты, например, планеты у звездных систем 2-го поколения — становятся мощными химическими реакторами, где синтезируются различные молекулярные соединения. Когда химические соединения делаются достаточно сложными и многообразными, возникает основа для дальнейшего усложнения структур. В относительно тонком приповерхностном слое некоторых планет создается своеобразный биологический реактор, продуцирующий относительно устойчивые молекулярные комплексы, способные к длительному обмену энергией и веществом с окружающей средой. Если условия этого обмена, способствующие устойчивости комплекса, каким-то образом кодируются в его структуре (в виде информации, записанной на молекулярном уровне), то комплексы начинают репродуцироваться в наиболее приспособленной к данным условиям форме. Вариация условий окружающей среды — радиационного, температурного и химического режимов по необходимости приводит либо к гибели образований, либо к их усложнению, допускающему более широкую адаптацию. Так появляются первые живые существа — безъядерные клетки, способные в некоторой степени регулировать отношения с окружающей средой.

Биологический реактор на протяжении миллиардов лет генерирует все усложняющиеся живые структуры, пока не возникает человек с характерным социальным типом передачи части наследственной информации и формирующейся на этой основе культурной сферой, которая открывает путь к особо активному воздействию на окружающую среду.

Цивилизации древнего мира — тот первый рубеж, когда действие социокультурных факторов обретает тот же порядок эффективности, что и факторов экологических. Впоследствии в связи с наступлением технологической эры первые начинают преобладать. Можно говорить даже о формировании своего рода социокультурного реактора, продуцирующего высокоорганизованные структуры, которые способны моделировать и реконструировать в процессе моделирования окружающую среду.

Именно в этой фазе жизнь (разумная жизнь!) становится космически значимым фактором. Биологический реактор, однажды появившись, способен преобразовать поверхностный слой отдельной планеты[147]. Социокультурный реактор, овладевший преобразованиями энергии в планетарных масштабах, приводит к экспансии инженерной деятельности в околопланетное и околосолнечное пространство с вполне вероятным (и уже наблюдаемым) созданием там более или менее крупных искусственных объектов. Разумеется, такие объекты не могут рассматриваться в рамках обычной космогонии. Закон, в соответствии с которым через 4–5 млрд. лет планеты первого поколения у молодых звезд типа Солнца должны порождать искусственные спутники или по-другому — обычные звезды второго поколения должны порождать радиозвезды третьего поколения (скажем, маяки для посылки межзвездных сигналов), выглядел бы нелепо без учета жизни как особого космического феномена.

Включив фрагментарное описание этого феномена во II часть книги, посвященную современной картине естественной эволюции, я хотел бы подчеркнуть следующее.

Независимо от проблемы Контакта, которую мы подробно обсудим в III части, жизнь в ее биологическом и социокультурном аспектах представляет собой совершенно необходимый и естественный элемент современной космогонии.

Традиционное резкое деление природы на живую и неживую, унаследованное нами из науки 18 и первой половины 19 веков — доэволюционной науки, объективно лишь постольку, поскольку существует значительная разница в методах физики, изучающей элементарные структуры, и биологии и социологии, имеющих дело со сверхсложными структурами.

Наблюдаемая сейчас тенденция к синтезу научного знания связана с исследованием сложных систем. Физика пытается освоить непривычную для себя область объектов, свойства которых зависят от уровня структурной организации. Биосоциальные науки так или иначе стремятся объяснить многие особенности своих объектов, разлагая их на относительно простые подсистемы.

В той мере, в какой этот синтез захватывает наши представления о Вселенной, мы вынуждены строить единую космогоническую картину, где некоторые молодые звезды второго поколения задолго до завершения своей энергетической эволюции способны генерировать третье поколение искусственных космических объектов с необычными свойствами.

Разумеется, это предъявляет особо высокие требования к анализу предыдущих этапов эволюции.

Но самое важное заключается, пожалуй, в осознании неизбежности включения зоогонической фазы в общую космологию. Уникальность нашей цивилизации не должна рассматриваться как абсолютная преграда на этом пути, подобно тому, как уникальность Вселенной — это еще не основание для отбрасывания космологических моделей.

Сплошные проблемы

Резюмируя популярное изложение того или иного раздела науки, нередко прибегают к архитектурному образу — смотрите, какое великолепное здание выросло на пустынном и диком месте!

В этом смысле наука о строении и эволюции Вселенной может представляться монументальным центром обширного города. Путь от россыпи угольков-звезд и небесных зиккуратов Мардука до реликтового излучения и черных дыр позволяет гордиться изобретательностью зодчих.

Но лучшая часть гордости — прошлое, спрессованное в ступеньку, с которой яснее видны дороги в завтра. Масштаб, избранный в этой книге, не позволяет слишком долго любоваться достигнутым, а современная космология очень далека от пропорций завершенного храма. Сквозь строительные леса довольно четко проглядывают промежуточные этажи, а то, что в проекте представлялось фундаментом и куполом, все более смахивает на ускользающий мираж. Убийственная бессмыслица Сингулярности вроде бы успешно вытесняется моделями планкеона, раздувающегося в инфляционном режиме. Но ничего, напоминающего последовательную теорию, по поводу этой области пока нет. Зато явно усиливается ощущение того, что в экспериментальном плане мы страшно далеки от планковских параметров, и нужна совершенно исключительная изворотливость, чтобы отыскать соответствующие объекты в космосе и тем более создать их искусственно. Хватит ли, например, планетарных масштабов для запуска «планковского ускорителя», то есть машины с энергией пучка порядка 10^28 эВ (примерно миллиард Джоулей на частицу!)? Опыт исследования космических лучей показывает, что известные участки Вселенной со всей своей мощью звездной и галактической энергетики таких частиц не генерируют. Во всяком случае, на Земле пока зарегистрированы космические частицы с энергиями на 7–8 порядков ниже планковского предела. Не исключено, что решение скромной ускорительной проблемы потребует выхода нашей цивилизации на совсем иные технические рубежи. А как найти источники излучения с мощностью ~ LP?

В космогонии, где вырабатываются модели генезиса космических структур различного масштаба, дела обстоят тоже не слишком благополучно. Очень многое еще предстоит понять и увязать в картине образования галактик, звезд и планет. Надежные оценки уровней космической иерархии, законы семейных ячеек, правила химической наследственности — вот далеко не полный список активно решаемых проблем.

Но есть и области, к исследованию которых мы только подходим. Огромный период от Первовзрыва до отрыва излучения от вещества в космогоническом плане выглядит подлинной terra incognita. Могут ли в ранней и горячей Вселенной образовываться объекты, отличные от известных элементарных частиц, что-то вроде очень малых звездоподобных структур с колоссальной плотностью? Какова их роль в ходе дальнейшей эволюции? Можно ожидать, что рождающаяся «микрокосмогония» — то есть область, имеющая дело с образованием самых ранних структур, подготовит нас к встрече с чем-то поразительным. Особый интерес вызывает поиск иных эволюционных линий, которые очень рано разбежались с нашей — на уровне формирования химических структур (атомов и молекул) и даже еще раньше (элементарные частицы). Все, что мы наблюдали до сих пор, может лежать на одной из многих эволюционных ветвей, притом не обязательно самой интересной. Какую же экспериментальную и теоретическую мощь должна приобрести земная цивилизация, чтобы проникнуть к исследованиям вещества тех плотностей и температур, по сравнению с которыми обычные атомные ядра и нейтронные звезды практически неотличимы от вакуума?

Наконец, мы еще не слишком далеко ушли в смысле сложности структур, включаемых в современную космогонию. Лишь в последние десятилетия были получены обширные данные о спектре космической органики. Условия появления сложных органических молекул во Вселенной изучаются вплотную. Но наука делает пока лишь робкие первые шаги, пытаясь поставить задачу о зоогонической фазе в космическом масштабе. Наши познания о биологической и социальной структуре Вселенной пока весьма жестко ограничены рамками собственной планеты. На фоне сверхобильной научной фантастики о пришельцах приходится признать отсутствие сколь-нибудь серьезной готовности к Контакту. Главы космогонии, соответствующие уровню Контакта, то есть трактующие эволюцию жизни и разума как космически значимых факторов, пока целиком состоят из почти чистых страниц. И тут уж совсем трудно сомневаться, что заполнение этих пробелов потребует крупнейшей перестройки нашей цивилизации, перестройки, вовсе не сводимой к тем или иным техническим новинкам.

Здесь зазвучал лейтмотив последней части книги, где мы попробуем немного полистать упомянутые почти белые страницы и увидим на них немало интересного.

Часть III: Контакт

Глава 10: Жизнь и разум — что искать?

Шутить с мечтой опасно: разбитая мечта может составить несчастье жизни.

Д. И. Писарев

Тяжкий крест уникальности

Переходя к самой, пожалуй, интригующей проблеме наших дней — проблеме Контакта, необходимо хотя бы ненадолго остановиться на глубоких особенностях ее постановки. Это, кроме всего прочего, даст хорошую возможность еще раз окинуть взглядом историю космологии с высоты птичьего (или лучше — космического) полета.

Когда мы говорим о таких явлениях, как разум в космических масштабах, реально имеется в виду земная цивилизация — в той степени, в какой ее можно отнести к проявлениям разума. Других примеров у нас попросту нет, в экспериментальном плане земной разум пока уникальное явление. И на основании этого единственного опыта мы хотим представить себе нечто совершенно иное и описать принципы Контакта с этим иным.

Уникальность любого объекта или явления — своеобразное проклятие для науки, здесь та ее естественная граница, тонкая черта, которая отделяет собственно науку от метафизических спекуляций.

Историю развития взглядов на строение Вселенной можно представить цепочкой преодолений всевозможных уникальностей и связанных с ними «центризмов».

Первобытный человек резко выделял из окружающего мира доступный ему охотничий ареал со всем его живым и неживым населением. Представить себе совокупность таких ареалов в единстве как нечто подобное знакомой ему области он сумел очень не скоро — потребовались десятки тысяч лет. Но лишь в таком сопоставлении человек стал характеризовать свой ареал какими-то определенными свойствами. Из этих сравнений и вырастали первые картины мира, где уникальностью обладали уже огромные территории.

Земля и Небо выделились как две особые уникальности. На небе совершенно уникальные роли играли Солнце и Луна. Уже на пороге древних цивилизаций среди неподвижных звезд удалось выделить планеты, и каждой из них пришлось приписывать свой неповторимый характер.

Весь земной мир представлялся чем-то единственным и неповторимым, да и с чем его было сравнивать? Отсюда и следовала вполне естественная геоцентрическая точка зрения.

Колоссальный переворот в мышлении, вызванный системой Кузанца-Коперника, в первую очередь был связан с ликвидацией уникальности Земли. В рамках этой системы — особенно после внедрения телескопа — впервые появился конкретный материал для сравнения колыбели человечества с другими небесными телами, представлявшимися ранее чем-то вроде небольших фонарей на небосводе. Благодаря Великим географическим открытиям почти одновременно утратила свою уникальность и область земной суши, ограниченная Евразией и северной частью Африканского материка.

Постепенно стало ясно, что Земля родственна другим планетам, а Солнце представляет собой одно из многих миллиардов самосветящихся небесных тел. Уникальным объектом выглядит на небе Млечный Путь — и несколько веков длилось построение правильной модели Галактики. Лишь в первых десятилетиях нашего века выяснилось, что мы живем в гигантском дискообразном звездном скоплении и его можно изучать в сравнении с миллиардами аналогичных объектов.

Хотя и двести лет назад никто не верил в уникальность нашей планетной системы, ее изучение до сих пор сильно затруднено отсутствием в сфере прямого наблюдения других таких же систем[148]. Из-за этого, в частности, страдает планетная космогония — экспериментальный набор девяти наблюдаемых планет слишком узок. Представьте себе, что мы до сих пор имели бы дело всего с десятком наблюдаемых звезд — разве удалось бы построить на этой основе столь детальную теорию звездной эволюции…

Прямое исследование строения других планет Солнечной системы, начавшееся благодаря космическим полетам, оказало огромное влияние на фундаментальную геологию, до недавних пор ограниченную опять-таки уникальным объектом. То, что мы сейчас с немалой долей уверенности строим модели планетных структур для ближайших соседей Земли, дает огромные надежды на создание целостной картины геологической эволюции, начиная с самых ранних ее этапов.

Короче говоря, для научной классификации очень важно, чтобы исследуемый объект было с чем сопоставить, чтобы вовремя нашелся подходящий набор аналогичных объектов, куда его можно отнести. В астрономии нередко приходилось ожидать такого набора столетиями и даже тысячелетиями.

Разумеется, преодоление всяческих уникальностей тесно связано с эволюцией типов мышления. Религиозное мышление постепенно сократило число уникальностей до минимума, наука же попыталась ликвидировать их вообще.

Во многих случаях наука успешно борется с уникальностью — открываются новые, иногда неожиданные, а иногда задолго предсказанные возможности эксперимента, и аналоги непременно обнаруживаются. Так Солнце потеряло характер единственного в своем роде светила, а электроны — уникального класса элементарных частиц. Трудно сомневаться, например, в том, что в весьма недалеком будущем семейство наблюдаемых черных дыр станет значительно обширней, не ограничиваясь тремя отчасти сомнительными членами. Не за горами и то время, когда внеземные обсерватории дадут нам четкую информацию о планетных системах ближайших звезд.

Но есть проблемы, где сама постановка задачи на разрушение уникальности не совсем ясна или заведомо необычайно сложна.

Наглядный тому пример — космология, задача об эволюции Вселенной в целом.

Для ученых 19 века Вселенная выглядела как нечто, целиком заполняющее пространство и вечное во времени, не дающее возможности посмотреть на себя со стороны, а, следовательно, и с чем-нибудь сопоставить. Допустимо было, разумеется, представлять себе огромный ящик, более или менее равномерно заполненный газом звезд или звездных скоплений. Но ящик — предмет в пространстве, у него есть ограничивающие стенки. Эти стенки в случае Вселенной приходилось раздвигать до бесконечности, и картина полностью теряла наглядность.

Современная модель расширяющейся Вселенной дает определенную надежду на корректную аналогию. Речь идет о черных дырах.

То, что характерное время внутренней эволюции дыр с массой в несколько М€ порядка 10-5 с, не беда. При начальной плотности космологического масштаба это время тоже станет порядка времени жизни Вселенной. Не страшно и то, что внутри черные дыры сжимаются. Можно перейти к анализу белой дыры, испытывающей ту же эволюцию, но в противоположной временной последовательности. Тогда при достаточно долгом расширении ситуацию внутри белой дыры нельзя было бы отличить от того, что наблюдается во Вселенной.

Самое любопытное в этой картине, что наблюдатель, попавший внутрь черной дыры (или появившийся в процессе расширения белой дыры), может и не подозревать, что за пределами его Вселенной есть еще множество подобных миров, по современным представлениям, у него нет способов передать наружу информацию о себе или узнать что-то о своих собратьях по разуму за пределами собственной дыры.

Разумеется, аналогия между Вселенной и дырами создает немало надежд для космологии, но пока неясно, является ли она решающей и не придется ли искать что-нибудь более адекватное. Выражаясь философским языком, пока речь идет о подобии части и целого, всегда сохраняется доля убежденности, что целое может продемонстрировать ряд качеств, не свойственных частям. Будущая теория планковской области (квантовая модель гравитации или что-то в этом роде) несомненно изменит ситуацию, возможно, мы сумеем всерьез описать некоторый набор Вселенных, одна из которых реализуется наблюдаемым образом[149]. Во всяком случае, было бы приятно нарушить уникальность самого представительного из известных объектов.

Мы немного остановились здесь на проблеме космологической уникальности не только потому, что она интересна сама по себе. Она позволяет еще и почувствовать необходимость аналогии между системой и некоторыми ее подсистемами, когда для первой нет подходящего класса.

Фактически этот метод приходится довольно часто применять, обсуждая гипотезы о внеземных цивилизациях (ВЦ) — тоже весьма типичную проблему, где «уникальность надо разрушить». Средства Контакта, а также различия между цивилизациями мы вынуждены в той или иной степени моделировать, опираясь на опыт земных путешествий и земной этнографии, как, впрочем, и на весь наш опыт, ограниченный масштабами небольшой планеты.

Насколько известно, вплоть до создания относительно простых органических соединений космос ведет себя довольно понятным и широкораспространенным образом. Но путь от органических молекул до цивилизации, способной к космическим полетам, пока уникален, ничто, кроме истории Земли, не подтверждает естественность этого пути. Хуже того, он может оказаться фантастически маловероятным, и в целой Галактике не найдется планеты или другого тела, где сложились бы условия успешной работы биологического и социокультурного реакторов, сколь-нибудь близкие к земным. Иными словами, наша уникальность может на многие века и куда более крупные эпохи стать экспериментальным фактом. И независимо от этого ее придется преодолевать — здесь, видимо, заключен наиболее драматический и интригующий момент проблемы.

Чтобы представить себе партнера по Контакту, необходимо проварьировать огромное число данных и создать общую модель цивилизаций, к одной из которых принадлежим мы. Фактически же речь идет о таком развитии космогонии, которое включило бы в себя фазы биологической, социальной и культурной эволюции. Только так можно вывести более или менее правдоподобный спектр допустимых цивилизаций. Лишь восприняв свою цивилизацию как один из многих вариантов эволюции, мы сумеем сколь-нибудь объективно оценить собственное состояние и критически подойти к своим явно или неявно формируемым стратегическим целям. Между тем мы стоим на пороге автоэволюции, на красной черте воздействия на окружающую среду. Поэтому теоретическое и общемировоззренческое преодоление уникальности в плане проблемы Контакта становится, пожалуй, одной из актуальнейших задач. Разговор о внеземных цивилизациях, видимо, уже вышел из стадии утешительных взлетов воображения — сегодня речь идет о глобальной практической потребности человечества как в Контакте, так и в понимании своего места в эволюции Вселенной.

Именно под этим углом мы и попытаемся его повести.

Игра в определения

Когда начинают искать нечто ранее неизвестное, чье существование основано на более или менее зыбкой аналогии, первое желание — дать хорошие определения искомому. Мы хотим распространить такие явления, как жизнь, разум, цивилизация до общекосмического масштаба, и поиск достаточно емких определений выглядит неизбежным предварительным этапом.

Трудности такого дела проявляются сразу, как и во всех ситуациях, где приходится разрезать эволюционные цепочки. Ни на одном существе в какое-то мгновение не вспыхивает бирка — «я живое» или «я разумное». Разделение всегда носит условный характер и зависит от того, какие функции выделяет тот, кто занимается разделением. Иными словами, огромную роль играет соотношение между определяемой и определяющей системой — последняя тоже развивается и на ином своем уровне способна по-новому оценивать предмет исследований.

Характернейшая черта живого организма — его открытость в окружающую среду, наличие интенсивного метаболизма. Организм получает из среды энергию и химические вещества, необходимые для поддержания своих функций, и в переработанном виде отдает их среде. Благодаря этому он представляет собой непрерывный процесс регенерации определенной структуры в некотором ограниченном объеме. Важной формой регенерации является репродукция организм в целом способен синтезировать себе подобный, как правило, с крайне незначительными изменениями.

Наиболее существенной особенностью таких процессов является их запрограммированность в структуре самого организма. Элементы структуры кодируют допустимый уровень энергетического и химического взаимодействия со средой, «правила внутреннего распорядка» для химических и энергетических потоков и, конечно, общий ход регенерации. В сущности, именно наличие такого устойчивого регулирования и позволяет живым организмам выделиться в особый класс природных процессов — они умеют не только хранить информацию, но и использовать ее для собственного выживания. Закрепленное регулирование отношений со средой обеспечивает им активность — совокупность реакций на изменение условий.

В земных условиях мы знаем, что такие функции свойственны белково-нуклеиновым комплексам, и необходимая информация записана на молекулярном уровне. Даже самые простые организмы в информационном отношении представляют собой сложнейший компьютер, обслуживающий маленькую фабрику молекулярного синтеза.

Понятно, что работа этой фабрики во многом обусловлена физико-химическими параметрами нашей планеты, и в иной ситуации можно столкнуться с непривычными молекулярными комплексами и даже с чем-то отличным от известной нам молекулярной основы, но, тем не менее, вполне живым. Это налагает особую ответственность на исследователей внеземных форм жизни.

Развитие информационных систем регуляции можно считать главной эволюционной линией. Их усложнение и превращение в мощную иерархическую структуру определило успешное закрепление многоклеточных организмов вплоть до высших животных. Где-то здесь возник очень сложный рубеж вступления в фазу разума.

Вероятно, основным признаком этой фазы можно считать вынесение части программы поведения биологического индивида во внешнюю по отношению к нему среду. Эксперимент, поставленный природой над существами с максимальной нервной регуляцией, оказался удачным в том отношении, что возникла и стала развиваться особая система внебиологической наследственности — культурные структуры, которые обеспечили серьезные видовые преимущества.

Превращая этот признак в функциональное определение, следует оговорить несколько моментов.

Казавшаяся еще не так давно едва ли не очевидной идея, согласно которой «труд превратил обезьяну в человека», на самом деле немногое объясняет. Само по себе применение и даже изготовление орудий, усиливающих физические данные биологического существа, не является свидетельством разума — оно зафиксировано на многих, подчас далеких от человека уровнях. Тот или иной элемент внешнего мира должен стать не просто продолжением руки, но и продолжением мозга, стать своеобразным кодовым знаком. Именно поэтому разум сформировался не у архантропа и палеоантропа, неплохо управлявшихся с орудиями труда и охоты, а гораздо позже — у человека, сумевшего превратить эти предметы в информационную систему. Именно поэтому мы связываем выраженное проявление разума с такими формами активности, как язык, наскальная живопись, спланированные жилища и захоронения, ритуальные изделия, именно носителя столь обширной культуры определяем как Homo sapiens — человека разумного. И второй момент. Разум социален по своей природе. Факты таковы, что, несмотря на большой объем мозга, он не проявляется у человеческих детенышей, оказавшихся среди животных и благополучно развивавшихся там в физиологическом плане. Суть в том, что в среде их обитания как раз и не было внешних знаковых систем, типичных для человеческих коллективов. Биологическую наследственную информацию человек может передать только прямым потомкам, тогда как знаковую — всем тем, кто способен ее воспринять.

Частично внешнее кодирование может осуществляться поведенческими реакциями других членов сообщества — жестами и звуковыми сигналами. Зачатки такого кодирования (а, следовательно, и языка) наблюдаются у животных, но им несвойственно именно создание устойчивой системы искусственно выделенных предметов.

Ясно, что характер информационной реорганизации внешней среды сильнейшим образом зависит от природы разумных существ. То, что земная эволюция шла сквозь создание особой сферы управляемой практики в виде твердых предметов и сооружений, вряд ли общий космический закон. Можно, например, пофантазировать на тему высокоразвитых существ, которые с самого начала с помощью мощного химизма (или в каком-то телепатическом варианте) добились заметных успехов в регуляции животного и растительного мира и именно так осуществили внешнюю информационную запись. Отсюда мог бы открыться путь нетехнологической социальной эволюции.

Между прочим, для Земли очень характерен этап такого рода, пожалуй, один из величайших шагов в становлении человеческого разума. Речь идет о земледелии и скотоводстве, которые можно рассматривать как регуляцию растительного и животного мира, но с помощью элементарной техносферы, а не врожденных особых органов чувств. Овладение новой практикой позволило вести внешнюю запись информации гораздо более обширными массивами.

Таким образом, с внешней точки зрения мы можем воспринять проявление разума как по наличию культурных структур (то есть признаков информационной организации среды, в которую погружены живые существа), так и по наличию выраженной иерархии на верхних этажах биосферы (то есть планомерного управления жизнедеятельностью ряда видов животных и растений одним видом-лидером, осуществляющим широкую культивацию своей пищевой сферы). Последнее связано, по-видимому, с довольно высоким развитием разума.

И, наконец, цивилизации. Здесь мы встречаем высокий уровень социальной организации с развитой иерархией. В систему регуляции втягиваются уже крупные человеческие сообщества. Информационная экспансия в окружающую среду включает теперь и запись правил социальной организации, которая во многом основана на технотронном влиянии. Последнее усиливается по мере усложнения общества и в конце концов определяет то, что мы называем технологически развитой цивилизацией. Выделяется обособленный чисто информационный слой реальности (письменность, культовые постройки). Рано или поздно транспортные и сигнальные возможности такого организма выходят за рамки своей планеты, а энергетика, достигшая планетарных масштабов, становится угрожающим фактором…

Для биологических организмов нашего типа (при том же соотношении, скажем, механических и химических возможностей) надо ожидать развития весьма схожей цивилизации, где технические средства будут достаточно масштабны и сравнительно легко позволят нам правильно их воспринять. Но это будет немалым везением — даже небольшая видовая разбежка на уровне индивидов может привести к очень сильным отличиям в путях социальной эволюции. В первую очередь это касается темпа развития и структуры техносферы. Между тем именно в ней запечатаны основные культурные слои внешние, так сказать, проявления разума. Но культурные слои — это и характер целенаправленной организации растительного и животного мира и, наконец, самого человеческого общества. Вероятно, некоторые внеземные цивилизации могут добиться колоссальных успехов именно в последнем направлении, игнорируя в силу ряда своих биосоциальных особенностей технотронные методы. Не исключено, что их сигнальные средства могут вообще не ориентироваться на межзвездный Контакт. С другой стороны, глядя сквозь систему земных технических насадок, усиливающих органы чувств, мы пока не слишком хорошо понимаем, какого уровня могут достичь чисто биологические приемники и передатчики.

Проблема определений значительно расширяется и делается менее ясной, когда мы пытаемся выйти за те границы, которых достигла пока земная эволюция.

Серьезный барьер может быть связан с принципиальным усложнением самой цивилизации. Одно из очевидных проявлений этого в наших условиях — создание мощных компьютеров, принимающих на себя все более заметные функции управления. Уже сейчас мы понимаем, что такие объекты вот-вот придется рассматривать как вполне разумные системы. Новизна ситуации в том, что теперь мозг будет продолжаться на внешние объекты, эквивалентные биологическому мозгу по информационным характеристикам и, возможно, превосходящие его. Здесь должна пролегать черта качественно нового уровня развития социальных организмов. И, конечно, совсем новая ситуация возникнет при планомерной реконструкции разумных биологических существ, связанных, например, с резким усилением функций мозга. Не исключено, что следующий крупный шаг эволюции будет обусловлен перезаписью части внешней информации на сильно реконструированные и более емкие индивидуальные (или коллективные) системы нервных клеток (биологических или искусственных). Во всяком случае, такой вариант выглядит крайне целесообразным в экологическом отношении, позволяя гораздо экономичней и эффективней кодировать культурные структуры.

Активность цивилизаций, достигших такого уровня, может во многих отношениях восприниматься нами неверно и вообще не улавливаться до поры до времени. Например, они могут не иметь целей типа крупной космической экспансии, не нуждаясь в колонизации иных миров. И проникнуть в их «загадочную сущность» мы никак не сумеем, не достигнув эквивалентной стадии.

Итак, проблема определения того, что хотелось бы отыскать во Вселенной, свелась к разыгрыванию земной эволюционной цепочки в достаточно обобщенном виде. Достаточность в данном случае означает не более чем надежду на соответствие с будущими наблюдениями, только они покажут, разумен ли принятый здесь уровень обобщения.

Теперь обратимся к конкретным данным и вытекающим из них оценкам.

Органическая Вселенная

Неплохо было бы выяснить, где собственно проходит черта уникальности того явления, которое мы называем земной жизнью. Видимо, Вселенная в очень многих своих областях генерирует достаточное обилие основных атомов, необходимых для появления органических структур. Но вот насколько далеко по пути к этим структурам заходит молекулярная эволюция?

До сравнительно недавних пор считалось как-то само собой разумеющимся, что сколь-нибудь крупные молекулы могут образоваться лишь в планетных конденсациях. Поэтому планеты казались единственными подходящими кандидатами на роль хороших органохимических реакторов, а, следовательно, совершенно необходимым звеном в цепочке, ведущей к жизни.

Между тем еще в 1834 году шведский химик Йене Якоб Берцелиус (1779–1848) установил, что на метеоритах присутствуют органические вещества. Идея о том, что соответствующие молекулы могут образовываться в космическом пространстве, более столетия оттеснялась весьма простым соображением о заражении метеоритов органикой уже после попадания в земную атмосферу.

Ситуация стала резко меняться после того, как чистота опытов значительно возросла, и в связи с космогонической проблемой обострился интерес к метеоритному составу. Поскольку исходный материал протопланетных облаков земной группы, видимо, очень близок к углистым хондритам, а метеориты этого состава включают около 5 % по массе органических веществ[150], стало принципиально важно выяснить, насколько эти включения естественны. Пожалуй, решающим оказался анализ метеорита Мерчисон, упавшего в Австралии в 1969 году. На нем обнаружили 18 аминокислот, причем 12 из них не встречаются в белках, характерных для земной жизни. Этими 12 аминокислотами в пределах земной атмосферы метеорит Мерчисон заразиться не мог, что и заставило поверить в их космическое происхождение.

Понимание того, что Вселенная может быть в весьма высокой степени насыщена органикой, достигалось двумя путями. Знаменитые опыты Гарольда Юри и Стенли Миллера, проведенные в Чикагском университете в 1953 году, показали, что искровые разряды в атмосфере из водорода, аммиака, метана и водяного пара стимулируют образование ряда сложных молекул, включая строительные элементы белка — аминокислоты. В 60-70-х годах Е. Андерс, М. Стадьер и Р. Хаяцу, моделируя ситуацию протопланетного облака, обнаружили, что радикал СО в водородно-аммиачной атмосфере дает в присутствии железоникелевых, магнетитных и силикатных катализаторов нечто весьма похожее на метеоритную органику. Предварительный вывод из лабораторных экспериментов состоит в том, что, видимо, при достаточной концентрации стартовых соединений — простейших молекул, содержащих водородные, кислородные, азотные и углеродные атомы, — подвод энергии в форме ультрафиолетового излучения,? — лучей и даже более жесткой радиации обеспечивает заметный выход так называемых биологических мономеров — в первую очередь аминокислот и азотистых оснований. Это тот материал, из которого впоследствии могут полимеризоваться белки и нуклеиновые кислоты, соответственно.

Второй путь связан с прямыми астрономическими наблюдениями тех или иных спектральных линий конкретных космических молекул. Здесь удалось добиться весьма впечатляющих успехов. После регистрации в 1974 году радиолиний синильной кислоты (HCN) и метилциана (CH_3CN) в спектре кометы Когуотека метеориты перестали быть единственными вне-планетными носителями органики в Солнечной системе.

Но сложные молекулярные соединения нашлись и в, казалось бы, заведомо безжизненной межзвездной среде. Первым был обнаружен формальдегид (Н_2СО). Это произошло в 1969 году, а уже через год-другой высококачественные приемники миллиметрового излучения обеспечили целый поток открытий. Среди почти полусотни молекулярных соединений, наряду с 12 простейшими неорганическими молекулами и радикалами (H_2, Н_2О, NH_3, ОН, H_2S и т. д.), было обнаружено более 30 органических молекул. Среди них не только элементарные двух-трехатомные углеродосодержащие структуры, но и углеводороды, спирты, альдегиды, 3 кислоты (муравьиная, синильная и изоциановая), амиды кислот, амины, нитрилы и эфиры. Самая тяжелая из обнаруженных космоорганических молекул — цианоктатетраин (HC_8CN) включает 11 атомов.

Все эти сложные соединения были найдены в газо-пылевых облаках, так или иначе связанных с процессом звездообразования. Это важнейшее обстоятельство указывает на то, что вступление в органическую фазу могло произойти задолго до завершения звездной и планетной конденсации. Разумеется, сформировавшаяся в относительно холодной среде достаточно сложная космическая органика могла частично или полностью погибнуть в результате разогрева. Но ее восстановление «своим ходом» в условиях обилия энергетических источников молодых планет или вследствие перезаражения метеоритами весьма вероятно. Во всяком случае, она присутствует в околозвездных газо-пылевых оболочках при температурах до 1000 К. В этом плане любопытно, что хотя бы часть органических полезных ископаемых может оказаться в некотором смысле старше Земли.

Пожалуй, самыми интересными объектами оказались так называемые черные или молекулярные облака. Во-первых, они являются самыми массивными из наблюдаемых галактических объектов (М Á 1000 М€). Предполагают, что в них сосредоточено не менее 1 % массы Галактики. Во-вторых, они содержат практически все зарегистрированные типы космоорганических молекул. Концентрация таких молекул относительно всего состава черного облака достигает 10-8-10-7, то есть суммарная масса его органики (М ~ 10^28–10^29 г) превышает массу планеты типа Земля. А во всей Галактике черные облака могут содержать не менее 30М€ органики. Если согласиться с довольно правдоподобной и общепринятой оценкой массы органики в Солнечной системе 10^23 г и смело предположить, что в среднем вблизи всех остальных 10^11 звезд Галактики ее примерно столько же, то получатся вполне сопоставимые результаты. Однако, скорее всего, перевес будет на стороне черных облаков.

Эта весьма эффектная, хотя и грубая оценка показывает, что органохимический спектр Вселенной вовсе не локализован по крайне малым окрестностям особо удачливых планет. В подходящих температурных условиях нет никаких препятствий для образования органических молекул в чрезвычайно разреженной (средняя концентрация 100-10000 атомов водорода в кубическом сантиметре) среде[151]. Однако плотность черных облаков, видимо, возрастает в их центральных областях, где и должны концентрироваться органические соединения. В формировании этих соединений важную каталитическую роль играют пылинки, на поверхности которых синтез органики должен идти особенно охотно.

Очень важна также радиационная защита, естественно выстраиваемая пылью внешних областей черного облака. Дело в том, что жесткое космическое излучение долгое время рассматривалось как решающий теоретический аргумент против сколь-нибудь заметного накопления органики в газо-пылевой среде. Видимо, черные облака успешно справляются с этой трудностью.

К сожалению, пока в них не обнаружено следов аминокислот, однако соответствующий синтез во внутренних областях вряд ли слишком маловероятен. Например, в Стрельце В2 есть метанимин (CH_2NH), и он мог бы синтезироваться с муравьиной кислотой (НСООН) в глицин — аминоуксусную кислоту. Но концентрация этой аминокислоты вдоль луча зрения может лежать ниже достигнутого порога регистрации. Вполне вероятен там и синтез некоторых азотистых оснований нуклеиновых кислот.

Хотя на метеоритах найдены ароматические полимеры (они-то и составляют до 90 % органики углистых хондритов), пока ничего нельзя сказать о полимеризации таких соединений, как нуклеиновые кислоты и белки.

Нетрудно, разумеется, придумать условия для преодоления этого барьера (локальные источники энергии, повышенная концентрация катализаторов и т. д.), и вряд ли эти условия будут слишком искусственны. Но вряд ли они будут сильно отличаться от тех условий, которые привели к появлению протобионтов в первый миллиард лет эволюции Земли. Отличия результатов синтеза могут заключаться в ином аминокислотном составе белков (не наши 20!) или несколько иной структуре ДНК, что, конечно, даст отличный от земного генетический код, и совсем уже труднопредсказуемые последствия для верхних ветвей эволюции. Любопытно было бы помечтать о разумных существах, способных развиться в столь необычных условиях.

Но это слишком далеко идущая экстраполяция. В своем научно-фантастическом романе «Черное облако» Фрэд Хойл выдвинул идею как раз такого рода, причем за много лет до открытия реальной органики в черных облаках.

Нас пока будут интересовать более ограниченные выводы.

Видимо, органические молекулы и биомономеры — довольно распространенное космическое явление. Можно полагать, что дальнейшие этапы усложнения структуры успешно протекают в более специфических и соответственно более редких условиях. По современным представлениям все этапы от формирования биополимеров до технически развитых цивилизаций в первую очередь связываются с наличием подходящей планеты.

Считая образцом такой планеты Землю, мы можем попытаться оценить распространенность подобных объектов в Галактике.

Подходящие планеты — жизнь

Связывая дальнейшие пути эволюции с приповерхностным слоем планет, нужно найти какую-то разумную модель, где, во-первых, планеты — типичное явление, во-вторых, у некоторых из них условия на поверхности по крайней мере не разрушительны для известных типов биологических структур. Наконец, неплохо, чтобы эта модель допускала развитую жизнь на Земле и хоть в какой-то степени объясняла факт ее отсутствия на других планетах Солнечной системы.

Тем самым мы, конечно, резко сужаем горизонт поиска — фактически дело ограничивается существами, очень близкими к нам по биологической конституции. Зато мы хотя бы знаем, о какой конституции идет речь.

Весьма подробный анализ в этом направлении был проделан в 1970 году сотрудником исследовательской фирмы Рэнд Корпорэйшн Стефеном Доулом, и, насколько мне известно, его оценки пока принципиально не улучшались. По сути метод Доула приводит к отбору планет, которые по ряду основных параметров подошли бы для жизни человека, если бы последнему вздумалось заняться космической колонизацией в межзвездных масштабах. Оценку предприятия такого масштаба придется отложить до конца следующей главы — к сожалению, ее решение вовсе не сводится к наличию или отсутствию подходящих планет. Здесь же мы будем во многих отношениях следовать методу Доула.

Формулу для среднего числа подходящих планет[152] можно представить в простом виде:

NHP = NSPHP,

где NS — общее число звезд, несущих планетные системы, РHP вероятность того, что хотя бы одна из планет такой звезды имеет условия, близкие к земным.

Первый множитель можно оценить, определяя количество звезд в спектральном интервале от F5 до К5. Основой этого выбора служит тот факт, что у звезд, начиная с F5, резко меняется темп вращения по сравнению с более горячими классами. Это обычно трактуется как передача основной доли момента количества движения планетам, то есть косвенное свидетельство наличия последних. Далее, только у звезд класса F4 и более поздних время пребывания на главной последовательности превышает 4 млрд. лет, то есть минимальный срок для эволюционной цепочки прокариоты — человек по земным масштабам. Для более поздних классов М и К, то есть звезд, обладающих малыми массами (М меньше 0,63М€) и светимостями (L меньше 0,145L€), проблема заключена в малости радиуса экозоны, то есть области, где освещенности хватает для поддержания нормального температурного режима. В такой малой зоне даже химически богатая планета быстро потеряет собственное вращение из-за приливного трения, что поведет к крайне жестким температурным условиям на ее поверхности. Видимо, этот фактор ограничивает реальную ситуацию даже звездами класса KI (М ~ 0,73М€и L~ 0,252L().

Процент подходящих звезд, таким образом, заключен в интервале 1–1,5, то есть 10–15 звезд из каждой тысячи могут служить кандидатами для центрального светила над чьими-то разумными головами.

Доул включил в начальный состав все звезды в интервале масс 0,35-1,43 М€(то есть от F2 до M1) и получил гораздо более оптимистический результат — 10–12 %, хотя расхождение на порядок, как мы убедимся позднее, не играет решающей роли. Звезды с «плохими жилищными условиями» все равно вылетают из расчетов.

Второй множитель в формуле отражает принципиальную близость параметров планеты к земным. Во-первых, планета должна принадлежать экосфере своего солнца. Освещенность, создаваемая светилом, должна быть не слишком велика и не слишком мала для поддержания, скажем, годовых колебаний температуры от 0° до 30 °C. Это ведет к ограничениям на расстояние от планеты до звезды и на величину наклона оси вращения. Расчеты Доула дают средний размер экозоны для Солнечной системы от 0,725 до 1,24 астрономических единицы, что неплохо объясняет отсутствие жизни земного типа на Венере (0,723 а.е.) и Марсе (1,524 а.е.), пребывающих в среднем вне экозоны. Наклон оси, по-видимому, не должен превышать 80°, а эксцентриситет орбиты — 0,2, что связано с предельными температурными границами.

Во-вторых, сама планета должна иметь умеренную массу и скорость вращения.

При очень большой массе планеты трудности в развитии жизни проявляются как на микро-, так и на макроуровне. Например, может удержаться первичная атмосфера, что приведет к избытку водорода и его соединений в виде метана и аммиака. Консервация такой атмосферы вряд ли позволит развиться земным формам жизни. Кроме того, большая сила тяжести оказала бы отрицательное влияние на многоклеточные организмы (попади они туда хотя бы просто на туристскую прогулку), ограничивая их размеры и подвижность. Слишком малая масса способствовала бы быстрому испарению любой атмосферы, подавлению внутреннего энерговыделения планеты и значительному радиационному фону на поверхности из-за отсутствия атмосферной защиты.

Слишком быстрое вращение привело бы и к большому колебанию веса между экватором и полюсами — вплоть до отрыва вещества из экваториальной зоны. Поверхность могла бы резко отличаться по форме от земного сфероида. Напротив, очень медленное вращение приводит к огромному суточному перепаду температур за счет дневного перегрева и ночного переохлаждения.

В-третьих, планета должна иметь возраст хотя бы не менее 3 млрд. лет.

Рассчитывая все факторы на основе данных о звездах и строении Солнечной системы, Доул получает, что порядка 3,7 % подходящих звезд (классы F2-K1) должны иметь и подходящие планеты. Звезды К2 и более поздних классов автоматически выпали из его картины (PHP для них обратились в нуль). Что же касается классов F4 — F2, они дают не слишком большой вклад. Их исключение (если считать, что планетных систем у них вообще нет) приводит к концентрации подходящих планетных систем 3,83.10-2 пс-3, то есть к 613 млн. миров земного типа в Галактике, вместо 645 млн., полученных Доулом.

При столь грубых оценках разницы, в общем, нет. И 600 миллионов похожих на Землю планет воодушевляющее число. Среднее расстояние между такими планетами должно быть порядка 7,6 пс ~ 25 световых лет. Приятно думать, что уже в сфере радиусом 100 световых лет вокруг Солнца заключено с полсотни обитаемых или хотя бы пригодных для колонизации миров. В целом мы видим, что простая гипотеза о пригодности примерно 1 % из 150 млрд. звезд Галактики и наличия у каждой из таких звезд хотя бы одной подходящей планеты дает фактически близкую оценку в 1,5 млрд. таких планет в Галактике. При более скромном подходе (одна подходящая планета на 10^3 звезд) получается 150 млн. Видимо, интервал 100 млн.-1 млрд., куда попадает и оценка Доула, вполне приемлем на современном уровне знаний.

На самом деле, было бы интересно проиграть космогоническую ситуацию для звезд классов F5 — К1 на ЭВМ и на достаточно обширном статистическом материале оценить вероятность эволюционного появления подходящей планеты в каждом классе и в среднем по всем указанным классам. Если бы средняя частота появления подходящей планеты во всех классах оказалась бы действительно на уровне 0,1[153], то оценка не менее 100 млн. квазиземных планет стала бы куда более реалистической.

Обилие космической органики и благоприятные (по определению) условия подходящих планет делают вполне правдоподобной гипотезу, что вероятность появления жизни на каждой такой планете Рl = 1. Однако речь идет о самых ее примитивных формах — фактически считается предельно вероятным переход от фазы органических мономеров, скажем, к простейшей безъядерной клетке. Основой этой гипотезы служит попросту отсутствие очевидных факторов, которые в условиях подходящей планеты воспрепятствовали бы полимеризации, образованию мембран или формированию кода.

С гораздо большей натяжкой приходится говорить о переходе к эукариотам и тем более многоклеточным организмам. К сожалению, мы пока не знаем достаточно надежных методов моделирования соответствующих процессов, и какая-то разумно спроектированная игра на ЭВМ, позволяющая оценить средний процент биомассы, переходящей в высшие формы, оказала бы серьезную помощь в обсуждении проблемы. Во всяком случае, кажется вполне правдоподобным, что встретить на подходящей планете примитивнейшие формы жизни типа прокариотов намного вероятней, чем сложные организмы. Поэтому мы можем скрыть свое незнание соответствующего перехода за фактором порядка 0,1, считая таким образом, что примерно на 10 млн. планет жизнь представлена более или менее сложными животными или растительными формами.

Но все эти неопределенности меркнут перед тем, что возникает при попытке оценить такие факторы, как вероятность появления разума Рi, и технологической цивилизации Рс.

Подходящие планеты — разум и цивилизация

На знаменитом советско-американском симпозиуме по проблеме CETI[154], проходившем в сентябре 1971 года в Бюраканской астрофизической обсерватории АН Армянской ССР, около половины времени было уделено обсуждению формулы для оценки числа контактных цивилизаций в Галактике. Эта формула, предложенная Ф. Дрейком из Корнеллского университета, выглядит так:

N = R*fpnefefifcL,

где R*- средняя скорость образования звезд в Галактике за все время ее существования, — fp доля звезд с планетными системами, ne — среднее число экологически подходящих планет в такой системе, fe, fi и fc соответственно доли планет, где развилась жизнь, разум и контактные цивилизации (то есть достигшие высокого технологического уровня, допускающего связь с собратьями по разуму), L — средняя продолжительность жизни такой цивилизации.

Результирующая оценка, следствие многих бурных дискуссий, оказалась весьма оптимистической. Для факторов fp и ne были приняты единичные уровни, а для произведения fefifc?10-2. Наиболее надежный фактор R* нетрудно оценить по астрофизическим данным, принимая, что за 15 млрд. лет в Галактике образовалось 150 млрд. звезд, то есть R* ~ 10 звезд/год.

Таким образом, все свелось к очень трудной оценке L. Принимая, что хотя бы 1 % цивилизаций способен справиться с трудностями своего развития (то есть просуществовать порядка космогонического интервала в 10^9 лет), была получена крайне эффектная оценка L ~ 10^7 лет и N ~ 10-1 L ~ 10^6. Миллион развитых технологических цивилизаций в Галактике — это слишком хорошо, чтобы быть похожим на правду!

Результаты анкеты, распространенной Оргкомитетом Бюраканского симпозиума среди более широкого круга ученых, дали нечто совсем иное после усреднения всех ответов получилось что-то порядка 10 таких цивилизаций. Ряд факторов в формуле Дрейка (и особенно L) получили гораздо более скромную оценку. Индивидуальный опрос ученых приводил в среднем к заключению о нескольких сотнях высокоразвитых цивилизаций, и, во всяком случае, верхняя граница этой величины была порядка 20 тысяч.

Колебания результатов, от десятка до миллиона, в общем-то, неплохо отражают недоопределенность проблемы, отсутствие необходимых данных. Но не будем забывать, что мы сознательно взялись за скользкую задачу преодоления уникальности, отталкиваясь от единственного примера, и попробуем как-то продолжить обсуждение.

Не следует удивляться некоторому расхождению результатов, отмеченных выше, с тем, что рассматривалось в предыдущем разделе. «Бюраканцы» не ограничивались постановкой задачи на выделение чего-то очень близкого к земному. Формулу Дрейка можно представить в виде, очень похожем на тот, с которым мы уже имели дело:

Ncont = NGal.PHP.PlPiPc.L/TGal = Nc. L/TGal

Здесь просто выделен множитель L/TGal (за счет разбиения R = NGal/TGal), характеризующий средний процент цивилизаций доступных Контакту в каждый момент существования Галактики. PHP можно оценить и единицей, если иметь в виду любые — знакомые и незнакомые формы жизни.

На данном этапе нас интересует Nc — число технологически развитых цивилизаций, которые когда-либо существовали в Галактике, причем пока будем ограничиваться более или менее похожими на Землю случаями. Следовательно, отталкиваясь от полученной в предыдущем разделе оценки числа планет с развитой жизнью — 10 млн., попробуем оценить Nc, то есть факторы Pi и Pc.

Строго говоря, следовало бы разбить промежуток от довольно простых форм жизни до человека на отдельные участки и оценивать каждый из переходов. Видимо, путь, связанный с мутациями, ведущими к развитию мозга, довольно естественен. Во всяком случае, такие мутации положительно закрепляются, ибо способствуют выживанию вида. Поэтому практически единственное, что следовало бы оценить, — это частота мутаций, способствующих усилению функций мозга при не слишком сильном отрицательном воздействии на иные функции организма. Наверняка условия для них создаются заметно реже, чем, скажем, в случае перехода от элементарных эукариотов к многоклеточным, зато темп закрепления в первом случае, конечно, выше. Здесь опять-таки придется спрятать наше незнание многих обстоятельств за более или менее правдоподобным фактором 0,1.

К Pc относятся похожие замечания. Мы знаем немало земных сообществ, которые так и не перешли в стадию технологических цивилизаций. При всем том, например, охотники неплохо уравновесились в лесах и саваннах, и у нас нет особых оснований считать, что такие племена не могли бы просуществовать сколь угодно долго, не меняя своего уклада, разумеется, в условиях изоляции. Однако в самом разуме содержится взрывчатка — при подходящих условиях охотники способны сильно нарушить экологическое равновесие, перенаселив свой ареал. У животных в такой ситуации срабатывает обычный механизм экологического регулирования — их численность резко падает. Разум же способен использовать иной путь, увеличивая давление на окружающую среду и извлекая из нее избыточный продукт. Речь идет о земледелии и скотоводстве — способах хозяйствования, почти неизбежно приводящих к цивилизации в областях с достаточно высокой плотностью населения.

Переход иерархического общества в фазу технологической цивилизации отнюдь не выглядит неизбежным. Подавляющее большинство крупнейших государств на протяжении исторических сроков так и не вышли в эту фазу. Примером тому служат все цивилизации древнего мира. И опять-таки пока не видно естественных границ для относительно нормального и сколь угодно длительного существования дотехнологических обществ. Если переход в фазу земледельческих цивилизаций независимо произошел в добром десятке областей нашей планеты, то технологическая фаза имеет ясно очерченную исходную локализацию — в Западной Европе. Государства, обросшие гигантскими колониальными империями, которые по древневосточному и античному образцу должны были бы рухнуть от собственного гигантизма, уступая дорогу новым социальным организмам того же типа, нашли вроде бы непредусмотренный выход и успешно преодолели многие кризисные моменты за счет всемерного развития научно-технической сферы.

Если использовать для перехода охотничьих обществ в стадию государственных образований вероятностный фактор 0,1 и такой же степенью малости оценить переход на уровень технологических цивилизаций, получим для Pc ~ 0,01[155]. Таким образом, для числа планет несущих технологические цивилизации имеем весьма скромную оценку Nc ~10^6.10-1.10-2 = 10^3.

Подходящие планеты — цивилизация и Контакт

До сих пор мы оценивали все факторы, полагая, что, скажем, жизнь или разум, однажды зародившись, могут неспешно просуществовать столько, сколько даст несущая их планета и центральное светило, то есть космогонический срок. Но развитая технологическая цивилизация может изменять свою зону обитания сопоставимо с космическими масштабами воздействия. В частности, окружающая среда может быть необратимо повреждена и погубить саму цивилизацию.

Очевидно, что цивилизация, способная осуществлять полеты в пределах своей планетной системы и посылать межзвездные сигналы, просто по энергетическим соображениям должна иметь оружие, способное уничтожить все сложные организмы на одной из планет. Очевидно также, что ее обширная технологическая деятельность искусственно меняет состояние приповерхностных слоев планеты, создавая не обязательно благоприятные экологические ситуации.

Короче говоря, теперь мы обязательно должны учесть фактор L/TGal. Оценить среднее время жизни технологической цивилизации можно только в рамкак какой-то модели нашего будущего — это уже та область, где мы не имеем вообще ни одного примера.

В знаменателе рассматриваемого выражения стоит огромное число возраст Галактики. Скорее всего, TGal не должно превышать 5-10 млрд. лет, чтобы учтенные ранее звезды класса F5 не прикончили собственные цивилизации обычным завершением цикла.

Но главная проблема, конечно, в L. Отметим одно довольно очевидное обстоятельство. Если усложнение структур — естественный процесс во Вселенной и для него не существует каких-то неизвестных нам границ, то не видно причин, по которым социальные организмы в самом широком смысле этого понятия не могли бы развиваться миллионы и миллиарды лет. С этой точки зрения можно было бы принять L/T ~ 1 (или из особой осторожности 0,1), получая очень приятную оценку перспектив Контакта.

К сожалению, проблема значительно тоньше. На самом деле в качестве L следовало бы выбирать вовсе не средний срок жизни развитых цивилизаций, а время их пребывания в контактной фазе — контактной относительно землян.

Это принципиальный момент, поскольку Контакт требует определенной близости уровня социокультурных структур, а, следовательно, и эволюционного возраста. Длительность контактной фазы оценить очень непросто, но она наверняка заметно меньше средних сроков жизни. По сути, мы совсем слабо представляем себе характер цивилизации, интенсивно развивающейся по технологическому пути, скажем, 1000 лет. Реальным пределом воображения может послужить та грань, за которой цивилизация начинает создавать искусственные биосоциальные организмы, вступая в фазу автоэволюции. Наука Земли уже подошла к этому рубежу, и на это потребовалось 2–3 столетия. Полагая, что на его преодоление и неузнаваемое изменение землян потребуется в 2–3 раза больше время, получим для L весьма скромную оценку порядка тысячелетия. Множитель L/T оказывается теперь крайне малым (~10-7? 10-6), и вероятность Контакта сильно падает.

Взгляд в будущее

Оценка времени жизни технологически развитой цивилизации все-таки интригует — она касается всех нас, и наша сегодняшняя жизнь зависит от того, насколько уверенно мы глядим в день завтрашний. Убежденность в том или ином будущем в немалой степени материализует это будущее.

Поэтому придется немного поупражняться в футурологии. Впрочем, это необходимо еще и потому, что мы хотим представить себе партнера по Контакту. Сейчас, как известно, мы находимся в фазе более или менее быстрого роста чего угодно — народонаселения и числа научных публикаций, энергопотребления и добычи полезных ископаемых. Ясно, что всеобщий рост возможен лишь в среде с неограниченными запасами и масштабами. На нашей конечной планете этот рост должен резко замедлиться или вообще прекратиться к началу очередного тысячелетия. Исчерпание ряда важнейших ресурсов на фоне колоссального перенаселения планеты заведомо не допускает в такое не слишком отдаленное будущее технологическую цивилизацию известного нам образца. Значит ли это, что срок жизни технологической цивилизации, быстро развивающейся за счет безудержной эксплуатации приповерхностных слоев планеты, ограничен несколькими столетиями (3–5?), после чего неизбежен застой, переход к примитивным формам хозяйства — в общем, горький плач над истощенными недрами матушки Земли?

Сразу же стоит подчеркнуть, что такой срок жизни технологической цивилизации нашего типа представляется вполне реалистическим. Другой вопрос: что ее сменит?

История жизни на Земле — в какой-то степени цепочка экологических катастроф. Некогда вулканизм испортил первичную атмосферу, и это стимулировало резкое усложнение органики. Насыщенный биобульон породил первые примитивные организмы — прокариоты. Они в свою очередь и вызвали, пожалуй, крупнейший в истории Земли экологический кризис, начисто ликвидировав за какой-то миллиард лет условия для химического зарождения жизни. Видимо, прокариоты здорово поработали в плане ликвидации первичного биобульона, и их дальнейшее безудержное развитие наверняка стало тормозиться недостатком питательной среды. Кроме того, они постепенно отравили атмосферу кислородом, сильнейшим окислителем, если угодно, ядом для не защищенных особым образом организмов. Но в деятельности прокариотов была и положительная сторона. Творение третичной атмосферы создало условия для появления более крупных и сложных клеток, способных к окислительному метаболизму. Эукариоты положили начало клеточной специализации, а потом и многоклеточным сложнофункционирующим организмам, способным жить исключительно в «отравленных» условиях.

Экологический кризис, детали которого еще не совсем ясны, пресек в конце мелового периода повсеместное царствие гигантских пресмыкающихся.

Несколько десятков тысячелетий назад появился наш вид — Homo sapiens. Его великолепная изобретательность в охотничьем промысле постепенно привела к сильному нарушению равновесия. Человек успешно подорвал собственную питательную базу, выбив на огромных территориях крупных животных. Расселение племен по всей поверхности суши, то есть простая экспансия, отодвинуло сроки катастрофы на сколько-то тысяч лет, но не устранило ее причин. В древнейших очагах заселения плотность разумных существ резко возрастала, а кормиться было нечем.

Около 10 тысяч лет назад в некоторых перенаселенных областях люди нашли неплохой выход из положения. Они стали сжигать леса и портить землю, выращивая злаки и, как теперь принято говорить, отрицательно влияя на экологический баланс. Истощение земель монокультурами, а позже и разведением скота привело ко многим неприятностям. Наглядные тому примеры пустыня Сахара, некогда плодороднейшая область Африки, съеденные козами окрестности Средиземноморья…

Но существовал выход и из этой кризисной ситуации. В некоторых районах планеты были найдены приемы культивации, прежде всего — полив, многополье и элементарная селекция. Это требовало организованных усилий большого числа людей и вызвало к жизни особую форму социальных организмов — ранние цивилизации.

Как видно, экологические кризисы, связанные с экстенсивной охотой, а потом и с экстенсивным земледелением, привели не только к отрицательным последствиям. Земледельческие государства — цивилизации, высокоразвитые социальные структуры — важнейший результат этих кризисов. Письменностью, умением философствовать и многим другим мы обязаны этому результату.

Социальные структуры отмеченного типа — будем называть их цивилизациями класса А — тоже не справлялись со всеми проблемами и содержали в себе довольно определенные зародыши будущих кризисов. Однако понимать их как кризисы экологические можно лишь в том случае, если включать в понятие окружающей среды и социальные факторы, в частности, взаимодействие с другими аналогичными цивилизациями и внутренние напряжения.

Цивилизации класса А неплохо владели интенсивными методами сельскохозяйственных работ, но в отношении техники вели себя в основном сугубо экстенсивно. Во многом из-за этого быстро вспухающие гигантские империи Древнего Востока и античности неизменно приходили в упадок. Скажем, для поддержания внутреннего и внешнего равновесия в Древнем Египте эпохи Среднего царства явно требовался более высокий энергетический и транспортный потенциал. Кое-что в этом направлении действительно делалось, например, был изобретен колесный экипаж, но в целом технический уровень государства не соответствовал его масштабам. Не было, в частности, методов преобразования энергии из одной формы в другую, и мероприятия, требующие больших энергозатрат, проводились главным образом за счет совокупных мускульных усилий огромных коллективов рабов. «Машину» такого рода далеко не всегда удавалось удержать в повиновении. В столкновениях с внешним врагом, где результат во многом был предопределен численностью армий, имеющих примерно равное и примитивное вооружение, тоже нередко приходилось терпеть катастрофические поражения.

Поэтому уровень культуры цивилизации класса А, не претворенный в соответствующий уровень техники, не гарантировал ее устойчивости. Так пала под ударами варваров Римская империя, так Китай попал некогда под власть монгольских завоевателей.

Средний срок жизни цивилизаций А довольно велик, его можно оценить, скажем, в 1000 лет. К счастью, земная история не ограничилась калейдоскопом таких цивилизаций.

Во второй половине текущего тысячелетия в Европе сложились условия для интенсивного ведения технической политики, и где-то в 17-18-х веках ряд ее государств стал входить в иную фазу — технологических цивилизаций. Датировка эпох — непростое дело. Можно обозначить границу технологической эпохи изобретением самодвижущегося челнока ткацкого станка (Джон Кей, 1733 г.) или патентом Томаса Севери (1698 г.) на универсальную силовую установку, включающую паровой насос, наконец, паровым двигателем Джеймса Ватта (1765 г.), короче говоря, рубежом так называемой промышленной революции. Можно отступить чуть-чуть назад ко времени формирования науки. Но суть не в точной дате. В течение 19 века ряд европейских стран, а вслед за ними и некоторые государства других континентов преодолели основные барьеры древности — транспортный, энергетический и технологический, и их уже можно отнести к следующему классу: цивилизаций В. Интенсивная техника позволила выскочить из опасного социально-экологического тупика.

На рубеже 20 века для цивилизаций класса В создалось опять-таки затруднительное положение, требующее рывка в техносфере. Этот рывок был сделан за счет перехода к интенсивному развитию науки. В техносферу хлынули открытия, которые принципиально нельзя было уловить в тысячах теоретически не оформленных опытов. Можно создать паровой двигатель задолго до построения термодинамики, но немыслимо изобрести лазер, не имея представления об атомной физике, или ядерный реактор — без изучения теории ядра.

Резкая интенсификация науки и темпов развития всей техносферы позволила решить многие проблемы, но и породила очередной экологический кризис, выход из которого, видимо, потребует появления новых цивилизаций класса С. С этой точки зрения срок жизни цивилизаций В вряд ли можно оценить выше, чем в 3–4 столетия. На что же можно надеяться в обход мрачных картин всеобщего упадка и разрушения культуры?

Надвигающийся экологический кризис имеет ряд особенностей, есть нечто выделяющее его из ряда предыдущих кризисов, устроенных человеком.

Главное, пожалуй, его глобальность. Охотничье племя могло разрушить баланс своего ареала, слишком успешно охотясь, и потом вымереть или перейти на сбор злаков. Но при этом практически не затрагивались соседние племена. Вырубка лесов первыми земледельцами, конечно же, затрагивала большие области. Но вот распыление по поверхности планеты полутора миллионов тонн ДДТ (во имя борьбы с вредителями, уничтожающими огромный процент урожая) привел к тому, что все земляне заражены этим пестицидом в несколько раз выше допустимой нормы. Выброс 195 ядовитых химических соединений в результате работы автомобильного транспорта отравляет атмосферу всей планеты. Например, концентрация свинца (антидетонатор в автомобильном топливе) в скелете современного человека чуть ли не в 100 раз превышает ту, которая характерна для древних охотников. Между тем свинцовое отравление вызывает тяжелые формы психической деградации. Выброс углекислого газа (с 2-процентным ежегодным приростом!) в связи со сжиганием огромного количества органического топлива грозит превратить Землю в превосходный парник. Пропуская солнечный свет, накопившийся в атмосфере, CO_2 может не выпустить тепловое излучение Земли, и температура ее поверхности повысится, что в свою очередь приведет к таянию полярных льдов и грандиозному наводнению. Заметную лепту в порчу биосферы вносят авиация и космонавтика наряду с распылением тысяч тонн сверхактивной «химической пакости», непрерывно прожигается озоновый слой атмосферы, единственная защита от действия ультрафиолетового солнечного излучения. Недавно обнаруженная гигантская дыра в озоновом слое над южным полушарием — воистину грозное «знамение небесное». Проблема проблем — радиация, в особенности последствия испытаний ядерного оружия, неисправностей реакторной защиты и неаккуратного захоронения отходов. Последствием четвертьвековых ядерных испытаний на поверхности и в атмосфере стало примерно 8-кратное увеличение радиационного фона. Но еще опасней прямые локальные явления — выпадение радиоактивных осадков над далекими от места взрыва областями, в результате чего уровень радиации подскакивает в несколько раз (или — упаси Господи! — в несколько тысяч раз) и может вести к болезням типа лейкемии и вообще к непредсказуемым мутагенным последствиям. Взрыв на 4-м блоке Чернобыльской атомной станции — крупнейшая техническая катастрофа в человеческой истории — стал образом глобального техногенного самоубийства.

Количество вредных факторов влияния на биосферу значительно больше, чем здесь перечислено, и важно, что многие из них действуют не локально, а в масштабах всей планеты. Большинство этих факторов практически нельзя свести к нулю, не затормозив производство.

Разумеется, интенсивное развитие производства ведет к быстрому использованию природных ресурсов. К началу 21-го века некоторые из них будут практически исчерпаны.

Продолжается демографический взрыв. Успешно преодолев рубеж 5 млрд., человечество ринулось на покорение следующей вершины — 6 млрд., которая может быть достигнута уже в 90-х годах. А удвоение современного населения произойдет, видимо, в первой трети 21-го века.

На фоне всех этих опасных тенденций совсем кошмарно выглядит скромная величина 250 тысяч долларов — примерно столько средств ежесекундно уходит в мире на вооружение. Средства массового уничтожения, использование которых, вероятней всего, привело бы к исчезновению всех высших форм жизни на Земле, — опаснейшее последствие деятельности цивилизаций класса В. Чтобы отправиться на тот свет, человеку достаточно небольшой пули, даже не обязательно со смещенным центром тяжести. Современная технологическая цивилизация услужливо предоставляет каждому, включая грудных младенцев, нечто поэффектней, скажем, бомбу, начиненную несколькими тоннами тринитротолуола, или щепотку порошка, которой можно отравить большой город, а не то и полгосударства…

Что же можно сказать о цивилизации класса С, способной справиться с такими нестандартными проблемами?

Мы видели, что в истории Земли изменение окружающей среды само по себе не является вредным или полезным. Экологическая (и даже социально-экологическая) нестабильность служит важнейшей предпосылкой развития. Во всяком случае, я не отношусь к числу тех, кто с той или иной долей серьезности утверждает, что истинный «золотой век» человечество упустило, покинув уютную экологическую нишу первобытных охотников. Существование в эволюционном тупике — не жизнь по человеческим меркам. Другой вопрос — темп, в котором мы воздействуем на окружающую среду. Он, разумеется, должен быть не слишком высоким, чтобы люди успевали адаптироваться, но и не слишком низким, чтобы не произошло полного торможения.

Цивилизацию класса С, которая способна спланировать и осуществить оптимальный темп собственного развития во взаимодействии с окружающей средой, можно назвать автоэволюционной. Смысл названия в том, что на данном уровне должно вестись интенсивное регулирование эволюционного процесса в масштабах всей планеты, тогда как на предыдущих уровнях А и В цивилизации занимаются этим делом лишь экстенсивно.

Суть дела не просто в реализации программы полностью сбалансированной экологии. Я не уверен, что решения, обладающие абсолютной стабильностью, существуют вообще. В резко нелинейной экологической системе, вероятно, всегда есть типы малых возмущений, которые со временем нарастают и даже ведут к ее разрушению. Дело в том, чтобы, не допуская преждевременного взрыва, вовремя перейти в состояние с иными базисными элементами. Возможно, мы действительно подошли к границе радикального изменения окружающей среды и вынуждены будем приступить к какой-то трансформации себя как вида и соответственно учиться преобразовывать социальные организмы в самых разных масштабах.

Хотя производство с мощной фильтрацией и замкнутыми циклами может заметно снизить темпы отравления воздуха, перестройка атмосферы вряд ли полностью прекратится. В какой-то степени и нам придется к ней приспосабливаться, используя биологические средства. Вряд ли осуществима идиллия, где человек, наслаждающийся интеллектуальным и материальным изобилием, сумеет еще и разгуливать среди девственных райских кущ с тем же составом воздушного бассейна, который был в библейские времена.

На первом этапе перехода в класс С нашей цивилизации, бесспорно, придется прибегнуть к некоторым самоограничениям, очиститься от слишком опасных наследственных болезней. Можно без особых потерь отказаться от производства уймы бессмысленных вещей и даже от всей системы сверхизбыточного потребления, всемерно усиливая интеллектуальное развитие. Роскошь не сводится к десятку личных автомобилей или излишку жилплощади. В социальном плане гораздо опасней иные формы роскоши — государственные границы, миллионные армии, многомиллиардные военные бюджеты, яростные схватки по поводу национального величия и символов веры.

Преодолев хотя бы в необходимой степени эти барьеры, можно ставить серьезнейшие биотехнические задачи. Никто не уверен в том, что наш вид действительно вершина эволюции. Изменившиеся экологические условия могут потребовать формирования более разумного вида с более высокой адаптивностью в быстропеременных условиях, улучшенным метаболизмом, дополнительными органами чувств и т. п. При этом вполне вероятно использование идей симбиоза биологических и искусственных микроэлектронных элементов. Разумеется, появление нового вида (или видов?) должно привести и к неизвестным пока типам социальных организмов.

В сущности, здесь мы сталкиваемся с практическим пределом сколь-нибудь обоснованной экстраполяции. Вряд ли мы можем смоделировать интересы и цели системы, которая поэлементно и в целом значительно сложнее нас, то есть находится на более высоком эволюционном витке. Не исключено, что сотворение лучшего искусственного вида на биологическом (биокибернетическом?) и социальном уровне и есть высшая цель Homo sapiens. Заведомо не очевидно, какую роль он сам стал бы играть в цивилизациях класса С, но вовсе не обязательно, чтобы в духе «Франкенштейна» Homo «supersariens» непременно разделался со своим создателем. Скорее всего, создатели преобразуются сами. Появление нового варианта цивилизации — вопрос ближайших одного-двух столетий. Некоторые моменты этой точки зрения мы обсудим в последней главе книги.

Ограничив себя в предсказаниях, мы, в общем, не можем дать оценку срока жизни развитой цивилизации. Опыт истории учит, что экологические кризисы с участием человека или без него в основном преодолимы. Уроки истории — не слишком надежный аргумент, но непреодолимость очередного кризиса свидетельствовала бы о крайней неизобретательности природы. Мы предположили, что за ускользание от кризиса будет заплачена предельно большая цена — наш вид и созданные им типы цивилизации породят нечто принципиально новое и сами уйдут на второй план. Но думается, что самоистребление или сознательное отступление на нижние этажи культуры и производства менее вероятны и ничем не привлекательны. Срок жизни цивилизации класса С, способных к самоперестройке, нельзя ограничить чем-то, кроме космологических факторов. Любой социально-экологический кризис в принципе сможет пресечь их существование, причем вряд ли такие кризисы будут встречаться на их пути реже, чем на нашем. Но опять-таки вспомним об опыте истории и т. п…

Проблема Контакта может стать для цивилизаций класса С чем-то гораздо более важным — единственным объединяющим началом, источником ощущения собственной целостности. И пусть они окажутся удачливей нас в решении этой проблемы.

Еще немного о цивилизациях

Классификация, введенная в предыдущем разделе, не является, скорее всего, универсальной. Она построена по признаку преодоления экологических кризисов за счет перехода от экстенсивной к интенсивной стратегии в области добычи пищи, в техносфере и, наконец, в биосфере в целом. Такой подход представляется удобным для ограниченного прогнозирования. Ясно, что естественный предел любых футурологических концепций лежит не далее ближайшей смены уровня системной сложности человека и социальных организмов. Более далекий прогноз отнюдь не исключен, но уровень его достоверности, разумеется, резко падает. Цивилизации класса С могут отыскать и недоступные нашему воображению пути в будущее.

Возможны и иные по-своему удобные приемы классификации. Например, уровень цивилизации как космического фактора можно оценивать по размеру области уверенно освоенного пространства. Начальный уровень выберем в масштабе планеты, следующая характерная единица — расстояние до центрального светила, потом — размер планетной системы, среднее межзвездное расстояние, расстояние до центра Галактики и т. д. Таким методом допустимо оценивать цивилизацию по способности к транспортному или сигнальному Контакту. Схема отражает определенную гипотезу об эволюции транспортных и сигнальных средств. Скажем, заведомо ясно, что цивилизация, осуществляющая полеты в масштабах всей Галактики, — великий долгожитель.

Другой параметр, которым можно характеризовать цивилизацию, энерговооруженность. На этой основе простую и часто обсуждаемую схему предложил советский астрофизик Н. С. Кардашев. Цивилизации, освоившие энергопроизводство планетарного масштаба, он отнес к I типу, в масштабе звезды — ко II, а галактики — к III типу.

Эта схема приятна уже в том отношении, что земная цивилизация стоит на пороге включения в нее. Реальная суммарная мощность энергетики составляет сейчас около 10^13 Вт, что всего на 4 порядка ниже мощности, перехватываемой Землей от Солнца (~ 2.10^17 Вт), и лишь на порядок отстает от средней мощности, выделенной за счет внутренних источников нашей планеты (~1,7.10^14 Вт). Отсюда, кстати, неплохо усматривается общая оценка надвигающегося экологического кризиса. 100-кратное увеличение мощности энергетических установок привело бы к увеличению потока до 10 Вт/м^2 и перегреву атмосферы на несколько градусов. Скорее всего, уже 10-кратное увеличение мощности является пределом, когда нужно решать проблему отвода излишнего тепла в космическое пространство. Ясно также, что при сохранении нынешнего уровня производства энергии на душу населения (около 2000 Вт/чел.) — энергии, практически целиком рассеиваемой в приповерхностном слое планеты, — рост населения имеет довольно ясный предел 40–50 млрд. человек.

Итак, по схеме Кардашева земная цивилизация близка к I типу. Видимо, только цивилизации II типа, умеющие «зажигать звезды», то есть производить мощности порядка 10^25–10^27 Вт могут рассчитывать на уверенный Контакт в масштабах Галактики — их деятельность, казалось бы, непременно будет замечена чьими-то астрономами. Сооружение объекта с такой колоссальной энергоемкостью по простым оценкам требует впечатляющих сроков в миллионы лет. Так что гипотеза о переходе цивилизации во II тип содержит в себе предположение о ее завидном долгожительстве.

III тип цивилизаций, владеющих мощностями уровня 10^36–10^37 Вт и способных в силу этого осуществлять межгалактический Контакт, должен в свою очередь иметь какие-то космологические сроки жизни в несколько миллиардов лет.

Наряду с транспортной и энергетической классификацией можно использовать и технологическую, скажем, по максимальному размеру создаваемых конструкций или еще удобней — по безразмерному отношению максимальных и минимальных размеров искусственных объектов. Это отношение на уровне первобытных людей заключалось в узком интервале 10-100. Цивилизации древности довели его до 10^4–10^5, сейчас оно, видимо, доходит до 10^10. Можно полагать, что будущий прогресс в миниатюризации и в монтаже гигантских космических конструкций в условиях невесомости даст числа типа 10^12 и большие.

Самое важное — уметь использовать все методы оценки совместно. Прогресс в энергетике, транспорте и технологии взаимосвязан. Нельзя, например, рассчитывать на создание искусственной звезды, не имея мощных космических кораблей и не владея приемами монтажа миллионов сверхпрочных блоков.

Однако прогноз по параметрам типа размеров системы или ее мощности содержит и немало скользких мест. Мы всегда рискуем проскочить мимо качественно новых ситуаций — в первую очередь потому, что не можем предсказать новые конкретные открытия, влияющие на дальнейшее решение проблемы. Некоторые опасности такого рода мы обсудим в следующей главе.

Сколько их?

Как видно, все предыдущие оценки числа возможных партнеров по Контакту страдают огромной неопределенностью. В какой же степени они важны и что зависит от среднего числа предполагаемых цивилизаций?

Ответ прост: мы хотим понять будущую стратегию поиска.

Число цивилизаций, отнесенное к объему Галактики, дает их среднюю концентрацию, а по ней можно оценить и среднее расстояние между ними.

Результаты приведены в таблице:

Предполагаемое число цивилизаций 10           10^3       10^6     10^9

Среднее расстояние в парсеках        3000        640       64       6,4

и в световых годах                        9,7.10^3     2.10^3    200      20

Выводы предыдущих разделов близки к первой колонке Таблицы — скорее всего геоподобных цивилизаций порядка 10 и радиус их поиска порядка масштабов всей Галактики.

Оценка в 1 миллион цивилизаций, конечно, сокращает радиус поиска, но я не уверен, что реальная дистанция действительно уменьшается раз в 50, а мощности сигналов соответственно в 2500 раз.

Дело в том, что общая концентрация звезд повышается к центру Галактики, и оценки, основанные на равномерном распределении гипотетических цивилизаций по всему ее объему, вероятно, сглаживают наши будущие трудности. Не исключено, что самые развитые цивилизации будут сконцентрированы вблизи звезд второго поколения в наиболее старых областях Галактики — в шаровых скоплениях, в промежуточной составляющей. Во всяком случае, с нашего Солнечного захолустья, скорее всего, придется вести поиск на расстояниях порядка радиуса «орбиты Солнца», то есть 10000 пс.

Разумеется, нам может несказанно повезти, и ближайшая цивилизация окажется в пределах, скажем, 100 световых лет. Но сверхвезение — особая статья для любой стратегии, выходящая за ее рамки.

Поэтому, как ни удивительно, зону поиска придется, скорее всего, измерять тысячами парсеков независимо от нашего «пессимизма» (10-10^3) или «оптимизма» (10^6–10^9).

Сильная неопределенность оценок имеет вполне естественные причины. В какой-то степени мы пытались определить вероятность успеха в поиске «неизвестно чего», и не столь уж многое зависит от результата — велика она оказалась или мала. Это демонстрирует слабость средств, с которыми мы пока решаем проблему. Но первые шаги в любом случае важны, в них, по крайней мере, кристаллизуется то, что предстоит сделать.

ВЦ, которые мы собираемся наблюдать во Вселенной, выводят науку на новый виток в общей теории эволюции, заставляют пристальней вглядеться в происхождение и перспективы земных биосоциальных структур. Теперь уже важно не ограничиваться констатацией земных эволюционных цепочек, но и искать причины, по которым именно они реализовались на нашей планете, разыгрывать варианты, которые могли бы возобладать при тех или иных изменениях стартовых условий. В этом направлении предстоит огромная теоретическая и экспериментальная работа, и в результате мы сможем как минимум изменить взгляд на собственную цивилизацию, а по большому счету — развить вполне реалистический подход к получению биосоциального спектра Вселенной.

Глава 11: Жизнь и разум — как искать?

Смелые мысли играют роль передовых шашек — они гибнут, но обеспечивают победу.

И. В. Гёте

Географическая модель Контакта

В предыдущей главе мы откровенно пытались ограничить многообразие форм жизни во Вселенной чем-то геоподобным. Ограничение такого рода может казаться удовлетворительным или нет, но оно, по крайней мере, делает достаточно ясным предмет обсуждения. Оно позволяет извлечь некоторые полезные уроки из опыта контактов земных цивилизаций.

В основу идей о космических контактах первоначально были положены данные, накопленные европейцами в период Великих географических открытий. Использование такой аналогии особо усилилось тем, что представления о многонаселенном космосе возникали как раз в разгар этого периода.

Джордано Бруно и его последователи считали далекие планеты чем-то вроде островов в безграничном космическом океане, островов, населенных примерно такими же людьми, как на Земле. Требовались лишь подходящие корабли, чтобы этот океан преодолеть. Впрочем, Николай Кузанский еще за полвека до открытия Америки писал: «В отношении других звездных областей мы равным образом подозреваем, что ни одна из них не лишена обитателей, и у единой Вселенной, по-видимому, столько отдельных мировых частей, сколько звезд, которым нет числа…»

Ему же принадлежит и любопытная классификация такого рода: «Впрочем, мы сможем с меньшей несоразмерностью знать что-то о жителях другой области, если будем подозревать, что в области Солнца более солнечные, ясные и просвещенные разумные обитатели, еще более духовные, чем на Луне, жители которой более лунатичны, как на Земле — более материальные и грубые…»

Разумеется, ни во времена Бруно, ни еще три столетия спустя, ничего, кроме транспортного Контакта, всерьез представлять было нельзя. Требовался некий аналог Колумбовых каравелл, чтобы пройти к звездам, и к началу нашего века идея выкристаллизовалась в виде летательного ракетного аппарата. Идеология транспортного Контакта, берущая начало в эпохе Великих географических открытий, вошла в науку и стала, пожалуй, одним из важнейших символов нашей культуры.

Значительно позднее родилась идея сигнального Контакта. Первая ее серьезная основа возникла в связи с изобретением радио, то есть уже в 20 веке. В принципе же, сигнальный метод издавна использовался на Земле. С глубокой древности многие племена применяли костры и барабаны для передачи информации на далекие расстояния.

Итак, исходя из географической модели, можно предложить два варианта межзвездной связи — войти в Контакт с внеземной цивилизацией, обмениваясь с ней космическими кораблями или импульсами электромагнитного излучения.

Теперь же вкратце обсудим некоторые дополнительные уроки земных контактов.

Первый из них заключается в следующем. Открытие Америки поставило испанцев 16-го века перед лицом цивилизаций, отстоящих от них по эволюционной шкале на 3–4 тысячелетия. Проникновение европейцев в Австралию, Океанию, некоторые изолированные области Африки и Америки колоссально раздвинуло временной спектр сообществ в масштабе одной-единственной планеты, видимо, до 15–20 тысячелетий. На какую же эволюционную дистанцию мы можем рассчитывать, планируя Контакт с внеземными цивилизациями даже очень близкой биосоциальной природы?

В этом заключается одна из серьезных проблем. Стартовав даже в одинаковых условиях и практически одновременно, общества разумных существ на различных планетах могут дать колоссально широкий спектр цивилизаций, и тех, с которыми нас объединяет близкий уровень, в каждый данный момент может оказаться крайне мало. Видимо, нормальный Контакт предполагает какую-то близость эволюционных возрастов.

Второй полезный урок связан с характером Контакта.

Колумб, викинги и, быть может, финикийцы случайно открывали Америку. Никто из них — в том числе и Колумб — не планировал такого открытия и не предполагал, что отыскался целый континент. Но все-таки Колумбу, до конца своих дней верившему в то, что он проложил западный путь в Индию, именно ему мы приписываем честь истинного открытия Америки. Суть дела не в личном приоритете, а в последствиях совершенного. Мы не можем достаточно подробно восстановить действия средневековых и, тем более, античных путешественников. Их пребывание у берегов Америки засвидетельствовано археологическими находками, вероятно, они общались и с местным населением, но следы этого общения практически утрачены. В доколумбову эпоху Контакта на уровне социальных структур не возникло, за первыми ладьями викингов не последовали другие. Мощности средневековой скандинавской цивилизации хватило на довольно обширную экспансию в ближние европейские земли, но ее явно не доставало на создание постоянного «трансатлантического моста».

Таким образом, речь идет не только о возможности случайного общения, но и о систематичности связи. Контакт предполагает создание условий для взаимодействия культур. Требуется какой-то минимальный объем информации, чтобы культуры отпечатались друг на друге, а для набора информации нужно время — период, в течение которого поддерживается достаточно широкий информационный канал.

И, наконец, еще один, пожалуй, самый важный момент. В определенной ситуации проблема Контакта может как бы переориентироваться, превращаясь в проблему порождения дочерних цивилизаций. Географическая модель дает неплохой материал для размышлений в этом направлении.

Итогом открытия Америки и Австралии стало создание там цивилизаций европейского образца. Возникли особые ветви социальной эволюции, где вполне можно проследить европейские корни. Однако во многих случаях новые общества формировались в областях не просто заселенных, но и с достаточно высоким потенциалом собственной культуры. Здесь развились своеобразные гибридные варианты, характерные, скажем, для ряда государств Латинской Америки, где объединились индейские и испано-португальские традиции.

В земных условиях гигантские колониальные империи, «где никогда не заходит солнце», оказались нежизнеспособны. Видимо, масштаб нормально функционирующего социального организма типа государства (с единой иерархией системы управления) ограничен, и попытка превысить этот масштаб неизбежно ведет к формированию более сложного организма типа федерации относительно самостоятельных государств или даже распаду на отдельные (иногда антагонистические) государства и федерации. Разумеется, космическая аналогия этим процессам должна строиться с большой осторожностью — ведь в игру включаются культурные потенциалы иных масштабов и взаимоотношения систем с, возможно, очень далекой биосоциальной природой. Однако, как мы увидим впоследствии, некоторые уроки крайне полезны, особенно те, которые связаны с генерацией цивилизаций.

Палеоконтакт и космические джинны

С точки зрения географической модели Контакта легко понять истоки одного из любопытнейших явлений нашего времени — периодически вспыхивающего массового интереса к гипотезе пришельцев, представителей иных цивилизаций, которые в прошлом, далеком или совсем недавнем, якобы посещали нашу планету или даже незаметно присутствуют на ней сейчас.

В самом деле, историки и археологи непреложно установили, что европейцы (норвежские и исландские мореплаватели) посещали Гренландию и северо-восточное побережье Америки еще в 10–11 веках. Отыскались следы очень старых путешествий обитателей Юго-Восточной Азии к северному побережью Австралии, есть основания подозревать, что китайцы и полинезийцы давным-давно умели добираться до Америки. Лишь небольшая деталь в легенде о путешествии финикийцев вокруг Африки в 6 веке до н. э. позволила установить, что оно действительно имело место. Нашлись интересные аргументы в пользу того, что именно финикийцы (точнее, их потомки — карфагеняне) открыли Южную Америку[156]…

Так вот, стоит ли представлять себя в положении Колумба или викингов в галактическом масштабе? А вдруг мы больше похожи на индейцев, которых открыли инопланетные колумбы, — не пора ли в связи с этим как следует поискать следы пришельцев, открывших Землю в исторические или доисторические времена?

Что ж, это весьма интересная идея, и современная наука вовсе не отвергает возможности посещения Земли чьими-то космическими кораблями. Но, к сожалению, пока нет ни одного факта, который с заметной долей достоверности удалось бы истолковать в пользу такого посещения. Разумеется, это не беда — следы пришельцев могут не бросаться в глаза, мы вообще плохо пока представляем, что именно оставили бы они землянам на память, и вести дальнейший поиск никто не запрещает. Важно лишь то, что любая подозрительная находка должна пропускаться сквозь строго научную схему исследования. Нельзя ли объяснить происхождение этой находки чисто земным образом — вот вопрос, на который приходится отвечать в первую очередь. Отвечать всерьез, используя весь спектр научных достижений — от физики до истории. А это трудно, очень трудно.

И появляются сверхэнтузиасты…

Посмотрите, сколько чудес нас окружает, говорят они, — просто сплошные чудеса, и разве не смешно думать, что наши далекие предки без подъемных кранов и бульдозеров, подчас без элементарной железяки или лазерного резака и уж наверняка без техники безопасности и профсоюза способны были на такие подвиги!

Как могли эти самые предки транспортировать на 6 и более километров 150-тонные глыбы для строительства древнего южноамериканского города Тиауанако или устанавливать 65-тонную 11-метровую стелу в Кирагуа? А 30-метровые обелиски древне-эфиопского государства Аксум, так похожие на модель многоэтажного дома, откуда они? А Храм скрещенных рук, возведенный в бассейне перуанской реки Мито задолго до инков — примерно в 1200 году до н. э.? Наконец, знаменитая Баальбекская терраса, где обнаружены три тысячетонных монолита, которые не только подвезены из каменоломни, но и подняты на 7-метровую высоту — это уж никак не поддается обычному объяснению! Неужели вы и теперь не верите в могучих инопланетян, добрых космических джиннов, подрядившихся на земные строительно-транспортные работы и, быть может, даже обучивших архитектуре наших далеких предков?

Хотелось бы подчеркнуть, что именно множественность этих примеров, их разнесенность в пространстве и во времени служат первыми тревожными сигналами для гипотезы о пришельцах. Делать этим пришельцам было нечего, что ли? На протяжении тысячелетий метаться с материка на материк, чтобы помогать землянам в сооружении ритуальных колоссов — зачем? Зачем наделять пришельцев психологией древних племенных богов? Но, как говорится, Бог с ней, с туманной для нас психологией пришельцев. Посмотрим на дело с другой стороны.

Строительные достижения древних земных цивилизаций и вправду поразительны, но отнюдь не только для нас. Ацтеки, сами очень приличные строители, думали, что пирамиды Теотиукана возводили некие великаны-кинаме. Нечто похожее — соотнесение более древних великих строений с деятельностью богов или особых великанов — встречалось почти повсеместно. Так относились на Яве к знаменитой буддийской ступе Борободур (120Х 120 метров в основании при 40-метровой высоте), содержащей 6 тысяч кв. метров барельефной истории Будды. Так относились местные жители к крупнейшему в мире храмовому комплексу в окруженном джунглями камбоджийском городе Ангкоре (общая площадь комплекса около 1 кв. км, высота главного храма — 65 метров)…

Но ведь это вполне понятный магико-религиозный стиль — приписывать нечто, выходящее за рамки собственных сил и воображения, творческой активности высших сил. Тотемические предки австралийских аборигенов, довершающие творение людей, боги, создающие Солнце да и всю Вселенную, великаны, строящие пирамиды, — образы одного ряда. Великие культурные герои и демиурги в духе Прометея, Дедала, Кетцалькоатля или полинезийского Мауи, обучившие людей владеть огнем, делать инструменты, строить города и собирать урожай, — тоже из этой когорты. Знаменитый герой шумеро-аккадского эпоса Гильгамеш (по-видимому, реальный царь шумерского города Урука на рубеже 27–26 веков до н. э.) уже в аккадскую эпоху выступал как «бог на две трети», который, благодаря своей божественной причастности, возвел могучие стены Урука — «…даже будущий царь не построит такого…». И вот теперь в этот славный ряд начинают проникать вооруженные супертехникой инопланетные пришельцы.

Между тем расчетами, а во многих случаях прямыми экспериментами доказано, что многотонные камни действительно можно было и передвигать, и поднимать на некоторую высоту. Речь идет просто о крайне далекой от нас и трудновообразимой организации работ. Медленно, с помощью деревянных клиньев, катков и веревочных систем люди перемещали глыбы, поднимали их, подводя сантиметр за сантиметром земляные насыпи, обрабатывали каменными инструментами. Хоть эта картинка и кажется простой, но на самом деле современному человеку, все дальше уходящему от тяжелого ручного труда, представить ее не легче, чем нечто инженерно-космическое. Надо чувствовать, насколько сильно социальные и энерго-технологические достижения спрессовывают время, насколько в разном темпе живут творцы древних пирамид и создатели таких современных строительных гигантов, как советская Саяно-Шушенская ГЭС или бразильская ГЭС Итайпу.

В теории эволюции строительных процессов существует еще немало белых пятен, далеко не все древние приемы разгаданы, но не видно и таких моментов, которые требовали бы привлечения гипотез о внеземном или божественно-великанском вмешательстве. Напротив, взгляд в строительное прошлое заставляет относиться к интеллекту и трудолюбию древних с нарастающим восхищением. Но восхищения мало, важно еще и глубокое историческое понимание — умение выяснить не только как, но и зачем велась та или иная работа, увидеть не только собственно технические средства исполнения, но и характер социального заказа, духовную атмосферу времени.

Зачем, казалось бы, понадобилась инкам великолепная дорога длиной 5250 километров, остававшаяся лучшим в мире шоссе до начала 20 века? Инкам, которые не знали колесного экипажа! Может, к этому строительному подвигу их стимулировали пришельцы, привыкшие с комфортом раскатывать по всем доступным планетам? Но все много проще и серьезней. Крупные империи жили дорогами, только хорошие дороги, особенно в горной местности, позволяют вести обширную торговлю, быстро перебрасывать войска, оперативно проводить мобилизацию армии и сбор налогов. Инкам, например, хорошие дороги позволили организовать предельно быструю эстафетную почту. Прекрасные дороги строили и древние римляне, но их никто не подозревает в обслуживании пришельцев.

Вернемся к Баальбекской террасе. Три тысячетонных блока габаритами 20 X 4 X 5 м каждый — явление уникальное. Но надо иметь в виду, что сооружение храма Юпитера, для которого они предназначались, велось в начале 3-го века в густонаселенной области южного Ливана. Храм в древнефиникийском городе Баальбеке (или Гелиополе по эллинистической традиции) строился под руководством римлян, и создание для него особо прочной и долговечной платформы было вызвано вполне рациональными соображениями — большой тектонической активностью в районе хребта Антиливан. Римляне, которые в это время увлекались ближневосточными культами и с другой стороны стремились распространить и укрепить свое влияние в колониях, конечно же, боялись, чтобы крупнейший, по их замыслу, храм эллинистического мира не рухнул во время ближайшего землетрясения. Не может быть и речи о том, чтобы в таком оживленном месте и в такое хорошо документированное время некие пришельцы незаметно строили стартовую площадку для своих кораблей — именно так пытались интерпретировать террасу сверхэнтузиасты Палеоконтакта. Более того, на гигантских плитах остались следы архаических инструментов, использование которых никак нельзя приписать космическим путешественникам. А четвертая плита террасы осталась незавершенной прямо в каменоломне — по этому монолиту объемом более 400 куб. метров можно с особой наглядностью судить об инструментальной вооруженности строителей. И еще о гипотезах арабы, которые несколько веков спустя захватили эти места, были уверены, что великий храм построен не иначе как под руководством библейского царя Соломона и не иначе как подчиненными ему джиннами…

Другой важнейший аргумент сверхэнтузиастов — знаменитые рисунки в южноамериканской области Наска. Речь идет о 93 мозаичных линиях, выложенных небольшими камешками в узкой долине Пампа-де-Пальпа. Линии имеют разную длину (26 м, 182 м, есть и несколько километров), 23 из них расходятся от общего центра — квадрата со стороной 3 метра. Самое любопытное заключается в том, что обозреть их в целом можно только с самолета — именно так и была обнаружена Полом Козоком, а несколько позднее Марией Райхе вся странная композиция. Но с воздуха исследователи увидели и другое: некоторые мозаики сложились в изображения животных. Среди них 200-метровая ящерица, 45-метровый паук, птицы, змеи, рыбы, обезьяны. Поскольку индейцы наска вряд ли строили летательные аппараты, возник вопрос — для чего создавать изображения, которые неоткуда обозреть целиком? А нет ли здесь чего-то вроде разметки взлетно-посадочной полосы для космических пришельцев, не выступают ли изображения животных в роли сигнальных знаков?

И опять — как и в случае баальбекской террасы — все и проще и сложней, но вряд ли хоть малейшим образом связано с пришельцами. Культура наска процветала в своей области в первой половине первого тысячелетия. Судя по небогатым пока данным, индейцы наска были хорошими земледельцами и вырабатывали отличную керамику — на ней встречаются как бы в малом формате те же рисунки животных, что и в долине Пампа-де-Пальпа, более того, увлечение зооморфными образами доходит у наска до изготовления сосудов в форме животных. Так что в недостатке художественных возможностей подозревать авторов гигантских фигур никак нельзя.

Далее — хорошим земледельцам нужен хороший календарь. Наска возвели постройку из сотен стволов альгароббы — целую «рощу» из столбов. Ее называют Ла-Эстакериа. В ее центре образован прямоугольник — 12 рядов по 20 стволов, и многие исследователи считают, что в первоначальном виде вся композиция являлась календарем в духе Стоунхэнджа — Ла-Эстакериа даже величали деревянным Стоунхэнджем, но реконструировать по сохранившимся столбам определенную календарную систему пока трудно. А вот среди удивительно прямых мозаичных линий долины удалось с полной определенностью отыскать целых 10, имеющих астрономическое значение. Например, одна из них указывает на положение Солнца в равноденствии, две других — в солнцестояниях. Назначение большинства других линий и тем более рисунков пока не установлено. Очень вероятно, что они тоже имеют ритуально-астрономический смысл, но система взглядов наска и племен эквивалентного уровня известна нам далеко не во всех деталях — нужны обширнейшие дополнительные исследования[157]. Во всяком случае, ясно, что индейцы наска создали оригинальную календарную систему. Не исключено, что во всей композиции рисунков в Пампа-де-Пальпа содержится целый космологический трактат, и подробная расшифровка всего этого — серьезная задача для историков и археоастрономов.

Но идея гигантских картинок-зооморфизмов не уникальна. На юго-востоке США встречаются так называемые фигурные маунды, которые в форме земляных насыпей изображают фигуры животных, и размеры «скульптур» достигают 300 метров. Сравнительно небольшие изображения тотемных животных, выложенные камешками, известны и в Австралии. Это явная перекличка земных культур, не требующая вмешательства инопланетных художников и конструкторов.

Надо отметить, что сама гипотеза пришельцев имеет длинную и славную историю. О том, что в старину те или иные более древние сооружения принимались за работу богов или гигантов, мы уже знаем. Но и в период развернутого наступления научного мировоззрения развивались вполне наукообразные преемники этих воззрений. Так, в 19-м веке, а отчасти и в 20-м была весьма популярна гипотеза о земной працивилизации — Атлантиде, Лемурии и т. д. По замыслу авторов гипотезы, носители некогда могучей, но погибшей в катастрофе цивилизации обусловили единство земной культуры обучили древних египтян и индейцев строить пирамиды, обитателей Месопотамии — вести астрономические наблюдения, греков — ваять изумительные статуи… Типичным отражением этой идеи можно считать «Венок сонетов», принадлежащий перу Валерия Брюсова, одного из образованнейших русских писателей начала 20 века. Цикл сонетов под общим названием «Светоч Мысли» был написан Брюсовым в 1918 году с целью восславить человеческие дела и помыслы, вознести искания человеческой мысли над хаосом первой мировой войны. История начинается в таинственных Лемурии и Атлантиде, потом через Халдею, Египет, Элладу устремляется к более близким временам:

Впервые светоч из священных слов

Зажгли Лемуры, хмурые гиганты;

Его до неба вознесли Атланты.

Он заблистал для будущих веков…

И далее:

Сияла людям Мысль, как свет в эфире;

Ее лучи лились чрез океан —

Из Атлантиды в души разных стран;

Так луч зенита отражен в надире!

Свет приняли — Китай и Индостан,

Края эгейцев и страна Наири,

Он просверкал у Аймара и в Тире,

Где чтим был Ягве, Зевс и Кукулан.

И ярко факел вспыхнул в Вавилоне;

Вещанья звезд прочтя на небосклоне…

Египет цели благостной достиг.

Хранят поныне плиты пирамиды

Живой завет погибшей Атлантиды.

В общем, во времена, когда космические перелеты считались чем-то фантастическим, идея пришельцев сводилась к канувшей в Лету земной працивилизации, всему и всех научившей. В сущности, схема такого рода тесно связана с чисто религиозной концепцией раннего «золотого века». Працивилизация выступала в роли коллективного культурного героя, своеобразного Суперпрометея.

В научном плане возможность существования какой-то еще неизвестной древней цивилизации, конечно, не отвергается. Напротив, такие цивилизации постоянно ищут и иногда находят[158]. В изложенной гипотезе есть рациональное зерно в том смысле, что прогресс социальных организмов в той или иной географической области может сменяться регрессом, более того — практически вообще пресекаться из-за природной катастрофы или нашествия. Ясно и то, что следы некогда великой культуры могут заметней отпечататься на процветающих соседях исчезнувшего государства, чем на остатках населения той области, которую оно занимало. Примеров тому тьма — Крит, Финикия, израильско-иудейские царства… Но вероятность найти древнейшую сверхдержаву, которая посмертно научила бы иноземцев строить пирамиды по обе стороны Атлантики (с интервалом в несколько тысячелетий!), такая вероятность уже к началу 20-го века могла смело оцениваться полновесным нулем.

Более позднее массовое воображение переместило «атлантов» в дальний космос. И свидетельства их появления стали искать не только в гигантских постройках, но и в новом прочтении рисуночно-письменного наследия. Скажем, африканские наскальные изображения людей в ритуальных масках пытались трактовать как портреты космонавтов — при живописной технике древних художников и вправду нелегко отличить тыкву с выдолбленными прорезями от шлема космонавта… Много слов было сказано и по поводу нимбов, характерных изобразительных деталей в христианстве и буддизме. Не послужил ли и тут оригиналом прозрачный шлем космического скафандра? И опять-таки, с нимбом (nimbus — облако по-латыни) все проще и много сложней. Нимб, светящееся и иногда лучезарное кольцо вокруг головы бога или святого, — это многозначный символ осенения святым духом, вообще духовного могущества, доведенного до излучения «света истины». В нем заключены образы божественного облака и Солнца — в этом смысле нимб, безусловно, имеет связь с космическими мотивами магико-религиозного мышления.

Что уж говорить тогда о древних религиозных текстах, которые при просмотре сквозь линзу современной научной фантастики способны подтвердить любую гипотезу о пришельцах.

В качестве несложного примера обратимся к отрывку из 10-й главы Апокалипсиса («Откровения Иоанна Богослова»): «И видел я другого Ангела сильного, сходящего с неба, облеченного облаком; над головою его была радуга, и лице его как солнце, и ноги как столбы огненные…» Вот, казалось бы, блестяще описанная сцена посадки космического корабля с работающими тормозными двигателями, должно быть, еще и раскаленного из-за атмосферного трения. Иногда и на менее впечатляющих фрагментах основывались очередные сенсационные гипотезы. Но обратимся к концовке фразы: «…в руке у него была книга раскрытая». И все становится на свои места. Автор описывает именно то, о чем говорит, — ангела в духе ранней христианской традиции, сильно связанной еще с образами языческих богов, которым непременно нужно эффектное огненосное вступление к предстоящему книжному поучению. Вообще в Апокалипсисе действует целая эскадрилья ангелов, но есть и нечто более впечатляющее. Вот отрывок из 12-й главы: «И другое знамение явилось на небе: вот большой красный дракон с семью головами и десятью рогами, и на тех головах его семь диадим. Хвост его увлек с неба третью часть звезд и поверг их на землю». Теперь речь идет о замкнутом фрагменте, и аналогия с посадочным модулем космического корабля кажется вполне резонной. И вот что любопытно — отрывок действительно имеет космическую подоплеку, но, увы, не связанную с пришельцами. В январе 66 года, как безусловно доказано астрономическими расчетами и анализом исторических хроник, к Земле подходила комета Галлея. Надо полагать, создатель Апокалипсиса Иоанн находился под влиянием этого незаурядного события — комета и вправду может напоминать сказочного дракона. Общая расшифровка символики Иоанна довольно четко показала, что Апокалипсис был написан во второй половине 68 года, в правление шестого римского императора Сервия Сульпиция Гальбы, то есть вскоре после явления кометы[159].

Наряду с обширными хрониками и религиозными текстами, подтверждения гипотезы о пришельцах ищут и в дописьменных мифах. Обычно это не так уж и сложно, тем более что устное творчество допускает гораздо большую свободу интерпретации. Вот, например, как трактуют свое происхождение индейцы племени варроу из центральной Гвианы. Некогда они жили над небом, один охотник обнаружил в небе дыру, и любопытствующее племя спустилось сквозь нее по веревочной лестнице на Землю. Но произошла катастрофа — одна из женщин (вероятно, избыточных для космонавта габаритов) застряла в небесной дыре, ее попытались спасти, но неудачно — лестница оборвалась, и племя вынуждено было навсегда остаться внизу… Можно ли расценивать это как свидетельство о внеземном происхождении варроу? Рассматривая мифическую историю этого племени совершенно изолированно, нетрудно сделать и такой вывод, но на фоне многих историй происхождения человека и его племени никакого свидетельства обнаружить не удастся — практически во всех древних мифологиях отражены мотивы прихода людей на свою землю из каких-то иных областей, тоже земных или небесных.

Вероятней всего, в наиболее архаичных культурах это служит проявлением памяти о временах долгих и трудных миграций. На более высоком уровне вопрос о небесном происхождении человека и его культурного фонда приобретает несколько иной смысл. Своим развитием и появлением зачатков цивилизации человек и вправду во многом обязан небу, точнее, своей астрономической активности. Именно систематические наблюдения небесных явлений привнесли в человеческое общество представление о времени, об идеальной упорядоченности событий, и наши отнюдь не обиженные интеллектом предки тонко чувствовали это, чувствовали и выражали в доступных для их практики образах. У наших предшественников были свои эволюционные знаки — будь то тотемические предки, пришедшие из иных областей неба или Земли, культурные герои и боги, творящие разум и обучавшие людей, наконец, працивилизации в духе Атлантиды. Эти эволюционные знаки символизировали определенную концепцию естественного исторического развития, и обычно лишь последующие трактовки (с частичной утратой смысла, стоящего за символом) привносили сюда идеи определяющего внешнего воздействия — от тотемов до галактических пришельцев.

Я хотел бы подчеркнуть, что, когда русскую церковку сопоставляют с силуэтом могучей ракеты, готовой вывести на межзвездную трассу космический корабль, в этом есть немалая доля прозрения. Но дело вовсе не в том, что творцы древних зиккуратов или колокольни Ивана Великого учились у воображаемых пришельцев. Дело в мировоззрении самих творцов, в той, если угодно, религиозно-космической программе, которую они пытались воплотить в храмах, могильниках, рисунках, текстах и мозаиках. И отметим — успешно пытались! Успешно, разумеется, с их точки зрения — поддерживался тот или иной постоянный канал космической связи. В космос уходили обожествленные вожди, фараоны и императоры, райские врата распахивались перед святыми и душами праведников[160]. И Вселенная в образных символах ее творцов или вообще определяющих сил выступала великим учителем человека. И нет ничего удивительного в том, что на пороге эры реальных космических полетов роль таких учителей — демиургов эпохи научно-технической революции — попытались сыграть инопланетные пришельцы.

Гипотеза о пришельцах эксплуатируется еще в одном варианте, который можно было бы назвать гипотезой Актуального Контакта. Речь идет о возможности современного присутствия на нашей планете представителей какой-то внеземной цивилизации, в основном — о так называемых НЛО, неопознанных летающих объектах, попросту именуемых летающими тарелками.

Проблема НЛО, безусловно, не лишена интереса. Многочисленные наблюдатели регистрировали перемещение по небу неких светящихся дискообразных или сигарообразных тел, причем во многих случаях их удалось сфотографировать. Возникла даже целая наука — уфология (от англ. UFO Unidentified Flying Object, прямой эквивалент русского НЛО). С точки зрения объективно полученных данных, то есть тех, которые доступны научным методам анализа, реальные НЛО должны представлять собой что-то вроде перевозбужденных участков атмосферы, связанных с химическим или радиационным загрязнением воздуха. Светящиеся образования могут на некоторое время зависать над каким-либо местом, но способны и к более или менее быстрому перемещению. Их движение во взаимодействии, скажем, с самолетами как раз неплохо соответствует гипотезе о локализованном атмосферном возбуждении. Активная регистрация НЛО фактически началась в конце второй мировой войны и особенно в послевоенное время. Надо помнить, что это как раз было время резкого роста загрязненности атмосферы — тут и огромное по масштабу применение взрывчатых веществ, и рост моторной вооруженности. Но главные факторы удара по атмосфере на разных высотах это, конечно, бурное размножение авиации, появление реактивных машин, начало испытаний ядерного оружия и ввод в эксплуатацию ракетных комплексов. Эти факторы способны создать колоссальное загрязнение атмосферы на сравнительно ограниченных участках, породить те или иные формы свечения. Светящиеся и подвижные локализации вполне могут восприниматься как НЛО, как нечто, похожее на воздушный или космический корабль. В закономерностях формирования и движения светящихся атмосферных возбуждений пока далеко не все понятно, иными словами, наука не достигла еще той стадии, чтобы включать данные о средней частоте появления НЛО в прогноз погоды.

Во многих — в очень многих! — случаях объяснение наблюдений НЛО гораздо проще. За инопланетные корабли-наблюдатели принимались обычные метеориты, оставляющие иногда прерывистый точечный след — чем не иллюминаторы летающей тарелки! За НЛО принимали подсвеченные стаи птиц, огни рейсовых самолетов, падающие на землю ракеты-носители, шаровые молнии, даже сугубо небесные тела — яркие звезды или планеты (особенно Венеру). Вероятно, таких регистрации НЛО абсолютное большинство.

Разумеется, сверхэнтузиасты Актуального Контакта объявили НЛО инопланетными наблюдательными станциями, собирающими информацию о жизни землян, но по каким-то причинам избегающими установления официальных дипломатических отношений. Эти идеи произвели огромное впечатление, возник своеобразный психосоциальный эффект _ количество наблюдателей НЛО стало нарастать лавинообразно, но главное — появились люди, которые якобы видели экипажи летающих тарелок (преимущественно каких-то зеленых человечков) и даже общались с ними. А кое-кто был даже приглашен на НЛО и в качестве почетного гостя путешествовал с инопланетянами…

Так родился один из эффектнейших мифов 20 века. Именно мифов, поскольку наукообразная форма рассказов об экипажах НЛО вовсе не скрывает той основы, на которой ведутся соответствующие наблюдения и делаются выводы. Разумеется, никаких объективных данных о зеленых человечках нет. Есть лишь индивидуальные показания людей, якобы видевших, контачивших, летавших… Но чем они отличаются от таких, скажем, свидетельств: «И видел я и слышал одного Ангела, летящего посреди неба и говорящего громким голосом: горе, горе, горе живущим на земле…», «И взглянул я, и вот светлое облако, и на облаке сидит подобный Сыну Человеческому…» или: «И увидел я одного Ангела, стоящего на Солнце…»? Это опять-таки Апокалипсис — фрагменты из 8, 14 и 19 глав.

Разумеется, Иоанн Богослов основывался на религиозных образах эллинистической эпохи — это была та линза, сквозь которую он видел мир, и в этом мире его распаленному гневом воображению вполне могли привидеться ангелы и драконы. Примерно той же линзой пользовались в средние века отдельные верующие, а подчас и многотысячные толпы, коим являлся то Христос, то дева Мария, то архангелы, то Сатана… Любой психолог или инспектор уголовного розыска может порассказать с три короба о чудесах, которые творит с показаниями честнейшего человека его воображение.

Человек второй половины 20 века вооружен иной линзой, воспринимая окружающее во многом на научно-технической основе, активно используя техноморфизмы. Те же самые НЛО и их экипажи он рисует в своем воображении средствами научной фантастики, той литературы, которая долгое время практически монопольно трактовала космическое будущее человечества и проблемы Контакта. И довольно понятно, что мозаика индивидуальных рассказов о встречах с экипажами НЛО складывается в картину, которая хорошо соответствует среднеходовым фантастическим сюжетам. Понятно и то, что НЛО упорно «обходят» те страны, где по ряду причин современная научная фантастика не слишком популярна. К людям, которые в грозном оскале хищника все еще видят гнев тотемического предка, которые запросто воспринимают явление злого джинна или доброго Будды, почему-то не любят прилетать зеленые человечки-космонавты…

В общем, пока наука не обнаружила пришельцев ни в прошлом, ни в настоящем. Возможность посещения Земли инопланетянами в древние времена и даже их актуального присутствия на планете и в ее ближайших окрестностях отнюдь не исключена, но наверняка добыть доказательства таких феноменов очень нелегко. Для этого, в сущности, необходимо разработать достаточно общую модель Контакта, нужно отшлифовать ту линзу, сквозь которую мы сумеем увидеть реальных пришельцев или их реальные следы.

Мне не хотелось бы оставлять впечатление, что весь этот раздел — едва ли не специально развернутая критика сверхэнтузиастов НЛО и Палеоконтакта. Не будем забывать, что сам по себе познавательный энтузиазм — движущая сила развития общества. Опасна чрезмерность притязаний, превращение дискуссий в бряцанье символами веры. Плоды мифотворчества, способные оказать огромное влияние на мировоззрение, на цели и средства нашей эволюции, в сочетании с резко нарастающим научно-техническим потенциалом — одна из острейших проблем современности, проблем, увы, не сводящихся к обсуждению летающих тарелок. И все-таки энтузиазм — звездное небо над нашим будущим.

Дискуссия о Палеоконтакте в конечном счете весьма полезна — она заставляет нас глубже проникать в историю. Но есть и еще один полезнейший ее аспект, который можно было бы назвать обратной этнографической задачей. Попробуем вообразить себе представление палеолитического охотника о современном человеке с мотоциклом, а тем более — о летчике или о космонавте. Во всяком случае, при первых контактах охотник вряд ли сможет воспринять человека, как бы сливающегося со своими техническими насадками, как нечто эквивалентное себе самому. Мы предстанем перед ним как воплощенная идея суперсущества — бога или чего-то в этом роде. И в определенном смысле мы действительно выступаем в роли его овеществленной мечты. Вероятно, в этом все дело — не воображение древнего охотника или земледельца было стимулировано инопланетными космонавтами, а наши вполне земные космонавты стали материализацией этого тысячелетнего воображения. Но самое любопытное, что и для нас возможен взгляд наверх, не отражаемый сколь-нибудь точно в доступных нам понятиях, — вспомним хотя бы Зону братьев Стругацких и попробуем вновь пережить ощущения Сталкера и его спутников… Полезно почувствовать, что в круге поисков земной цивилизации в принципе могут появиться не только раскопки палеолитических пиршеств, но и следы «пикника на обочине».

Массовый гипноз в связи с НЛО хорошо показал, что устремленная в будущее космическая фантастика постепенно стала серьезным фактором формирования мировоззрения. Ее исключительный успех в предсказании космических полетов ярким отблеском пал и на проблему инопланетян, и поэтому миллионы людей довольно легко поверили в присутствие НЛО-экипажей, поспешили материализовать мечту о разрушении космического одиночества. В конечном счете, энтузиасты-уфологи проделали важную работу — внимание широкой общественности было всерьез привлечено к проблеме Контакта, да и многих профессиональных ученых подтолкнул к деятельности по поиску ВЦ именно уфологический бум.

И все гипотезы о пришельцах так или иначе показали, что порог околоземных ракетно-космических программ, который человечество недавно перешагнуло, заметно ниже следующего порога — межзвездной связи и Контакта[161]. Ниже как в техническом, так и в социальном плане. Вот эти качественные отличия нового рубежа человеческого познания мы и попробуем обсудить.

Как это сделать — транспортный Контакт

Итак, очевиднейшая рекомендация географической модели — прямой транспортный Контакт. Мы создаем подходящее средство передвижения — нечто совершенней современных космических кораблей и тем более колумбовых каравелл, — и спокойно отправляемся на поиск внеземной цивилизации.

Проектирование космического полета начинается с ракеты, автономного устройства с реактивным двигателем. Общие оценки дальности необходимых полетов, проведенные в предыдущей главе, показывают, что лучшее, на что мы можем рассчитывать в поисках жизни — десятки парсеков, а в поисках сколь-нибудь понятных цивилизаций — масштаб всей Галактики. Представляя себе в целом картину полетов в рамках Солнечной системы — картину, которая практически целиком укладывается в рамки ньютоновской механики, попробуем выяснить, какие принципиально новые черты привносит в нее иной масштаб.

И тут-то с самого начала возникают великие трудности — кинематические и особенно энергетические.

Очень распространенное исходное пожелание сводится к тому, что хотелось бы затратить на полет какое-то разумное время. Это сразу исключает из игры нерелятивистские скорости. Двигаясь даже с миллисветовой скоростью (v = 10-3 c[162]), что пока заметно выходит за рамки достигнутого, мы затрачивали бы на преодоление каждого парсека (путешествие к границе Солнечной системы!) порядка 3170 лет, а путешествие к центру Галактики заняло бы более 30 млн. лет. Корабль, который сам по себе собирается двигаться тысячи или миллионы лет в отрыве от Земли вряд ли можно рассматривать как средство связи с далекими цивилизациями — скорее всего его население следует считать особой цивилизацией. Этот важный момент нам не раз еще придется вспомнить.

Существенно изменить положение можно лишь одним путем: приблизив скорость корабля к скорости света. Тогда космонавты сумели бы почти за 3 года добраться до границ Солнечной системы и за несколько десятилетий облететь немалое число звезд. Но тут один за другим начинают выходить из игры все известные виды горючего, они оказываются сугубо неэффективными для разгона ракеты до субсветовых скоростей. Дело в релятивистской связи начальной (М_0) и конечной (Мк) массы корабля:

М_0/Мк = [1+ vmax/c /1- vmax/c]c/2vgas,

где vmax — максимальная скорость корабля, vgas скорость истечения газа из сопла, с — скорость света. Для химического горючего (даже идеального Н_2 + О_2!) v/c ~ 10-5, для уранового реактора v/c ~ 0,04, для термоядерного реактора vg/c ~ 0,1? 0,13.

Если планируемая максимальная скорость ракеты и скорость газа малы (vmax/c 1, vgas/c 1), оценку можно вести по более простой формуле (формуле Циолковского):

М_0/Мк? evmax/vgas

Она показывает, что химическое топливо полностью теряет эффективность уже для миллисветовых ракет — для разгона 1 тонны полезного груза потребуется стартовая масса М_0 ~ е100 ~ 2,7.10^43 тонн. Это что-то близкое к массе доброго миллиона галактик!

Рассматривая разгон ракеты до vmax = 0,99 с с помощью уранового и термоядерного горючего, получим соответственно 3,4.10^26 тонн и 1,6.10^9 тонн на каждую тонну полезного груза.

Но ведь кроме разгона при путешествии к далекой звезде потребуется и торможение, а потом еще один цикл разгон-торможение при возвращении на Землю. Из-за этого приходится не умножать результаты на 4, а возводить их в 4-ю степень. Так что даже термоядерная ракета полезной массой всего 100 тонн должна иметь начальную топливную загрузку около 6,6.10^38 тонн, то есть порядка галактической массы!

Поэтому единственно разумным вариантом выглядит аннигиляционный двигатель с vg/c = 1, где роль истекающего газа играет свет. На его основе рассмотренный полет 100 тонной кабины в режиме двойного разгона-торможения при vmax/c = 0,99 потребует топливной загрузки порядка 4 млн. тонн. Это сама по себе не особенно страшная величина — такую массу имеет водяная «капля» радиусом около 100 метров.

Двигатель выглядит вполне эффективно, но это далеко не единственная проблема. Нужно еще сконструировать сам реактор (существующий лишь как общая научная идея), придумать способ получения и хранения 2 млн. тонн антивещества, обеспечить высокую концентрацию жесткого излучения, для которого обычные рефлекторы не годятся, устроить многое другое…

Все виды топлива имеют одно серьезное преимущество перед антивеществом — их добыча идет в естественных условиях и выгодна в том плане, что энергозатраты на нее уступают энерговыходу добываемого вещества. Антивещество же приходится производить буквально из энергии, к счастью, мы не имеем его месторождений[163]. На производство 2 млн. тонн антивещества самое малое пришлось бы затратить порядка 4.10^26 Дж энергии (с учетом того, что в силу законов сохранения приходится производить примерно одинаковое количество обычного вещества). Установке, полностью использующей всю мощность, перехватываемую Землей у Солнца (2.10^17 Вт), пришлось бы непрерывно обслуживать этот проект на протяжении 63 лет и 4 месяцев! И это, не считая огромных потерь, затрат на хранение и транспортировку, наконец, на строительство фантастического ускорителя, способного продуцировать что-то около 2 килограммов элементарных частиц в секунду…

Уже этого рассмотрения достаточно, чтобы убедиться в простом факте: субсветовые скорости движения ракет — удел цивилизаций II типа, то есть пока очень далекая от нас проблема.

Однако непонятно, насколько возникающие трудности преодолимы даже для них.

Чтобы поддерживать в фазе разгона допустимое для космонавтов ускорение, например 2g, необходима колоссальная эффективность двигателя Р » 6.10^9 Вт/кг[164] (для сравнения укажем, что у современных кораблей с мощными ядерными реакторами она вряд ли доходит до 20, эффективность Солнца как «двигателя» Р€ = 2.10-4 Вт/кг). Но в таком случае полная начальная светимость аннигиляционной ракеты составит L = РМ_0 » 2,4.10^19 Вт, причем максимум ее спектра будет приходиться на чрезвычайно жесткое излучение[165]. Получается мощная? — лучевая звезда, и она представляет огромную опасность для Земли и всего пространства Солнечной системы. При фокусировке излучения порядка одной угловой секунды ракета даже на расстоянии 100 астрономических единиц дает «зайчик» площадью около 4,5 млрд. км^2 (на порядок больше площади Земли) и поток радиации раза в 4 превысит общий поток Солнца в районе земной орбиты! Иными словами, ее старт следует устроить где-то на самых окраинах Солнечной системы, видимо, не ближе одного светового года от Солнца. Ну а транспортировка туда горючего малой скоростью (миллисветовые грузовики?) потребует тысячелетий. Идея же промежуточного старта на двигателях обычного типа наталкивается на другую опасность — допустимо ли монтировать аннигиляционную супербомбу в окрестностях Земли?

Ситуация взаимна. Фотонная ракета не только опасна для окружающей космической среды, но и среда представляет для нее огромную опасность. Если даже предположить идеальные навигационные условия — отсутствие на пути ракеты крупных небесных тел, все равно останется межзвездная среда с плотностью не менее 1 атома водорода в кубическом сантиметре. Это вовсе не страшно для медленных тел, но для релятивистской ракеты космический вакуум будет выглядеть потоком энергичной протонной радиации — словно ее используют в качестве мишени в 6-7-Гэвном ускорителе. При крайне скромном эффективном размере этой мишени порядка 1 км она испытывала бы порядка 10^21 соударений в секунду с очень жесткими протонами. Защита от такой радиации эквивалентна непрерывному отводу мощности порядка 10^12 Вт, то есть система, практически равная всей энергетике современной Земли, работала бы только на нужды защиты.

Но помимо столь впечатляющих энергетических проблем есть еще кое-что сроки полетов. В релятивистской теории равноускоренного движения возникает естественная константа t= c/a0 (отношение скорости света к ускорению в системе отсчета корабля), характеризующая время разгона до ультрарелятивистских скоростей. При этом времена, измеренные по часам космонавтов (τ) и землян (t), связаны

формулой:

τ (t) = t_0 ln [t/t_0 + √(t/to)2 + 1] " t                   при   t/t_0 « 1

τ (t) = t_0 ln [t/t_0 + √(t/t_0)2 + 1] " t_0ln2(t/t_0)   при   t/t_0 » 1,

где мы выделили предельное поведение зависимости τ от t в самом начале разгона и после его завершения. Соответственно, ускорение, скорость полета и траектория корабля выглядят для земного наблюдателя следующим образом:

a(t) = a_0/[1 + (t/t_0)2]3/2 = a_0(1 – v^2/c^2)3/2 " a0    при   t/t_0 « 1,

a(t) = a_0/[1 + (t/t_0)2]3/2 = a_0(1 - v^2/c^2)3/2 " 0     при   t/t_0 » 1;

v(t) = a_0t/[1 + (t/t_0)2]1/2 " a_0t  при   t/t_0 « 1,

v(t) = a_0t/[1 + (t/t_0)2]1/2 " c     при   t/t_0 » 1;

r(t) = r_0{[1+ (t/t_0)2]1/2 -1} = r_0{1/(1 - v^2/c^2)1/2 -1}  " a_0t^2/2  при   t/t_0 « 1,

r(t) = r_0{[1+ (t/t_0)2]1/2 -1} = r_0{1/(1 - v^2/c^2)1/2 -1}  " ct         при   t/t_0 » 1,

где введена постоянная r_0 = ct_0 = c^2/a_0 — характерная длина разгона (при r »r_0 корабль практически идет со скоростью света[166]).

Из формул легко заключить, что ближний полет, скажем, на разведку 44-х звезд, заключенных в радиусе 5 парсеков вокруг Солнца, не представлял бы для космонавтов чего-то неприятного с точки зрения сроков. Путешествие к? Центавра (расстояние 4,3 световых года) в режиме двойного разгона-торможения при ускорении 2g (t » 1,53.10^7 с ~ 0,5 года) заняло бы у них всего 5 лет, а на Земле к моменту возвращения прошло бы 10 лет. Скорость ракеты к моменту смены режима не превысила бы 0,988с.

Ситуация резко меняется, когда заходит речь об исследованиях всей Галактики. Чтобы совершить интереснейший полет к центру Галактики (r = 10^4 парсек), космонавты могут затратить около 22 лет, имея в виду тот же режим с ускорением 2g. Но этот вполне умеренный срок противостоит 65 тысячелетиям ожидания. Что застанут космонавты, вернувшись домой, что найдут взамен утраченной цивилизации? Окажется ли добытая ими информация хоть чем-нибудь полезна?

Между тем, уровень трудностей при сверхдальних бросках принципиально возрастает. При полете в режиме разгон-торможение фотонная ракета достигает максимальной скорости v » c[1–1/2.(r_0/r)2] посреди пути. Для стартовой массы ракеты получаем:

M_0/Mк? (r_0/r)4, то есть полет стотонной капсулы к центру Галактики и обратно с ускорением 2g (r_0 = 0,15 пс) потребует начальной массы M_0? 2.10^21 тонн ~ 1/3 М). Ее стартовая светимость будет не меньше 1,2.10^34 Вт, что соответствует суммарному излучению скопления в десятки миллионов звезд, а энергия встречной протонной радиации окажется порядка 60 ТэВ (6.10^13 электронвольт).

Комментарии к такому проекту, пожалуй, излишни. Впрочем, можно было бы получить и более фантастические числа, рассматривая полет в пределах Местной системы галактик (г ~ 10^6 пс), когда стартовая масса корабля превысила бы 100 М€, а светимостью (~10^42 Вт) он сравнялся бы с приличным галактическим скоплением. Вряд ли стоит обсуждать дальше такие опасные экстраполяции.

Видимо, задолго до межгалактических полетов мы сталкиваемся с какими-то принципиальными ограничениями на всю модель ракетного движения, во всяком случае, на рассмотренный разгонно-тормозной режим с большим ускорением.

Если до субсветовых скоростей порядка 0,9 с еще можно (хоть и с очень большой натяжкой) говорить о движении к ближайшим звездам, то полеты в масштабе Галактики кажутся бессмысленными и в энергетическом и в информационном отношении. Кроме всего прочего, они ставят своеобразную моральную проблему расщепления нашей цивилизации. Социальный организм, совершивший дальний полет, будет сброшен по эволюционной лестнице на несколько тысячелетий вниз.

Мы довольно подробно обсудили простейшую модель автономного ракетного полета, чтобы наглядно сформулировать следующие выводы.

По своим технологическим и энергетическим данным пригодная для межзвездной связи ракета представляет собой конструкцию, равномощную объектам звездной природы. В классификации Кардашева ее создание может быть доступно цивилизациям не ниже II типа.

Еще важнее то, что посылка крупного экипажа должна в первую очередь рассматриваться как спланированный эксперимент над людьми и социальными структурами. Дело не в многочисленных физических опасностях — их в определенной степени успешно преодолевают и современные космонавты. Дело в том, что в поисках цивилизации внеземной мы должны пойти на расщепление собственной, поставив определенную часть людей в иные эволюционные условия. Не думаю, что наш современный уровень достаточен для понимания всей глубины этой проблемы. Решить ее может только достигшая автоэволюционной стадии цивилизация класса С — ее моральные нормы сделают вполне естественным какое-то разумное расщепление человечества, но для этого потребуется много промежуточных шагов, правильных и ошибочных.

Не исключено, что ракеты ничего не дают для межзвездных контактов и представляют собой лишь транспорт, удобный в пределах Солнечной системы. Фотонные покорители галактических просторов очень смахивают на тривиальную экстраполяцию предшествующего уровня развития транспорта. Будет забавно, если дальнейшее развитие релятивистской механики движения макроскопических тел откроет перед нами простую истину — ракетные корабли рассмотренного типа не могут служить транспортным средством Контакта. Ничего особенно неприятного с этим связывать не следует, в конце концов, мы пережили невозможность летать на Луну на поршневых самолетах или аэростатах…

Вряд ли есть основания думать, что предложенные в последние десятилетия способы борьбы с трудностями — прежде всего с огромной массой горючего — резко изменят ситуацию.

Речь идет, например, об интересном предложении Р. Бюссара использовать в качестве топлива межзвездный водород, всасываемый космическим кораблем. Водород с помощью термоядерной установки синтезируется в гелий, что и дает энергию движения. Размер всасывающей воронки очень велик — сотни, если не тысячи, километров. Из-за этого после довольно медленного разгона корабль входит в субсветовой режим и начинает работать как гигантская мишень для опытов по физике высоких энергий. Воронка радиусом 1000 км будет испытывать порядка 10^27 соударений в секунду. При скорости корабля v = 0,9995 с это выглядит как облучение протонами энергией порядка 100 ГэВ, т. е. суммарная мощность, поглощаемая воронкой, достигнет 10^19 Вт. Если хотя бы 1 % этой мощности выделится в конструкции воронки, ей грозит быстрая гибель. При толщине стального диска 1 км на его полное плавление нужно 2.10^22 Дж, что и произойдет за пару суток[167]. Не видно также и особых преимуществ в смысле стартовой массы. Стальная махина рассмотренного типа будет иметь М ~ 2,5.10^12 тонны, что даже хуже некоторых оценок для аннигиляционных ракет. Сохраняя разумный предел конструкционной прочности, вряд ли удастся снизить эту массу более чем на 2 порядка. В общем, от проекта остается лишь идея корабля «на подножном корму», идея, которой суждено сыграть свою роль в более умеренных режимах полета.

Другой оригинальный вариант, предложенный венгерским физиком Г. Марксом, связан с ускорением космического аппарата сверхмощным лучом рентгеновского лазера. Общая тенденция получать звездные порядки параметров корабля легко проявляется и здесь. Скромный лазер должен стать опаснейшей рентгеновской звездой, чтобы справиться со своей задачей. Фокусировка его луча на дальних расстояниях — тоже пока нерешенная проблема. Если же чудовищно увеличить размеры летательного аппарата, чтобы зайчик попадал на его поверхность, а не в пустое пространство, опять-таки придем к глухому тупику радиационного удара межзвездным «вакуумом».

Кроме всего, возникает дополнительный вопрос — как затормозиться? В отличие от всех других проектов данный аппарат можно посылать не в свободный поиск, а лишь по направлению к уже найденной цивилизации, которая и затормозит его своим рентгеновским лучом.

В общем, предложенные до сих пор способы не дают не то что доступного для нас, но и в принципе реализуемого на основе современных представлений проекта. Самый мягкий вывод заключается в том, что на достигнутом уровне нельзя указать средство межзвездного транспортного Контакта.

Это не столь уж удивительно с точки зрения эволюции транспортных средств. Слишком дальний прогноз в этой сфере, как, впрочем, и в любых энергетических и технологических проблемах, основанный на научных концепциях определенного периода, не слишком продуктивен, ибо концепции тоже меняются. Важно лишь, чтобы любые прогнозы, положительные или отрицательные, побуждали мысль к дальнейшему движению в оригинальных направлениях.

Не следует забывать, что, скажем, в рамках античной и христианской традиции рассматривать космические полеты было вообще нелепо — хотя бы по причине непреодолимости хрустальных сфер. В менее древние времена первоначальный анализ возможностей аппаратов тяжелее воздуха содержал гораздо больше критических соображений, чем истинного предвидения. Буквально за несколько лет до создания ядерных реакторов один из творцов ядерной физики Э. Резерфорд отвергал возможности практического использования своего детища…

Открытие каких-то принципиально новых способов передвижения в связи с необычными свойствами пространства и времени в очень больших или в очень малых масштабах — вот на что хотелось бы надеяться. Нельзя ли, например, сближать далекие точки вместо того, чтобы передвигаться между ними или устраивать что-то вроде аннигиляции «лишнего» пространства? Над этим не мешало бы подумать, по крайней мере, фантастам… Но вряд ли даже совершенно безумные способы обращения с пространством-временем в больших областях потребуют энергетических затрат, существенно уступающих звездному или галактическому масштабу. В этом весь фокус — мы можем найти значительно более эффективный способ применения энергии для дальних бросков, но не уйдем к звездам, не научившись их зажигать[168].

Несмотря на отрицательный в целом прогноз транспортного Контакта, мы имеем кое-какой утешительный результат. Главный, с моей точки зрения, барьер дальних полетов — проблема расщепления цивилизации — внезапно оказывается любопытнейшим поворотным пунктом в исходной задаче. Так нередко бывает — решающее препятствие на пути осуществления заветной мечты становится куда более привлекательным предметом интереса. В самом деле, крупные корабли с практически полностью автономной системой жизнеобеспечения и приличным населением, брошенные не к звездам, а к окраинам Солнечной системы на сотни или тысячи лет — чем не внеземные цивилизации? Социальная и даже биологическая эволюция, прошедшая за такие сроки своим неземным путем, — разве не даст она интереснейшую основу для Контакта? Пусть мощность корабля будет порядка 10^13–10^14 Вт, то есть планетарных, а не звездных масштабов, но ведь мы и пытаемся отыскать населенную планету…

У нас еще будет повод вернуться к этой идее, а пока посмотрим, к чему ведут проекты других методов Контакта.

Как это сделать — сигнальный Контакт

Конкретные идеи сигнального Контакта как основной альтернативы Контакту транспортному выдвигались довольно давно. Примерно тогда же, когда жюльверновские герои выстреливались из пушки на Луну, возникли вполне серьезные проекты передачи оптических сигналов на ближайшие планеты. Это были впечатляющие предложения — от вырубки гигантского прямоугольного треугольника в сибирской тайге до разжигания апокалипсического костра в Сахаре. Здесь есть повод для восхищения теми жертвами, которые часть человечества стремилась принести во имя связи с братьями по разуму, но, несомненно, мы радуемся, что жертвоприношение не состоялось — оно заметно усилило бы проявления нынешнего экологического кризиса.

Сигнальный метод имеет один принципиальный недостаток по сравнению с транспортным — приходится заведомо ограничивать круг возможных открытий наивысшим эволюционным уровнем, достигнутым на Земле. Одинаково бесполезно обстреливать радиоимпульсами планету, где процветают прокариоты, динозавры или государства в духе империи инков. Те же самые солнечные зайчики, посылаемые на Луну и на Марс с помощью гигантских зеркал в соответствие с одним из проектов 19 века, хороши лишь в сильном предположении, что селениты или марсиане изобрели очень приличные оптические телескопы.

Но есть в этом методе и явные преимущества — сигнальная связь экономит время и средства. Самая быстрая транспортная связь в масштабах Земли практически ограничена скоростями порядка скорости звука, сигнальная же — в миллион раз быстрее. Вероятно, лучшее, чего мы сумеем добиться в транспортных средствах внутри Солнечной системы, — миллисветовые ракеты, но сигнальная связь все-таки в тысячу раз быстрее. Ну и конечно, самое важное, что сигналы проходят там, где по техническим или вполне принципиальным причинам нельзя использовать никакие транспортные средства. Все, что мы знаем о недрах Земли и глубинах Вселенной, основано на обработке сигнальной информации. Если бы ввиду какого-то грандиозного природного катаклизма Атлантический и Тихий океаны не стали бы временно пропускать корабли и самолеты, обе Америки могли бы поддерживать оживленный контакт с другими континентами с помощью радиопередатчиков.

Если же «межзвездный океан» действительно не пропускает ультрарелятивистские корабли, то сигнальный Контакт остается вроде бы единственной надеждой на связь с далекими мирами. Это хорошая аналогия, но в космическом варианте есть серьезное отличие от земного — Америка все-таки была открыта транспортным методом, и произойди океанский катаклизм в доколумбову эпоху, мы и сейчас могли бы считать отсутствие радиопередач признаком необитаемости западного полушария…

Есть одно обстоятельство, способное сразу же породить сильнейший пессимизм. Дело в том, что реальные средства для сигнального Контакта поразительно, пожалуй, даже подозрительно молоды. Первый радиоприемник А. С. Попова заработал в 1895 году. В 1931 году случайное открытие К. Янского дало нам первый радиосигнал из космического пространства, а первый специальный радиорефлектор был создан в США только в 1937 году. Разработка средств, позволяющих уверенно вести поиск чужих радиосигналов и в какой-то степени ставить вопрос о посылке своих, относится уже к 40-50-м годам. Фактически нечто близкое можно сказать и об оптическом диапазоне. Пассивные средства приема, телескопы, — приборы довольно старые, но проблему передачи дальних оптических сигналов удалось поставить только после изобретения лазеров в 60-е годы. Другие же диапазоны спектра Вселенной (γ — лучевой, рентгеновский, нейтринный) — целиком заслуга последних десятилетий. К этому же периоду относится и развитие наших представлений об энергетике мощных источников излучения.

Так неужели мы надеемся выйти на связь с цивилизацией, чья эволюционная разбежка с нашими цивилизациями класса В не превосходит нескольких десятков лет? Более ранний партнер будет попросту неконтактен, а более развитый… не покажутся ли ему наши средства чем-то вроде сахарских костров или сибирских лесных треугольников?

В этом-то и проблема. При ширине эволюционного спектра земных цивилизаций во многие тысячелетия трудно надеяться на сколь-нибудь заметную распространенность внеземных цивилизаций с нашим уровнем понимания сигнальных Контактов. Так не стоит ли подождать сто, двести или тысячу лет и, посмотрев на развитие сигнальных методов в этот период, на более солидной основе обратиться к межзвездным Контактам?

Доля справедливости в таком подходе, бесспорно, есть, но беда в том, что ни сторонники ожидания, ни его противники не могут оценить эту долю. Идеей ожидания можно опрокинуть все современное обсуждение Контакта[169]. Молодость (в том числе и дальней сигнальной связи), как говорится, преходящий недостаток. Подчеркивать его не так уж и полезно, важнее использовать достоинства. Пусть цивилизации с известными нам средствами сигнального Контакта мало или вообще нет. Но все-таки интересно посмотреть, что они могли бы предложить нам и чем мы сумели бы ответить. Только на этой основе можно пытаться вести поиск в более широком эволюционном диапазоне.

Итак, попробуем подробнее выяснить возможности сигнального Контакта.

Начнем с простейшей модели передачи светового сигнала — хорошо сфокусированного луча от очень мощного источника.

Светимость источника (в Ваттах), который на расстоянии r виден как звездочка величины не меньшей m, должна удовлетворять неравенству:

L r 2,65(r^2(см) Ω).10-12-m/2,5 = 2,52(r^2(пс) Ω).1025-m/2,5 = 2,37(r^2(св.г.) Ω).1024-m/2,5,

где для удобства дано три варианта введения расстояния — в сантиметрах, парсеках и световых годах, соответственно, и — телесный угол (Ω = φ^2 , где φ — угловое расхождение пучка, выраженное в радианах).

В предельных на сегодня условиях фокусировки (φ ~ 10-7 радиан или 0,02 угловых секунды) оказывается, что источник можно наблюдать с расстояния 10 тысяч парсек (порядка расстояния до центра Галактики) как звездочку 25 величины (предел Зеленчукского телескопа), если его мощность порядка 2,6.10^9 Вт. При этом размер пятна (d ~ rφ) будет порядка 200 а.е., то есть превысит размеры известной планетной зоны Солнечной системы.

Разумеется, речь может идти не об обычных источниках света, а о мощных лазерах, чей пучок дополнительно фокусируется большим зеркалом (диаметром 5–6 м). На это впервые указали американские физики Р. Шварц и Ч. Таунс еще в 1961 году. Мощности указанной величины — тысячи мегаватт — отнюдь не фантастика[170]. Кроме того, необязательно сразу ставить вопрос о лучевом зондировании всей Галактики. Лазер с мощностью около 250 Ватт обнаружит себя как звездочка 25-ой величины даже на расстоянии 10 световых лет. Так что посылка лазерных сигналов к ближайшим звездам, скажем, в радиусе 100 световых лет представляется осуществимой задачей.

Другой вопрос — весьма серьезные технические проблемы, которые пришлось бы при этом решать. Во избежание атмосферных помех лазерный маяк пришлось бы монтировать на околоземной орбите. Этот сложнейший комплекс из лазера, зеркала, энергоустановки и ЭВМ, контролирующей всю работу станции, нуждался бы в очень продуманной защите. Следовало бы построить эффективную систему модулирования излучения. Но принципиально непреодолимых трудностей тут не видно. Усилиями международного сообщества данную проблему можно было бы решить еще в 20 веке. Эта работа принесла бы неизмеримо больше пользы, чем заброска в околоземное пространство лазерного оружия.

Самое сложное дело — программа работы такой станции. Если одна из цивилизаций в радиусе 10 св. лет от Солнца создала соответствующую установку светимостью 25 кВт, то в области Солнечной системы должен появиться зайчик размером порядка 100 млн. километров (2/3 а.е.), и наблюдать его мы можем, лишь попав в освещаемую зону. Значит, нужно придумать оптимальный режим работы маяка, рассчитав, сколько времени он должен тратить на зондирование каждого участка пространства вблизи звезды. Это предъявляет повышенные требования к определению размеров экозоны — лишь в пределах экологического кольца и следует вести сканирование. Следует также учесть, что из-за малых случайных колебаний станции в целом (или по-другому — из-за ограниченной точности ее ориентации) лазерный зайчик будет всегда немного метаться по пространству вблизи исследуемой звезды, и амплитуда этих метаний на больших расстояниях от лазера должна быть довольно велика в масштабах планетной системы. Более того, можно специально придать станции какое-то колебательное движение, и в результате наблюдатель будет регистрировать переменную звезду.

Чтобы достаточно долго вести сканирование каждой планетной системы, видимо, придется создавать набор маяков, каждый из которых будет закреплен за подозрительной звездой. Этот вариант достаточно привлекателен — вряд ли наша или другая цивилизация стала бы ограничиваться созданием единственного передатчика.

Разумеется, сложностей с режимом работы одного или нескольких маяков не возникало бы, если некая цивилизация решилась бы покрыть маяками большую сферу, обеспечив посылку сигналов во всех направлениях. Но общая мощность 10^15 излучателей рассмотренного типа должна достигать 2,5.10^19 Вт, чтобы система надежно была зарегистрирована как звезда 25-й величины на расстоянии 100 световых лет.

Итак, поставив проблему всенаправленного маяка, мы сразу же сталкиваемся с величинами звездного порядка.

В сущности, для создания изотропного излучателя такого масштаба нет необходимости изготовлять миллиарды лазеров и больших зеркал, достаточно «просто зажечь» звезду, которая воспринималась бы с расстояния 100 св. лет как объект 25-й величины. Что ж, звезду так звезду — фотонные ракеты приучили нас спокойно взирать на такие проекты, тем более, в данном случае не надо делать подвижный аппарат, достаточно изготовить гигантский светящийся шар.

Как же его создать?

Для поддержания мощности порядка 2,5.10^19 Вт нужно не менее 4 млн. тонн горючего с эффективностью 6.10^9 Вт/кг, если использовать что-то типа аннигиляционного реактора. Применяя ядерное горючее, характерное для современных транспортных реакторов (P ~ 20 Вт/кг) мы вынуждены были бы заготовить его свыше 10^15 тонн, что наверняка требует сооружения крупного космического тела. Если учесть, что из центра Галактики наше Солнце видно как звезда примерно 20-й величины, можно без труда заключить, что общение галактических масштабов требует звездных маяков.

Собственно опыт астрономии и без особых расчетов сразу мог бы привести к очевидному выводу, что только звезды доступны систематическим наблюдениям в масштабе Галактики, и только галактики — на межгалактических расстояниях.

Таким образом, пока проблема оптического Контакта сводится к сооружению одного или нескольких лазерных маяков и к поиску остроумного режима их работы. Видимо, выделить излучение узкополосного лазера (ширина интервала частот порядка 1 МГц) на фоне звезды было бы не так уж трудно. На своей характерной частоте лазер светил бы на 2–3 порядка ярче звезды, вблизи которой он сооружен.

К строительству собственных лазерных звезд мы пока не приступили, но активный поиск их уже начался.

Наряду с очень важным и интересным оптическим диапазоном существуют и иные варианты реализации сигнального Контакта. Представляются весьма перспективными области ультрафиолета, рентгена и? — лучей. Лазерные маяки в таких режимах могли бы гораздо сильней оптических, в десятки тысяч раз, отличаться от своих звезд. Но многие физические и конструктивные особенности таких систем пока не понятны. Это касается и создания аппаратов и фокусировки их излучения.

Нечто более реальное возникает в диапазоне мягкого излучения, где интенсивно рассматриваются радиометоды поиска внеземных цивилизаций. По ряду причин интервал длин радиоволн, на которых было бы целесообразно вести межзвездную связь, заметно ограничен. Скажем, «радиоокно» Земли заключено между 10 метрами и 3 сантиметрами. Более длинные волны отражаются атмосферой, более короткие приводят к избыточным шумам в приемных устройствах. Если дополнительно уходить от атмосферных помех, то следует работать с волнами не длиннее 30 см. Реальный диапазон космического приема попадает в частотную полосу от 1 до 10 ГигаГерц. Но и в этой полосе следует отыскать какой-то общезначимый космический стандарт.

Первый шаг в конкретном поиске сделали американские физики Дж. Коккони и Ф. Моррисон, предложившие в качестве стандарта волну 21 см (? = 1420 МГц), которая соответствует мощной линии излучения нейтрального водорода во Вселенной. По идее, эта линия должна быть знакома любой цивилизации, и вроде бы разумно воспользоваться ею для установления связи. Гипотеза Коккони-Моррисона воодушевила исследователей, и очень быстро был реализован проект ОЗМА. В 1960 году американские астрономы под руководством Ф. Дрейка стали прослушивать космическое пространство вблизи некоторых звезд на радиотелескопе Грин Бэнк.

К сожалению, ни эта, ни ряд последующих работ с помощью более крупных телескопов не привели к успеху. Можно легко назвать несколько очевидных причин неудачи: выбор не тех звезд, слишком слабые приемники, не та стандартная частота.

Последняя из причин хорошо подчеркивает очаровательную наивность исходного проекта. Сейчас мы, например, понимаем, что частота 1667 МГц, соответствующая молекулярной спектральной линии гидроксила ОН (характерная длина волны 18 см) ничем не хуже. Еще более мощная линия соответствует водяному пару (λ = 1,35 см). Да и вообще станут ли внеземные цивилизации ориентироваться на земное «радиоокно»? Не исключено также, что их разум проявляется и в том, что они не лезут на частоту с очень приличным естественным фоном, а работают на какой-то кратной частоте, например, 2840 МГц или 3334 МГц. В общем, возможностей выбора конкретных направлений и частот очень много, кроме того, нам не известны минимальные параметры антенны, обеспечивающей межзвездную связь. Ведь ниоткуда не следует, что внеземная цивилизация должна разбазаривать слишком большую энергию, чтобы сообщить неизвестно кому о своем существовании.

Здесь, видимо, и кроется более весомая причина космического молчания. Энергетические проблемы в создании межзвездной радиотрансляции того же порядка, что и для трансляции оптической. Это естественно — и в том и в другом случае речь идет об общих законах распространения электромагнитных волн.

Всенаправленный радиомаяк, который из центра Галактики был бы зарегистрирован как звезда 20-й величины, разумеется, должен иметь ту же светимость, что и Солнце (L ~ 4.10^26 Вт), хотя и со смещением спектра в радиодиапазон.

Один из пионеров прослушивания Вселенной на волне 21 см советский радиоастроном В. С. Троицкий подсчитал, что для такого маяка потребуется антенна, заполняющая поверхность сферы радиусом R ~ 6R€(более 4 млн. км!), причем поместить ее придется где-нибудь за орбитой Юпитера, не ближе 5–6 а.е. от Земли. Такие ограничения следуют из необходимости не слишком сильно перегревать саму конструкцию и обеспечить безопасное удаление ее от нашей планеты, которой вовсе ни к чему получать сверхмощное сантиметровое облучение.

Можно, конечно, уменьшить параметры маяка за счет более чувствительной и масштабной аппаратуры приема, то есть перекладывая часть забот на плечи партнера. Если он догадается предпринять героические усилия по регистрации потоков энергии порядка 10-24 Вт/м^2 (радиозвезда 41-й величины!), то для трансляции на центр Галактики хватило бы передатчика мощностью 10^18 Вт. Но и такую антенну пришлось бы монтировать на сфере радиусом 5 тыс. км, т. е. в планетарном масштабе.

Троицкий проделал очень любопытный расчет общих параметров такой космической стройки. Сфера почти земного радиуса при достаточной прочности должна иметь плотность не менее 100 кг/м^3, и потребует 5.10^19 тонн материала (почти целая Луна!). На транспортировку его уйдет не менее 4.10^37 Дж энергии. Осуществить это строительство, не нарушая баланса энерговыделения в окрестностях Солнца, можно при использовании не более 0,1 % солнечной мощности, то есть порядка 4.10^23 Вт, а потому на стройку придется затратить не менее 3 млн. лет (таково отношение энергоемкости транспортировки к мощности транспорта). Для обеспечения выходной мощности 10^18 Вт пришлось бы сжигать 100 млн. тонн ядерного горючего в год.

Еще один штрих к этой грандиозной картине — ежегодный бюджет строительства при более чем скромном предположении о стоимости 1 кВт. час 1 копейка. В период стройки он составил бы более 3.10^21 рублей, а в тихий сезон эксплуатации всего в 400 тысяч раз меньше…

Все это далеко выходит за рамки вообразимых на сегодняшний день возможностей земной цивилизации.

Рассматривался также некий промежуточный вариант Контакта — так называемая гипотеза Р. Брейсвелла, согласно которой активная цивилизация засевает доступную ей окрестность Вселенной специальными зондами, принимающими на себя функции сигнальной связи. Эта идея связана с попыткой объединить достоинства транспортного и сигнального методов.

Действительно, посылка экипажей в межзвездное пространство без предварительной разведки — слишком рискованное предприятие. Не имея уверенности в существовании высокоразвитых форм жизни вблизи конкретной звезды, не лучше ли направить в ее окрестность автоматический зонд? Его перемещение на дальние расстояния допускает условия, в которых никогда не стал бы путешествовать человеческий коллектив. Например, можно допустить перегрузки в 100 g или 1000 g и значительно сэкономить время (при а_0 ~ 1000 g корабль примерно за 8 часов выйдет в субсветовой режим, так что при полете на 10 пс за 32,5 года, истекших на планете-отправителе, на аппарате пройдет всего 35 часов).

Корабль-матка мог бы последовательно приближаться к дальним окрестностям намеченных звезд, запуская зонды на околозвездные орбиты в планетарных зонах[171]. До поры до времени зонды вели бы себя как пассивные наблюдатели, следя за развитием ситуации на планетах. Естественно думать, что одним из первых проявлений технологической цивилизации стало бы заметное увеличение радиосветимости ее планеты. Зонд-наблюдатель, настроенный, например, на радиоокно Земли, отметил бы работу уже первых коротковолновых станций и, возможно, отреагировал бы на нее.

Самое любопытное, что в земных условиях действительно наблюдалось нечто подобное. В первых же каналах коротковолновой связи отмечалось появление четкого запаздывающего эха — словно кто-то через небольшой промежуток времени дублирует исходный сигнал. Разумеется, таким дублером не обязательно должен быть межзвездный зонд, гораздо правдоподобней, что какие-то атмосферные явления обеспечивают задержку и репродукцию сигнала. Но естественное объяснение пока во многом неудовлетворительно, и гипотеза внеземного зонда получила заметное развитие. По данным о радиоэхе подсчитано даже, что аппарат пришел в Солнечную систему примерно 13 тысяч лет назад от звезды ε Волопаса…

К сожалению, достоверность таких выводов крайне невелика, и соответствующее атмосферное явление скорее всего вытеснит этот вариант мифа о пришельцах.

Гипотеза Брейсвелла была и остается интереснейшей идеей, но она относится скорее к тонким вопросам технической политики внеземных цивилизаций[172]. Энергетическая проблема транспортного Контакта ею никак не решается и не обходится. Специалисты по космонавтике и смежным областям за последние десятилетия немало спорили о роли тех или иных путей в исследовании околоземного пространства, Луны и планет: что эффективней людские экипажи или автоматика. Но все споры остались бы академическими упражнениями, не реши они предварительно транспортно-энергетическую проблему…

Поиск надежды

Рассмотренные методы Контакта приводят к очевидному заключению цивилизация, желающая надежно оповестить о себе Галактику или хотя бы достаточно большой ее участок, должна уметь зажигать звезды или, по крайней мере, регулировать процессы в звездных масштабах. Вывод практически не зависит от того, прибегла ли она к транспортной или сигнальной связи любой способ передачи физической информации вроде бы сразу выходит на звездные параметры энергетики и технологии. Не зависит вывод и от более мелких деталей технических достижений, он основан на общих законах распространения и регистрации потоков энергии.

Прийти к такому результату можно было и крайне простым путем, отталкиваясь от того, что при желании создать искусственный объект, который, скажем, в масштабе Галактики регистрируется не хуже обычных звезд, мы, естественно, должны построить настоящую звезду. Если в процессе строительства не нарушаются законы физики, то параметры объекта можно без особой погрешности заимствовать из астрофизических справочников[173].

В отношении всенаправленных маяков это вполне очевидно. Но и с фотонными кораблями ситуация очень похожа, особенно когда речь идет об очень далеких бросках. Посмотрим на них предельно просто. С физической точки зрения, необходимо передать энергию порядка Мкс^2 на сверхдальнее расстояние с обязательным условием, чтобы ее концентрация не падала ниже определенного уровня, диктуемого конструкцией полезного объема. Время выхода в субрелятивистский режим (t_0 = с/а_0) определяет эффективное время жизни «звезды», выжигающей основную часть стартовой энергии (М_0с^2) как раз за t0. Отсюда и ее стартовая светимость:

L C M_0c^2/t_0 ~ (Мкс^2/t_0r_0^2)r^2.

Сопоставляя ее с общей формулой для светимости направленного маяка (f — регистрируемый поток энергии)

L = (fΩ)r^2,

видим, что ракета как бы играет роль сильно сфокусированного светового луча: φ ~ re/r, где re — ее поперечник. А направлен этот луч, разумеется, с условием, чтобы в конце разгона регистрировался энергетический поток ~ M_0c^2/re^2t_0, то есть ракета массы М_0 «распределилась» по площади ~ re^2 за время t_0. Резкое различие с лазером, обслуживающим, например, центр Галактики и требующим в 10^25 меньшей мощности, обусловлено тем, что хотя «фокусировка» ракеты сильней (Ω ~ 10–35 против 10–14 у лазера), но от нее регистрируется чудовищный поток порядка 10^28 Вт/м^2, тогда как для лазера f ~10–18 Вт/м^2[174].

Неужели надежная межзвездная связь отгорожена от нас непроходимым энергетическим барьером?

Хотелось бы верить, что дело совсем в ином, скорее всего, в какой-то неосознанной спешке заглянуть в жизнь цивилизаций II или III типа, не став еще цивилизацией класса С.

Иной взгляд на проблему средств Контакта должен развиться задолго до овладения звездной энергетикой, и обход трудностей возможен скорее на социально-экологическом, чем на собственно энергетическом пути. Это очень вероятно, поскольку, как уже говорилось, главные трудности транспортного и сигнального вариантов носят социально-экологический характер. Они наследство древней и не слишком древней гигантомании, всевозможных «неисчерпаемостей» и «покорений природы».

Пожалуй, первое, что приходит на ум, когда вспоминаешь о древних цивилизациях, — это египетские пирамиды. Великолепно правильные сооружения кажутся бесспорным образцом деятельности разумного социального организма. Но что бы подумали о них древнейшие североафриканские охотники, обитавшие там за 8-10 тысячелетий до возникновения Древнего царства? По каким признакам могли бы отличить строения от забавных естественных горок, если, скажем, не нашли бы хода к фараоновым гробницам?

Посмотрим теперь на те же пирамиды со своей колокольни. Их искусственный характер, конечно, не вызовет сомнений, будет и восторг, и все такое… Но многое в действиях создавшего их разумного социального организма покажется нам странным и как бы не совсем разумным. С какой стати в стране, целиком обитавшей в невообразимо примитивных жилищах, заставлять сотни тысяч людей трудиться над бессмысленно гигантскими саркофаговместилищами? И невольно начинаешь сравнивать — вот, скажем, финикийцы не оставили после себя таких каменных колоссов, однако их наследство (алфавитная письменность и мореходство) до сих пор составляет золотой фонд общечеловеческой культуры…

Для нас пирамиды — сокровище культуры и одновременно социально-экологический нонсенс, для древних египтян они были своеобразным средством Контакта с загробным миром, и последний выглядел для них, пожалуй, куда реальней, чем мир внеземных цивилизаций II типа выглядит для нас сейчас. Каждому времени — своя цель.

От эпохи неисчерпаемых ресурсов и покорения природы пошла одна из версий развития человечества, согласно которой вид Homo sapiens будет обрастать все более впечатляющими каменно-железными конструкциями, неограниченно приводить окружающую среду в соответствие со своими вкусами и потребностями, оставаясь притом самим собой. Не так давно пришлось осознать, что гигантизм — не необходимый признак цивилизованности, а тотальное наступление на биосферу — опасная игра.

Преодолев аналогичные трудности, внеземные цивилизации могли бы развиваться в оптимально планируемой обстановке, а значит, их искусственные творения лишь в минимально необходимой степени отличались бы от естественных — исходя, разумеется, из их понятий. На самом деле, когда цивилизация перестает быть малым возмущением среды в планетарном масштабе, она, так или иначе, реконструирует все вокруг. Однако в автоэволюционной фазе сама грань между естественным и искусственным стирается. Для современного человека есть абсолютная разница между рукой и протезом руки, мозгом и вычислительной машиной. Но в какой степени подобное положение может сохраниться в обществе, творящем разнообразных индивидов небиологическим или полубиологическим путем? Что и относительно чего считать там естественным и что искусственным?

Итак, вероятней всего, нам придется рассчитывать на тонкий эксперимент, поиск не слишком бросающихся в глаза отличий. Разумеется, надо искать нечто такое, что в нашей социокультурной системе отсчета выглядит неестественно. Но при этом важно понимать, что в системе отсчета другой цивилизации то же явление может считаться вполне естественным. Мы всего несколько десятилетий занимаемся практической космонавтикой и в общем-то привыкли к разрастающемуся рою спутников вокруг Земли. По сути же 1957 год датирует вступление в новую космогоническую эру. У другой цивилизации космогоническая деятельность может зайти столь далеко, что она перестанет воспринимать ее как нечто более значительное, чем строительство домов и выращивание злаков. Самое существенное здесь отнюдь не привычка, а перестройка социокультурной системы отсчета — развитие своеобразной экологической философии, в соответствии с которой разумные индивиды вместе с любой своей активностью — часть природы, и их действия, в конечном счете, природный процесс. Для этого необходимо, конечно, рассматривать и себя как изменяемую эволюционизирующую подсистему природы и допускать трансформацию собственного вида. Вряд ли можно понять оптимальный уровень изменения окружающего мира, не считая себя одним из объектов такого изменения.

Переход в класс цивилизаций С, то есть создание познавательной линзы автоэволюционного типа, представляется мне совершенно необходимым условием для правильной постановки и, возможно, решения проблемы Контакта.

Похоже, что Контакт — первая проблема, которая ярко демонстрирует неизбежность такого перехода. Он фактически заставляет нас обращаться к таким срокам осуществления конкретных проектов, которые требуют совершенно нового уровня планирования будущего. Суть дела именно в этом — к Контакту нельзя относиться как к очередному техническому проекту, от которого обычно требуют быстрейшей реализации. Рассматривая себя как подсистему гипотетического Космического Клуба, мы должны задуматься о том, куда и в какой степени мы, собственно, спешим. Не стоит ли пойти на заметное расширение границ обозримого будущего, резко увеличив объем футурологических исследований[175], и оптимизировать наше поведение по ряду жизненно важных параметров, в том числе и энергетических?

Здесь и заключена вполне определенная надежда на успех. Оказывается, что многие из рассмотренных проблем даже на современном уровне понимания теряют свою неприступность. А фактически же в немалой степени меняется их постановка…

Перспективы дальние и близкие

Итак, главная проблема Контакта — в нашем восприятии собственной цивилизации.

Посмотрим на дело с точки зрения сроков. Даже в самом успешном варианте, если, обшаривая звезды в радиусе 100 световых лет, удастся столкнуться с кем-то разумным, нужно рассчитывать на вековые сроки обмена информацией. Иными словами, затрачивая сегодня немалые силы на создание орбитальной лазерной станции, мы формируем условия для грандиозного открытия не себе, а далеким потомкам, чей уклад жизни и мировоззрение наверняка будут совсем не похожи на современные — им ведь придется жить на планете, проскочившей омуты нынешнего экологического кризиса. Можно, даже не слишком фантазируя, сказать, что их социальные организмы будут соответствовать какому-то более разумному виду, например, тем же цивилизациям класса С. То есть, в сущности, мы передаем эстафету другой цивилизации. Такой пример может показаться несколько условным — в пределах небольшого числа поколений нетрудно проследить правнуков, праправнуков и т. п., отнестись к которым как представителям иной цивилизации психологически нелегко. Но попробуем обсудить сигнальный Контакт в масштабах Галактики тут счет сразу пойдет на тысячи и десятки тысяч лет. Теперь уже вполне прозрачно проступает новое обстоятельство — необходимость как-то представить Контракт систем, существенно меняющихся за время распространения сигналов. Собственно система обмена «сигнал-подтверждение» включает в себя уже не две, а три цивилизации — отправитель сигнала, получатель сигнала, получатель подтверждения. Первую и третью, вообще говоря, нельзя отождествлять. Оживленные космические переговоры такого типа уже нельзя назвать диалогом, скорей — «полилогом». В игру вступают многие цивилизации, принадлежащие эволюционным линиям разных планет. И конечно, взаимодействие между ними оказывает сильное влияние на обе линии, возможно, в какой-то степени объединяет их.

Поэтому, создавая сейчас лазерный маяк, мы не только благодетельствуем потомков, но сами пытаемся вступить в Космический Клуб, стать начальным звеном земной эволюционной цепочки, стремящейся к Контакту. Маяк играет важнейшую роль в переходе к классу С, так как получение подтверждения через 100 или 1000 лет стало бы одним из сильных факторов автоэволюции.

Раздвинув границы сроков, мы получаем иные решения и в проблеме транспортного Контакта. Внимательно пересмотрев оценки, можно без труда понять, что чудовищные параметры фотонных звездолетов во многом обязаны спешке. Стараясь предельно уменьшить время разгона и торможения (t_0 = с/а_0), чтобы обеспечить возвращение ракеты в кратчайшие по часам экипажа сроки, мы вынуждены наращивать ускорение, а стартовая масса и светимость фактически очень сильно от него зависят. Для дальних полетов особой выгоды от больших ускорений нет. Обмен ракетами все равно требует большего времени, чем обмен сигналами, и при посылке ракеты, скажем, к центру Галактики, получение информации займет более 20 тыс. лет. И опять-таки речь должна вестись о взаимодействии эволюционных цепочек цивилизаций. Выгод мало, а вот трудности с постройкой и защитой в полете доводят весь проект практически до абсурда.

Решение заключается в резком снижении ускорения. Это скромное мероприятие приводит к огромным последствиям для всей проблемы Контакта. Она формируется теперь в первую очередь как проблема генерации цивилизаций.

Сыграем в приятную игру — полет к другим галактикам, скажем, в масштабе миллиона парсек (Местная Система). Памятуя об опасных отношениях с межзвездной средой, сделаем так, чтобы эффективное время выхода в субрелятивистский режим позволило пройти Галактику при не слишком больших скоростях. Если выбрать r_0 = 10^4 пс, то разгон придется вести с ускорением а_0 = 3.10-4 м/с^2. Полет в режиме разгон-торможение на расстояние 10^6 пс займет у экипажа порядка 300 тысяч лет, из которых первые и последние 30 тысяч пройдут в ситуации относительно «медленного» движения. На Земле же пройдет немногим более 3 млн. лет. Стартовая масса ракеты со 100-тонной полезной капсулой составит порядка 10^6 тонн, а стартовая светимость порядка 10^14 Вт, при эффективности двигателя около 10^5 Вт/кг.

Можно было бы обсудить и другие варианты, но основные изменения видны и здесь[176]. Колоссальный выигрыш в энергетике получается из-за малого ускорения и одностороннего полета. Допустимость последнего как раз и составляет суть процесса генерации цивилизаций.

Расставаясь с коллективом космонавтов на несколько миллионов лет, мы фактически создаем особую эволюционную ветвь человечества, которая сотни тысяч собственных лет будет развиваться по особым законам[177]. Первые тысячелетия мы, вероятно, сумеем довольно оживленно обмениваться с ними информацией и наблюдать за постепенным расхождением в путях эволюции.

Дело не в возвращении — в принципе можно было бы ввести его в проект, в 10 раз сократив дальность полета и не меняя энергетики. Но и в этом случае мы не имели бы возвращения как такового, а скорее — запланированный Контакт двух цивилизаций, которые когда-то произошли от одного ствола, но потом огромные сроки развивались совершенно самостоятельно — земная 6,3.10^5 лет, а ракетная всего вдвое меньше. И кстати, имеем ли мы право жестко программировать действия цивилизации (в частности, возврат на Землю), которая собирается самостоятельно развиваться многие тысячи лет?

Такова вероятная сверхдальняя перспектива межгалактической транспортной связи. Создав цивилизацию вдали от себя, мы получим и превосходную возможность направленного сигнального Контакта. Но масштабы стратегического планирования, конечно, порождают недоверие — больно они велики. Понятно, что в слишком больших временных промежутках трудно рассматривать земную цивилизацию как некую единую общность.

Обратимся поэтому к несколько меньшим масштабам собственной Галактики. Я думаю, что здесь проявляются особые обстоятельства, не позволяющие использовать ультрарелятивистский транспорт. Средняя плотность межгалактического вещества порядка одного атома в кубическом метре. Внутри Галактики она заметно выше, и слишком сильный разгон корабля может привести к тому, что основная доля его мощности будет тратиться на выжигание вакуума. Если в межгалактическом пространстве допускалась бомбардировка слабым потоком протонов с энергиями до 100 Гэв, то внутри Галактики, видимо, целесообразно ограничиться кинетическими энергиями протонов порядка 1 Гэв. Отсюда сразу следует, что вместо варианта (r/r0) ~ 100, который мы рассматривали выше (r_0 ~ 10^4 пс, r ~ 10^6 пс), следует перейти к варианту (r/r_0) ~ 1, то есть вообще отказаться от выхода в ультрарелятивистский режим (r/r_0 1) и ограничиться скоростями до v ~ 0,7? 0,9 с[178].

Например, полет к центру Галактики в режиме разгон-торможение с ускорением а_0 = 3.10-4 м/с^2 (r_0 ~ 10^4 пс, r ~ 10^4 пс) 100-тонной капсулы потребует стартовой массы всего 685 тонн. Предусмотрев возвращение, необходимо довести ее до 4700 тонн при стартовой светимости порядка 4.10^11Вт. Полет туда и обратно будет длиться по земным часам около 146 тыс. лет, а у экипажа пройдет на 20 тыс. лет меньше (?/t ~ 0,86). Как видим, речь опять-таки идет о планировании в масштабе тысячи веков.

Полеты в окрестностях Солнечной системы (r ~ 100 пс) с тем же ускорением требуют уже деци-световых ракет (vmax/c ~ 0,1). Затраты времени на полет туда и обратно составляют до 12 000 лет и практически совпадают для космонавтов и землян (разность хода часов в пределах 1 %). Загрузка топливом при этом доходит всего до 50 % полезной массы корабля. Это позволяет довольно свободно обсуждать стартовую массу капсулы с полезным грузом.

Так выглядят оценки дальних полетов. В них, конечно, больше проблем, чем решений. Сам двигатель со световым истечением рабочего вещества (аннигилятор? ускоритель частиц? суперлазер?) пока не слишком ясен. Современные представления не допускают заточения микроцивилизации в 100-тонной и, пожалуй, даже миллионнотонной капсуле. Увеличение же полезной массы ведет к крупным энергетическим трудностям. Но все-таки ряд задач лежит в пределах научного обсуждения, а полет к ближайшим звездам в радиусе 10-100 парсек выглядит хоть и дерзкой, но вполне осуществимой мечтой.

За резкое снижение технических трудностей пришлось заплатить огромным увеличением сроков. Решение проблемы транспортного Контакта вылилось в решение проблемы размножения цивилизаций, которая лишь на определенный процент есть задача техническая. На первый план выходит необходимость в планировании нашей эволюции в масштабах миллионов (межгалактическая связь) или десятка тысяч (ближайшие звезды) лет. Создать модель такого размера будущего, осознать свое право на творение микроцивилизаций неизмеримо сложней, чем сконструировать приличный звездолет. Например, необходимо будет представить, что Земля станет источником совершенно особых эволюционных ветвей — цивилизаций-кочевников, не привязанных к определенной звезде, вынужденных функционировать в очень ограниченных жилых объемах, и мировосприятие и цели таких скитальцев могут быть крайне отличны от всего, что мы предполагаем для обитателей геоподобных планет.

Прежде чем броситься на галактические подвиги, землянам предстоит преодолеть многие промежуточные этапы. Надежды на Контакт пока целиком сводятся к поиску сигналов и, возможно, созданию собственных лазерных маяков.

Центральная проблема поиска — критерии выделения искусственных сигналов среди океана астрономических данных. Непосредственно доступны наблюдению энергетические потоки (свет, радиоволны, γ — кванты и т. п.), исходящие от тех или иных космических тел. Тела могут быть плодами астроинженерной деятельности внеземной цивилизации, однако надо полагать, что известные нам законы физики в таком строительстве будут соблюдены. И в первую очередь мы будем вынуждены трактовать их как естественные тела с конкретными, пусть и удивительными, свойствами. Ориентироваться здесь на то, что при наблюдениях сразу проявится неизвестное земной науке качество, не слишком уместно. Само строение тел должно описываться физическими закономерностями, и, столкнувшись с новой закономерностью, мы совершим лишь новое открытие в физике. Такова история с пульсарами — и теперь никто не мешает думать, что это какие-то маяки, но плодотворный результат свелся к открытию сверхплотных звездных остатков.

Современная физика (и астрофизика, в частности) не включает в себя каких-либо четких критериев искусственности или естественности объектов, поскольку вообще не имеет дела с системами, которые, по нашему разумению, способны на создание искусственных объектов. Включение может произойти только после того, как появится общая космогоническая схема рождения звезд и планет третьего поколения — искусственных спутников в той или иной планетной системе.

Объекты такого рода обладают одним важным качеством, резко отличающим их от звезд и планет второго поколения, — поведенческой реакцией. Искусственный спутник можно описывать как совершенно естественное тело, кроме важнейшего этапа его жизни — вывода на орбиту.

Наблюдая такое явление издали, мы долго бы ломали голову — отчего кусок вещества данной планеты ни с того ни с сего сорвался с нее и перекочевал на ближайшую орбиту? Поскольку выход обычно сопровождается каким-то свечением, мы придумали бы любопытную гипотезу о сверхмощных вулканах, действующих на данной планете и способных метать камни в космическое пространство. Однако вулкан, систематически концентрирующий энергию на одном-единственном камне, выглядит крайне неестественно (вероятность такой концентрации чудовищно мала и никак не совместима с десятками и сотнями событий в год). И тут пришлось бы сообразить, что выброшенное тело хотя бы часть своего пути обладало автономным двигателем. В рамках механики тела переменной массы, способного к направленному выбросу импульса, мы, конечно, объяснили бы появление спутника на орбите. Потом было бы нетрудно объяснить и небольшие изменения траектории (коррекция орбиты по команде с планеты) и многое другое.

Короче говоря, любой космический транспорт можно рассматривать как космогонический объект третьего поколения. В построенной таким образом небесной механике появляются несколько неопределенные параметры, связанные с двигателями этих объектов. Важно, однако, то, что у естественных тел такие параметры строго обращаются в нуль и возникает вроде бы довольно ясный критерий выделения тел искусственных. Правда, всегда можно пытаться заместить реактивную тягу двигателя какими-то силами, действующими со стороны необнаруженных тел — но и здесь есть обычная для науки ситуация конкурирующих гипотез. Вопрос о том, меняет ли тело свою орбиту собственной коррекцией или под влиянием какого-то внешнего поля, можно решить экспериментально.

Наряду с таким транспортно-энергетическим критерием, требующим значительного расширения космогонической схемы в области механики, следует искать и другие критерии — химико-технологический и информационный.

Первый из них связан с анализом материала и геометрических параметров конструкции. При наблюдении с больших расстояний этот критерий трудно применить. Например, по поводу параметров вряд ли можно рассчитывать на что-нибудь лучшее оценки эффективного размера. Спектральное исследование материала очень информативно в том плане, что позволяет оценить аномалии относительной концентрации конкретных веществ. По отношению к первичному водородно-гелиевому составу Вселенной Земля в известной степени искусственное образование — потребовалась длительная работа звездных реакторов первого поколения, чтобы создать известный спектр распространенности элементов. Можно полагать, что состав объектов третьего поколения еще более заметно выделен. Однако надо учитывать, что с ростом размера и массы таких конструкций состав должен приближаться к естественному для данного участка пространства. В качестве предельного варианта стоит упомянуть об идее американского физика Фримэна Дайсона, который предложил модель огромной сферы вещества, равномерно распыленного вокруг своей звезды. Оболочку Дайсона можно сделать из обломков какой-нибудь планеты и жить на ее внутренней поверхности, перехватывая энергию звезды. Снаружи такая оболочка выглядела бы как огромная инфракрасная звезда — она переизлучала бы, нагреваясь центральным светилом. Обнаружить неестественность химического состава данной конструкции можно было бы лишь по тонким деталям — если ее обитатели пожелали бы использовать вкрапления какого-то редкого элемента.

Информационный критерий предполагает выделение необычных свойств самого сигнала. Здесь есть несколько уровней сложности. Эволюционная космогония, включающая объекты третьего поколения, способные к автономному движению и аномальные в смысле химического состава и формы, должна допускать и развитие у них сигнальных систем. Искусственные спутники должны иметь связь с запустившими их центрами, и с точки зрения дальнего наблюдателя эта связь выглядит как избыточное излучение на одной или нескольких частотах, причем излучение переменное во времени и определенным образом ориентированное. Переменность во времени, связанная с определенной модуляцией, необходима, чтобы излучение несло какую-то информацию о внутреннем состоянии объекта. Понять характер сообщений, вообще говоря, трудно — они могут быть хорошо закодированы вплоть до практически чистого шума, который в принципе расшифровывается только владельцем кода. В целом ориентироваться на перехват таких внутренних переговоров в проблеме Контакта нелегко. Мощность передатчиков рассчитана на выполнение задач локальной связи, и на достаточном расстоянии шепот искусственного объекта можно просто не уловить.

Все это обсуждение было ограничено моделью космогонии третьего поколения, когда цивилизация-творец создает объекты «для себя», то есть не обращая внимания на потенциальных партнеров. Практически все, что пока совершила земная космонавтика, лежит в рамках этой модели. Следы такой деятельности внутри планетных систем, конечно, можно обнаружить, но сами планетные системы — труднейший предмет астрономических исследований. Объекты третьего поколения гораздо легче найти, если среди них есть нечто равномощное звездам. Но, как мы уже видели в предыдущих главах, гигантизм не обязательное и не лучшее направление эволюции, а, кроме того, самые крупные объекты такого сорта (сферы Дайсона) скорее всего очень трудно отличить от естественных. Поэтому, как ни парадоксально, космогонию третьего поколения нам придется строить неизбежно, зная, что пока надежда проверить ее экспериментально вне Солнечной системы не так уж велика.

Иная ситуация возникает, когда космогоническая деятельность цивилизации выходит за рамки своей планетной системы. Начинается создание объектов, способных к перемещениям на большие расстояния в межзвездном пространстве. Эти объекты специально ориентированы на Контакт, хотя это может быть и не единственная их функция. Разумеется, к их числу относятся межзвездные транспортные средства и сигналы. Именно проблема сигналов представляет наибольший интерес. Поток энергии, специально предназначенный для обнаружения разумными существами, — как он должен характеризоваться?

Не стану вдаваться здесь в подробности этой глубокой темы. Совсем кратко дело сводится к тому, что искусственный опорный сигнал типа достаточно мощного лазерного луча мы, скорее всего, сумели бы выделить и интерпретировать. Выглядело бы это так, что у одной из звезд какая-то частота оптического спектра в 100 или 1000 раз усилена. Астрофизически это явление настолько выходило бы за рамки всего известного о звездах, что сигнал пришлось бы считать искусственным[179]. Но это пока проблема того же класса, что и установление искусственной природы спутника.

Главные трудности начинаются с попытки расшифровать сообщение. Теперь дело не может ограничиться «эффективной физикой», включающей в космогоническую картину тела с двигателями и деформированными спектрами. Надо включать и тела, генерирующие содержательные сообщения. Это уже тот класс явлений, когда требуется общий анализ эволюции языковых структур в связи с практикой цивилизаций. Реально пока нельзя сказать слишком многое сверх очевидной истины, что очень близкую по условиям развития цивилизацию мы, вероятно, поймем.

Пока мы попросту не имеем экспериментальных доказательств того, что системы, общающиеся только при помощи электромагнитных сигналов, в принципе коммуникативны, то есть способны к взаимопониманию более глубокому, чем простая регистрация гипотезы о существовании друг друга. Главные трудности связаны с процессом обучения, а для него требуется непустое пересечение множеств практической деятельности. Иными словами, мы должны иметь в каком-то смысле общие понятия и общее функционирование с цивилизацией-партнером, чтобы понять друг друга. Пока же неясно, например, достаточно ли для обучения одного электромагнитного канала.

Эти сложные задачи со временем должны быть разрешены, многому поможет здесь наша собственная активная космическая политика. Ибо ближайшая цель все-таки освоение Солнечной системы. Кое-какие из рассмотренных выше путей наметятся уже здесь.

С таким освоением, видимо, должны справиться миллисветовые ракеты (vmax/c = 10-3), для которых вполне подойдет термоядерное горючее загрузка им не превысит 4 % полезной массы. При ускорениях порядка g их можно использовать для быстрых бросков на расстояния в несколько миллионов километров, а для выхода к границам Солнечной системы (r ~ 1 пс) достаточно мизерного ускорения a_0 = = 3.10-6 м/с^2. Движение будет уже совершенно нерелятивистским (r_0 = 10^6 пс, r / r_0 ~ 10-6), и полет к границе в режиме разгон-торможение займет примерно 6340 лет. Если удастся использовать сантисветовой корабль (vmax/c = 10-2), этот срок сократится в 10 раз, но порядка 50 % стартовой массы будет приходиться на термоядерное топливо.

Итак, даже в лучших вариантах мы стоим перед проблемой многовекового планирования — такова плата за выход в сколь-нибудь дальний космос. Предположим, нам удастся отправить экспедицию к границам Солнечной системы на сантисветовой ракете. Предположим, через тысячу с чем-то лет они возвратятся. Кто же это будет — экспедиция или родственная нам внеземная цивилизация?

Вероятно, именно здесь, в пространстве Солнечной системы, предстоит решить исходную задачу генерации цивилизаций — сначала в виде ближних, рассчитанных на десятки и сотни лет полетов. Здесь мы сумеем по-иному взглянуть на Контакт и почувствовать всю прелесть и всю тяжесть своей космической роли.

Почему их не видно?

Можно было бы многое добавить к проведенному в двух последних главах рассмотрению. По мере углубления в интереснейшую проблему Контакта она начинает играть все новыми красками, бросает вызов самым дерзким фантазиям. Но фантазии фантазиями, а сухой фактический итог сводится к тому, что ничего похожего на деятельность внеземных цивилизаций мы не наблюдаем, и никто не стремится пока вступить с нами в Контакт. Всякая схема, претендующая на серьезное обсуждение этой интересной проблемы, должна содержать в себе достаточно убедительное и правдоподобное объяснение этого не совсем приятного итога.

О характере трудностей свидетельствует такой пример. Если отталкиваться от классификации Кардашева, то наличие в нашей Галактике хотя бы одной цивилизации III типа вроде бы неизбежно должно быть замечено. Они (неважно, кто Они) присутствовали бы везде и всюду, и не уловить Их присутствия мы могли бы лишь в одном грустном варианте — если сами представляем что-то типа эксперимента в гигантской пробирке. Казалось бы, даже существование цивилизаций II рода должно легко проявляться — Они летали бы во всех частях Галактики и регистрировали появление новых цивилизаций так же легко, как мы регистрируем Сверхновые. Раз ничего такого не наблюдается, то выходит, эволюционная цепочка I > II > III тип где-то разорвана крайне малыми вероятностями перехода, или — по-другому — средние сроки жизни цивилизаций малы, и последние просто не успевают выйти на достаточный для Контакта уровень. В таком случае надежды на Контакт практически нет, зато мерцает еще более грустный вариант — исключительная малость вероятности появления даже I типа цивилизаций, то есть мы можем оказаться вообще одинокими во Вселенной и жить, предчувствуя скорый конец.

Думаю, что наивность такого подхода самоочевидна. Классификация Кардашева в лучшем случае описывает лишь одну из проекций эволюции. Это действительно полезная гипотеза, но энергетический, а, следовательно, транспортно-сигнальный гигантизм — вовсе не обязательный признак высокоразвитых цивилизаций.

Однако эта наивность не так уж и безобидна, как не безобиден любой футурологический прогноз. Скепсис по отношению к поиску внеземных цивилизаций, доводящий вероятность их обнаружения до нуля, влияет на наше отношение к проблеме поиска, ибо любые самые хитроумные программы кажутся тогда пустой тратой средств и времени.

Поэтому стоит прямо указать на принципиальную ошибку, допускаемую в любых построениях такого рода, необязательно связанных с неправомерной эксплуатацией схемы Кардашева[180]. Экспериментальный факт, от которого следует отталкиваться, заключается в достоверном существовании земной цивилизации, точнее говоря, довольно разветвленного эволюционного куста цивилизаций, основанного на едином биологическом виде. Нет никаких соображений в пользу уникальности той цепочки реакторов, которая привела к зарождению жизни в условиях нашей планеты, не указано также ни одного принципиально непроходимого барьера для возникновения разума и цивилизации. Но дело не в соображениях, а в том, что факт нашего существования уже не позволяет выжить схемам, где вероятность появления цивилизаций строго равна нулю. Вероятность может быть очень мала — это другое дело, но раз она больше нуля, мы заведомо обречены на поиск. Согласившись с тем, что в данном случае Р ~ О и Р = 0 одно и то же, мы «совершаем самоубийство», отсекая себя как естественную космогоническую ветвь.

Но как же тогда расценивать отсутствие наблюдательных проявлений внеземных цивилизаций? В чем причина молчания разумной Вселенной?

Причина, конечно, в ограниченности наблюдательных средств. С одной стороны, нужно еще много поработать над повышением уровня чувствительности аппаратуры. Регистрация очень слабых сигналов с высокой разрешаемостью колебаний — та область, которая всегда окупает затраты великолепными открытиями. Далеко не все диапазоны космического излучения исследованы с должной тщательностью. Но это, как говорится, известно астрономам с давних времен, и огромные усилия в улучшении аппаратуры предпринимаются и независимо от проблемы Контакта.

Гораздо существенней другое — едва ли не самоочевидным считается, что современная астрофизика вполне адекватна проблеме Контакта и в случае регистрации чего-то необычного уж как-нибудь походя справится с выделением искусственного источника. Мне кажется, что это далеко не соответствует истине.

На самом деле нужны модели, которые на основе астрономических наблюдений позволили бы заключить, что, скажем, определенное небесное тело имеет автономный двигатель или искусственно сформированный спектр и химический состав. Эти модели, построенные на основе земного опыта, четко характеризовали бы картину космогонии третьего поколения, какой она предстала бы перед астрономами Земли, созерцай они ее с большого расстояния. На основании этой вполне строгой и очень полезной на ближайшее будущее картины[181] можно было бы делать кое-какие обобщения и экстраполяции. Несомненно, на этой основе появилась бы довольно обширная классификация искусственных объектов, и сквозь новую теоретическую линзу космическое пространство могло бы выглядеть уже немного иначе.

Не уверен, что, посмотрев на небо сквозь линзу новой модели, мы сразу бы поняли, что такая-то звезда с сильным фиолетовым смещением — не что иное, как приближающийся к нам субсветовой звездолет, а резкий всплеск в спектре другой звезды — непременно мощный лазер с такими-то характеристиками. Все может быть сложней — выделится класс подозрительных объектов, к которым применимо описание на основе искусственных конструкций, и мы сумеем даже классифицировать какие-то уровни искусственности таких объектов. На них будет сконцентрировано внимание, и это со временем принесет свои плоды.

Трудности в предлагаемом расширении астрофизики и космогонии велики. Если не ограничиваться строгими моделями нашей космонавтики и межпланетной связи, придется вести обширную работу по теории эволюции технических систем, чтобы предельно корректно составить прогноз о поведении искусственных объектов, регистрируемых в межзвездных масштабах. Фактически же все это будет лишь частью работы по моделированию эволюции цивилизаций. Разумеется, речь идет о программе дальнего прицела, но кое-что в ней фактически известно и сейчас, ее фрагментами мы пользовались в предыдущих разделах.

В перспективе такой подход сулит революцию в астрономии не меньших масштабов, чем в период становления науки. Звезды, планеты и Луну наблюдали задолго до Николая Кузанского и Галилео Галилея, но только новая теоретическая линза позволила увидеть эти объекты как естественные тела. И мы убедились, что эта линза дала человечеству новый уровень мышления.

Астрономия поведенческих объектов — нечто качественно иное. Разумеется, мы полагаем, что абсолютное большинство небесных тел и потоков излучения имеет неискусственную природу, но было бы полезно включить их в качестве подсистемы в более общую систему искусственных объектов, доводя космогонию до уровня третьего поколения.

Преждевременно пытаться обрисовывать всю картину последствий такой революции. Главное, быть может, последствие — в понимании относительности искусственного и естественного, в том, что человечество, преодолев противоречия с окружающей средой, сумело бы ощутить себя нормальным фактором космической эволюции, в какой-то степени взглянуть на себя со стороны. Фактически это сулит новый более общий тип мировосприятия.

Вероятно, только такая программа позволит поставить проблему обнаружения внеземных цивилизаций на серьезную экспериментальную основу, и у нас появится какой-то общепринятый уровень достоверности для утверждения о наблюдаемости или ненаблюдаемости собратьев по разуму.

Неизбежность этой программы подчеркивается вполне обозримым будущим в исследовании Солнечной системы, ибо политика выхода к ее границам содержит в себе генерацию параллельных ветвей нашей цивилизации. Возможно, связь с ними станет первым вариантом Контакта, на котором мы сумеем обучиться и восприятию цивилизаций, не имеющих с нами общих корней. Может быть, и грустно сознавать, что путь к этому лежит через века и тысячелетия, но все-таки приятно, что есть надежда пройти этот путь. Многое зависит от того, сколько цивилизаций в Галактике его преодолели хотя бы частично и достигли уровня межзвездных связей. Кажется более эффективным вступить в первый Контакт с внеземной цивилизацией, а не с собственной побочной ветвью. Считая так, мы тем более должны сосредоточить усилия на создании новой астрофизики, сквозь линзу которой можно будет экспериментально и широким фронтом ставить проблему Контакта.

Итак, ответ на вопрос в заголовке этого раздела выглядит так: нужна колоссальная работа, чтобы корректно такой вопрос сформулировать. Пока же нередко он подменяется совсем иным вопросом: почему внеземные цивилизации сами не бросаются в глаза, не требуя для своего обнаружения не только особой науки, но и вообще особой активности землян? В ответ на это можно только пожать плечами — не умеющий видеть да не увидит!

Глава 12: Мост в будущее

У одних вид пропасти вызывает мысль о бездне, у других — о мосте. Я принадлежу ко вторым.

В. Э. Мейерхольд

Цивилизация и прогноз

Путешествуя в глубины времени, мы пытались взглянуть на Вселенную из разных социокультурных систем отсчета. Каждая из них — будь то древнеегипетская или ренессансная — представляет собой сложнейший и во многом самостоятельный предмет разработки, и сколь-нибудь подробная ее реконструкция требует огромных усилий. Космологические представления связаны с разнообразными обстоятельствами формирования и существования цивилизаций, и, обсуждая их, мы наверняка допускали немало переупрощений. Это стоит подчеркнуть, вступая на неизбежную в такой теме, как Контакт, тропу прогнозов.

К сожалению, простым учетом подробностей — сколь угодно большими томами по поводу сколь угодно малых отрезков древности — абсолютно достоверной картины прошлого не создашь. В истории важно не только то, куда смотрят, но и откуда. Эволюция взглядов на Вселенную, показанная в предыдущих главах, казалась совсем иной сто, а тем более тысячу лет назад, и предстанет совершенно по-новому через сто или двести лет, если не спустя несколько десятилетий. Иными словами, пути развития цивилизаций и их космологических знаний выглядят так, как они изображены, только из современной социокультурной системы.

Древние тоже активно интересовались своим прошлым и будущим, пытались описать не только такие простые вещи, как траектории планет, но и проследить сверхсложное развитие своих цивилизаций. Их построения, подчас удивительно тщательные и глубокие, были ничуть не хуже наших, но соответствовали иному уровню мышления и мировосприятия. И наше преимущество лишь в том, что достигнутый эволюционный уровень позволяет практически целиком смоделировать их подход и даже объяснить ограниченность этого подхода, тогда как обратное невозможно.

Мы понимаем, например, свойственное многим древним системам деление исторического прошлого на 4 эпохи: золотую, серебряную, бронзовую и железную. Оно и сейчас во многом вполне объективно, поскольку соответствует металлургической эволюции — получению все более полезного инструментального материала. Но связанные с этим делением выводы о деградации человечества сейчас не имеют силы. Ясно, что идеализация эпохи широкого технического использования благородных металлов основана на неправомерном «склеивании» их древнейшей технологической функции с той ролью, которую они начали играть в период формирования товарно-денежных отношений, то есть с функцией экономической.

Мы понимаем и очень распространенное в античные времена представление о некогда жившей расе гигантов, дерзнувших противоборствовать олимпийским богам. Здесь тоже нетрудно обнаружить то, что называют долей истины, — ведь и тогда периодически находили кости гигантских вымерших животных и по костям пытались восстановить их облик. В результате получались люди-гиганты, но это было обусловлено мировоззрением, античной познавательной линзой. Для творения мира и поддержания в нем порядка требовались сверхразумные и сверхсильные существа, и в огромных костях людям хотелось видеть хотя бы промежуточный вариант между собой и богами. Довольно естественные объяснения можно дать и всей космологии древних — от первотворческих операций (технологических в духе бога-гончара или организмических в духе рождения из яйца или бракосочетания Неба и Земли) до возникновения жизни и разума.

Но прошлое во многом интересовало их (как и нас) с точки зрения перспектив, прогноза на более или менее отдаленное будущее.

В этом плане различия с современностью выступают еще рельефней. Почти для всех религиозных систем характерна идея регрессивности, ухудшения человека и общества. Истоки ее в значительной мере кроются в соответствующей космологии — ведь вроде бы очевидно, что первые люди, непосредственные творения Божьи, просто не могли быть неидеальны в смысле силы и мудрости, и портило их в последующих поколениях удаление от первоначала, погружение в чуждую им земную среду[182]. Огромную роль в становлении такого подхода сыграл древнейший культ предков, на котором основывались самые ранние системы воспитания и образования.

Идеализация прошлого в значительной мере определила религиозную футурологию. Лучшее, к чему в ее рамках следовало стремиться, — переход в изначальное состояние, слияние с Богом-творцом. Поэтому смерть человека и даже гибель Вселенной не выглядели чем-то, безусловно, катастрофическим, напротив, они связывались с надеждой на переход в какую-то высшую ипостась (рай, царствие Божье и т. п.). Стремление всех религиозно-философских систем как можно глубже разобраться в прошлом, особенно в акте творения, явно или неявно сводилось к попыткам разгадать замысел Творца, ибо разгадавшему наверняка и целиком открывалось будущее.

Активность в данном направлении привела первоначально к разработке весьма детальных картин строения мира, основанных на надежде отыскать абсолютный и умопостигаемый принцип организации Вселенной. Сотни теистически мыслящих философов пытались доказать, что в их трудах найдена истинная ее структура. Наступление деизма поставило новую задачу построения общего принципа развития Вселенной — в форме того закона, который раз и навсегда был установлен Творцом. На этих идеях постепенно сформировался естественнонаучный подход, со временем лишивший Творца не только исполнительных, но и законодательных функций.

Какими бы забавными подчас ни казались нам выводы древнего ретровидения и футуровидения, сами системы ни в коем случае нельзя рассматривать как заблуждения. Это, конечно, самый простой вариант считать абсолютно верным настоящее понимание прошлого и будущего, но такая точка зрения, по крайней мере, непродуктивна. В современных условиях очень высоких темпов получения новых научных фактов реконструкция прошлого и будущего тоже пошла крайне быстро. В этом смысле «заблуждения» рождаются и гибнут буквально на глазах. За несколько последних десятилетий космологический сценарий был переписан во всех ключевых эпизодах — мы по-новому оценили Первовзрыв, старт космогонической эпохи, проблему происхождения жизни и разума. И нет оснований полагать, что созданная картина продержится слишком долго и калейдоскоп эволюционных фактов не сложится уже к началу 21-го века в нечто заметно отличное.

Поэтому речь стоит вести не о каких-то заблуждениях, а о естественном развитии социокультурных систем, чье восприятие реальности на каждом этапе было ограничено конкретным объемом практической деятельности и уровнем теоретической организации этой деятельности. Нет ничего удивительного в том, что удалось намного глубже заглянуть во Вселенную с помощью новых органов чувств, которые недавно обрели земные социальные организмы в диапазоне радиоволн, инфракрасного и рентгеновского излучения, а также на основе новых моделей гравитации и биохимии, физики элементарных частиц и теории фазовых переходов. И вряд ли поколения 21 века будут слишком удивлены, если уверенное овладение нейтринной астрономией и принципами молекулярного конструирования, а тем более выход астрономии в диапазон гравитационных волн, новые модели ранней космогонии и необычных пространственно-временных структур, откроют принципиально иную Вселенную.

Мы стали ощущать собственную эволюцию. Кадры фундаментальных картин мира, — тех, которым некогда суждено было бы веками или тысячелетиями с очень небольшими изменениями стоять перед глазами, замелькали чуть ли не с кинематографической быстротой, втискивая существенные мировоззренческие сдвиги в жизнь одного-двух поколений. Проблемы, встающие перед нами на этом этапе, вовсе не сводятся к возрастанию темпа, из-за чего, например, реально работающий ученый должен за несколько лет почти полностью перестраивать свои методы. Меняется общий подход к познанию — необходимо е самого начала учитывать усложнение познающего субъекта (социокультурной системы отсчета), и это открывает иные горизонты.

Эволюционизирующая Вселенная, включая жизнь и разум, должна теперь рассматриваться относительно эволюционизирующей социокультурной системы отсчета, которая является подсистемой этой Вселенной. Теперь, конечно, утрачивается такая естественная для деистических религиозно-философских систем цель, как поиск абсолютного закона эволюции, установленного внешним законодателем, та цель, которая была в немалой степени унаследована наукой 18 и 19-го веков, и лапласовский детерминизм — один из ярких тому примеров[183].

Рецидивы поиска абсолютного закона еще долгое время сказывались в науках о развитии сверхсложных систем, и это особо затрудняло восприятие истории и выработку футурологических прогнозов. Мы можем достаточно точно вычислить положение планеты в далеком прошлом или далеком будущем, прежде всего потому, что представляем собой значительно более сложную систему. Однако, пытаясь определить траекторию собственной цивилизации, мы попадаем в совершенно иное положение — моделируемая система лишь в самом начале, при анализе прошлого, существенно проще моделирующей, а потом, при попытке заглянуть в будущее, становится даже сложней. Строго говоря, настоящее является как бы барьером видения — тем рубежом, где сравниваются сложности моделируемой и моделирующей систем[184].

Это позволяет развить реалистический взгляд на прогноз — не изображение как бы актуально существующего будущего, а его проектирование. Можно претендовать на успешное моделирование довольно обширных подсистем будущей цивилизации. Естественная граница прогноза обусловлена сильным нарушением относительной изоляции выбранной подсистемы и нарастанием неопределенности целей ее преобразования.

Например, мы довольно уверенно говорим о тенденции в развитии телескопов на ближайшие 10–15 лет. Фактически же имеются конкретные проекты, и они действительно могут быть реализованы в срок при должном обеспечении финансового и технического потенциала. В доступных диапазонах излучения все выглядит достаточно ясно, но в дело могут вмешаться и дополнительные факторы, связанные с развитием смежных областей науки и техники. Вполне вероятны изобретения, которые удастся использовать в процессе монтажа, заметно улучшая характеристики приборов. Менее вероятны, но отнюдь не исключены крупные открытия, из-за которых придется радикально переделывать целый проект. Это тот случай, когда «подсистема телескопов» как бы вступает в сильное взаимодействие с другими научно-техническими подсистемами, и достоверность прогноза заметно падает. Однако в основном допустимо считать, что в отмеченный срок спланированные телескопы известного типа будут созданы, и их работа на весьма высокий процент будет соответствовать нашим сегодняшним целям.

Но попытки учесть новые диапазоны (скажем, гравитационно-волновой) или рассмотреть большие отрезки времени (скажем, 50-100 лет) сразу приводят к резкому падению достоверности. Во-первых, мы фактически прогнозируем заметно более обширную подсистему (в данном примере — телескопы плюс большой раздел гравитационной физики), во-вторых, в широком интервале будущего другие подсистемы могут в процессе развития начисто разрушить относительную изоляцию того, что нас интересует (например, выяснится, что хороший детектор гравитационных волн должен иметь космический масштаб, и в решение проблемы определяющим образом вмешается создание особой космической техники). Вполне правдоподобно и сильнейшее продвижение в теории гравитации (и во всей фундаментальной физике), из-за чего проблема гравитационных волн изменит свою формулировку, и мы столкнемся с совершенно иным явлением, которое некогда принимали за волны…

В данном примере дело ограничивалось довольно узкой стартовой моделью. В отношении телескопов мы наверняка имели бы повод гордиться своими прогностическими способностями, особенно оставаясь в рамках небольших сроков и уже доступных спектральных диапазонов. Важно, однако, почувствовать, что со временем даже такая небольшая подсистема нашей цивилизации входит в сильную взаимосвязь с другими подсистемами, и прогнозы перестают соответствовать модели.

Гораздо трудней моделировать более сложные подсистемы будущего, например, целые области науки или направления практической активности. В отношении телескопов нам, по крайней мере, кажется ясной цель их усовершенствования — земные социальные организмы стремятся заполучить наилучшие органы чувств в космическом масштабе. Цели такого же рода можно обозначать и для других направлений — улучшение систем переработки и хранения информации, энергетики, производства продуктов питания, распространение инженерной деятельности на молекулярный уровень и т. д. Разумеется, на начальном отрезке каждой из этих линий можно, используя лучшие современные достижения, неплохо продвинуться в прогнозировании. Однако, экстраполируя максималистские устремления всех направлений (или некоторых из них), мы быстро получаем совершенно нелепые картинки будущего, и это неудивительно. Ведь, в общем-то, речь идет об эволюции целостных социальных организмов, которые вовсе не тождественны произвольному набору несвязанных подсистем. В этом колоссальная трудность проектирования нашей всенаправленной активности, то есть прогностики в масштабах цивилизации. Рассматривая прогрессивное развитие, связанное с усложнением, мы неизбежно пытаемся выстроить нечто недоступное нашему целостному моделированию. Поэтому очевидную вроде бы идею — «планируй оптимально» — использовать здесь вовсе непросто. Для этого современная наука требует знания целостной системы хотя бы в принципе. Здесь же приходится ограничиваться более или менее детальным анализом лишь отдельных подсистем в небольших временных интервалах.

Поэтому у нас нет сколь-нибудь строгих научных гарантий, что в конкретный проект будущего не заложена взрывчатка, то есть нет уверенности, что отдельные подсистемы планируемой цивилизации сбалансированы достаточно хорошо и гипертрофированное развитие одной из них не приведет к нарушению всех жизненных функций. На сегодняшний день это положение стало сверхактуальным — созданные и планируемые комплексы вооружения, как и общий энерготехнологический крен в развитии, в любой момент могут пресечь наше существование и даже надолго превратить Землю в безжизненную планету.

Такая ситуация выглядит своеобразным футурологическим кошмаром — вроде бы ясно понимая грозящие опасности, мы не способны обеспечить устойчивый прогресс, поскольку ограничены в моделировании более сложных систем. Это порождает подчас весьма сильный и как бы научно обоснованный пессимизм, который сказывается в оценке перспектив земной цивилизации и в подходе к проблеме Контакта. Возникают идеи искусственной консервации достигнутого уровня сложности и даже его снижения во имя выживания и, конечно, соответствующие модели поведения ВЦ.

И все-таки, при всех немалых трудностях, в создавшейся ситуации нет поводов для беспросветного пессимизма. Видимо, наука действительно не дает гарантий устойчивого прогресса, но, скорее всего, это отражает неправомерность наших претензий к ней как к определенной системе мышления. Опасно не само развитие, а крены развития, ведущие к узкой специализации организмов.

Прибегая к довольно поверхностной аналогии, можно сказать, что мощность организма должна соответствовать системе его поведенческой регуляции, иными словами, успешное развитие требует не только хороших мышц, но и приличного мозга. Энерготехнологический крен в быстром становлении цивилизаций класса В привел к довольно явной недостаточности систем контроля и коррекции. Диспропорция оказалась столь сильной, что сама технологическая эволюция начала захлебываться в нерегулируемых колебаниях, и в ее рамках возникла кибернетика, призванная хотя бы частично скомпенсировать нашу неприспособленность к управлению сверхсложными техническими системами.

В этом плане современные модели естественной эволюции жизни и разума и эволюции техносферы подсказывают определенное решение проблемы стратегического прогноза и преодоления известных опасных тенденций. В проект будущего должны быть заложены возможности в какой-то степени опережающего развития контрольно-корректирующих систем. Речь идет не просто о насыщении всех сфер деятельности компьютерными комплексами, а о планировании таких масштабных задач, как создание искусственного интеллекта, условий для свободного общения человека с машиной (фактически частичного симбиоза), наконец, осуществления преобразований человеческого мозга — перевода разума на качественно новый уровень.

Цель — не в покорении окружающей среды, а в наилучшей ее организации. Мы не можем подсказать грядущим поколениям однозначных решений на этот счет, но должны открыть им путь к такому усложнению, которое позволит гораздо успешней справляться с управлением усложняющимся миром.

Все эти соображения в какой-то степени указывают на источник нового уровня мышления — условно назовем его автоэволюционным уровнем. Он не сводится к предыдущим — магическому, религиозному и даже научному. Дело не в том, что наука чем-то плоха. Более того, автоэволюционное мышление рождается именно в ее недрах. Но дитя способно во многом пойти дальше родителя подобно тому, как наука во многом пошла дальше религии.

Суть нового этапа в осознании того, что Вселенная должна рассматриваться не вообще в абсолютном плане, а относительно той или иной развивающейся социокультурной системы отсчета. Осознав, что каждая цивилизация способна строить модель, ограниченную уровнем ее сложности, то есть привязанную к характеру основных биологических и социокультурных структур, мы, в сущности, приобретем гораздо более объективный взгляд на Вселенную. Ограниченность в каждый момент не эквивалентна пределу познания. В руках каждой цивилизации имеется возможность самоизменения, выхода на новые рубежи сложности, с которых Вселенная видна глубже и подробней. В этом смысле мы и использовали термин «автоволюционная цивилизация», ранее вводя для нее особый класс С.

Разумеется, этот уровень связан с невиданными масштабами прогностики, развитием настоящего футуровидения. Мы не можем нарисовать строгую научную картину более сложной цивилизации будущего, заранее сбалансировать условия ее существования. Но в нашей власти гибко запрограммировать достаточно широкий коридор собственной изменчивости, запрограммировать развитие более мощных контрольно-корректирующих систем. Наши футурологические идеи — гены будущего, информационный концентрат грядущей реальности.

В границах своей целенаправленной деятельности можно действительно как бы высвечивать крупные фрагменты будущего и даже монтировать из них нечто целостное. Нестыковка фрагментов должна ориентировать исследовательскую активность на поиск лучших решений. Не беда, что вместо единого полотна придется разглядывать набор мозаичных картин, которые лишь по мере приближения будущего станут сливаться в наблюдаемое настоящее. Процесс живого конструирования, в конечном счете, интересней попыток созерцания несуществующих готовых конструкций.

Реалистичность автоэволюционного футуровидения во многом обусловлена явным признанием его ограниченности. Проектируя цивилизацию более высокого уровня сложности, мы усложняем и ее корректирующие системы, и через какое-то время эти системы могут давать эффекты, непредсказуемые на нашем уровне, но меняющие направление и темп автоэволюции. Иными словами, наш прогноз срабатывает до того порога, пока мы способны понять общие цели своих преемников. За этой чертой их поведение тоже допустимо прогнозировать, но, заведомо понимая, что оно может не укладываться в доступные средства нашей социокультурной системы. По оплодотворенной клетке не предскажешь судьбу человека, но это еще не повод усомниться в ценности его жизни.

Главное для футуровидения — выделение тех рамок эволюции, за которые нельзя выходить во избежание самоуничтожения жизни и разума. Эти рамки не могут быть жесткими, оценка вредности или полезности тех или иных факторов по отношению к темпу и характеру эволюции может довольно быстро меняться. Вероятно, следование по «коридору допустимости» требует непрерывного самоусложнения, которое на определенном этапе становится как бы сознательным, становится важнейшим регулируемым элементом приспособления. И если развитие социокультурных структур приведет к улучшению или даже полному преобразованию биологической основы, значит, так тому и быть — вряд ли наша оболочка лучшее, чем следует гордиться.

Выход к проблеме Контакта подчеркивает неизбежность обращения к моделированию более сложных цивилизаций. Практически все то, что говорилось о прогнозе собственного будущего, рельефно проступает и здесь. Но есть и важные особенности. В процессе Контакта мы имеем шанс как бы напрямую встретиться с собственным будущим или с цивилизацией, чей уровень сложности намного выше нашего.

Попробуем сыграть в машину времени. Пусть некая цивилизация расщепляется — часть ее остается на своей планете, а другая уходит в дальнее путешествие на огромном звездолете и однажды возвращается. Пусть режим полета таков, что на планете прошло, например, 100 тыс. лет, а на корабле — 100, то есть возникла огромная разница эволюционных возрастов.

Мы уже отмечали, что даже при единых корнях таких цивилизаций речь может идти не о возвращении, а именно о Контакте. Но вот что особенно любопытно — не опровергает ли наша игра ранее высказанных соображений о прогнозе? В самом деле, перед расщеплением обе части цивилизации могли составить очень дальний прогноз развития планеты, и вот теперь перед ними вроде бы открылась возможность его экспериментальной проверки. Экипаж звездолета имеет шанс оценить свои прогностические способности в масштабе тысячи веков! Выходит, есть что-то вроде актуально существующего будущего, во всяком случае, его можно создать…

Назревающий футурологический парадокс так и не состоится — он возникает только с позиций чисто созерцательной философии.

Суть дела в том, что экипаж все-таки не увидит собственного будущего. Вернее, все, что он сумеет понять, будет строго ограничено доступным ему уровнем. И ему придется проявлять необычайную активность для получения каждой крошки знаний, добытых тысячевековым трудом планетян. Более того, на планете может измениться основной вид биосоциальных организмов (и не раз!), и биосоциальная структура экипажа окажется слишком простой для восприятия даже малой доли информации, которой располагает планета. Я хочу подчеркнуть, что у «экспериментаторов» нет шансов даже понять, имеет ли их футурологическая схема малейшую связь с реальностью. Потребуется много веков или тысячелетий, чтобы младшие братья кое-что восприняли, и сами достаточно изменились. Вообще ниоткуда не следует, что при такой полосе разрыва они когда-нибудь догонят планетарную ветвь, что однажды и надолго расщепленные цивилизации непременно должны сливаться вновь. И лишь прожив эквивалентный эволюционный срок в эквивалентных условиях, экипаж сумел бы оценить свое древнее футурологическое творчество.

Другой вопрос — взаимодействие цивилизаций. Планетарный партнер получил бы много полезных сведений о далеких предшественниках, и эти сведения сыграли бы свою роль в исторических моделях. Превосходно моделируя свою побочную ветвь, он мог бы способствовать резкому ускорению ее эволюции, втиснув тысячевековой разрыв в какие-то более сжатые сроки. Иными словами, планетарному партнеру, скорее всего, была бы доступна операция синтеза цивилизаций путем подтягивания младшей эволюционной ветви до своего уровня сложности. Но цель этой операции отнюдь не самоочевидна, как и необходимость в ней[185].

Вообще развитие цивилизации на космическом участке, освоенном гораздо более развитым партнером, — совершенно особая проблема. Должно быть, здесь с большой вероятностью осуществляется «пробирочная ситуация», которую следовало бы рассматривать в рамках зоогонии второго поколения. Поэтому, в частности, жесткое программирование возвращения в рамках дальнего транспортного Контакта вовсе не очевидно.

Игра с более или менее реалистической машиной времени показывает, что картины прогрессивно усложненного будущего не могут предстать перед нами вне активности, причем направленной и на собственную перестройку. Будущее та «машина», создать которую проще, чем детально описать. Путешествие в прошлое тоже требует высокой активности. Столкнувшись с более низким эволюционным уровнем — тем более в условиях другой планеты, — мы все равно обречены на очень трудную работу по конструированию соответствующей социокультурной системы отсчета.

Понимание Контакта в сколь-нибудь широком диапазоне цивилизаций в первую очередь требует выработки системы ретро- и футуровидения. Надо более или менее ясно представить себе, какой спектр эволюционных возрастов доступен нашему восприятию. В пределах этого спектра можно с какой-то долей уверенности обсуждать астроинженерные проявления деятельности ВЦ, их возможную активность в сигнальном и транспортном Контакте.

Мне кажется, великолепный взлет научной фантастики 20 века почти целиком выводим из вполне конкретного социального запроса на сверхдальний прогноз. Нарисованные писателями (среди которых немало профессиональных ученых) картины будущего глубоко вошли в общечеловеческий культурный фонд, и каждый из нас, размышляя о днях грядущих, часто ловит себя на воспроизведении лемовских, азимовских, ефремовских или еще чьих-то идей.

Однако важно, что фантастика переориентируется — из частных технических проектов она все активней выходит на уровень футурологических панорам. В области частных проектов сделано очень много. Я не проводил специального анализа, но, пожалуй, не смогу назвать ни одного крупного научного достижения, которое не было бы так или иначе спрогнозировано фантастами, условно говоря, жюль-верновского направления[186]. Роботы и космические полеты, атомные бомбы и лучевое оружие, подводные лодки и воздушные корабли — вот далеко не полный перечень достижений. А в арсенале фантастов такие еще не реализованные идеи, как управляемая гравитация и искусственный интеллект, галактические цивилизации и многомерные пространства…

Это интереснейшее явление, к которому следовало бы отнестись гораздо серьезней, чем обычно делается. Но сейчас важно именно систематическое обращение к общему футуровидению. Фантасты довольно плотно заполнили будущее отдельными экстраполяциями научно-технических достижений. Конструировать принципиально новые сущности стало крайне трудно. Отталкиваясь от современного уровня, изобрести что-то, эквивалентное машине времени или космической телепортации, но несводимое к ним, — это подвиг воображения. Однако возникла серьезная проблема — как сочетать все прелестные плоды пророчеств, как свести их в целостные системы, в которых есть место для человека или его преемника?

На основе десятков и сотен мысленных экспериментов фантастика показала, что ни одно конкретное научное открытие не гарантирует светлого будущего — на всякую утопию легко развить три антиутопии. Чтобы создать сколь-нибудь достоверную картину будущего, необходимо выйти на уровень социального прогноза, почувствовать те изменения биосоциальных структур, которые нужны для сохранения контроля над техносферой, для успешного преодоления высоких барьеров космической и биотехнологической эры.

Панорамная фантастика, требующая огромной исследовательной работы, глубокого системного видения мира, — одно из уже действующих проявлений автоэволюционного мышления. Вероятней всего, ее невозможно втиснуть в рамки чисто литературной активности. На наших глазах созидается футуровидение дальней перспективы, открывающей доступ к социокультурным спектрам более высоких эволюционных уровней.

Физический образ Вселенной

В физическом понимании Вселенной существует немало интересных проблем, решение которых в ближайшем будущем представляется не слишком вероятным. Любопытно все-таки, что удается кое-что сказать о проблемах, отделенных от нас вроде бы огромным техническим (если не общепознавательным!) барьером.

Одна из них — возможно, важнейшая — неудовлетворительность современной концепции пространства-времени. Все, что мы пока умеем делать, — это локализовать трудности в экспериментально недоступных областях.

Попробуем взглянуть на ситуацию с пространственно-временными измерениями с точки зрения самых общих ограничений, которым должны подчиняться системы отсчета. Важнейшее положение специальной теории относительности заключается в том, что всякая система отсчета должна быть снабжена средством синхронизации часов с другими системами. До получения конкретного сигнала мы не можем знать показаний часов в интересующей нас точке пространства. В качестве сигнального средства может использоваться любой носитель энергии, например, самый быстрый — световой луч. Но в таком случае скорость передачи любой информации не может превышать скорости этого носителя, то есть v? с. Собственно эйнштейновские мысленные эксперименты (подтвержденные впоследствии всей совокупностью экспериментов реальных) можно рассматривать как первый шаг в программе построения реальных систем отсчета, снабженных средствами информационного обмена. В ньютоновской механике этот шаг сделан не был — не конкретизировался синхронизирующий сигнал, из-за чего отсутствовали ограничения на скорость, а фактическая область применения ограничивались условия v с.

Следующий шаг связан с учетом тяготения в окрестности системы отсчета. Имея источник и приемник излучения и, конечно, блоки их снабжения и обслуживания, реальная система отсчета должна обладать массой, но все-таки выпускать излучение — хотя бы синхронизирующие сигналы. Поэтому необходимо, чтобы скорость отрыва от нее была несколько меньше скорости света, а отсюда легко вывести, что физический радиус системы должен быть больше гравитационного R > Rg = 2GM/c^2. Следовательно, вся внутренняя область черной дыры не может служить моделью системы отсчета — в этом заключено самое общее выражение ее информационной несвязанности с внешним миром.

Испускание сигнала влияет на систему. Направленный сигнал — это импульс, например, света. Выбрасывая его, система должна приобрести ускорение а ~?P/M? меньше c/? — последнее условие из-за того, что за характерное время? она не разгонится до сверхсветовой скорости. Поскольку импульс не может передаваться всему телу системы за время, меньшее времени распространения светового сигнала в ее объеме, получим простое условие? > R/c > 2GM/c^3. Следовательно, реактивное ускорение системы всегда ограничено: a меньше c^4/2GM, и соответственно фундаментально ограничена сила, действующая на нее: F меньше c^4/2G. Ни один информационный сигнал не может приводить к силовой реакции на источник, превосходящий планковский масштаб силы FP = c^4/2G = 6.10^43 Н!

Аналогичное заключение получаем и в случае изотропного сигнала. Так или иначе, излучая энергию, система теряет полную массу. Ее физический радиус убывает, и его скорость убывания не может превосходить скорость света. В свою очередь, гравитационный радиус не может убывать быстрее физического. Отсюда получаем ограничение на темп изменения массы (?tM меньше c^3/2G) и на светимость (L меньше c^5/2G).

Таким образом, мощность излучения сигнала ограничена планковской мощностью LP.

Световые потоки нужны нам в частности для определения координат объектов (тех же систем отсчета) и хода часов. Точность регистрации координаты ограничена длиной волны излучения?x (? но, с другой стороны, световой квант всегда передает объекту импульс ?р ~ ћ/? откуда и возникают квантовомеханические соотношения неопределенностей ?р.?x (ћ, т. е. невозможность одновременной точной регистрации импульса и координаты тела. Точность измерения координаты за промежуток времени ?t тоже ограничена: ?x.?t? ћ/?р/?t? ћ / FP = 2G ћ / c4 = lP2/c. Это означает, что понятие координаты в данный момент времени теряет смысл. Аналогично, используя соотношение неопределенностей для энергии и времени? E.?t (ћ, придем к ограничению точности измерения времени ?t? tP = v2G ћ /c5. Таким образом, основные пространственно-временные понятия — координата и момент времени оказываются неприменимыми в планковской области. Нет способа реализации соответствующей физической системы отсчета, то есть невозможно передать информацию (и получить ее) из области масштаба lP.

Если все три фундаментальные константы ћ, G и с сохранят свою неизменность, мы придем к ситуации, где геометрические построения окажутся беспомощными и современное пространство-время должно быть замещено какой-то более общей структурой. Поэтому, например, современное рассмотрение первых мгновений рождения Вселенной и завершающей стадии коллапса при t (tp заведомо некорректно. Некорректно также экстраполировать массы элементарных частиц за планковский предел mР = v ћ c /2G, а массы звезд — ниже этого предела. Не видно, как объект с размерами меньшими lP мог бы дать сигнал о своем существовании, отсутствуют также и сигналы, которые способны нести информацию об изменениях состояния любой системы за время меньшее tP. В современном понимании Вселенной tP играет роль эволюционного кванта предела, за который не удается экстраполировать какие-либо эволюционные представления.

Пока мы не знаем, какая структура придет на смену обычному пространству. Было бы любопытно провести программу построения теории гравитации, последовательно исходя из ограниченности мощностей и сил, и выяснить, насколько она была бы эквивалентна эйнштейновской теории, и насколько удобно было бы сочетать ее впоследствии с квантовыми моделями.

Между тем уровень реальности систем отсчета можно повышать и дальше. Мы пока задали только минимальный набор приборных средств для общения системы отсчета с внешним миром. Надо учитывать также поступление информации наблюдательно (канал взаимодействия прибор-наблюдатель), уровень сложности самого наблюдателя — его теоретическую программу, то есть средства интерпретации результатов наблюдений. Тут наверняка возникнут существенные ограничения, следующие из общей теории связи.

Надо учитывать также, что информация попадает на конкретный тип биологической структуры и перерабатывается там. Вся картина процессов в предельно больших и предельно малых масштабах проецируется не в пустое пространство, а на информационную структуру наблюдателя вида Homo sapiens (или какого-то иного вида), и законы этой проекции должны быть крайне нетривиальны. В конечном итоге, в законе проекции должны как-то отражаться все основные условия существования наблюдателя и даже его эволюционный путь, то есть в развертке каждого эксперимента присутствовал бы весь мир, включая космологическое начало.

Пока мы очень слабо представляем, как далеко можно продвинуться по этому труднейшему пути. Эскиз программы нужен был для того, чтобы перебросить мост (штриховой контур моста!) через идейную пропасть, отделяющую традиционные исследовательские приемы в духе обобщения геометрии от приемов типа антропогенного принципа. Мне кажется, что принципы такого рода пытаются уловить сразу конечный результат, который, так или иначе, требует самосогласованности всей картины мира для каждого наблюдателя. Но по пути к этому результату наверняка разбросано множество интереснейших ограничений, расшифровывающих возможности реальных наблюдателей.

Нетривиальность ситуации можно уловить, рассматривая, например, передачу информации об эксперименте, поставленном на нашей планете, иной цивилизации, владеющей принципиально иным языком и образной системой, в чьей практике объект эксперимента по каким-то причинам не присутствует. Здесь неопределенность их понимания объекта в любом случае заметно выше общей неопределенности в понимании нашей цивилизацией. Не исключено, что для достаточно далеких эволюционных ветвей область общего видения Вселенной крайне мала, и ничего вроде единой научной космологии (строгой в нашем современном понимании) в масштабах Вселенной не существует. Общезначимой может оказаться только деятельность по стыковке различных систем практики, в той степени, в какой эта стыковка необходима и допустима. При высокой космогонической активности цивилизаций, принадлежащих весьма далеким эволюционным линиям, это могло бы привести к крайне различной организации смежных участков Вселенной. И попытка проникнуть в соседний участок требовала бы очень глубокого понимания далеких систем мировосприятия и в какой-то степени подчинения тем законам игры, которые из них следуют.

Впрочем, за правилом, согласно которому объект (звезда, планета, частица) таков, какова изучающая его цивилизация, мы имели возможность проследить во время исторических путешествий. Оно, в общем, неплохо работает и свидетельствует о том, что простенькая система отсчета, состоящая из фонарика, часов и духообразного наблюдателя, обретая плоть, превращается сначала в физическое тело, способное генерировать и поглощать энергию, обретает информационную биологическую подсистему (разумного наблюдателя) и, в конце концов, становится полным социокультурным комплексом.

Такое усложнение одного из основных и, казалось бы, по определению, простейших физических понятий не покажется чрезмерным в свете той программы перестройки астрофизики и космогонии, которая обсуждалась в предыдущей главе. Проблема ограничений информационного характера и вообще всего того, что вытекает из конкретной модели наблюдателя, выглядит малозначительной, лишь пока мы не попытались всерьез посмотреть на Вселенную с учетом разумной деятельности ее обитателей. С физической точки зрения, такая Вселенная обретает не просто аномалии в звездных спектрах и движениях некоторых тел, но и как бы новые спектры социокультурного типа. В далеком будущем развитого Контакта мы во многом будем воспринимать ее сквозь социокультурные спектрограммы скорее как мыслящее существо, чем величественный конгломерат атомов. Важна будет не только наша оценка какого-то явления галактического масштаба, но и то, как его воспринимают и фиксируют в своей системе различные «мыслящие участки Вселенной» — иные цивилизации. Объективность такого уровня непременно потребует взаимного перевода образов и понятий, а, следовательно, и задания правил перехода между различными социокультурными системами отсчета. Потребуется и какой-то общедоступный язык типа нашей математики, однако он может включить в себя приемы в духе целостного моделирования сложных объектов и сверхплотных информационных потоков и во многом отличаться от современных логико-формальных схем.

Где-то на пути от современно недоукомплектованной системы отсчета к системе отсчета социокультурной физика, возможно, утратит многие черты предельно точной естественной науки, но ее приобретения наверняка окупят потери. Ибо приведение уровня претензий в соответствие с действительностью всегда приносит пользу методам познания и носителями этих методов.

На грани фантастики

При обсуждении проблемы Контакта часто всплывает вопрос о еще не открытых законах науки. Подумаем, в самом деле, что осталось бы от наших дискуссий, проводись они лет сто назад?

Ни радио, ни мощные источники когерентного излучения — лазеры известны тогда не были, никто не знал, как поддерживают свое долгое и яркое существование звезды, наконец, не летали ракеты и даже самолеты (учесть, что писалось это все-таки в начале 80-х ХХ века).

В этих условиях сама постановка задачи межзвездного сигнального Контакта выглядела бы несколько странной. Астрономы быстро догадались бы, что для надежной связи понадобится что-то вроде настоящих звезд, но такие проекты (цивилизация II типа и т. п.) были бы расценены как слишком далекая мечта с обязательной оговоркой — возможно, неосуществимая, ибо источники энергии неизвестны и неясно даже, как подойти к их исследованию… Ну, а элементарные и экологически губительные проекты гигантских костров и таежных треугольников не в счет — дальше соседних планет таким способом никого о своем существовании не оповестишь.

Разумеется, в обрисованной ситуации единственная серьезная возможность — транспортный Контакт. Поскольку принцип ракетного движения в определенной степени был известен (он целиком лежит в рамках ньютоновой механики), вариант считался бы осуществимым и, пожалуй, не слишком фантастическим с точки зрения сроков. Участники дискуссии вполне резонно указали бы, что полет к ближайшим звездам в радиусе 20 парсек займет чуть больше 22 лет, если допустить ускорение 2g (туда и обратно в режимах разгон-торможение). Конечно, всплыли бы проблемы энергетики и огромной стартовой массы, но оставалась возможность уповать на те же еще не открытые звездные источники энергии.

Из этой воображаемой дискуссии можно извлечь пару хороших уроков.

Во-первых, разгон ракеты на первом же участке в 10 пс привел бы к восьмикратному превышению скорости света. Рассчитать это на основе классической механики легко (v= v2ar), но как догадаться о том, что превышение недопустимо, и вообще о непригодности великолепных ньютоновских формул при больших скоростях? Вскоре после дискуссии будут открыты законы теории относительности, и все станет на свои места. Станет ясно, что в смысле сроков полета несколькими десятилетиями не отделаешься, что нужно рассматривать расщепление цивилизации и т. д., и т. п.

Во-вторых, еще через несколько десятилетий физики поймут природу термоядерных реакций и научатся устраивать вспышки звездной температуры. Но окажется, что даже идеальные варианты управляемых термоядерных реакторов будущего проблемы межзвездных транспортных Контактов не решат. Они должны быть полезны для земной энергетики 21 века, для освоения Солнечной системы, но вряд ли сумеют сыграть решающую роль в полетах галактических масштабов.

Суть уроков в том, что источник надежды иногда подводит, а, казалось бы, бесспорные истины сталкиваются с качественно новым уровнем понимания и неузнаваемо преобразуются.

Обсуждая средства Контакта, мы, возможно, кое-где впали в аналогичные ошибки. Не исключено, что аннигиляционные реакторы вообще не смогут работать на реактивном транспорте, а развитие теории пространства-времени подкинет принципиально новые идеи движения. В общем, к линейной экстраполяции современных технических достижений надо относиться с опаской. Полезно помнить, что фундамент научных законов, на которых покоятся представления о транспортном и сигнальном Контакте, тоже систематически реконструируется и это вполне нормальный процесс.

Но попробуем обсудить отклонения от прогнозов на более высоком уровне, когда дело не сводится к действию в каких-то областях Вселенной еще неизвестных законов физики.

Можно ставить вопрос шире: универсальна ли наша физика, не следует ли вообразить себе совсем иные ее варианты?

В такой постановке проблема выглядит фантастично, гораздо фантастичней любых межгалактических полетов. При всем том, она очень интересна и глубока и, как мы убедимся вскоре, в какой-то степени уже существует.

Чтобы конкретно почувствовать ситуацию многих физик, начнем издалека.

Нетрудно уловить, например, ситуацию многих биологий. Можно полагать, что в несколько иных условиях в итоге первого миллиарда лет эволюции на Земле мог бы закрепиться иной генетический код. Планета, где жизнь развивается на той же белково-нуклеиновой основе, но с несколько иным кодом, дала бы нам пример другой биологии. Известную классификацию живых существ пришлось бы, конечно, сильно расширить, однако у нее нашелся бы общий корень — на уровне протобионтов с еще не сформированным генетическим аппаратом. Единой основой служила бы при этом биохимическая структура общий набор молекулярных блоков. Видимо, развитые формы жизни с иным кодом были бы экологически несовместимы с земными формами.

Можно представить себе и принципиально иной вариант биохимического реактора, где в основу жизни заложены иные молекулярные блоки. Наглядный пример на эту тему строится путем замены двухвалентного иона кислорода аминовой группой NH. Это сразу меняет вид обоих пиримидиновых оснований ДНК — цитозина и тимина. Соответственно, подставив вместо одновалентного гидроксила ОН амин NH2, получим качественно новый аналог пуринового основания — гуанина. Незатронутым остается только второе пуриновое основание ДНК — аденин. Такие же замены ведут к новой структуре белков группа СООН в аминокислотах переходит в группу CNHNH2. Таким образом выстраиваются сколь угодно сложные бескислородные «белково-нуклеиновые» комплексы. Не видно причин, по которым на аминовой основе не могли бы возникнуть весьма сложные формы жизни[187]. Другой очевидный вариант фтористый аналог белково-нуклеиновых комплексов, где фтор замещает кислород, а плавиковая кислота (HF) — обычную воду. Оценить характер сложных организмов, возникших на аминовой или фтористой основе, очень трудно, ясно только, что такие существа в биологическом отношении были бы полностью изолированы от нас, хотя возможности информационного Контакта оставались бы достаточно широкими. Учет многих биохимий заметно увеличивает шансы встретить жизнь и разум во Вселенной, хотя речь идет об уже довольно далеких от нас эволюционных ветвях. Классификация организмов теперь не могла бы вестись чисто биологическим путем, однако важно, что для них существует единая химическая основа на атомно-молекулярном уровне.

Поверить в то, что известные нам законы строения химических соединений могут привести к очень далеким по свойствам биологическим системам, не так уж трудно. Тем более развесистая эволюционная крона должна получаться на уровне, скажем, технологически развитых социальных структур. Во всем этом нет ничего слишком необычного. Земные образцы метаболизма и репродукции живых организмов не обязательно наилучшие и тем более единственно возможные во Вселенной. Соответственно с их относительностью мы можем допускать и совершенно нереализуемые в земных условиях пути социализации. Кое-что в этом смысле выдвинуто фантастами — мы имеем в виду, прежде всего, лемовский Солярис и хойловское Черное облако как примеры социальных структур с практически неиндивидуализированными элементами[188]. Естественно допустить, что далекие ветви социализации связаны с совершенно иными типами передачи небиологической наследственной информации, то есть их система обучения и науки может резко отличаться от известной нам, совершенно иной характер может носить и их технологическая активность.

Интересные перспективы открываются при обсуждении искусственных систем типа компьютеров. С одной стороны, они открывают особую эволюционную ветвь организмов, где запись и переработка информации осуществляется на уровне технических микроэлементов. С другой — главное стремление создателей компьютеров заключается в перезаписи информации на молекулярный уровень, что по современным представлениям выглядит самым компактным и выгодным способом содержания информационных массивов. Молекулярные структуры, которые лягут в основу будущих разумных машин, могут заметно отличаться от известных белково-нуклеиновых комплексов и порождать новую биохимическую (киберхимическую?) линию эволюции.

Короче говоря, широчайший спектр возможностей эволюции, начиная с биохимического уровня и выше, — явление вполне допустимое и, вероятно, во многом доступное обсуждению.

Но попробуем отступить немного назад и поискать более ранние разветвления общей эволюции. Биохимические, биологические и социокультурные разбежки в конечном итоге можно рассматривать как обширную крону на едином химическом стволе. Едином ли? Не могли ли физические условия в отдельных областях Вселенной привести к устойчивой репродукции совсем иных атомно-молекулярных структур?

Очевидно, речь идет об условиях, изменяющих параметры и, возможно, состав атомов и молекул. Такого типа условия известны и в какой-то степени изучены.

При определенных температурных режимах и высоком давлении можно ожидать появления необычных молекулярных структур — в недрах планет или на поверхности черных карликов. Было бы интересно выяснить, допустима ли в этих случаях какая-то полимеризация и длительное существование более или менее сложных квазиорганических соединений, иными словами — исходные условия для зарождения жизни. Другая любопытная ситуация — соединения атомов, деформированных сильными внешними полями.

Наконец, можно рассматривать атомы, где роль некоторых орбитальных частиц играют не электроны, а мюон,? — лептон и даже адроны. Мюонные атомы изучены неплохо. Поскольку масса мюона в 200 раз больше массы электрона, размеры такого атома во столько же раз меньше, а объем уменьшается уже в 8 млн. раз. Еще большие изменения имеют место при орбитировании? — или К-мезонов. Мезоатомная химия требует особых условий наблюдения — мюон живет около 2.10-6 секунды, а? — мезон, который ко всему прочему способен сильно взаимодействовать с ядром, — всего 2,6.10-8 с. Это большие времена лишь по ядерным масштабам (то есть в единицах 10–23 с). Однако можно вообразить ситуацию с относительным изобилием, скажем, мюонов, когда мезоатомные структуры постоянно возобновляются и это оказывает существенное влияние на ход химических реакций — создаются необычные каталитические условия. Еще один вариант — атомы с необычными ядрами, включающими, например, гипероны или переходящими в сверхплотное состояние. В вакууме гипероны распадаются довольно быстро, но на поверхности нейтронных звезд, где гравитационный потенциал может достигать огромных величин (до?~0,1 с^2), некоторые каналы распадов должны запираться и гиперядра станут стабильными. Вообще поверхности нейтронных звезд, в соответствии с довольно давними гипотезами Коккони, Моррисона и Дайсона, подозрительны с точки зрения особой химии, которая может там разыгрываться.

Речь идет о гипотезе так называемой «ядерной жизни». В соответствии с ней, на поверхности нейтронных звезд могут возникать сложные ядерные структуры молекулярного типа, что и позволяет говорить о кодировании информации по аналогии с обычным атомно-молекулярным уровнем. Сами ядерные молекулы простейшего типа были открыты еще в 1960 г. в экспериментах Чок-Риверской Лаборатории (США) при изучении столкновений ядер углерода. Наряду со слиянием двух ядер углерода в ядро марганца (12С6 + 12С6 > 24Mg12) возникали своеобразные слабо связанные двууглеродные состояния гантелевидной формы. По обычным меркам ядерные молекулы крайне неустойчивы — их время жизни порядка 10–21 с, но оно весьма велико в масштабе характерного времени ядерных реакций (10–23 с), и с этой точки зрения вполне можно говорить о существовании особых объектов, чья структура сложнее отдельных ядер. Сейчас ведется активное исследование различных ядерных молекул на новых ускорителях тяжелых ионов, но, разумеется, делать выводы о появлении особой ветви жизни пока рано. Тут лишь начинается прорыв в область химии на ядерном уровне, и получены лишь примитивнейшие соединения. Пока не обнаружено чего-либо, напоминающего эффект полимеризации, так что до прямой проверки гипотезы очень далеко. Однако понятно, что в условиях мощной энергетики пульсаров при обилии ядерного вещества могут возникать и эффекты, пока недоступные нашему эксперименту. Остается только мечтать о тех временах, когда мы сумеем (в духе экспериментов Юри-Миллера для условий древнейшей Земли) смоделировать соответствующую обстановку для пульсаров…

Надо понимать, что, вступая в очерченную несколькими штрихами область иных химий, мы попадаем на значительно более зыбкую почву, чем это было в ситуации со многими биологиями. Уровень четкости аналогий здесь резко падает, и, заводя, скажем, речь о каких-то живых и разумных существах, развившихся в подобных условиях, мы, не имеющие ясного представления даже о любителях принимать аммиачные ванны, рискуем удариться в не омраченную научными доводами фантастику. Но такова судьба всех очень далеких экстраполяций.

Иные химии, основанные на необычных атомах, могут оказаться и пустым номером, не порождая достаточно гибких структур. Однако если они и дают что-то, соответствующее самым широким представлениям о жизни и разуме, возникают очень серьезные проблемы нашей, так сказать, относительной коммуникабельности.

Мы знаем, что Контакт можно осуществить, имея какую-то общую зону практической деятельности. На простейших пересечениях практики (пища, ее добыча, орудия охоты и труда, жилища) строились первичные контакты народов Земли. И этот фрагмент географической модели Контакта обнадеживает в том плане, что достаточно близкие нам по практике инопланетяне будут поняты и поймут нас. Уже гипотеза разных биологий порождает немалые трудности — зоны пересекающейся практики могут оказаться весьма ограниченными, и взаимопонимание сильно затруднится. Что же говорить тогда об эволюционных ветвях разных химий? Здесь, пожалуй, теряется даже надежда на какую-то схожесть технологических систем, то есть непонятен сам характер их способов преобразования окружающей среды — эта среда очень уж отличается от всего известного в окрестностях Земли. Что может означать, например, искусственная фаза в жизни нейтронной звезды или черного карлика, до каких тонкостей мы должны довести теорию их строения, чтобы выяснить природу такой фазы? Видимо, немалое еще время эти вопросы будут непосредственно волновать одних фантастов…

Заскочив достаточно далеко, попробуем донести полную чашу своего любопытства до какого-то совсем уж непроницаемого барьера. Разные химии все-таки имеют единое физическое объяснение. Обратимся к, казалось бы, монолитному стволу ранней эволюции Вселенной, когда плотность вещества и температура вообще не позволяют говорить об атомных структурах, состоящих из обычных элементарных частиц. По довременным представлениям, где-то через 10-6–10-5 с после Первовзрыва кварки, разбегаясь на слишком большие средние расстояния, неизбежно конденсируются в адроны — самые ранние структурные объекты.

В свою очередь, мы отнюдь не уверены, что кварки, лептоны и фотон истинно элементарны, а не синтезируются из чего-то более элементарного при t~10–21 с или в иную эпоху. И, разумеется, не известно, единственные ли это ветви эволюции недоступного пока субэлементарного уровня? В любом случае они синтезируются (в неком очень общем смысле) не ранее t~10–43 с, поскольку заведомо нет смысла рассуждать об элементарных частицах внутри планковской области. Собственно, не ранее того же момента синтезируется (в не менее общем смысле) и само пространство-время, то есть включаются эволюционные часы нашей Вселенной. И здесь, на самой кромке доступной нашему воображению физики, вспыхивает вопрос: а является ли планковский синтез единственным исходным стволом эволюции или следует сразу же рассматривать иные ответвления, где начальные пути синтеза материи и пространства-времени совершенно не похожи на тот, который приводит к наблюдаемому нами миру? По сути, мы вышли на вопрос об уникальности Вселенной. Допустить множественность путей эволюции уже на уровне планковского синтеза — это и значит рассматривать множество вселенных, реализуемых отличными наборами элементарных частиц и пространства-времени, то есть ввести разные физики.

Вот такая картина получается при попытке распространить идеи ветвящейся эволюции вплоть до границ научного воображения. Вместо «древа эволюции», с могучим физико-химическим стволом и обширной биосоциальной кроной, мы получили любопытный «эволюционный кустарник». Возможности подробного его анализа — дело далекого будущего, и он допустим как гипотеза очень дальнего прицела независимо от того, будем ли мы предполагать, что самые нижние ветви способны генерировать что-то типа жизни и разума, не выходя на привычный нам биологический уровень (с нормальными атомно-молекулярными структурами).

Не так уж трудно предвидеть, что земная наука, как следует разогнавшись в исследованиях молекулярного конструирования, когда-нибудь прорвется к иным биологиям и даже осуществит полимеризацию, а быть может, и более сложный синтез в иных химиях. Можно даже указать один из важнейших практических стимулов для такой деятельности — необходимость перекодировки земной биологии на уровень более компактных (или удобных в ином смысле) молекулярных структур. Очень вероятно, что в свое время нам потребуется не только трансформировать себя в новый вид, но и переделать всю биохимическую основу жизни. Не исключено, что впоследствии нас перестанут устраивать атомно-молекулярные параметры, естественные в условиях Земли, и будут сформированы особые условия (внешние поля, состав элементарных частиц) для перекодировки жизни в структуры иной химии.

Но пока практически невозможно представить цивилизацию (скажем, IV типа, пользуясь схемой Кардашова), умеющую творить искусственный планковский синтез и строить какие-то обширные участки Вселенной (или фактически иные вселенные), где действуют правила иной физики. С современной точки зрения это выглядело бы как игра с фундаментальными законами природы (искусственная регулировка эволюционных часов на всех уровнях), и фактический масштаб воображаемой космологически активной цивилизации был бы еще очень долго недоступен нашим экспериментальным средствам[189].

Похвала ереси

Теперь попытаемся разобраться с удивлением, которое вполне могло возникнуть по несколько формальным, но вполне уважительным причинам. В самом деле, что же получается — опираясь на научные данные, выдвигается прогноз о некоем более высоком уровне мышления, превосходящем научный. Да может ли быть на этом свете что-либо более точное и разумное, чем наука?

Сразу же стоит сказать, что никакого парадокса в ситуации нет, более того, она довольно проста. Чтобы проследить это, обратимся к конкретной оценке роли науки.

С детства многие из нас, обладая, по сути, еще несколько магическим видением мира, впитывают истину, согласно которой наука представляет собой что-то вроде универсального ключа ко всем тайнам природы. Красивый образ отливается в хрустальную мечту об идеальном устройстве мира, где все бы решалось на основании безукоризненных научных построений. Но реальная жизнь, в общем-то, далека от этой мечты, и вряд ли что-нибудь слишком сильно убеждает в близком ее осуществлении. Мы отчетливо видим, что, вооружаясь наукой, люди постигают действительно прекрасные вещи и нередко приносят огромную пользу всему человечеству, но и уровень ошибок и опасностей неизмеримо увеличивается — порой до планетарных масштабов — и принимает даже конкретную форму угрозы всему нашему существованию. Наука, например, криком кричит о страшных последствиях отравления окружающей среды или о «конце света» в результате ядерной войны, но это не мешает ей успешно искать новые и все более изящные пути расширения вредного производства и улучшения эффективности оружия. Иными словами, она вовсе не всегда следует своим собственным рецептам, вернее, люди не слишком рьяно стремятся привести свою жизнь в строгое соответствие с выводами науки. В чем тут дело?

Жизнь — в немалой степени цепочка решений. Отдельные люди и огромные социальные структуры вынуждены постоянно принимать те или иные решения, оценивая их полезные и вредные последствия. Но во всякой мало-мальски серьезной ситуации в игре участвует множество факторов, и учесть действие каждого из них очень нелегко. Еще труднее понять, как эти факторы будут действовать в сочетании. В идеале все выглядит довольно просто — каждый фактор следует изучить отдельно, потом, сочетая их по два, по три и т. д., постепенно построить строгую научную модель их совместного действия. На практике удивительно редко удается провести в жизнь нечто, напоминающее эту программу. В идеале человек или социальный организм могут представляться бесконечно долго живущими системами с бесконечными энергетическими и технологическими ресурсами — для таких систем вроде бы и вправду нет ничего недостижимого и непостижимого. Им ничего не стоит затратить любое время и любые мощности на исследование каждой детали ситуации, и полученные такой ценой выводы вроде бы кажутся безусловно верными и полезными.

К сожалению, это имеет крайне слабую связь с реальностью. Люди и социальные организмы принимают решения в условиях резко ограниченного времени и ресурсов. На изучение каждого фактора, если их очень много, приходится всего ничего. Поэтому необходимо заранее отбирать среди факторов те, которые оцениваются (правильно или ошибочно) как действительно важнейшие, да и их последующий анализ должен проводиться весьма быстро и ограниченно глубоко. Чем сложней система, относительно которой приходится принимать решение, тем ограниченней научная модель — основа для принятия решений. А кроме всего, даже ее выводы не всегда оказываются применимы с точки зрения ресурсов и времени. Проблемы такого рода особенно хорошо известны тем, кто в какой-то степени знаком с положением дел в педагогике, медицине, экономике, научно-техническом планировании и десятках подобных областей. Иными словами, они особенно рельефны в ситуации, где ставится задача перевести сложный организм (человека, социальную структуру, технологический комплекс) в более сложное и в некотором смысле лучшее состояние, планируя более или менее обозримое будущее этого организма.

О принятии решений недаром говорят как об искусстве. Искусство в том и состоит, чтобы ориентироваться в сложной ситуации, основываясь на неполной информации, и притом проделать наибольший путь к цели. Ориентация в свою очередь означает разумное привлечение точных и приближенных данных относительно всех факторов.

Планируя, например, космический полет, мы при всем желании не можем составить абсолютно точной инструкции по поводу обстановки в космическом пространстве, поведения космонавта и корабля. Даже траектория корабля вычисляется приближенно и требует периодических коррекций[190]. Попытка же предусмотреть и экспериментально отработать все возможные происшествия попросту ликвидирует проект на корню, никто не захочет вкладывать в дело с бесконечной перспективой силы и средства. Всякий проект предполагает конечность научных изысканий и испытательного периода. Когда-то подводится черта, и корабль стартует, невзирая на оставшиеся сомнения. По-настоящему есть лишь одна возможность смоделировать полет — осуществить его, а вообще же — множество полетов. То же самое следует отнести и к иным проектам, да, пожалуй, и к будущему в целом.

Ситуации такого рода известны и понятны каждому[191] и сами по себе не требовали бы столь долгой подачи, но проблема несколько меняется при выходе в иной масштаб.

Пока мы имеем дело с ограниченными проектами, не слишком влияющими (по нашей правильной или ошибочной предварительной оценке) на судьбу крупных социальных организмов, можно сетовать на вечную нехватку времени и средств и верить, что, если бы общество благосклонней отнеслось к вашему двигателю или электронному блоку, его научная разработка была бы глубже, испытания длительней и т. д. Но, в общем, понятно, что лучшим может оказаться иной вариант, другие ученые и конструкторы будут удачливей, в целом же общество выиграет.

Иная ситуация связана с глобальными проектами. Реализация или категорический запрет проекта, влияющего на судьбу всего человечества необратимым образом, дело особое.

Не думаю, что гениальному изобретателю первого колеса мерещились все последствия распространения своего детища, и он мог, например, вообразить, что некогда под транспортными колесами будет гибнуть больше людей, чем в войнах. Более того, в период Среднего царства Древнего Египта само понятие глобального технического проекта выходило за рамки системы мировоззрения. Оно стало формироваться в период становления цивилизаций класса В, интенсивно развивающих технику. Когда в начале 19-го века по английским рельсам побежал первый паровоз, трудно было предвидеть будущую сеть дорог и темп транспортного отравления атмосферы. Разобщенность государств толкала к быстрейшей и максимальной выгоде в рамках данного региона и не слишком стимулировала размышления о планете в целом.

Появление ядерных реакторов и соответствующих бомб, возможно, впервые поставило человечество перед лицом качественно новой ситуации. Ядерные средства оказались, пожалуй, своеобразной красной чертой. Страшные своей массовостью системы вооружения, включая отравляющие газы, потрясали еще в период первой мировой войны. Но после взрывов в Хиросиме и Нагасаки стало ясно, что техносфера выходит из-под контроля[192]. И это была уже не спонтанно и неспешно расползающаяся техносфера времен первых паровых котлов и ткацких фабрик, а нечто вроде бы научно планируемое с неплохо рассчитываемыми последствиями и притом лавинообразное.

Порог ядерной энергетики наша цивилизация перешагнула, как говорится, несколько бессознательно, но вот замаячили новые пороги, и перешагивать ли их — до поры до времени вопрос выбора. Мы не можем, например, научно предвычислить все последствия такой операции, как пересадка мозга. Фактически надо провести десятки или сотни этих операций, чтобы разобраться в результатах. Но, с другой стороны, мы понимаем, что главным результатом может стать резкое переопределение человеческой личности. В отличие от всех других пересадок, когда тело донора — простой резервуар запасных частей, здесь мы сталкиваемся с чем-то новым. Соединение мозга с чужой вегетативной нервной системой — это личность, несводимая ни к донору, ни тем более к реципиенту. Вообще, что собственно подвергается пересадке — мозг или остальное тело? Итак, технически обозримая хирургическая операция ведет к искусственному творению новых личностей — в какой степени это правомерно?[193]

Как вообще оценить проекты, осуществление которых сулит и пользу и несчастья в масштабах всей цивилизации, если сама постановка эксперимента (то есть полноценный научный подход!) означает решающий шаг, фактически осуществление проекта?

Уровень мышления, допускающий реализацию проектов, оказывающих сильное и необратимое влияние на нашу биосоциальную эволюцию, и определяется как автоэволюционный. Цивилизации, для которых он является доминирующим, мы назвали цивилизациями класса С. Ясно, что этот уровень не сводится к научному — в классическом понимании науки как определенной системы взаимоотношений с окружающим миром.

Собственно наука играла роль высшего контролера в программе приспособления окружающей среды к тому, что более или менее туманно определялось как нормальные условия нашего существования. Считается (а до недавних пор, безусловно, считалось!), что разумные существа выделены среди всех других именно умением не только приспосабливаться к имеющимся внешним условиям, но и активным преобразованием этих условий, — интенсивным отношением к природе. Теперь же речь идет и об интенсивном отношении к себе как к элементу природы.

Вместо очевидной, казалось бы, цели безусловного сохранения своих видовых норм в биологическом и социальном плане формируется цель их преобразования, постепенного усложнения биосоциальных систем. Отделываясь от иллюзий абсолютности современного Homo sapiens и, скажем, цивилизацией класса В, мы уходим и от абсолютизации соответствующего мировоззрения. Мы просто допускаем, что, преобразовав, например, свой вид в нечто более сложное, придется неизбежно столкнуться с системой познания, которое значительно обширней и глубже современной науки. В рамках современной науки можно предсказать многие черты вида с резко усиленными функциями мозга и даже цивилизации, этому виду соответствующей, но нельзя смоделировать указанную систему познания в целом.

Здесь мы сталкиваемся с общим положением, согласно которому более простая система никогда не может вести целостное моделирование более сложной системы. Допустимо и даже необходимо моделирование каких-то подсистем, но лишь этим ограничена роль науки более простой системы. Данный момент мы как раз и учитывали, обсуждая в начале главы проблемы прогноза.

Уже сейчас кибернетические исследования вышли на рубеж, великолепно предугаданный одним из крупнейших математиков 20-го века Джоном фон Нейманом. Речь идет о моделировании объектов, создать которые проще, чем описать. Для достаточно сложных автоматов программа их функционирования должна реализовываться автоматом, по крайней мере, не меньшей сложности. Видимо, положение такого рода имеет место для живых систем.

Весьма вероятно, что в отношениях науки с реальностью всегда проступало нечто подобное, и лишь в очень простых случаях научно разработанный проект хорошо соответствовал реализации. Например, двигатель вел себя на 90 или 95 % в соответствии с конструкторской разработкой, или поведение элементарной частицы с 5-процентной погрешностью втискивалось в модели реакций данного типа.

При переходе к анализу очень сложных систем их предварительное проектирование или описание функционирования оказывается гораздо менее детальным, а поведение, соответственно, менее определенным — как бы непредсказуемым. Мы вынуждены принимать решение о ее создании, имея, скажем, не более 50 % уверенности в том, что она окажется полезной относительно целей текущего момента. Принятие таких решений, видимо, характерно для мероприятий вроде реконструкции своего биологического вида, преобразования социальной структуры или расщепления цивилизации в процессе освоения межзвездного пространства, и оно не укладывается в рамки собственно научного стиля мышления в традиционном понимании. Оно требует какой-то целевой (телеологической) установки, побуждающей к активным действиям и стоящей вне сферы узко трактуемого логического вывода, вне сферы сиюминутной выгоды. Автоэволюционное мышление может отыскать такую цель на пути оптимального усложнения биосоциальных и культурных структур в попытках развить дальнее футуровидение и вырваться за рамки, очерченные «естественной» эволюцией[194]. Проблема Контакта в плане поиска иных цивилизаций и особенно собственноручного творения новых должна послужить превосходным маяком в этом движении.

На пути к космическому клубу

Проведенные обсуждения содержат довольно любопытный вывод — проблема Контакта в значительной мере решается внутри нашей цивилизации. Думаю, этот вывод скорее приятен, чем наоборот, поскольку приятно сознавать, что какие-то важные шаги зависят от нас и поиск Контроля не сводится к скучному ожиданию милостивого кивка неведомой ВЦ.

Попробуем подытожить основные идеи построенной здесь схемы и извлечь из нее некоторые прогнозы.

1. Современная картина Вселенной должна строиться, исходя из более общей теории искусственных систем, включающих в себя системы естественные в качестве очень обширного, но частного подмножества[195].

Эта программа лишь внешне кажется обескураживающе претенциозной. На самом деле речь идет — на первом этапе — о такой перестройке моделей небесной механики и астрофизики, которая позволила бы с должной долей уверенности вести астрономическое выделение искусственных технических систем земного типа. Создав удовлетворительную общую модель космических явлений относительно своей цивилизации, мы можем пытаться моделировать Вселенную относительно иных социокультурных систем отсчета. Главное, что уже первый этап окажет существенное влияние на всю идеологию наблюдений. Картина разумной Вселенной, которую таким образом мы начинаем создавать, нечто принципиально отличное от ньютон-лапласовской Вселенной-машины, и даже от современной цепочки взаимосвязанных реакторов разного масштаба. На очереди — образы реакторов конструируемых и управляемых. Космологический сценарий далеко не завершен, и следующие его серии, касающиеся развития технологической и биосоциальной структуры Вселенной, окажутся захватывающе интересными.

2. Пассивный сигнальный Контакт — прием космических сигналов искусственного происхождения — в первую очередь связан с успехом предыдущей программы. Вряд ли мы можем рассчитывать на обнаружение того, что не допускается и корректно определяется существующей моделью Вселенной.

Исходная вероятность обнаружения ВЦ крайне мала, но, поскольку речь идет о поиске цивилизаций очень близкого к нам уровня, такой результат заведомо не выглядит чем-то слишком удивительным. По мере расширения своих представлений об искусственных системах, которые ВЦ могут создавать специально для Контакта или с иными целями, мы будем расширять модель Вселенной и спектр наблюдений, фактически учитывая цивилизации все более сложного типа. Реально такой процесс все время будет улучшать шансы на успех.

Надо иметь в виду, что уже проводившиеся и планируемые программы пассивного Контакта не содержат в себе заметного риска в плане «бесполезных затрат». По сути это те же астрофизические наблюдательные операции, но пропущенные сквозь более мощный фильтр моделей разумной Вселенной, то есть предполагающие более широкое видение мира. Информация, полученная в таких программах, имеет безусловную ценность — в конце концов, уточнение движений и спектральных характеристик космических тел необходимо и с более обычной точки зрения. С другой стороны, исследование технологических и биосоциальных спектров в любом случае должно занять свое место в астрономических наблюдениях — следует учитывать дальние перспективы космической активности землян, которая в результате ряда расщеплений цивилизации в масштабе хотя бы одной Солнечной системы неизбежно потребует выхода в этот спектральный диапазон.

Важно подчеркнуть, что готовность принять сигнал ВЦ и тем более расшифровать специальную содержательную передачу соответствует определенному уровню автоэволюционного мышления. Образовательный потенциал передачи может сильнейшим образом воздействовать на ход нашей эволюции, в определенном смысле перепрограммировать ее, включая в игру внеземные «социокультурные гены». Более того, в случае Контакта с заметно продвинутым партнером есть риск получить доминантные гены, которые уведут нас скорее по пути старшего брата, чем по собственному, то есть соответствующему условиям изоляции.

Этот аспект Контакта хорошо показывает, что даже пассивное получение информации носит характер сложнейшего сотрудничества и никак не напоминает сладостное поглощение манны небесной. Активная ВЦ вольно или невольно может продемонстрировать нам такие технологические и биосоциальные решения, которые превосходно работают в условиях ее жизни и вполне приемлемы на ее уровне развития контрольно-корректирующих систем, но совершенно непригодны на Земле и даже губительны. Надо научиться преодолевать соблазны быстрого создания прижизненного рая, ясно понимая, что никакой сверхрывок по шкале энергии или компьютерной технологии сам по себе не обеспечивает улучшения дел, если не вписывается в развитие системы в целом, и может даже вести к катастрофическому нарушению устойчивости. Не всякая идея — руководство к непосредственному действию, какой бы великолепной она ни казалась. Самую высокоразвитую цивилизацию не стоит путать с библейским Богом, спускающим нам Сверхновый Завет, следуя которому мы кратчайшим путем придем к счастью…

Рассчитывать на то, что программа передач высокоразвитой ВЦ будет строго соответствовать нашему детскому уровню и ничему «плохому» учить нас они не станут, вряд ли целесообразно. Конечно, вероятность поймать и расшифровать что-то вроде космической «АБВГДейки» заведомо выше вероятности подслушать канал обмена специальной информацией между данными партнерами. Но даже специально адаптированные программы могут содержать данные, которые заметно выходят за рамки нашей социокультурной системы и требуют колоссальной переработки в плане их применения. Грань между детством и зрелостью слишком размыта, чтобы уверенно экстраполировать ее на космические масштабы, где в игру вступают длинные эволюционные цепочки. Как ни грустно это сознавать, даже самый тренированный взрослый шимпанзе не превосходит своим мировосприятием двух-трехлетнего человеческого детеныша, и, скорее всего, наши общие предки — гоминиды не отличались и таким развитием. Вряд ли уместно тешить себя иллюзиями, что современному Homo sapiens доступна большая часть блуждающих по Вселенной информационных потоков. И со временем неистребимое любопытство толкнет нас не только на расширение модели Вселенной, но и на собственное преобразование. Разумная Вселенная заговорит с тем витком эволюции земного разума, который будет способен ее услышать.

3. Активный сигнальный Контакт, предполагающий создание специальных генераторов для посылки сигналов к другим звездам, — операция иного уровня. Здесь впервые в истории человечества часть энергии будет сознательно и регулярно направляться в космическое пространство без, казалось бы, особых шансов на отдачу. Включая долгосрочный лазерный маяк, мы фактически вступаем в эпоху сверхдальнего планирования, делаем вклад в далекое будущее нашей цивилизации. По сути, это вклад в жизнь преемников, возможно, даже отличного от нас вида.

Реализация такого проекта требует довольно высокого уровня автоэволюционного мышления. Осознав себя потенциальным членом Космического Клуба и направляя систематические (пусть очень наивные) просьбы о приеме, мы необратимо меняем отношение к глобальным проблемам своей планеты, очень многое предопределяем в смысле своего дальнейшего поведения.

Разумеется, программы пассивного и активного сигнального Контакта не изолированы друг от друга. Первая неизбежно перерастает во вторую фактически же их развитие взаимосвязано. Это проще всего увидеть, рассматривая эволюцию сигнальных систем биологических и социальных организмов. Только программа активного Контакта позволяет реально моделировать спектры, которые мы надеемся получить в пассивной программе, ведь собственное молчание не способствует развитию слуха.

4. Транспортный Контакт открывает еще более высокий уровень. Разумеется, он предполагает немалую предварительную работу, отмеченную в предыдущих пунктах.

Для выхода в межзвездные рейсы необходимы весьма детализированные модели разумной Вселенной — в ситуации транспортного Контакта может потребоваться крайне оперативное решение задач на выделение сигналов искусственного происхождения.

Усилия, которые затратят земляне на создание кораблей межпланетного и галактического флота, еще выше, чем в случае маяков, причем затраты представляют собой чисто стратегический вклад.

Но есть и еще одна важнейшая особенность дальнего транспортного Контакта — он неизбежно приводит к генерации цивилизаций. Приняв проект тысячелетнего путешествия к дальним уголкам Солнечной системы, мы, прежде всего, решаем задачу расщепления своей цивилизации. Экипаж, запущенный туда, следует рассматривать как особый социальный организм, уходящий на особую ветвь эволюции. В самом факте запуска отразится уже весьма развитая автоэволюционная деятельность человечества. Постоянная связь с кораблями, уходящими в многовековые рейсы, стала бы прекрасным полигоном для отработки моделей межзвездного сигнального Контакта.

Фактически же транспортный Контакт рано или поздно перерастает в операции по насыщению обширных участков Вселенной разумными существами, которым доступно космогоническое творчество. С точки зрения грядущей экологии в космических масштабах, очень важно учитывать эту перспективу с самого начала.

Глубокая взаимосвязь всех форм Контакта достаточно очевидна. В сущности, ясно, что отправка корабля к далекой планетной системе с иной средой обитания — во многом эквивалентна созданию маяка поблизости от партнера. Быть может, и в этом случае единственным средством общения останется обмен электромагнитными сигналами, но в условиях гораздо более детального анализа взаимных спектров. Все-таки здесь весьма вероятен обмен образцами биосферы и техносферы, что и делает особо привлекательным транспортный вариант. Традиции нашего мышления очень уж сильно толкают на путь пространственного сближения цивилизаций — иногда кажется, что лишь это и есть «Контакт по-настоящему».

Стоит, однако, обратить внимание на противоположный путь, когда функции транспортного и сигнального методов тоже сливаются, но с доминированием последнего. Речь идет о методе, который можно было бы назвать «переселением душ». Один из партнеров создает, скажем, достаточно автономное кибернетическое устройство, которое кодируется программой, переданной другим партнером с помощью сигнала. Программа может нести даже неполную личность (не обязательно индивида, а скорее целой биосоциальной структуры), но своеобразный генотип, который будет развиваться в инопланетном приемнике-компьютере. Последний мог бы обладать молекулярным уровнем записи информации и вообще не слишком отличаться от биологического организма. Обучаясь ориентироваться в иной социокультурной системе, такой симбиотический дипломат открыл бы совершенно новые пути синтеза цивилизаций.

5. Обширная работа по созданию стационарных станций-маяков, а особенно дальних транспортных средств и космических поселений приведет к особой форме технологического развития. По сути, такая деятельность определяет космогоническую программу — массовое производство искусственных космических тел, несущих высокоразвитые формы жизни.

Важнейшую роль должны сыграть масштаб астроинженерной космогонии размеры сооружений, плотность насыщающей их микроавтоматики, временные интервалы строительства и бюджетные возможности.

Два обстоятельства кажутся в этом смысле особенно интересными.

Во-первых, космогонические объекты третьего поколения должны существенно отличаться от чего-то типа астероидов наличием разветвленной системы контроля и управления. Внутренняя регуляция огромного космического корабля или стационарного космического города будет осуществляться многоуровневыми автоматическими сетями, связанными с одним или несколькими взаимосогласованными центрами, играющими роль «мозга». Фактически такой объект можно считать живым организмом, в который экипаж входит как подсистема — именно так и будет оцениваться его поведение относительно внешнего мира. В этом нет ничего слишком удивительного — сотворяя объект, в который сразу должны вписаться формы жизни типа человеческих социальных организмов, мы как бы повторяем подвиг Яхве, сумевшего втиснуть в одну неделю итог миллиардолетней эволюции. Платой за спешку и является создание «живой и разумной планеты»[196].

И второе. Необычный характер конструкций должен быть усилен вложенными в них эволюционными возможностями, причем отнюдь не жестко запрограммированными. Космические города смогут не только увеличиваться в размерах, но и размножаться по мере необходимости. Тысячелетние полеты к окраинам Солнечной системы и к звездам тоже вряд ли будут проходить в раз и навсегда построенном корабле.

Таким образом, проектирование крупных технических объектов выйдет в фазу проектирования своеобразных биокибернетических организмов.

Мы научимся гораздо лучше играть в будущее, точнее, игра выйдет в фазу настоящего футуровидения. Любой сколь-нибудь серьезный технический проект потребует включения футурологического раздела, не менее необходимого, чем традиционное изложение истории темы, свойственное современным «Введениям». Уже сейчас крупные проекты сопровождаются оценками экологической пригодности, экономических эффектов, влияния на смежные области и т. п. Важно, чтобы эта деятельность обобщалась на широкие интервалы времени и касалась даже внешне узких научно-технических разработок. Планируемый микроэлемент может оказать большее влияние на судьбу цивилизации, чем гигантская орбитальная станция. Ученым и инженерам придется как следует поработать в том жанре, который сейчас называют научной фантастикой, развить большую активность в далеком прогнозировании и умение синтетически воспринимать широкие области человеческой культуры. Такая эволюция может казаться «хорошей или плохой», но, скорее всего, она неизбежна в условиях жесткой конкуренции идей, каждую из которых при всем желании не удастся воплотить в жизнь раньше других. Как ни странно, именно конкуренция футурологических картин — пусть и нестрого научных в современном понимании — даст хороший критерий отбора. Во всяком случае, кажется более привлекательным явное присутствие в этом критерии каких-то общечеловеческих эстетических моментов, чем неявное использование всякого рода личностно-корруптивных пружин, которые пока играют слишком большую роль в технической и иной политике и наносят огромный вред, выдавая решения в интересах узкого круга власть имущих за единственно верные и научно обоснованные.

6. Глобальная автоэволюционная программа — возможно, главная черта следующего уровня земной цивилизации, которая сознательно станет на путь убыстренного развития, трансформируя свои несущие технологические и биосоциальные структуры.

Движущая сила усложнения заключена, разумеется, не только в естественном любопытстве («а что я там увижу с более высокой колокольни?»), скорее — это необходимость. Многие психофизиологические особенности современного человека и социальные программы запечатывают в себе тысячелетия эволюции в совершенно иных условиях, где межвидовая и внутривидовая борьба выступали в роли прогрессивных факторов. В условиях слабо развитой техносферы. характерных для цивилизаций А, избыточный продукт породил ожесточенную борьбу за место в социальной иерархии. Переход ряда цивилизаций в класс В позволил в немалой степени изменить положение активность в преобразовании техносферы привела к резкому росту потребления и даже к определенному изобилию жизненных благ[197]. Однако это далеко не решает всех проблем, поскольку стремление к неограниченному потреблению при минимальных личных усилиях (модель «первобытного рая») развилось в сильную взрывную тенденцию и с помощью могучей техники превратило древнейший прогрессивный фактор эволюции в опасный социально-экологический барьер. Попросту говоря, человек, рвущийся к беспредельному материальному благосостоянию, пренебрегая духовным самосовершенствованием, уходит в тупиковую эволюционную линию с любого этажа социальной иерархии. Хуже, однако, то, что уход нередко происходит толпами, здорово толкая в тот же тупик всю свою социальную структуру.

К сожалению, ценностную установку такого рода, имеющую очень древние корни, вряд ли удастся изменить своим ходом — у нас просто нет тысячи или даже десяти веков, чтобы предоставить их природе для неспешного решения. Внутривидовая и межвидовая борьба социальных организмов должна быть трансформирована в активность по созданию новых более оптимальных формаций с разумным уровнем потребления и заметно улучшенными индивидуальными и коллективными творческими данными.

Возможно, мы достигли того рубежа, на котором, несмотря на груз дорогих воспоминаний, придется открыто признать, что современный индивид не соответствует уровню сложности цивилизации и должен быть подвергнут необходимым преобразованиям. Запутанный клубок возникающих здесь моральных и технических проблем таит огромные опасности. Одна из очевидных и довольно давно выявленных — функциональная селекция, то есть попытка выведения особых «пород» с усилением одних функций организма при подавлении других, получение чего-то вроде генетически закрепленной жесткой структуры общества, нижние этажи которого как бы заселяются биороботами. Такого рода подход ошибочен не только из общегуманных соображений, но и по вполне конкретным причинам — гибкая социальная иерархия значительно эффективней в эволюционном отношении, способна к более интенсивному производству новых технических и культурных структур. Она представляет собой прогрессивный вид социальных организмов относительно любого кастового общества и тем более общества с биологическим закреплением каст. Однако в борьбе с вульгарным переносом идей зооселекции на социальный уровень важно «не выплеснуть ребенка вместе с водою», важно не закрыть себе дорогу к видовому усложнению человека в плане усиления его интеллектуальных данных, улучшения общей регуляции организма.

Мы пока слабо представляем уровень изменений, необходимых для удовлетворительного решения этой проблемы в планетарном масштабе. Многого, бесспорно, можно добиться изменением социокультурных программ, иной ориентацией обучения, особенно менее жесткой его специализацией. Земля захлебывается от обилия языков, и беда не только в том, что, скажем, японец и француз плохо понимают друг друга. В преодолении этого барьера сделано немало, скорее всего, он вообще будет пройден в рамках единого языка (типа эсперанто) и системы компактных электронных переводчиков. Хуже то, что художник плохо понимает физика, физик — политика, а все они вместе специалиста по археологии. Специализированные сленги разделяют людей подчас сильней, чем национальные границы, резко снижают взаимопонимание целей. Развивается слишком много систем отсчета с заметно разным видением мира (сквозь линзу своей специальности, сквозь структуру доступного языка), и нарастают трудности в согласовании усилий. Это ставит перед системой обучения задачу великого синтеза сленгов, создания образных структур той емкости, которая соответствовала бы реальному объему культуры, а попросту говоря, облегчала бы доступ к глубокому и разностороннему образованию. Явный крен в смысле облегчения доступа к благам материальным должен несколько выровняться, способствуя преодолению сверхпотребительских тенденций.

Следующий уровень — частичный симбиоз с ЭВМ. Имеется в виду возможность достаточно свободного включения в систему мощных компьютеров, способных давать любую необходимую информацию и активно помогать в решении сложных задач. Это откроет реальные пути значительного усиления индивидуального разума, но потребует разработки предельно простой схемы общения с машиной, фактически обучения ЭВМ содержательным языкам, если угодно — распространения великого языкового синтеза на техносферу.

Параллельно с этим можно предположить интересную эволюцию самого электронного мозга — выход его на уровень решения творческих задач. Машина — назовем ее условно эвромат — окажется в состоянии работать с полем аналогий, быстро подбирая наилучшие исходные модели для описания того или иного круга явлений, и проигрывать эволюцию этих моделей до необходимого уровня точности. Это откроет дорогу к своеобразной механизации умственного труда, хотя принятие окончательных решений может долгое время оставаться за человеком.

К сожалению (или к счастью — трудно сказать!), такое положение не будет длиться слишком долго. Уже сейчас надежды на вечный приоритет человека над машиной — устаревшая иллюзия, простое проявление антропоцентризма. Стремясь усилить свой мозг, мы рано или поздно сделаем кибернетические устройства неотъемлемой его частью, а впоследствии эта часть вполне сможет претендовать на автономию и даже на решающий голос в оценке большинства ситуаций. Интенсивно развивающийся вид, даже если он стартует от нелепых ламповых компьютеров 40-х годов, но в определенный момент обретает автономность в метаболизме и репродукции и способность решать задачи, недоступные человеку, рано или поздно опередит последнего. Машина типа многоцелевого эвромата не должна рассматриваться наравне с рычагом или домашним животным. Введенные в нее правила безусловного повиновения человеку (в духе азимовских законов робототехники) могут обеспечить какой-то период «машинного рабства», но для достаточно сложных кибернетических устройств подобная операция станет эквивалентна психогенному выведению расы рабов…

Конкуренция с высшими ветвями машинного вида заставит нас всерьез заняться собственной перестройкой, прибегая к услугам генной инженерии, хотя нетрудно отыскать и иные побудительные к тому мотивы. Homo sapiens всего на 1–2 % отличается по генетическому составу от ближайших видов шимпанзе и гориллы. Надо полагать, что отличия от ныне вымерших параллельных ветвей рода Homo были еще меньше. Между тем, последствия одного процента колоссальны. Научившись конструировать ДНК, обеспечивающие усложнение мозга, мы имеем шанс оторваться от своей ветви еще хотя бы на 1 %, и кто предскажет Вселенную, которая откроется перед нами!

Хотелось бы ограничиться этим восклицанием, однако точность требует подчеркнуть, что это будем уже не мы…[198]

Кроме всего, вполне разумно учесть возможные варианты синтеза в эволюции кибернетической и биологической. Например, наиболее эффективный вид может возникнуть как раз благодаря объединению двух линий. Не исключено и даже довольно правдоподобно, что в процессе автоэволюции будут создаваться несколько различные виды, оптимальные для определенного диапазона условий жизни (скажем, для геоподобных планет и для огромных кораблей, несущих блуждающие цивилизации). И тогда Земля может стать колыбелью многих космических форм разума. Вероятно, на этом пути проявятся и следующие витки развития, связанные, например, с попытками перезаписать жизнь на более удобные молекулярные структуры, отличные от известных белково-нуклеиновых комплексов. В какой-то мере развитие кибернетических систем можно рассматривать в плане перезаписи жизни и разума на более устойчивые и быстродействующие элементы. Выход кибернетики на молекулярный уровень откроет путь к широкой перестройке биохимической основы цивилизаций, а в определенных условиях и всего химического фундамента. Все дело в том, насколько свободно можно обращаться с атомно-молекулярными комплексами, сколь далеко зайти в конструировании все более компактных и емких хранилищ информации[199].

Своеобразная технологическая экспансия в микромир должна колоссально расширить горизонты познавательной активности, даже без учета чисто фантастических пока перспектив создания искусственных элементарных частиц или управляемого планковского синтеза. Она способна сыграть решающую роль в преодолении ряда высоких экологических барьеров, периодически замещая стратегию потребления новых объемов пространства и вещества стратегий лучшей организации наличных объемов, точнее, синтезируя обе эти стратегии регуляцией эволюционных часов на всех доступных уровнях.

7. При рассмотрении автоэволюционного уровня цивилизации возникает интересная проблема зарождения особых функций биосоциальных организмов, несводимых к тому, что мы сейчас считаем разумом. При всей своей кажущейся фантастичности анализ этого момента очень важен и отчасти доступен — речь идет о попытках нащупать тот барьер понимания, который отделяет нас от цивилизаций, достаточно далеко ушедших по пути самоперестройки, и эти попытки фактически неизбежны в общей теории Контакта.

Вероятно, значительное усиление функций мозга (за счет компьютерных систем и биологической реконструкции) приведет к массовой перезаписи внешне фиксируемой информации на более емкую внутреннюю память. Но, помимо увеличения объема памяти, должна резко возрасти и активность нового мозга в генерации культурных структур. Человек сможет теоретически разыгрывать ситуации колоссальной сложности.

Экспансия мозга в окружающую среду в какой-то степени сменится обратным процессом. Это приведет к определенной перестройке техносферы большинство ее элементов потеряет информационные функции, точнее, лишится избыточной и функционально несвойственной информационной нагрузки[200]. Смена будет во многом обусловлена более экономичным характером хранения и переработки информации на молекулярном уровне. В энергетическом отношении каждый бит такой информации гораздо дешевле той, которая запечатывается в технические конструкции, специально для того не предназначенные, а, кроме того, более высокая плотность информации обеспечит более интенсивный ее синтез.

Огромное преимущество подобной системы может сказаться в широком использовании чего-то вроде языковых генов — своеобразных метафор, быстро развивающихся в сложные образные структуры. Отсюда должен стартовать и процесс создания крайне емкого языка, где обширное и детальное описание объектов заместится краткой программой их конструирования, которая молниеносно будет проигрываться мозгом в разных вариантах[201].

Иная направленность информационной активности и иной характер языкового общения и составят основу для появления биосоциальных организмов более высокой организации, чью деятельность нельзя будет описать в пределах известного нам разума. Новый вид Homo supersapiens (или как он решит себя именовать…) может иметь цели и интересы, недоступные нашему пониманию, — и это не более обидно, чем тот уже привычный для 20 века факт, что родители не всегда понимают своих детей. И именно этот вид представляет собой реалистический предел наших прогнозов в жизни земной цивилизации и поведении возможных партнеров по Контакту.

8. Переходя к прогностическому барьеру собственного развития, можно экстраполировать к нему и какие-то общие черты поведения продвинутых космических партнеров.

Одно из довольно очевидных последствий свертывания внешней информационной экспансии сводится к изменению роли техносферы, лишению ее той магико-символической функции, которую она играет в современном научном мышлении. Та ее часть, которая предназначена для хранения и переработки информации, как бы ассимилируется разумом, а энерготехнологические комплексы займут свое место — систем жизнеобеспечения. Соответственно не они уже будут выступать как общая норма видения Вселенной — в игру вступят сложные биосоциальные и кибернетические образы вроде управляемой космогонии и т. п.

Но значительные усилия, затраченные на реконструкцию внутреннего мира мыслящих существ, могут привести и к своеобразной смене общих программ поведения. При достаточно обильных источниках пищи и материалов цивилизация может довольно надолго как бы замкнуться в себе, не слишком заботясь об освоении крупных космических объемов. Основной вид, носитель этой цивилизации, может постоянно совершенствоваться, переосмысливая на новых уровнях информацию о Вселенной, добытую в основном астрономическим путем. И совершенно естественная для нас идеология колонизации дальних миров, добычи жизненного пространства для будущего человечества может казаться им не слишком привлекательной. Не исключено, что ослабление или даже почти полное стирание такой идеологии крайне положительно скажется на преодолении внутренних конфликтов. Высокая индивидуальная и социальная духовность не дает полной гарантии, но, бесспорно, значительно сокращает вероятность взрывов, ибо допускает оптимизацию потребностей.

Среди ВЦ может находиться немалое число цивилизаций в такой интровертивной («направленной на себя») фазе, и их усилия в смысле активного поиска партнеров могут быть крайне скромны. Они будут находить ничуть не меньшее удовольствие в расширении своего кругозора с помощью самоусложнения, чем мы в познании, основанном на захвате все новых космических рубежей. И можно думать, их экологический баланс окажется завидным во многих отношениях.

Но со временем их экологическая ситуация может измениться и истощение источников потребует выхода в экстравертивную («направленную вовне») фазу. Последует более или менее обширная экспансия — в масштабах небольшой звездной системы или Галактики.

Мне кажется, что реальное развитие цивилизаций хотя бы очень усредненно можно представить колебательной сменой таких интровертивных и экстравертивных режимов. Эта картина неплохо подтверждается историческим материалом[202], но, разумеется, в космических масштабах ситуация должна приобрести качественно новые черты.

9. Что служит минимальным вступительным взносом в Космический Клуб? Может показаться, что взнос с очевидностью сводится к созданию технических систем, способных зарегистрировать сигнал внеземной цивилизации. Это, бесспорно, важно, но узнать о Клубе — еще не значит вступить в него. Подтверждение полученного сигнала — тоже важнейший момент, но понятно, что Контакт включает в себя и много иных операций.

Вступительный взнос в данном случае — процесс, процесс осознания себя космически значимым фактором. Осознавая себя в этой роли, мы заведомо повышаем шансы на Контакт.

Надо ясно представлять, что речь идет об очень длительном процессе, и до вступления в Космический Клуб земная цивилизация может совершить несколько переходов между интровертивной и экстравертивной фазами и неузнаваемо изменить облик своих биосоциальных структур. Сделать такой процесс хотя бы частично управляемым, сознательно генерируя новые основные структуры цивилизации, — это тоже важнейший вклад в решение проблемы Контакта. Быть может, минимальный взнос (именно наш — современного человечества) как раз и заключается в создании нового уровня разума, способного воспринять и расшифровать внеземные сигналы, — в каком-то смысле того суперприбора, который откроет нашим потомкам спектр космических цивилизаций. Скорее всего, человечество обречено на решение этой задачи, хотя бы потому, что только в ее масштабе мы сумеем воспринять себя общностью, погасить угрожающие внутренние разногласия перед лицом включения в единую систему разумной Вселенной.

10. Перспектива Контакта — одна из немногих, если не единственная возможность сформулировать общую цель человечества. Выживание в условиях растущего материального благосостояния само по себе не может составить объединяющей цели, оно несколько по-разному понимается отдельными социальными группами, а главное — не вводит иных масштабов, не дает шансов посмотреть на себя как бы со стороны. Поэтому я не уверен, что оно могло бы составить самостоятельную программу без явного выделения крупномасштабных эволюционных перспектив.

Международные проекты, связанные с Контактом — особенно с активными его вариантами, должны сыграть решающую роль не только в успешной будущей эволюции, но и в самом выживании нашей цивилизации. Их последствия нельзя планировать узко, скажем, как блокирование вывода оружия в космическое пространство. Это тоже очень важно, но, к сожалению, далеко не все.

Реально маховики военно-промышленного комплекса имеют огромную инерцию, и остановить их простой демонстрацией кошмарных последствий тотальной войны невозможно. Эти кошмары, в сущности, планируются, ради них и крутятся означенные маховики. Стоит подумать, однако, куда следовало бы направить запасенную ими гигантскую энергию, в какую форму ее преобразовать. Не послужат ли проекты Контакта, способные открыть поле для гораздо более полезной и дерзновенной деятельности, именно нужной формой?

Это технический образ — не более. Но если говорить вполне серьезно, следует ясно представлять, что военно-промышленный комплекс — мощнейший социальный организм внутри каждого развитого государства, обладающий огромной реальной силой, и картинки его мгновенной ликвидации прозревшими согражданами в высшей степени иллюзорны. «Убийство» системы, оттягивающей порядка 10 % совокупного национального дохода планеты, вряд ли не покажется вариантом волшебной сказки о злом драконе и смелом королевиче. Проблема в том, чтобы заставить эту систему эволюционизировать в нужном направлении с учетом того, что она развивалась на протяжении тысячелетий как важнейший атрибут экстравертивных обществ. Возможно, это самая актуальная из автоэволюционных задач человечества, и от ее решения будет зависеть наше проникновение в класс цивилизаций С.

Международный Космический Комитет, который можно было бы создать в рамках ООН или на основе особого межправительственного статуса, пользующийся правом полного контроля космических программ, сумел бы проделать немалую работу по указанной эволюции. Речь идет о систематической перекачке средств из национальных военных бюджетов в глобальные космические и биологические программы. Начав с малого, скажем, с 1 % совокупного военного бюджета, следовало бы постепенно расширять программы, доводя их объем до 10 % национального дохода (или другого, более разумного уровня). Главное здесь — сугубо эволюционная постепенность, которая позволила бы сменить за несколько десятилетий ориентацию огромной части промышленного потенциала сравнительно безболезненным образом. Практически все области разработок, ведущихся ныне в рамках военных программ, нашли бы свое разумное продолжение в новой ситуации и превратились бы из угрожающих монстров в нечто в высшей степени полезное.

Я назвал бы такое решение истинной заявкой в Космический Клуб. Иные решения, не предусматривающие эволюции военно-промышленных комплексов в системы, отвечающие более естественным общечеловеческим целям, скорее всего, послужат заявкой в пещеры или в полное небытие. Наше будущее пока еще в наших руках, и хочется верить, что мы не отгородимся от него кольцом мегатонных ядерных взрывов, а попытаемся выйти к горизонтам прекрасной и загадочной разумной Вселенной.

* * *

Прогнозы всегда требуют указания сколь-нибудь определенных сроков исполнения. В данном случае не проводилось работы по экстраполяции конкретных графиков развития той или иной области техники, и я не пытался попасть пальцем в небо, указывая точную дату научных открытии типа создания эвромата или получения сигнала ВЦ. Это скорее попытка целостного прогноза по совокупности параметров, которые в данный момент кажутся наиболее важными.

Практически все 10 пунктов основаны на решении общей для человечества проблемы преодоления надвигающегося социально-экологического кризиса. По-моему, выйдя из его круговоротов, мы сумеем совершенно по-новому взглянуть на Вселенную, и понятия, связанные с Контактом, станут для нас чем-то естественным и близким, даже в том случае, если ни одного сигнала ВЦ до тех пор принято не будет. Проделать же этот путь придется не более чем за 100 или 200 лет, причем первый срок кажется более правдоподобным (если не завышенным!). На эту длительность и рассчитаны приведенные прогнозы. Некоторые из них — прежде всего предотвращение глобальной бойни за счет эволюции военных систем — должны сбыться еще в текущем веке. Наша планета подобна лодке в открытом океане, и нельзя допустить, чтобы некоторые гребцы настойчиво долбили дно. Для их энтузиазма стоило бы подыскать иную форму пусть, например, до боли в глазах ищут берег или другие лодки. Если и не сразу найдут, то, по крайней мере, поймут, что океан — не место для их прежних занятий[203].

Прогнозы типа создания нового вида, конечно, более отдалены, однако реальное начало соответствующему процессу может быть положено уже в 21 веке. Преодоление этого рубежа будет сопряжено с величайшим переворотом в человеческой морали. Мы впервые ощутим себя не только промежуточным звеном между своими родителями и своими детьми, но и элементом огромной эволюционной цепочки, начало которой теряется в густом пока тумане первых мгновений после Первовзрыва, а предел обусловлен лишь нашими способностями футуровидения. Впервые придется не только с царским благодушием взирать на эволюционное подножие своего трона, где копошатся забавные обезьянки и потрясают примитивными копьями всевозможные антропы, но и бросить взгляд вверх, где делают первые шаги существа, несущие в себе наше далекое будущее.

Не думаю, что вступление во вселенское гражданство будет слишком идиллическим — среди взглядов, брошенных вверх, наверняка найдутся исполненные черной зависти, и многое в дальнейшем движении окажется крайне трудным. Предрассудки не раз еще станут подталкивать нас к катастрофам невообразимого масштаба. Но в их преодолении и будет рождаться новый человек в новой общности с себе подобными и с коллегами по Космическому Клубу — тот, кому предстоит заново открыть Вселенную.

Пpиложeниe 1

Некоторые константы, параметры и единицы[204]

1. Физические константы

Постоянная Планка: ћ = ћ/2π = 1,05457266(63).10-34 Дж.c

Скорость света: c = 2,99792458.10^8 м/с

Гравитационная постоянная: G = 6,67259(85).10–11 м^3/кгс^2

Заряд электрона: e = 1,60217733(49).10–19 Кулон

Постоянная Больцмана: k = 1,3806513(25).10-23Дж/К

Масса электрона: me = 9,1093897(54).10-31 кг = =0,51099906(15) МэВ

Масса протона: mp = 1836,152701(37)me = 938,27231 (28) МэВ?1,673.10–27 кг

Масса нейтрона: mn = 939,56563(28) МэВ?1,675.10–27 кг

Комптоновский радиус электрона: we = ћ /meс = 3,86159323(35).10-13 м

Боровский радиус атома водорода: a∞B= ћ^2/mee^2 = =0,529177249(24).10–10 м

2. Астрономические параметры

Масса Земли: М€=5,977(4).10^24 кг

Средний радиус Земли: Rã » 6371 км, (rэкватор = 6378,16 км; rполюс = 6356,78 км)

Ускорение свободного падения g= 9,80665 м/с^2 на поверхности Земли: (45° широты, на уровне моря)

Масса Солнца: М€ = 1,9892(25).10^30 кг » 2.10^30 кг

Средний радиус Солнца: R€ = 6,9599(7).10^8 м » 7.10^5 км

Гравитационный радиус Солнца: Rg€= 2GM€/c^2 » 2,95 км (гравитационные радиусы других звезд удобно вычислять по приближенной формуле Rg » 3(M/M€))

Светимость Солнца: L€ = 3,826(8).10^26 Ватт

Видимая звездная величина Солнца: Mν€ = -26,77

Абсолютная звездная величина Солнца: Mν€= 4,79

Масса Галактики: Мгал » 1,5.10^11 М€

Радиус Галактики: Rгал » 2.10^4 пс

Радиус ядра Галактики: Rядра » 10 пс

3. Единицы времени, расстояний и энергии

Характерное космологическое время: T = 1/H = 1,96.10^10 лет (при значении функции Хаббла Н = 50 км/сМпс)

Сидерический год: 1 год = 3,1558.10^7 с » π.10^7 с

Галактический год для Солнца: 1 гал. год » 2,75.10^8 лет

Астрономическая единица: 1 а. е. = 1,4959787066(2).1011 м » 1,5.10^8 км (среднее расстояние между Землей и Солнцем)

Световой год: 1 св. г. = 9,46.10^15 м? 6,324.10^4 а.е. = 0,3066 пс

Парсек: 1 пс = 3,0856775806.10^16 м? 3,2616 св. г.? 2,06.10^5 а.е.

Ангстрем: 1 Å = 10–10 м

Электронвольт: 1 эВ = 1,60217733(49).10–19 Дж

Джоуль (единица энергии в СИ): 1 Дж = 10^7 эрг? 6,24.10^18 эВ

Ватт (единица мощности в СИ): 1 Вт = 1 Дж/с = 10^7эрг/с

4. Приставки для образования производных единиц

Атто (а) — 10-18

фемто (ф) — 10-15

пико (п) — 10-12

нано (н) — 10-9

микро (мк) — 10-6

милли (м) — 10-3 с

анти (с) — 10-2

деци (д) — 10-1

дека (да) — 10^1

гекто (г) — 10^2

кило (К) — 10^3

мега (М) — 10^6

гига (Г) — 10^9

тера (Т) — 10^12

пета (П) — 10^15

экса (Э) — 10^18

Таким образом, наносекундные импульсы имеют характерную длительность 10-9 секунды, сантисветовая ракета способна достичь скорости 10-2 с » 3.10^8 см/с, а «Тэвный ускоритель» соответствует энергиям разогнанных в нем элементарных частиц порядка 10^12 эВ. Слова типа «микромир» (для элементарных частиц) или «мегамир» (для космических масштабов — от галактик и выше) употребляют просто по традиции, не связываясь соответствующими множителями.

5. Планковская система единиц

Длина: lP = √2G ћ /c^3 » 2,286.10–33 см

Время: tP = √2G ћ /c5 » 7,624.10–44 с

Скорость: vP = c » 2,998.10^8 м/с

Масса: mР = √ ћ c /2G » 1,540.10-8 кг

EP = mРc^2 = √ ћ c^5 /2G » 1,384.10^9 Дж = 8,637.10^27 эВ

Мощность LP = c^5/2G » 1,815.10^59 эрг/с = 1,815.10^52 Ватт (светимость):

Частота: ωP = √ c^5 /2G ћ  » 1,312.10^43 c-1

Температура: TP = EP/k =k-1√ ћ c^5 /2G » 1,002.10^32 K

Плотность массы: ρP = mР/4π lP^3 /3 = 3c^5/16 π ћG2 » 6,158.10^92 г/см^3

Ускорение: aP = vP/ tP = √ c7 /2G ћ  » 3,932 .10^51 м/с^2  » 4.10^50gã

Сила: FP = c4/2G = 6,053.10^43 Н

Используя планковскую систему, нетрудно представить все уравнения физики в полностью безразмерной форме — все входящие в них величины приобретают абсолютный масштаб. Формально это можно сделать, полагая ћ = с = 2G = кБольц = 1. Читатель, затративший некоторое время на такую работу, будет вознагражден хотя бы довольно ясным ощущением того, что все наши знания о мире звезд и элементарных частиц соответствуют обломкам какой-то правильной теории, точнее, ее пределам при x » lP, t » tP, L « LP, ½ « ½P и т. п. Единственный параметр, по которому современная физика умеет приближаться к планковской области — скорость (v (c). Разумеется, в физике, химии и биологии довольно свободно обращаются с массами m ~ mP » 15 микрограмм (водяная капелька радиусом порядка 0,15 мм), но по всем остальным параметрам (плотность, температура, размер и т. д.) соответствующие объекты крайне далеки от планковской области, и пока даже непонятно, может ли обусловить близость массы объекта к mP какие-то особые эффекты в макроскопическом мире. Удивительна, например, близость описанной водяной капельки к характерным параметрам биологических клеток (характерный размер одноклеточного эукариота, амебы, порядка 0,1 мм).

Пpиложeниe 2

Элементарные частицы и фундаменатальные силы

До сих пор все выглядит так, как если бы было построено по принципу колесиков внутри колес, мы ищем самое сокровенное колесико. Но все может быть совсем не так. И тогда вы ищете, не зная, что за чертовщина вам попадется.

Р. Фейнман

1. Классификация

Под элементарными частицами подразумеваются объекты, из которых на современном уровне эксперимента не выделены какие-либо более простые и самостоятельно регистрируемые сущности. Такое определение позволяет включить в число элементарных частиц все объекты, реально интересующие физику высоких энергий, не ограничиваясь теми, которые пока считаются бесструктурными (фотон, лептоны, кварки, глюоны). Первая элементарная частица (электрон) была открыта в 1897 г. английским физиком Дж. Дж. Томсоном, и несколько сотен аналогичных частиц, обнаруженных с тех пор, можно назвать «кирпичиками мироздания» — похоже, что из них построено все вещество наблюдаемой Вселенной. Неуверенность, что это вещество построено только из них, и подозрение, что они сами выстроены из чего-то более простого и фундаментального, исключительно сильно стимулируют исследовательскую активность.

Элементарные частицы характеризуются рядом параметров — таких, как масса, собственный момент количества движения (спин), заряды, с помощью которых обычно описывается взаимодействие и (или) законы сохранения[205]. Если частица нестабильна, то есть самопроизвольно распадается в вакууме, то по известным схемам распада вычисляют ее время жизни, и оно должно полностью выражаться через фундаментальный набор констант.

Собственный момент количества движения (спин) всегда дается в единицах постоянной Планка ћ. Частицы, чей спин выражается в целых значениях ћ (0, ћ, 2ћ  и т. д.), называют бозонами (в честь индийского физика Шатьендраната Бозе), а в полуцелых (ћ/2, 3ћ/2 и т. д.) — фермионами (в честь итальянского физика Энрико Ферми).

Электрический заряд всегда задают в единицах заряда электрона, а для описания электромагнитных взаимодействий удобна безразмерная величина α = e^2/ ћc » 1/137, так называемая постоянная тонкой структуры Аналогичные константы для описания сильных взаимодействий в 100 — 1000 раз больше. Для слабого взаимодействия вводится универсальная постоянная Ферми GF » 10-5. ћ^3/mp^2c.

Аналогом постоянной тонкой структуры в гравитационных взаимодействиях служит квадрат отношения массы элементарной частицы к планковской массе (αгр = Gm^2/ ћc = ½ (m/mP)2). Некоторым частицам приписывают заряды, не имеющие динамического смысла, необходимые лишь для того, чтобы характеризовать сохранение частиц определенного сорта в реакциях. Так вводят, например, барионный заряд, полагая, что в любой реакции разность между числом барионов и антибарионов постоянна.

Калибровочные бозоны[206] — частицы со спином единица, переносчики электрослабого взаимодействия. В это семейство входят фотон (от греч. pћotos — частица света) — безмассовый квант электромагнитного поля (экспериментальное ограничение mγ меньше 3.10–33 МэВ) и открытые совсем недавно промежуточные бозоны — два заряженных W+ и W- (mw = 80,6 +- 0,4 ГэВ) и один нейтральный Z0 (mZ = 91,161 +- 0,031 ГэВ). Фотон стабилен. W- и Z-бозоны, самые тяжелые из известных частиц, распадаются на лептон-антилептонные пары, однако их времена жизни оцениваются пока весьма приближенно τ ~ (2? 3) 10–25 с).

Лептоны (от греч. leptos — легкий, мелкий) — к этому семейству частиц относятся электрон (е-), мюон (μ-), τ-лептон (τ-) и три типа нейтрино — электронное (νe), мюонное (νμ) и τ-нейтрино (ντ), а также соответствующие античастицы — позитрон (е+), антимюон (μ+), анти-τ (τ+) и три типа антинейтрино (νe, νμ,ντ). Все они — фермионы со спином 1/2. Характерное свойство лептонов — отсутствие собственной структуры, в рамках современных экспериментальных данных их рассматривают как точечные частицы, которые не способны напрямую участвовать в сильных взаимодействиях. Массы и времена жизни лептонов указаны в таблице (у соответствующих антилептонов те же параметры):

Таблица лептонов

Частица

νe

е

νμ

μ

ντ

τ

Масса (МэВ)

0(меньше 17эВ)

0,51099906(15)

меньше 0,27

105,65839 (6)

меньше 35

1784,1(3)

Время жизни (сек)

стабильно (τ > 300mνe)

стабилен (τ > 2.10^22 лет)

стабильно (τ > 1,1.10^5. mνμ,)

2,19703(4).10-6

(3,03 ±0,08).10-13

В экспериментах московской группы из Института теоретической и экспериментальной физики по уточнению спектра β-распада (n " p + e-+νe) было получено нижнее ограничение на массу электронного нейтрино (14 эВ меньше m?e меньше 46 эВ), что эквивалентно доказательству наличия у нейтрино ненулевой собственной массы. Пока этот результат не подтвержден достаточным объемом независимых данных. Природа процессов, приводящих к огромному расщеплению масс е — μ — τ пока не выявлена, и поэтому неясно, могут ли существовать недоступные современному эксперименту новые члены лептонного семейства.

Кварки (от англ. quark — образ таинственного духа, заимствованный из романа Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану») — особые фермионы, существующие внутри адронов, но пока никогда не наблюдавшиеся в свободном виде. Несмотря на это, кварки считаются экспериментально обнаруженными объектами, например, очень быстрые электроны сталкиваются с ними, пролетая сквозь адрон. Для описания современных данных, связанных с адронами, вводят пять типов кварков — так называемых ароматов: u (верхний, от англ. up), d (нижний, от англ. down), с (очарованный, от англ. cћarm), s (странный, от англ. strange), b (прелестный от англ. beauty, или низший от англ. bottom), кроме того, есть серьезные теоретические основания дополнить их шестым t кварком (высшим от англ. top). Это устанавливает очень полезную симметрию между кварками и лептонами, которую можно задать классификацией обоих семейств по поколениям. В первое поколение входят νe и е и, соответственно, u- и d-кварки, во второе — νμ и μ вместе с с- и s-кварками, в третье — ντ и τ вместе с t- и b-кварками. Электрические заряды кварков выражаются в долях заряда электрона (+ 2/3 у u, с, t и -1/3 у d, s, b; для антикварков заряды имеют противоположные знаки). Но кроме аромата кваркам необходимо приписать особое зарядовое свойство, обычно именуемое цветом[207]. Каждый кварк существует в одном из 3-х цветовых состояний (например, желтом, синем или красном). Таким образом, кварков 18 (столько же антикварков), и в каждом лептон-кварковом поколении содержится по 8 частиц.

Данная схема позволяет полностью классифицировать все известные адроны по определенному кварковому составу. Например, считают, что протон состоит из двух u- и одного d-кварка, причем его полный электрический заряд единица (+2/3 + 2/3 -1/3 = +1). Нейтрон представляется комбинацией udd (+2/3 1/3 — 1/3 = 0),? — гиперон — uds, мезоны — комбинацией кварка и антикварка (π+ = ud, K+ = us, D+ = cd, F+ = cs, Ψ = сс, Υ = bb и т. п.). Очень важно, что цвета кварков подбираются таким образом, что все наблюдаемые адроны оказываются цветонейтральными или белыми (пользуясь аналогией в смысле смешения трех чистых цветов). В этом плане цветовой заряд похож на электрический, скажем, нейтральный атом водорода можно считать смесью чистого отрицательного (электрон) и положительного (протон) электрических зарядов.

Массы кварков, нерегистрируемых в свободном состоянии, определяются лишь косвенно по анализу их связанных состояний — адронов. Поэтому речь может идти лишь о несколько неопределенной эффективной массовой характеристике. Современные данные позволяют привести, например, такой набор оценок: mu ~ 5 МэВ, md ~ 7 МэВ, ms ~ 150 МэВ, mс ~ 1,4 ГэВ, mb ~ 4,8 ГэВ, mt > 20 ГэВ.

Глюоны (от англ. glue — клей) — безмассовые частицы, играющие роль кваркового клея. Именно глюоны переносят взаимодействие между кварками и удерживают последние в «безвыходной темнице» внутри адронов. Современные теоретические схемы используют 8 глюонов, которые в роли переносчиков взаимодействия похожи на фотон и промежуточные бозоны (тоже имеют спин единица и являются калибровочными бозонами). Но фотон обеспечивает электромагнитную связь, будучи сам электрически нейтральной частицей, тогда как некоторые глюоны сами несут цветовой заряд, и каждый глюон может быть источником других глюонов. 6 глюонов обеспечивают изменение кварковых цветов в процессах взаимодействия, а 2 — ответственны за взаимодействия кварков, сохраняющих цвет. По современным представлениям, глюонные силы оригинальны в том отношении, что они исчезают на очень малых расстояниях, но могут стать велики на больших.

Адроны (от греч. ћadros — тяжелый, сильный) — самое обширное семейство частиц, в которое включают и бозоны (мезоны) и фермионы (барионы), сильно взаимодействующие друг с другом. Массы и времена жизни некоторых адронов приводятся в таблице:

Таблица адронов

#

Частица Название Масса (МэВ) Время жизни (сек) или? — ширина для резонансов (МэВ)

#

Мезоны

Стабильные

π0 π-ноль-мезон 134,9739 (6) 8,4.10-17

π± π±-мезон 139,5675 (4) 2,6030 (24).10-8

η Эта-мезон 548,8 (6) i 8.10-19

(Γ = (1,19 ± 0,12) кэВ)

Резонансы

ρ (770) ро-770 768,3 (5) 149,1 (2,9)

ω(783) омега-783 781,95 (14) 8,43 (10)

………… ……………… ……………… ……………

J/ψ (3097) джи-пси-мезон 3096,93 (9) 0,068 (10)

………… ……………… ……………… ……………

¡ (11020) ипсилон-мезон 11019 (8) 79 (16)

Барионы

Стабильные

p протон 938,27231 (28) (0,1 ÷ 5).10^32 лет

n нейтрон 939,56563 (28) 888,6 (3,5)

Λ лямбда- гиперон 1115,63 (5) 2,632 (20).10-10

Ω- омега-минус-гиперон 1672,43 (32) 0,822 (12).10-10

Резонансы

N (1700) эн-1700 1700 (от 1670 до 1730) 100 (от 70 до 120)

………… ……………… ……………… ……………

Δ (1232) дельта-три-три 1232 (от 1230 до 1234) 115 (от110 до 120)

………… ……………… ……………… ……………

N (2600) эн-2600 от 2580 до 2700 C 400

Эта таблица требует некоторых пояснений. Во-первых, адронов насчитывается 2–3 сотни. Столь удивительная приблизительность связана с тем, что не все они зарегистрированы с одинаковой долей точности. В полных таблицах элементарных частиц приводится 4 степени регистрации (хорошая; ясная и безошибочная; хорошая, но нуждающаяся в подтверждении; слабая). Наряду с отмеченными в таблицу входят обширные группы мезонов (К, D, F, В, Ψ, ¡ и др.) и барионов (N, Δ, Σ, Ξ, дибарионы). При оценке количества частиц надо иметь в виду, что за некоторыми символами иногда скрывается много частиц. Один из таких случаев явно раскрыт в таблице: π — мезон — это три близких по массе частицы с разными зарядами (π+, π- и π^0). Столько же частиц скрывается за символом? ρ (ρ+, ρ- и ρ^0), а барионный резонанс Δ (1232) — это целых четыре состояния (Δ++ , Δ+, Δ^0 и Δ-). В целом, можно сделать вывод, что адроны образуют довольно плотный спектр состояний мезоны в интервале 135-11 000 МэВ, а барионы в интервале 940-3000 МэВ. Во-вторых, следует немного задержать внимание на разделении мезонов и барионов на подклассы стабильных и нестабильных (резонансы). На самом деле единственный абсолютно стабильный адрон — это протон, хотя теоретики не уверены и в этом. Стабильными адронами обычно называют те, которые имеют относительно большое время жизни в ядерном масштабе времен (10–23 с), то есть распадаются за счет сравнительно малоинтенсивных слабых (π±, n, Ω-) и электромагнитных (π^0, η)взаимодействий. Резонансы же распадаются очень быстро за счет сильных взаимодействий, и для характеризации этих распадов используют так называемую Γ — ширину, обратно пропорциональную времени жизни (τ = ћ/Γ)[208]. Из-за быстрого распада резонансы обычно не оставляют собственного следа в регистрирующих устройствах, но приводят к вполне определенной перестройке в распределениях непосредственно детектируемых частиц по энергии, главным образом к возникновению пиков в этих распределениях при тех или иных значениях энергии. Пиковые значения энергии и определяются как массы адронных резонансов, а ширина пика («размытость массы резонанса») и есть Γ — ширина.

Все адроны обладают кварковой структурой, и их в какой-то степени можно рассматривать как кварковые атомы или молекулы. Но в отличие от последних силы, связывающие структурные единицы, имеют неэлектромагнитную природу и вообще ведут себя весьма оригинально — нарастают при попытке раздвинуть кварки на большие расстояния. По современным представлениям этот рост межкварковых сил столь эффективен, что «ионизировать» адрон, т. е. расщепить его на отдельные кварки, невозможно. Здесь усматривается принципиальная разница между сложными адронами и такими структурными уровнями вещества, как атомно-молекулярный и даже ядерный. И атомы и ядра сравнительно легко расщепляются на составные части, адрон же представляет собой, по-видимому, первый пример нерасщепляемой структуры.

Вообще-то, в разных типах экспериментов адроны выглядят несколько по-разному. Скажем, в виде набора 2–3 кварков они проявляются при попытке передать им очень большой импульс, по сути — при попытке заглянуть в глубину адрона. Между прочим, даже такой явно составной ядерный объект, как дейтерий (ядро атома тяжелого водорода, в котором протон связан с нейтроном), при жестком просвечивании похож на набор 6 кварков, разумеется, отбросив все случаи развала на протон и нейтрон.

При менее глубоком зондировании (небольших передачах импульса) адрон представляет собой что-то вроде облака плотной материи, размазанного по области пространства радиусом порядка 10–13 см.

Если весьма грубо усреднить известные данные об адронах, эти частицы можно нарисовать примерно так. В глубине адрона находятся два (мезон) или три (барион) так называемых валентных кварка, довольно слабо связанных глюонными силами. Валентные кварки быстро движутся внутри адрона можно сказать, что их кинетическая энергия заметно превышает потенциальную. Однако на больших расстояниях (~10–13 см) глюонные силы резко возрастают и не выпускают кварки наружу (явление конфайнмента (confinement) пленения кварков). Именно валентные кварки и можно увидеть, просвечивая адрон быстрыми электронами, передающими адрону большой импульс и (в силу соотношений неопределенностей) способных глубоко проникнуть в его структуру.

Обнаружение точечных составляющих адрона в опытах такого типа в 1969 году напоминает о знаменитых результатах Резерфорда, который еще в начале века по той же схеме нащупал малое в объеме атома положительно заряженное ядро. Точечные составляющие адронов были названы партонами (от англ, part — часть), и вскоре выяснилось, что по зарядовым свойствам они хорошо соответствуют кваркам. Валентные кварки-партоны окружены морем менее энергичных партонов, которые по мере продвижения к периферии объединяются в пары и тройки, составляя как бы зародыши новых адронов. На периферии адрона зародыши формируют виртуальную шубу, по-видимому, сами немного обрастая собственными «морями». Такие промежуточные между чистым двух-трех-кварковым зародышем и реальным адроном состояния называются виртуальными частицами. Виртуальные частицы чрезвычайно краткоживущие образования и не имеют определенной массы, но по всем своим зарядовым свойствам они похожи на реальные адроны (т. е. можно говорить о виртуальном? — мезоне, К-мезоне, антипротоне и т. п., однако именно л-мезоны играют основную роль в виртуальной шубе).

Можно понимать дело так, что виртуальные частицы — это адроны с неполноценной (недоформированной) собственной шубой, или — по-другому — это адроны, чья шуба здорово ободрана в сверхплотной кварк-глюонной среде[209]. Виртуальный адрон может превратиться во вполне реальный, если исходному адрону сообщить достаточную энергию, чтобы он стряхнул свою шубу. При этом все зародыши или их часть (смотря сколько энергии!) попутно обзаводятся собственными развитыми шубами. По сути, большая интенсивность сильных взаимодействий проявляется в большой вероятности таких превращений в результате столкновений энергичных адронов. Обильное появление новых адронов в соударениях при высоких энергиях (процесс множественного рождения) — одно из интереснейших проявлений микромира.

Изображенная здесь картина — это лишь качественные «штрихи к портрету» адронов. Адрон — капризнейший натурщик, искусно скрывающий свой внутренний мир, требующий особых красок и особой живописной техники и вовсе не укладывающийся в привычные рамки атомных и ядерных образов.

2. Взаимодействия

Современная теория рассматривает три типа фундаментальных сил, на основе которых объясняется строение и эволюция вещества.

Электрослабые взаимодействия.

До недавних пор мы знали о двух различных силах природы — электромагнитных и слабых. Первая из них ответственна, например, за строение атомов и излучение фотонов, а вторая за β-распад (n " p + e-+νe) и другие процессы такого типа. Интенсивная работа физиков в 60-70-х годах привела к построению единой теории электрослабого взаимодействия. Объединение выглядит особенно естественно, если вспомнить, что еще в середине прошлого века электрические и магнитные явления связывались с различными силами природы, и общая теория электромагнетизма лишь постепенно формировалась в трудах Фарадея и Максвелла. Теперь же оказалось, что слабые силы — своеобразное проявление электромагнетизма на очень малых расстояниях (порядка 10–16 см). Одно из фундаментальных полей — электромагнитное — мы знали давно и даже научились использовать, а три других, соответствующих излучению промежуточных бозонов W± и Z^0, заметили сравнительно недавно в связи с процессами слабых распадов.

Таким образом, современная картина электрослабого взаимодействия основывается на четырех фундаментальных бозонных полях и включает в себя поля лептонов и кварков. Элементарный акт взаимодействия между лептонами и (или) кварками выглядит как обмен одним из бозонов. Такой механизм лежит в основе ныне общепринятой схемы описания актов рассеяния и распадов элементарных частиц — квантовой теории поля. Эта схема, хорошо отработанная в области квантовой электродинамики и ныне успешно включившая в себя описание слабых процессов, считается своеобразной нормой теории фактически той линзой, сквозь которую физики пытаются рассмотреть самые глубокие закономерности микромира.

Сильные взаимодействия.

Вступая в область адронов, мы сразу сталкиваемся с проблемами двух уровней — исследованием межкварковых и межадронных сил. Вообще-то соответствующая теория — квантовая хромодинамика (цветодинамика), построенная по образцу электрослабой модели, стремится развить схему, где все процессы хорошо описывались бы взаимодействиями 5 или 6 кварковых и 8 глюонных полей. Межадронные силы должны выводиться из более фундаментальных межкварковых, и все свойства белых адронов следовать из модели цветных кварков и глюонов.

Такой подход многое позволяет сделать, но, к сожалению, далеко не все. Аналогии с предыдущими структурными уровнями — атомномолекулярным и ядерным — довольно быстро выходят из строя при попытках описать адрон в целом, а не только валентные кварки. Суть трудностей весьма грубо можно свести к тому, что при описании адрона (его рождения, гибели, взаимодействия как целого) фактически приходится привлекать картину с очень большим (даже бесконечным) числом кварков и глюонов, причем многочастичные состояния играют принципиальную роль, и не удается ограничиться решением простых двух- или трехчастичных задач.

Эта ситуация очень наглядно проявляется в процессах множественного рождения адронов при высоких энергиях. В актах соударения рождение какого-то количества новых адронов примерно в 4 раза более вероятно, чем упругое рассеяние исходных адронов. Поэтому двухчастичная задача о межадронных взаимодействиях оказывается резко незамкнутой, и, судя по всему, ее не удается свести к рассмотрению парных взаимодействий не только на адронном, но и на кварк-глюонном уровне.

Адрон — неточечная частица, и его рождение нельзя описать как мгновенный акт, происходящий в единственной точке пространства. Скорее речь идет о довольно сложной пространственно-временной эволюции в областях с размером порядка 10–13 см и временных интервалах порядка 10–23 с, когда в начале имеется своеобразный адронный ген (скажем, кварк-антикварковая пара), а в конце — вполне сформировавшийся адрон (скажем,? — мезон с нормальной виртуальной шубой).

Самое любопытное в множественном рождении — коллективный характер формирования шуб у отдельных частиц. Экспериментально это проявляется в том, что большинство образующихся адронов сильно коррелированны друг с другом, словно их появление взаимообусловлено, и они «помнят» о своем происхождении из единого котла. Можно надеяться, что в структуре рождающихся таким образом адронов запечатан их генезис в области взаимодействия — от кварк-партонного зародыша до полноценной частицы. Но квантовая хромодинамика пока не способна восстановить многие важные детали этой картины (и, между прочим, не объясняет сильных корреляций). Эволюция комка кварк-глюонного вещества и формирование в нем сложных адронных структур — те задачи, которые могут потребовать серьезных преобразований всей квантовополевой схемы фундаментальных взаимодействий.

Гравитация.

О гравитационном взаимодействии элементарных частиц мы знаем удивительно мало. По сути, проявления силы тяготения непосредственно между парой частиц, например, протонов, никогда не наблюдались. Беда в том, что из-за фантастической малости гравитационной константы связи (αгр = Gmp^2/ ћc B 5,9.10–39 эти силы в любом столкновении частиц легко забиваются другими более интенсивными взаимодействиями. Но такое положение не должно казаться непреодолимым барьером в изучении гравитационных задач микромира. Строго говоря, гравитационный заряд пропорционален не массе покоя частицы, а ее полной энергии, так что при столкновении планковских пучков (Е ~ ЕP ~ 10^28 эВ) гравитация должна стать сильным взаимодействием.

На сегодняшний день известно, что такие элементарные частицы, как фотоны и нейтроны, ведут себя в поле крупных космических тел вполне удовлетворительно, то есть отклоняются в соответствии с предсказаниями классической теории тяготения. Астрофизические модели дают хорошие косвенные свидетельства того, что поведение других частиц тоже не противоречит выводам классической теории.

По сути же, современная теория гравитации относится к макроскопическим телам, системам огромного числа элементарных частиц (в типичной звезде порядка N ~ (mP/mp)3 ~ 7,8.1056 нуклонов). С ньютоновских времен и до первых десятилетий 20 века тяготение рассматривалось как одна из фундаментальных сил природы, и ее особая роль по сравнению, скажем, с кулоновской силой сводилась к простому различию: первая действует между всеми массивными телами, а вторая только между электрически заряженными.

Развитие эйнштейновской теории относительности продемонстрировало глубокую эквивалентность между массой и энергией, стало ясно, что гравитация — универсальное явление, в гравитационных взаимодействиях должны участвовать все виды материи, обладающие энергией и импульсом. В 1916 году Альберт Эйнштейн сформулировал изумительно красивую гипотезу о том, что ввиду универсальности гравитации имеет смысл рассматривать движение материи не в особом силовом поле, а в неевклидовом пространстве-времени, геометрические свойства которого целиком определяются состоянием свободно движущейся материи.

В обычном евклидовом пространстве свободная частица всегда движется по прямой с постоянной скоростью или покоится. В случае более сложной геометрии свободному движению (или, как говорят, движению по геодезической) могут соответствовать очень сложные траектории. Тяготеющий центр может искривлять пространство, обеспечивая, например, эллиптическое движение частицы, и при достаточно больших расстояниях (r » 2GM/c^2) и малых скоростях (v « c) картина будет соответствовать движению планеты в поле ньютоновского силового центра.

Эйнштейновская теория гравитации (часто называемая общей теорией относительности) получила хорошие экспериментальные подтверждения и составила основу современной космологии и релятивистской астрофизики. Но она соответствует усредненному описанию вещества, и ее экстраполяции на уровень квантовомеханических систем отнюдь не проста. К сожалению, нашему эксперименту пока не доступны объекты, которые могли бы сыграть роль мостика между классической и квантовой гравитацией — нечто вроде атома водорода в электродинамике. Тем более трудно пока обсуждать микроскопическую модель гравитационного взаимодействия — будет ли она соответствовать современному квантовополевому идеалу (обмен гравитонами и т. п.) или потребует чего-то необычного.

На фоне всех этих развитых теорий, имеющих широкий круг экспериментальных подтверждений, существует явление, которое, по-видимому, должно объясняться особым типом сверхслабого взаимодействия. Речь идет о необычном распаде так называемого долгоживущего нейтрального K-мезона на пару K-мезона на пару π-мезонов (KL^0 " π+π- или KL^0 " π^0π^0). Это явление обнаруженное в 1964 году, связано с нарушением СР-инвариантности, которая, как казалось ранее, должна выполняться во всех моделях[210]. Регистрируемый эффект находится на уровне не более одной тысячной от обычных эффектов слабых взаимодействий, откуда и берется название гипотетических новых сил. Пока исследованы они очень ограниченно, экспериментально не обнаружено ни одного случая их проявления в процессах, отличных от KL^0-распадов. Однако и этого достаточно, чтобы оценить исключительную важность открытия. Из-за нарушения СР-четности KL^0 с несколько большей вероятностью распадается с вылетом позитрона (KL^0 " e+νeπ-, чем электрона (KL^0 " e-νeπ+), и такая же ситуация имеет место в распадах с вылетом μ±. Это фиксирует абсолютную разницу между частицами и античастицами — античастицы уже не выступают зеркальными двойниками частиц. Возможно, проблема сверхслабых взаимодействий тесно связана с загадкой зарядовой асимметрии наблюдаемого участка Вселенной, где вещество резко преобладает над антивеществом.

В физике частиц и их взаимодействий очень важную роль играет вакуум элементарных частиц (или физический вакуум, по-латыни vacuum — пустота). Это особое состояние материи, в котором отсутствуют реальные частицы и энергия минимальна. Однако с точки зрения квантовой теории, в вакууме непрерывно рождаются и очень быстро гибнут виртуальные частицы — в соответствии с соотношениями неопределенностей. В этом смысле физический вакуум обладает сложной структурой и оказывает наблюдаемое влияние на процессы взаимодействия реальных элементарных частиц. Внешние поля (в частности, гравитационное) могут сообщить вакууму достаточную энергию, и в результате начнется процесс рождения реальных частиц, например, электрон-позитронных пар. Такого типа процессы должны играть особенно большую роль на ранних космологических стадиях и в окрестностях черных дыр.

3. Надежды

Есть круг проблем, к решению которых физика элементарных частиц подошла вплотную, и ожидаемые результаты должны по-новому осветить принципиальные моменты современной картины строения и эволюции Вселенной.

Многие надежды связываются с недавними достижениями в нейтринных исследованиях. Окончательное подтверждение ненулевой массы покоя электронного нейтрино и измерение масс его μ- и τ-аналогов скорее всего приведет к тому, что Вселенная станет для нас преимущественно нейтринным объектом — самые трудноуловимые частицы дадут основной вклад в среднюю плотность материи, а следовательно, и в распределении гравитационных полей в самых больших масштабах. Массивные нейтрино уже сейчас решительно вмешиваются в модели формирования крупных структур — галактик и галактических скоплений[211].

Массивные реликтовые нейтрино с очень малыми скоростями (v ~ 300 м/с) и большой дебройлевской длиной волны (λν~ ћ/mνc ~10-2 см) должны оказывать заметное силовое воздействие на пористые тела с размером пор ~ λν. Этот так называемый нейтринный ветер может оказаться крайне серьезным фактором в картине движения космической пыли и более крупных тел.

Многого можно ожидать и от исследования сверхгорячих нейтрино. При современных энергиях нейтринных пучков сечение их взаимодействия с нуклонами линейно растет с энергией (до 250 ГэВ). В соответствии с теорией электрослабого взаимодействия, этот рост должен заметно замедлиться в районе Eν ~ 3000 ГэВ.

На той или иной стадии реализации находятся и другие проекты, работы на ускорителях, которые позволят экспериментально в деталях проверить электрослабую теорию, и поискать новые экзотические частицы, лежащие в рамках ее предсказаний (так называемые хиггсовские бозоны) и не связанные с ней (например, новые резонансы, соответствующие tt-кварковой паре, подобно тому, как cc соответствует J/? — мезону, а J/ψ -мезону, а bb — ¡-мезону).

Разумеется, при всей своей важности поиск новых частиц не составляет единственной цели. Очень большие надежды возлагаются на прояснение картины сильных взаимодействий. Разгоняя протоны, мы фактически разгоняем кварковые пучки (но, конечно, на каждый кварк приходится лишь какая-то доля энергии, скажем, 1/3 или того меньше). Можно полагать, что характер межкварковых взаимодействий с ростом энергии станет понятней. Важная задача — выявить закономерности синтеза адронов из горячего кварк-глюонного вещества, образующегося в области взаимодействия.

Астрофизические и космологические последствия установления этой картины трудно переоценить. Одна только возможность открытия — пусть крайне гипотетичная — каких-то неадронных форм относительно стабильной организации кварк-глюонного вещества способна воодушевить на самые смелые экспериментальные проекты.

Но в программах работ стоят и стратегические задачи дальнего прицела. В настоящее время многие физики верят в вариант так называемого Великого Объединения — теорию, которая описала бы кварки, лептоны и промежуточные бозонные поля единой схемой некоторого электроядерного взаимодействия. Было бы приятно выяснить, что на расстояниях ~ 10–29 см лептоны и кварки ведут себя как одно семейство. Неплохие модели такого объединения уже заготовлены, но масштаб его соответствует фантастически высоким энергиям 10^14–10^15 ГэВ (~10-5 ÷ 10-4 ЕР!). Именно такого порядка массы предсказывают модели великого объединения для промежуточных Х-бозонов, за счет которых кварки могут трансформироваться в лептоны и наоборот.

Реально процесс кварк-лептонных переходов ведет к предсказанию таких интереснейших явлений, как нестабильность протона. Например, протон может самопроизвольно распадаться на π^0-мезон и позитрон (р " π^0 + е+). Происходит это потому, что d-кварк и один из u-кварков протона, обмениваясь Х-бозоном с зарядом + 4/3, преобразуются в анти-u-кварк и позитрон. Оставшийся u-кварк и получившийся и объединяются в π^0-мезон, а позитрон свободно покидает область взаимодействия.

Вся совокупность наблюдений указывает на высокую стабильность протона — его среднее время жизни не меньше 10^32 лет, иначе окружающий мир выглядел бы совсем по-иному. Поэтому вероятность процессов распада должна быть крайне мала, и, по сути, из-за этого и приходится выбирать столь огромную массу Х-бозона. Строительство ускорителя для прямой генерации таких суперчастиц — дело далекого будущего, но распад протона ищут уже сейчас. Если его среднее время жизни действительно не превышает 10^31 или 10^32 лет, то в объеме вещества, заключающем, скажем, 10^33 протонов (порядка 1000 тонн), должно происходить в среднем 100 или 10 распадов в год, соответственно. Хотелось бы верить, что к моменту выхода этой книги распад протона станет экспериментально установленным фактом, и мы получим сильнейшее указание на то, что при энергиях частиц ~ 10^15 ГэВ (на расстояниях ~ 10–29 см) электрослабые и цветные межкварковые взаимодействия сливаются в единую электроядерную силу.

Гипотетический распад протона (р " π^0 + е+)

Однако стремление к энергии ~10^15 ГэВ представляется в основном проблемой, завещаемой 21 веку. Не все так просто и с очень привлекательным, но так и не зарегистрированным распадом протона — похоже, что в теоретических схемах вступают в игру параметры, подозрительно близкие к планковской области[212]. Тем более велик шанс натолкнуться на необычные — хотя и нельзя сказать, чтоб столь уж неожиданные, — явления, связанные с лептонами и кварками.

Попытка сохранить внутрипротонные сечения взаимодействия кварков на уровне σ > σP резко ограничивает массы Х-бозонов в схеме типа великого объединения: MX À 3.10^8 mp. Но если такие Х-бозоны по-прежнему давали бы переходы кварк-лептон, протон жил бы в среднем не более миллиона лет, и во Вселенной не было бы даже водорода. Таким образом, слишком далекие экстраполяции таят в себе немало неожиданностей!

Не представляют ли 6 лептонов низшие уровни какого-то богатого лептонного спектра, а кварки — соответственно кваркового? Иными словами, не возникнет ли со временем чего-то в духе «субадронной спектроскопии», где лептоны и кварки (и, возможно, ныне известные бозоны) окажутся сверхплотными связанными состояниями неких субкварков? Эти вопросы весьма важны, тем более что пока нет удовлетворительных идей по поводу происхождения лептонных и кварковых масс. Варианты со следующим структурным уровнем вещества активно изучаются теоретиками.

Кажущаяся простота в обращении с точечными лептонами и кварками не должна обманывать. Полагая, что эффективный размер электрона меньше 10–15 см, мы фактически утверждаем, что плотность его заметно превышает ядерную: ½ > 10^18 г/см^3, а для мюона она больше в 200 раз. Если точечность электрона нарушится на расстояниях порядка 10–27 см, мы получим объект той же плотности, которая встречалась при обсуждении космического микронаселения (½ ~ 10^52 г/см^3). Это может произойти или нет, но в любом случае рассмотрения частиц вблизи планковской области вряд ли обойдется без появления эффективной структуры.

Иными словами, надо быть готовым к такой ситуации, когда типичное для современной квантовой теории поля представление о мгновенном рождении готового лептона, кварка или обменного бозона окажется недостаточным и придется рассматривать процесс синтеза этих частиц из чего-то более фундаментального. Я не хочу сказать, что лептоны и кварки непременно ждет судьба адронов — новый уровень структур наверняка преподнесет нечто новое. Но космология, так или иначе, потребует ответа на вопрос об эпохах кваркового и лептонного синтеза.

Успех электрослабой теории и удачные модели Великого Объединения поставили на повестку дня следующий этап обобщения — программу Суперобъединения, где гравитация вошла бы в игру на равной основе с остальными взаимодействиями. Масштабы суперобъединения должны определяться планковскими параметрами. Надо представлять, что выход в область, где само пространство-время наряду с любыми элементарными частицами нуждается в выяснении механизма синтеза и не может быть введено как извечная арена событий, потребует очень больших усилий и, скорее всего, многих принципиальных преобразований нашего мировоззрения.

Так из краткого обзора современного состояния физики элементарных частиц мы постепенно проникли в сферу интригующих перспектив. Многие из них не слишком близки. Продвинуться от достигнутых на современных коллайдерах энергий (порядка 1 ТэВ в системе центра инерции) до планковского предела это значит преодолеть 16 порядков по энергетической шкале, и по пути наверняка придется испытать не одно техническое и теоретическое перевооружение.

Тем более приятно вообразить времена, когда адронный и тем паче планковский синтез станут искусственно регулируемыми элементами практики и смогут осуществляться в космических масштабах. Это будет едва ли доступный нашему пониманию мир, и у Homo sapiens не так уж много шансов дойти до операций по искусственной космологии, не превратившись в гораздо более разумное существо. Но все-таки он коснется самых истоков в проектах такого рода.

Словарь

Антропоморфизм (от греч. antropos — человек, morpћe — вид, форма) моделирование явлений окружающего мира в образах строения и поведения человека. Видимо, расцвет антропоморфизма связан с явным самовыделением человека из животного мира, формированием собственно религиозного типа мышления. Наделение природных объектов и явлений человеческими качествами, особенно появление человекоподобных богов как определяющих элементов познавательной системы — характернейшие признаки антропоморфизма. Антропоморфные образы, связанные с одушевлением предметов и явлений, особенно животных и растений (так называемый анимизм), глубоко пронизывают литературу и искусство («небо нахмурилось», «шепчутся березки», «четвероногие друзья» и т. п.). Эти образы сильно проявляются и в языке науки («работа», «сила», «память ЭВМ»). Применяя антропоморфные образы, необходимо ясно представлять качественные отличия человека от тех систем, которые мы пытаемся моделировать (например, от реальных систем современных ЭВМ или от социальных организмов).

Антроцентризм (гибридное слово: от греч. antћropos — человек и лат. centrum — центр) — в рамках религиозного мировоззрения его концепция, ставящая человека в центр мира, определяющая его как высшее достижение Бога творца и соответственно абсолютную меру ценности любой формы познания. Христианский антропоцентризм сыграл важную роль в формировании ренессансного гуманизма (абсолютная ценность жизни человека как носителя «частички Божественного духа»). Однако в эпоху становления доэволюционной науки эти же идеи привели к представлению о «наблюдателе-созерцателе», «царе и покорителе природы» и т. п.

Трудность в том, что наше познание реальности и вправду антропоцентрично — это сложное взаимодействие окружающего мира именно с человеком и соответствующими социальными структурами, и для иных организмов оно может быть совсем иным. Понимание эволюционно-антропоцентрического характера познания особо важно при решении проблемы Контакта, где есть шанс столкнуться с крайне далекими системами мировоззрения, с носителями более развитого интеллекта.

Биосфера (от греч. bios — жизнь и spћaira — шар) — оболочка планеты, состав и строение которой в значительной степени обусловлены функционированием живых организмов. Биосфера Земли охватывает нижнюю атмосферу, гидросферу и верхнюю часть земной коры. По современным оценкам, масса живого вещества — до 10^21 тонн (примерно одна шестимиллионная часть массы Земли). Термин был впервые предложен австрийским геологом Эдвардом Зюссом в 1873 году, однако общая модель биосферы была развита через полвека выдающимся русским ученым Владимиром Ивановичем Вернадским (1863–1945), основоположником геохимии и биогеохимии. В 20-х годах Вернадский впервые сформулировал представление о жизни как о космически значимом факторе в планетарном масштабе, факторе, оказывающем существенное влияние на геологическую эволюцию. Позднее в работах французских философов и антропологов Эдуарда Леруа (1870–1954) и Пьера Тейяр де Шардена (1881–1955) и В. И. Вернадского было введено представление о ноосфере (от греч. noos разум) — особой планетарной оболочке, где человеческий разум играет роль ведущего фактора эволюции. Ноосфера рассматривается как высший эволюционный этап биосферы, связанный с активным вмешательством человека в глобальные биохимические процессы. Очевидно, понятия биосферы и ноосферы, первоначально введенные в рамках эволюционной геологии, можно распространить на космические масштабы (биосоциальный реактор, биосоциальный спектр Вселенной и т. п.), учитывая их в космогонических моделях.

Ген (от греч. genes — род, происхождение) — минимальная единица наследственности. Биологический ген — это отрезок ДНК (у примитивнейших вирусов — РНК), программирующий синтез одного из белков. Генотип (совокупность генов) задает видовые и индивидуальные особенности организма. Проявление генотипа в конкретной особи, обусловленное специфическим взаимодействием с окружающей средой, называется фенотипом (от греч. pћaino — являю, обнаруживаю). Реализация генотипа в фенотип соответствует элементарному генетически обусловленному признаку в данной особи. Существует 2 типа генов — структурные, ответственные за синтез ферментных белков, и регуляторные, осуществляющие контроль за структурными генами. Обычно ген включает 1000–1500 нуклеотидов (компоненты нуклеиновых кислот, построенные из азотистого основания, углевода — рибозы или дезоксирибозы, и остатка фосфорной кислоты), его средний размер 0,3–0,5 мкм. При реализации генотипа в фенотип создаются условия для мутаций (от лат. mutatio — изменение) — изменение структуры гена под действием внешних факторов или случайных ошибок в синтезе макромолекул. Полезные мутации в процессе естественного отбора закрепляются, стимулируя появление лучших генотипов, а в конечном итоге — более сложных организмов.

Генез — часть сложных слов, указывающая на эволюционную развертку процесса формирования каких-либо систем. Например, социогенез — теория происхождения и начального развития социальных организмов.

Генный — часть сложных слов, указывающая на направленность или происхождение фактора или явления. Примеры: мутагенный фактор воздействие, увеличивающее частоту мутаций; антропогенные факторы совокупность факторов воздействия человека на окружающую среду.

Генетический код — система записи наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов. 4 азотистых основания ДНК (аденин, гуанин, цитозин, тимин) должны кодировать 20 аминокислот, входящих в белки. Это осуществляется триплетным кодом примерно с 3-кратным избытком (43 = 64) группа из 3 нуклеотидов шифрует одну аминокислоту. Реализация кода происходит двухэтапно — в процессе так называемой транскрипции на определенных участках ДНК синтезируется РНК, а на втором этапе (трансляция) происходит перезапись последовательности нуклеотидов в РНК на последовательность аминокислот в белках.

Деизм (от лат. deus — бог) — религиозная система, отрицающая непосредственное вмешательство Бога в текущие события, сохраняющая за ним только законодательные функции. Согласно деистической идеологии, все явления должны протекать в строгом соответствии с законами, установленными Всевышним в процессе творения мира, а человек выделен творцом способностью постичь эти законы, точнее, сколь угодно приблизиться к их постижению. Активность деистов в постижении законов природы и общества, их установка на экспериментальные методы и извлечение практической пользы, бесспорно, стимулировали становление науки.

Зооморфизм (от греч. zoon — живое существо, животное и morpћe — вид, форма) — моделирование явлений окружающего мира в образах строения и поведения животных. Зооморфизм — характерное проявление древнейшего магико-тотемического мышления. Животные очень часто выступали в роли тотема — символа и предка социальной группы, связанной узами родства. Впоследствии они часто становились предметом религиозного культа, считались священными или «нечистыми», с ними связывались многочисленные ритуалы (кошка и ибис в Древнем Египте, бык на Крите, корова в Индии и т. п.). Зооморфные образы глубоко вплетены в современную культуру. «Зайчонком» ласково зовем мы малыша, «двугорбой» — гору, украшаем изделия знаками Зодиака (7 из 12 чисто зооморфны, от «зоо» происходит само название Зодиак), используем в технике лошадиную силу (единица мощности: 1 л. с. = 736 Вт).

Метаболизм (от греч. metabole — превращение, изменение) — в широком смысле обмен веществ в организме. Более конкретно под метаболизмом понимают систему химических реакций, протекающих в живых клетках и обеспечивающих организм энергией и веществами, необходимыми для его функционирования и размножения. Метаболизм направлен как на образование и обновление клеточных структур за счет синтеза сложных молекул (анаболизм), так и на расщепление сложных молекул с выделением свободной энергии (катаболизм).

Монотеизм (от греч. monos — один, единственный, единый; tћeos — бог) религиозная система, связанная с представлением о едином Боге (в противоположность политеизму, допускавшему сосуществование многих богов). Монотеизм характерен для развитых религий, стремящихся к философскому осмыслению единого источника наблюдаемых закономерностей. По традиции к ним относят иудаизм, христианство, ислам. Социоморфная картина монотеизма сверхцентрализованная монархия с абсолютной законодательной (деизм) и исполнительной (теизм) властью на всех уровнях.

Следует учитывать, что классификация религий по принципу «моно-поли» во многом условна. Индуизм изобилует богами, но с определенной точки зрения они предстают как разные воплощения единого Бога. Даже буддизм, с его обширнейшим пантеоном (по сути — бесконечным), имеет монотеистический оттенок в том плане, что боги входят в него на правах могущественных, но отнюдь не всесильных существ, которые подчинены внешнему по отношению к ним закону и в некоторых отношениях уступают людям. Закон, следуя которому люди могут достичь слияния с Буддой, и выступает здесь в роли абсолютного принципа организации мира, своеобразного супербожества. Монотеизм иудаистско-христианского толка сыграл важную роль в становлении европейской науки, стимулируя активность в поисках единых законов строения Вселенной.

Морфизм (от греч. morpћe — вид, форма) — взаимное уподобление каких-либо объектов или операций. Морфизмы, связанные с выделением определенной области практики, обычно именуются особо (антропоморфизм, зооморфизм и т. п.). Они играют определяющую роль в познании, особенно в процессе формирования моделей новых областей практической активности. Совокупность устойчивых морфизмов создает аналогию, а по ней, как по мосту, в новую область устремляется поток относительно проверенных экспериментальных и теоретических приемов. Каждая сфера знания обладает своей специфической системой морфизмов, причем эта система эволюционизирует, расширяясь по мере появления новых моделей. Так, в физике и астрономии долгое время доминировали хорошо разработанные механические аналогии — вплоть до того, что некоторым ученым 19 века стала казаться неполноценной любая схема объяснения, не использующая «механоморфизмов». Этим, в частности, было вызвано великое противостояние наук о неживой и живой природе — в последнем случае морфизмы редко синтезируются в полноценные механические аналогии, и это порождало многочисленные попытки поиска особой «жизненной силы» и прочего в этом духе. Морфизмы формируют особую сферу культурных структур (сокращенно: культуроидов) разного уровня сложности — первичных аналогий, моделей, развитых теорий. Культуроиды продукт активности социальных организмов, их высшая и очень сложная форма адаптации в окружающей среде. Культуроидный слой имеет свои особые законы развития, его элементы могут синтезироваться в нечто, не имеющее прямого соответствия в реальном мире и, тем не менее, в высшей степени полезное скажем, в модель Вселенной, где выключены все взаимодействия, кроме сильного, или в сказочный образ Кащея Бессмертного. Взгляды на строение и эволюцию Вселенной — пример мощнейшего культуроида, развитие которого мы и пытались проследить в этой книге. Фактически определенная система мышления может насыщать морфизм как бы скрытым подтекстом. Скажем, для нас название созвездия Овен выглядит просто симпатичным зооморфизмом. В древнейшей основе это так и есть, но уже со времен Древнего Египта Овен метился теоморфным образом жертвенного барана, священной ипостаси бога Амона-Ра, и аналогичный образ выделялся во многих древних религиях Древний астрономический символ этого созвездия (?) стал определенным иероглифом, выражающим идею жертвенности во искупление чужих грехов (сравните: «агнец божий»)[213]. В таких сложных трансформациях аналогий рождались емкие абстрактные понятия, создавались языковые структуры, способные лучше охватить отношения познающего субъекта с окружающим миром. Морфизмы формировали язык — код человеческой культуры — от изумительных поэтических метафор до поражающих своей экономичностью математических схем.

Неолит (от греч. neos — новый, litћos — камень) — новый каменный век, последняя стадия каменного века, предшествующая освоению металлов. Характерные достижения неолитической культуры — земледелие и скотоводство, шлифованные орудия и керамическая посуда, зарождение скульптуры и фресковой живописи (рисунки на специально грунтованной поверхности). Датировка вступления в неолит весьма различна для разных регионов планеты. Видимо, самые ранние неолитические находки связываются с Японией (10-8 тыс. до н. э.), Ближним Востоком (8–7 тыс. до н. э.) и Европой (7 тыс. до н. э.).

Ойкумена (от греч. oikeo — обитаю, населяю) — зона обитания человека, населенная человеком часть Земли. Древние греки включали в ойкумену значительную часть Европы (без северных областей) и Азии (Индия, Малая Азия, Передняя Азия) и Северную Африку. На карте Геродота (5 в. до н. э.) правдоподобно изображены лишь Средиземноморское побережье и его отдельные окрестности. Разумеется, разделенные цивилизации древности каждая по-своему представляли ойкумену. Только в эпоху Великих географических открытий ойкумена расширилась до планетарных масштабов. Видимо, освоение Солнечной системы и более широкое решение проблемы Контакта приведет к развитию представлений о космической ойкумене.

Онтогенез (от греч. on, род. пад. ontos — сущее; и генез) индивидуальное развитие организма от зарождения до гибели. Онтогенез наследственно запрограммирован, но лишь в среднем, так как развитие каждой особи происходит под действием уникального комплекса внешних и внутренних факторов. Под действием этих факторов в онтогенезе возникают новые признаки. Те признаки, которые обеспечивают преимущества их носителям, закрепляются в процессе естественного отбора, остальные отсекаются. Таким образом, онтогенез обеспечивает изменчивость видов.

Параллакс (от греч. parallaxis — отклонение) — видимое смещение предметов в связи с изменением положения глаза наблюдателя. В астрономии параллаксом называют перемещения небесных тел, обусловленные движением системы отсчета, например, годичный параллакс (из-за вращения Земли вокруг Солнца), вековой параллакс (из-за движения Солнечной системы в Галактике). Параллаксы измеряются в угловых единицах — именно фиксация углового сдвига небесного тела и доступна непосредственному измерению. Зная параллакс р, можно вычислить расстояние до тела по формуле г =R/sinp, где в качестве R берется радиус Земли (суточный параллакс) или земной орбиты (годичный параллакс). Суточные параллаксы Луны и Солнца составляют соответственно 57'2,6 и 8,79. Годичный параллакс звезды в 1 соответствует расстоянию в 1 парсек (параллакс секунда!).

Палеолит (от греч. palaios — древний, litћos — камень) — древний каменный век. Соответствует древнейшей эпохе существования человека, изготовителя и пользователя примитивных каменных орудий. Характерные признаки палеолита — охотничье-собирательский уклад жизни, нешлифованные, грубо изготовленные каменные орудия, отсутствие керамики. В эпоху палеолита сформировались все основные виды человека — архантроп, палеоантроп и неоантроп. Конец палеолита связывают с переходом в краткую эпоху мезолита (средний каменный век) и наступлением неолита. Самые ранние признаки завершения палеолита датируют 10–11 тыс. до н. э.

Социоморфизм (слово-гибрид от лат. societas — общество и греч. morpћe — вид, форма) — моделирование явлений окружающего мира в образах, связанных с функционированием социальных организмов различного уровня (сокращенно социоидов). По сути, все отмеченные в словарике морфизмы выступают как проявления социоморфизма, выделяются лишь особые объекты, так или иначе включенные в социальную структуру (человек, животное, растение, техническая система). В широком плане эта структура не ограничена своими естественными элементами (людьми), но включает в себя и все формы их взаимодействия (формирование социоидов) и активности в отношениях с животным и растительным миром, а также продукты техносферы. Например, тотем австралийского аборигена или бушмена — это более важный элемент рода, чем любой отдельный человек. Вступление в фазу религиозного мышления, связанное с тотемизацией личностей (вожди, шаманы и т. д.) и развитием иерархической структуры, привело к созданию явно социоморфных пантеонов. Типичные тому примеры — мифы о «дворцовых переворотах» вавилонского Мардука или древнегреческого Зевса, подробные изложения семейных отношений богов и их взаимодействия с людьми в иных теогонических системах. Пантеоны выступали в роли своеобразных знаковых систем, в которых первоначально фиксировались знания о мощных социальных силах, самых таинственных и сложных для человека древности. Впрочем, и с современной точки зрения социоиды представляются самыми сложными и трудно поддающимися исследованию системами материального мира. В период становления науки в социоморфизме на первый план выдвигаются технические и естественнонаучные аналоги. Социоморфные образы, первоначально отработанные на отношениях земных сообществ, очень важны в проблеме Контакта. По сути, на этой основе и вырабатываются модели внеземных цивилизаций, решаются задачи связи с ними.

Теизм (от греч. tћeos — бог) — религиозная система, приписывающая Богу не только творение мира, но и текущие управление всеми процессами. Его Социоморфные эталон — абсолютная монархия со сверхцентрализованным управлением. Как правило, о теизме говорят в рамках монотеистической религии, поскольку в обширных пантеонах каждому богу автоматически находится руководящая роль относительно того или иного явления. Волюнтаризм теистического Бога не позволял развивать представления о каких-то единых законах, в любой момент допускалось чудо — непосредственное вмешательство свыше, разумеется, непредсказуемое и непостижимое. Теистическая тенденция тормозила познавательную активность, подменяя поиск и использование закономерностей, схоластическим интерпретаторством древних текстов, всевозможных чудес и т. д. Строгий теизм способствовал развитию своеобразной идеологии безответственности, поскольку человек, непосредственно руководимый Всевышним, вроде бы и не должен был отвечать за любой свой поступок, мог подменять реальную социально полезную активность сладкими мечтами о той или иной форме «райской жизни», трудный эволюционный путь — мгновенными скачками.

Техноморфизм (от греч. tecћne — искусство, мастерство, умение; и morpћe — вид, форма) — моделирование явлений окружающего мира системой технических образов, то есть продуктов материально воплощенной активности человека в сфере неживой природы. Техноморфные образы запечатлены уже древнейшими мифологиями — таковы, скажем, пригоршня угольков, заброшенная на небо бушменской девушкой, стрелы, которыми китаец И сбил 9 солнц, или колесницы, на которых разъезжают по небу греческие богини (Луны — Селена и Ночи — Нюкта). Однако их удельный вес в древности невелик. Подлинный расцвет техноморфизма связан с появлением механики. Вселенная 17–19 веков вполне сознательно уподоблялась гигантскому часовому механизму, вообще в той или иной мере автоматизированной механической машине. Развитие паровых установок и общей термодинамики в 19 веке привело к использованию модели тепловой машины в астрофизике. Следует иметь в виду, что данные аналогии и составляют суть научного объяснения — закон, открытый в земных лабораторных условиях и используемый в техносфере, непосредственно переносится на явления иного масштаба (разумеется, с учетом масштабных различий). В настоящее время принято моделировать Вселенную более сложными техноморфными системами, вроде ядерных, химических и биологических реакторов — все-таки человек освоил не только изготовление рычагов, пушек и паровых котлов, но и синтез молекул, атомов и атомных ядер. Техноморфизм, далеко ушедший от простых механических образов, все интенсивней эволюционизирует в направлении сверхсложных систем, фактически срастаясь с иными морфизмами. Техника постепенно выходит на уровень сложности живых систем, и это неизбежно ведет к трансформации идеалов научного объяснения, сметая несколько мистические барьеры между искусственными и естественными. Не за горами то время, когда активная разработка схем Контакта потребует моделирования управляемых космических реакторов и космических тел с целенаправленным поведением, когда биоинженерия даст новые образцы автоэволюционного мышления. В сущности, уже сейчас при проектировании и реализации крупных программ ярко проступают элементы мышления в образах эволюционизирующих технических систем. Техноморфизм во всем спектре естественнонаучных образов глубоко проник в современную литературу и искусство, начиная со старинных аналогий, вроде «сердца, работающего, как часы», и кончая динамической скульптурой и блуждающей черной дырой в повести Андрея Вознесенского «О»…[214].

Тотем (на языке североамериканских индейцев оджибве: от-отем — его род) — животное, растение или неодушевленный предмет, символизирующий родство группы людей и, как правило, выступающий в роли общего предка. Фактически с помощью тотема древнейшие люди устраивали устойчивую знаковую фиксацию такого абстрактного понятия, как род. По-видимому, в тотеме запечатлена и самая ранняя в истории познания эволюционная идея. Тотем выступал как покровитель рода, постепенно с ним сливалось представление о некой магической силе, и он становился предметом культа. Надо полагать, эти обстоятельства и привели к насыщению ранних религий зооморфными и фитоморфными образами, а также к фетишизму. С другой стороны, тотемизация захватывала и человека — по мере его выделения в окружающей среде и развития социальной иерархии. Антропоморфный предок, покровитель племени, обожествлялся — в отношении к ранним богам встречается много тотемических мотивов. Иногда понятие тотема применяют в более широком плане, имея в виду символ социальной группы, не обязательно основанной на принципе кровного родства. Этот символ не всегда требует культового поклонения, но, как минимум, должен восприниматься с уважением самой группой и внешними партнерами. Таковы, скажем, государственные гербы и флаги, гробницы великих людей и памятники древности, значки корпораций, учреждений и предприятий, а также священные животные, растения и камни в странах с сильной религиозной традицией. Нередко тотемизации подвергаются выдающиеся личности — они как бы олицетворяют собой (персонифицируют) поведение социальных групп, на которые оказывают важное влияние, чьи интересы выражают в той или иной форме.

Фетиш (от португальского feitico — амулет, колдовской предмет) неодушевленный предмет поклонения. Фактически это как бы специализированный тотем, покровительствующий определенному человеку или группе людей в той или иной деятельности, но обычно не несущий особых родовых функций. Чаще всего в качестве фетиша выступает предмет техносферы (скульптурная фигурка, подкова, браслет), но фетишем может быть и простой камень, гора, водоем, небесное тело. Важна не его конкретная реализация, а отношение к нему наделение особым свойством способствовать успеху, магической силой, включенность в культурную сферу. В рамках магико-тотемического мышления материальный фетиш практически сливался с приписываемым ему духовным элементом, и это сказывается в примитивных формах религии (идолопоклонничество, поклонение иконам, кресту, храму). По сути, фетишизм был исторически первой формой знаковой фиксации абстрактного знания предметами и их сочетаниями в эпоху, когда люди не знали письменности, и их разговорный язык практически не содержал абстрактных понятий. В фетишах можно увидеть раннюю реализацию техноморфных образов, попытки создать особое материальное поле аналогий.

Филогенез (от греч. pћylon — род, вид, племя; и… генез) — история развития вида или совокупности видов. Биологическая филогенетика исследует эволюционные цепочки — преобразования организмов из одной формы в другую. Реконструкция цепочек основана на изучении строения современных организмов (морфология), их ископаемых предков (палеонтология) и развития зародышей в полноценный организм (эмбриология). Например, проблема происхождения человека — филогенетическая. Сверхзадача теории филогенеза — воссоздание планетарного эволюционного древа. Филогенез глубоко связан с онтогенезом, по сути, это различные грани единого процесса. Иногда используемый оборот «филогенез в онтогенезе» (точнее — рекапитуляция) связан с тем, что онтогенез зародыша воспроизводит филогенетический ряд — это так называемый биогенетический закон. Скажем, зародыш человека на определенных стадиях очень схож с зародышами его эволюционных предшественников — рыбы, мелких грызунов, обезьяны. Видимо, это правило в обобщенном виде определяет глубочайшую закономерность в формировании различных структур — процессы рождения адронов, синтеза атомных ядер, атомов и молекул, образования твердых тел воспроизводят последовательность состояний, соответствующих разным эпохам Вселенной, когда адроны, ядра, атомы и т. д. возникали как особые виды (иногда говорят: структурные уровни материи). Такой «биоморфизм» позволяет шире трактовать филогенетические проблемы, включая в единый ряд космологические, космогонические и зоогонические ситуации. Расширение весьма существенно с точки зрения того, что следующие филогенетические стадии могут включать организмы искусственного происхождения, как и космические объекты с поведенческой реакцией, высокоорганизованным метаболизмом и адаптивным самопрограммированием.

Фитоморфизм (от греч. pћyton — растение; morpћe — вид, форма) моделирование явления окружающего мира в образах растений и грибов. Связан (как и зооморфизм) с древнейшим магико-тотематическим мышлением. Растения часто играли роль тотема, выступали как ритуальные и культовые объекты в ранних религиях. В магико-колдовских действиях они занимали, пожалуй, большее место, чем животные, и это объективно обусловлено лекарственными и психогенными свойствами многих растений, наконец, тем, что растения древнейший и самый стабильный и доступный пищевой источник. Фитоморфные образы занимают важное место в культуре. У них есть своя «застолбленная» область символов — плодородие, быстрый рост, величественный покой (подобно тому, как зооморфизм прежде всего связан с символикой силы, быстроты, а антропоморфизм — разума, руководства). Всем известны такие образы, как символика цветов, терновый венок, возлагавшийся на мучеников, древо познания добра и зла, с которого непослушные Ева и Адам украли яблоко. Используются они и в науке («ароматы кварков», «древесные диаграммы» в квантовой теории поля, «ствол молнии», «ветвящиеся стохастические процессы», «посев вирусной культуры»), но особо часто — в форме всевозможных эволюционных деревьев. Диаграммы видообразования действительно напоминают крону великого дерева (или кустарника?), причем непрерывно растущего.

Эклиптика (от греч. eklipsis — затмение) — линия, вдоль которой происходит видимое движение центра Солнца. Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°27′8,26. Небесный экватор — это воображаемая окружность, которая образуется пересечением плоскости, проходящей через центр Земли перпендикулярно мировой оси, и небесной сферы. Мировая ось, в свою очередь, строится по двум неподвижным точкам ночного звездного неба — Северному и Южному полюсам мира. Соответственно, ось, перпендикулярная плоскости эклиптики, дает в пересечении с небесной сферой Северный и Южный полюса эклиптики. Эклиптика проходит по 12 созвездиям Зодиака (Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы)[215]. Лунные и солнечные затмения возникают при пересечении лунной орбиты с эклиптикой, откуда и произошло название последней.

Эклиптика и небесная сфера

Эксцентриситет (от лат. ех — вне (указывает на отделение от чего-то); centrum — центр) — характеристика формы кривых, получаемых в сечении конуса плоскостью, фактически мера отличия от окружности. Все такие кривые можно описать, решая следующую задачу: найти геометрическое место точек, для которых отношение расстояния до некоторой данной точки (фокуса) к расстоянию до данной прямой (директрисы) постоянно. Это отношение и есть эксцентриситет е, а уравнение кривой в координатах (х, у) имеет вид:

(1-е^2)х^2 + у^2-2ерх = р^2,

где р — фокальный параметр (расстояние от фокуса до кривой, рассчитанное вдоль линии параллельной директрисе). Для окружности е = 0, а р — радиус. У эллипса е меньше 1, у параболы е=1, у гиперболы е > 1. Эксцентриситет земной орбиты всего 0,017, и в этом смысле говорят, что Земля движется почти по окружности. Ближе всего к окружности орбита Венеры (е = 0,007), зато Плутону (е = 0,250) и Меркурию (е = 0,206) соответствуют заметно эллиптичные орбиты. У кометы Галлея е = 0,97 что и позволяет ей приближаться к Солнцу на 0,6 а.е. и удаляться от него примерно на 35 а. е.

Эксцентриситет.

Почти круговые орбиты Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна на фоне резко вытянутой орбиты кометы Галлея.

Литература

(звездочкой отмечены книги, чтение которых требует специальной математической подготовки)

История, мифология, философия

Берндт Р. М., Берндт К. X. Мир первых австралийцев. — М.: Наука, 1981.

Роуз Ф. Аборигены Австралии. — М.: Наука, 1981.

Бюттнер Т. История Африки с древнейших времен. — М.: Наука, 1981.

Альперович М. С., Слезкин Л. Ю. История Латинской Америки. — М.: Высш. шк., 1981.

История древнего мира: В 3 т./Под ред. Дьяконова И. М., Нероновой В. Д., Свеницкой И. С. — М.: Наука, 1982.

Липинская Я., Марциняк М. Мифология Древнего Египта. — М.: Искусство, 1983.

Кленгелъ-Брандт Э. Путешествие в Древний Вавилон. — М.: Наука, 1979.

Юань Кэ. Мифы Древнего Китая. — М.: Наука, 1977.

Бэшем А. Чудо, которым была Индия. — М.: Наука, 1977.

Бонгард-Левин Г. М., Ильин Г.Ф. Индия в древности. — М.: Наука, 1985.

Бонгард-Левин Г.М. Древнеиндийская цивилизация (философия, наука, религия). — М.: Наука, 1980.

Вуд Дж. Солнце, Луна и древние камни. — М.: Мир, 1981.

Климович Л. И. Книга о Коране. — М.: Политиздат, 1986.

Климишин И. А. Календарь и хронология. — М.: Наука, 1981. Дюмезиль Ж. Верховные боги индоевропейцев. — М.: Наука, 1986. Магидович И. А., Магидович В. И. Очерки по истории географических открытий: В 5 т. — М.: Просвещение, 1982–1986.

Мифы народов мира. Энциклопедия: В 2 т. — М: Сов. энциклопедия, 1980–1982 (1 изд.); 1987–1988 (2 изд.).

Мифологический словарь. — М.: Просвещение, 1985.

Токарев С. А. Религия в истории народов мира. — М.: Политиздат, 1976.

Церен Э. Лунный бог. — М.: Наука, 1976; Библейские холмы. — М.: Правда, 1986.

Мифологии древнего мира. — М.: Наука, 1977.

Франкфорт Г., Джеймс Дж. и др. В преддверии философии. — М.: Наука, 1984.

Фрэзер. Золотая ветвь. — М.: Политиздат, 1980.

Соколов В. В. Средневековая философия. — М.: Высш. шк., 1979.

Горфункель А. X. Философия эпохи Возрождения. — М.: Высш. шк., 1980.

Ларичев В. Е. Колесо времени. — М.: Наука, 1986.

Степин В. С. Становление научной теории. — Мн.: Изд. БГУ, 1976.

Тайлор Э.Б. Первобытная культура. — М.: Политиздат, 1989.

Степин В.С., Елсуков А. Н. Методы научного познания. — Мн.: Высш., шк. 1974.

История первобытного общества. — М.: Наука, 1983.

Можейко И. В. 7 к 37 чудес. — М.: Наука, 1983.

Стингл М. Индейцы без томагавков. — М.: Прогресс, 1984; Поклоняющиеся звездам. — М.: Прогресс, 1983.

Астрономия, астрофизика, космология

Радость познания (Т.1: Наука и Вселенная.) — М.: Мир, 1984.

Азимов А. Вселенная (от плоской Земли до квазаров). — М.: Мир, 1969.

Моше Д. Астрономия. — М.: Просвещение, 1985.

Уитни Ч. Открытия нашей Галактики. — М.: Мир, 1975.

Гурштейн А. А. Извечные тайны неба. — М.: Просвещение, 1984.

Тейлер Р. Дж. Строение и эволюция звезд. — М.: Мир, 1973;

Галактики. Строение и эволюция. — М.: Мир, 1981;

Происхождение химических элементов. — М.: Мир, 1975.

Вайнберг С. Первые три минуты: Современный взгляд на происхождение Вселенной. — М.: Энергоиздат, 1981.

Агекян Т. А. Звезды, галактики, метагалактика. — М.: Наука, 1981.

Шкловский И. С. Звезды. Их рождение, жизнь и смерть. — М.: Наука, 1977.

Маров М. Я. Планеты Солнечной системы. — М.: Наука, 1981.

Бронштэн В. А. Планеты и их наблюдения. — М.: Наука, 1979.

Уилл Ф. Л. Семья Солнца. — М.: Мир, 1984.

Идельсон Н. И. Этюды по истории небесной механики. — М.: Наука, 1975.

Гребенников Е. А., Рябов Ю. А. Поиски и открытия планет. — М.: Наука, 1975.

Гребенников Е. А. Николай Коперник. — М.: Наука, 1982.

Белый Ю. А. Тихо Браге — М.: Наука, 1982.

Глухов А. Г. Книги, пронизывающие века. — М.: Книга, 1975. Замечательные ученые. — Вып. 9. — М.: Наука, 1980.

Новиков И. Д. Эволюция Вселенной. — М.: Наука, 1983; Энергетика черных дыр. — М.: Знание, 1986; Как взорвалась Вселенная. — М.: Наука, 1988.

Гуревич Л. Э., Чернин А. Д. Происхождение Галактик и звезд. — М.: Наука, 1983.

Николсон И. Тяготение, черные дыры и Вселенная. — М.: Мир, 1983.

Идлис Г. М. Революция в астрономии, физике и космологии. — М.: Наука, 1985.

Девис П. Случайная Вселенная. — М.: Мир,1985.

*Ленг К. Астрофизические формулы: В 2 т. — М.: Мир,1978.

*3ельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. — М.: Наука, 1975.

*Вайнберг С. Гравитация и космология. — М.: Мир, 1975.

*Долгов А. Д., Зельдович Я.Б., СатинМ.В. Космология ранней Вселенной. М.: Изд. МГУ, 1988.

*РозентальИ.Л.Релятивистская кинетика и гидродинамика. — М.: Атомиздат, 1979; Геометрия, динамика, Вселенная. — М.: Наука, 1987.

*Новиков И. Д., Фролов В. П. Физика черных дыр. — М.: Наука, 1986.

*Шапиро С., Тъюколски С. Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды. — М.: Мир, 1985.

Эволюция геологическая и биологическая

Монин А. С. Популярная история Земли. — М.: Наука, 1980.

Кондратов А. Великий потоп (мифы и реальность). — М.: Гидрометеоиздат, 1982.

Эволюция. — М.: Мир, 1981.

Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н. Н., Яблоков А. В. Краткий очерк теории эволюции. — М.: Наука, 1977.

Рис Э., Стернберг М. От клеток к атомам. — М.: Мир, 1988.

Боген Г. Современная биология. — М.: Мир, 1970.

Фолсом К. Происхождение жизни. Маленький теплый водоем. М.: Мир, 1982.

Матюшин Г. Н. У истоков человечества. — М.: Мысль, 1982.

Кууси П. Этот человеческий мир. — М.: Прогресс, 1988.

Ларичев В. Е. Сад Эдема. — М.: Политиздат, 1981.

Саган К. Драконы Эдема. — М.: Знание, 1986.

Шредингер Э. Что такое жизнь? — М.: Атомиздат, 1972.

*Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. — М.: Мир, 1979.

*Эйген М. Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул. — М.: Мир, 1973.

Пригожин И. От существующего к возникающему. — М.: Наука, 1985.

Вудс Р. Биохимическая генетика. — М.: Мир, 1982.

Проблемы внеземной жизни и контакта

Шкловский, И. С. Вселенная, жизнь, разум. — М.: Наука, 1976.

Доул С. Планеты для людей. — М.: Наука, 1974.

Проблема CETI (Связь с внеземными цивилизациями). — М.: Мир, 1975.

Проблемы поиска внеземных цивилизаций. — М.: Наука, 1981.

Межзвездная связь. — М.: Мир, 1965.

Лем С. Сумма технологий. — М.: Мир, 1968.

Голдсмит Д., Оуэн Т. Поиски жизни во Вселенной. — М.: Мир, 1983.

Мухин Л. М. Планеты и жизнь. — М.: Мол. гвардия. 1980. Сер. «Эврика».

Зигель Ф. Ю. Города на орбитах. — М.: Дет. лит., 1980.

Парное Е. И. Зеркало Урании. — М.: Сов. Россия, 1982.

Гаков Вл. Четыре путешествия на машине времени. — М.: Знание, 1983.

Хоровиц Н. Поиски жизни в Солнечной системе. — М.: Мир, 1988. Проблема поиска жизни во Вселенной. — М.: Наука, 1986. Кометы и происхождение жизни. М.: Мир, 1984.

Гэтланд К. Космическая техника. — М.: Мир, 1986.

Лесков Л. В. Космические цивилизации: проблемы эволюции. — М.: Знание, 1985.

Вселенная и разум. — М.: Знание, 1988.

Потупа А. С. Контакт, или Несколько мыслей и диалогов, подслушанных долгим зимним вечером XXI века. — М.: Прометей, 1990.

Элементарные частицы

Физика микромира (маленькая энциклопедия). — М.: Сов. энциклопедия, 1980.

Потупа А. С. Бег за бесконечностью. — М.: Мол. гвардия, 1977. — Сер. «Эврика».

*Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. — М.: Наука, 1984, 1988.

Розенталь И. Л. Элементарные частицы и структура Вселенной. — М.:

Примечания

1

Этот момент можно проследить по многим глубоким зоологическим исследованиям. В превосходной образной форме изучения «Закона джунглей» он описан у Р. Киплинга.

2

На это обстоятельство стоит обратить особое внимание. Человек, индивид — своеобразный атом общества, фактически именно отмеченный минимальный самовоспроизводящийся социальный организм представляет собой относительно замкнутую живую эволюционизирующую систему, обладающую особыми кооперативными качествами, не сводимыми к индивидуальным. Вероятно, в этой несводимости заключена разгадка многих феноменов — от тонких социологических закономерностей так называемого группового восприятия до таинственных телепатических и вообще экстрасенсорных явлений.

3

Очень важно, что этнографическая линза, сквозь которую высокоразвитые цивилизации пытаются заглянуть в свое далекое прошлое, взаимна. Представители реликтовых культур тоже по-своему и весьма тщательно изучают изучающих. К сожалению, эта очень интересная сторона исторической этнографии — крайне важная для проблемы космического Контакта — разработана пока не слишком глубоко.

4

Разумеется, аналогии, как и весь процесс познавательного моделирования, имеют древнейшие корни. У истоков современной аналогии первичной гипотезы о сходном описании двух различных явлений — лежит поведенческая имитация в процессе обучения. Преломившись в древнейших производственных операциях, имитация открыла путь к созданию стандартных орудий — таких, чья конечная форма минимальным образом зависит от случайных свойств материала и конкретных приемов изготовления. Стандартные ручные рубила дали старт собственно технологической и, следовательно, вообще целенаправленной трудовой деятельности. Многие исследователи рассматривают эти орудия как важнейший признак появления мышления, т. е. способности к сознательному поведению. Иными словами, метод аналогии восходит к самым ранним этапам формирующегося мышления.

5

Разумеется, здесь наука понимается в предельно широком смысле — как система взглядов, позволяющих подвергать любое явление экспериментальному и аналитическому исследованию и не допускающих существование чего-то такого, что связано с принципиально непознаваемыми силами. Наука в этом плане определяет скорее стиль мышления познающего субъекта, а не какую-то особую сферу его деятельности.

6

Явления «склейки» воспринимаемого объекта с ситуацией, в которой он находится, и даже с состоянием, в котором находится воспринимающий, хорошо известны в зоопсихологии и в психологии детского восприятия. Они зафиксированы и в языках реликтовых охотничьих племен. Зверь нападающий и зверь отдыхающий, зверь на льдине и зверь в воде, зверь днем и зверь ночью — как бы разные звери. Зверь в момент острого голода охотника и в более благодушном состоянии тоже воспринимается несколько по-разному. Реально это фиксируется множеством звуковых обозначений одного и того же животного.

7

Говоря о близости и понятности эпохи неоантропа, следует иметь в виду, что само происхождение сапиенса пока не имеет удовлетворительного объяснения. По ряду признаков сапиенс должен считаться прогрессивным конкурентом неандертальца — во всяком случае, так называемый классический неандерталец явно выпадает из числа наших прямых предков. Среди поздних неандертальцев встречаются подходящие кандидаты (вроде человека из палестинской пещеры Мугаретэс-Схул), но темп, в котором эти кандидаты должны превратиться в настоящих сапиенсов, поразительно высок — несколько тысячелетий. С другой стороны, прямые предки сапиенса не просматриваются в более ранние времена, современная археоантропология не дает обоснованных примеров их сосуществования с неандертальцами непосредственно после второго пика вюрмского оледенения.

8

Мне кажется, составление «Детской космологии» — не популярного курса для самых маленьких, а той синтетической усредненной картины, которая возникает на основе опроса детей, изучения их поведенческих реакций, сослужило бы добрую службу истории науки, не говоря уж о роли такой книги для педагогики начальной школы и ее художественной ценности как превосходного сборника сказок.

Разумеется, исследования под космологическим углом зрения очень сложны — трудно составлять тесты, речевые и поведенческие, которые позволили бы приподнять завесу современной культуры, неизбежно окутывающую ребенка с самого рождения. Но тем более эта проблема и интересна — такова уж трудная судьба всех попыток открыть реликты древнейших времен.

Расширение хроноскопической вооруженности крайне важно для истории. Стоит помнить, что некогда выводы археологии и исторической антропологии, а позднее — и исторической этнографии подвергались жестоким атакам, ставилась под сомнение самая возможность заглянуть в далекое прошлое. Теперь эти барьеры в основном позади, прошлое интенсивно исследуется, но важно искать новые методы расшифровки духовного мира древнего человека, искать напряженно и неустанно — во имя будущего.

9

Очень схожее явление наблюдалось у народов Северной Азии (чукчей, ительменов, эвенков и других). Шаманизм стал здесь ведущей формой религии, огромную роль играл культ выдающихся людей, прежде всего шаманов и кузнецов (у бурят и якутов). Зато роль вождя была не столько велика. Следует отметить, что в плане исторического анализа Сибирь фактически представляет собой самобытный четвертый регион планеты (наряду с Австрало-Океанией, Африкой и Америкой), содержащий огромный спектр обществ — от примитивных охотничьих групп до крупных племенных объединений.

10

Освоение Америки, скорее всего, длительный процесс. Не исключено, что самые ранние волны миграции хлынули сюда еще 40 тыс. лет назад в начальный период заселения Австралии. Самые северные области Америки были заселены явно позже других областей — эскимосы и алеуты сохранили много общего с коренным населением северо-восточной Азии. Первоначально была заселена только Северная Америка, в центрально — и южноамериканские области человек пришел около 12 тыс. лет назад.

11

В сущности, термином «нахуа» обозначают большую группу племен, обитавших на юго-западе Северной Америки, родственных по языку.

12

Некоторые пирамиды майа достигали 60 метров в высоту, то есть имели размеры того же порядка, что и самая древняя египетская ступенчатая пирамида фараона Джосера, возведенная великим архитектором Имхетепом. Впрочем, «Пирамида Солнца» в огромном древнемексиканском городе Теотиукане поднималась на 72 метра и имела основание 255х240 метров. Пока не ясно, имели ли майа какое-либо отношение к ее созданию, не установлены и носители теотиуканской цивилизации.

13

Возникает полное совпадение дней и чисел месяца и 13-дневной недели. На этом, в частности, основан знаменитый «круг майа» — их вечный календарь.

14

Это согласуется с латинским истоком слова «цивилизация»: civilis государственный, гражданский, civitas — гражданская община, город, государство.

15

Солнце имело, вообще говоря, три божественных ипостаси: Хепри солнце на восходе, Ра — полуденное, Атум — заходящее. Этот момент отражает память о древнейшем, еще раздельном, восприятии небесных светил в разных позициях. Соответственно, развились дополнительные олицетворения: бог Хепри — скарабей (навозный жук) со своим неизменным катышком (нарождающимся солнцем), Ра — парящий в зените сокол, Атум — холм, символ умирающего солнца, умирающего, чтобы снова возродиться. По-видимому, последний образ привел к идее создания пирамид — усыпальниц для фараонов, которые должны посмертно слиться с Ра и возродиться в лице наследника.

16

То, что представляется нам противоречивостью мифологических систем древних народов, связано, прежде всего, с различным в пространстве и во времени происхождением мифов и даже версий одного мифа. Кроме того, очень важную роль играло несовершенство языка — один и тот же объект, выделенный по разным своим функциям, мог фиксироваться в мифе совершенно особыми образами.

17

В древнейшем шумерском пантеоне Эа выступает как один из главных богов под именем Энки (вода, мудрость и, возможно, земля). Наряду с ним в верховную триаду входят Энлиль (воздух, гроза) и Ану (небо). Часто Энки (Эа) рассматривается как мужская часть единого божества — Земли, конкретно — как земные воды. Вторая ипостась Земли (женское дополнение Энки) известна как Нинхурсаг (богиня плодородия).

18

*Кстати, о сооружении вполне реальном — вавилонском храме Мардука (или так называемом «Доме основ Неба и Земли», высота которого, согласно современной реконструкции, достигала 90 метров, и такого же размера была сторона квадратного основания. Этот крупнейший месопотамский зиккурат имел 7 этажей с 15-метровым святилищем Мардука наверху. Основание Вавилонской башни, снесенной еще при Александре Македонском, было обнаружено археологами лишь на рубеже 19 и 20 веков.

19

Планеты они называли биббу, то есть козлами — подвижными животными среди овец-звезд.

20

???

21

В верховной триаде (Тримурти) Брахма играл роль создателя. Вишну хранителя, Шива — разрушителя.

22

Удивительные совпадения: сутки Брахмы близки к современной оценке времени жизни Вселенной (12–20 млрд. лет), кальпа — время жизни Солнечной системы (4,5–5 млн. лет), а манвантара — периоду оборота Солнца вокруг центра Галактики (275 млн. лет).

23

Эта религиозно-философская система связана с именем Кун-Цзы (551–479 до н. э.). Она замечательна своей предельной прагматичностью и, пожалуй, в определенном плане выглядит еще более атеистической, чем буддизм. Кун-Цзы (Конфуций по латинской традиции) и его последователи разработали своеобразную совокупность правил поведения личности, основанную на глубоком почитании предков и некоторых обрядах и направленную на сохранение традиций, а, по сути, — на безусловное подчинение существующим государственным уложениям. Образцом для них служила патриархально-родовая семья с жестким подчинением младших старшим. Фактически конфуцианский бог это император со своей мощной чиновничьей машиной, если угодно, феодально-абсолютистская формация. Конфуцианство не знало чего-либо типа особой жреческой касты, все общественные обряды исполнялись чиновниками. Соответствующая система воспитания, образования и службы не давала ни малейшего шанса человеку, отступившему от принципов обожествленного учителя. Из-за этого государственный аппарат получил практически безграничные возможности в управлении духовной жизнью. Уникальный для всей мировой истории уровень «склейки» духовной жизни и государственных интересов породил особую линию социальной эволюции, во многом отличную от путей иных цивилизаций нашей планеты.

24

Описанные явления характерны для многих, но не для всех областей Греции. Например, в Спарте жесточайший режим государственной регламентации превратил страну некогда процветающего искусства в лагерь-казарму. Пренебрежение внешними связями и естественным развитием экономики начисто ликвидировало здесь прогрессивные познавательные тенденции. При всем том на протяжении многих веков Спарта представляла величайший источник военной опасности и своеобразный центр по подрыву демократий афинского типа. Возможно, противостояние этих демократий со Спартой и предопределило последующее крушение полисной системы под натиском македонской династии.

25

Строго говоря, шаг за рамки раннего религиозного мышления, попытка заместить тотемных по происхождению местных богов чем-то более общим и абстрактным. Социальная подоплека этого шага — в стремлении вознести Закон, приемлемый для большинства полноправных граждан полиса, над личностью правителя, над якобы божественной сутью личной власти.

26

Конкретная ее разработка принадлежит, по-видимому, ученику Пифагора Филолаю.

27

Гномон — один из древнейших приборов, вертикальный стержень, укрепленный на горизонтальной площадке и отбрасывающий на нее тень. По длине и направлению тени фиксировались высота и азимут Солнца, и в этом плане в древности гномон использовался не только для разметки светлого времени суток (как солнечные часы), но и в качестве астрономического и геодезического инструмента. Гномон был известен в Египте и Месопотамии еще во 2 тыс. до н. э., использовали его и в других регионах планеты.

28

В 1978 году американский астроном Роберт Ньютон опубликовал книгу «Преступление Клавдия Птолемея», где на основе тщательного поглавного анализа «Альмагеста» показано, что многие наблюдательные результаты, использованные Птолемеем, попросту поддельны, а некоторые математические выкладки грубо ошибочны. Обвинение выглядит очень веско, особенно с учетом того, что в астрономии даже самые древние наблюдения играют отнюдь не только историческую роль — они используются для долговременных прогнозов, и даже небольшая их фальсификация приводит к неприятным для науки последствиям. История науки не вынесла по этому поводу окончательного заключения — все-таки речь идет о событиях почти 20-вековой давности. Мы достаточно мало знаем о жизни самого Птолемея, чтобы как-то оценить цель, с которой он стал бы намеренно искажать достижения своих предшественников. Важно и то, что Клавдий Птолемей вряд ли может рассматриваться как узкий специалист в области астрономии, скорее он — истинный энциклопедист в духе эпохи позднего эллинизма.

29

Конечно, идея напоминала модель с самозарождением мелких организмов из неорганики или примитивной органики. Но она колоссально опередила свое время и была переосмыслена теорией эволюции только в 20 веке.

К сожалению, все эти изумительные рывки мысли так и не сложились в систему науки, характерную для более поздних времен. Иным было отношение к эксперименту и практической деятельности вообще, а логической стройности и красоте дискуссий придавали едва ли не большее значение, чем соответствию с наблюдаемыми явлениями. Новый прогрессивный тип социальных структур основывался на старых методах производства. Мускульная энергетика не сменилась чем-то более эффективным, и это тормозило развитие техносферы. Возможно, здесь и кроется основная причина того, что демократические полисы не сумели решить проблему создания более крупных и по-прежнему мобильных социальных организмов, способных противостоять деспотиям восточного образца.

30

Стоит иметь в виду, что иудаизм выпадает, строго говоря, из ряда так называемых национальных религий, и соответственно следует понимать его кажущуюся резкую замкнутость, нетерпимость к иным богам, иконоборческие традиции. Богоизбранность народа, принявшего Завет, не тождественна обычной выделенности того или иного племени относительно своего племенного бога. Еврейский народ выделяется Библией не столько по собственно национальному, сколько по авангардному признаку — богоизбраны те, кто осознает существование супербожества, принципиально неотобразимого антропоморфными (и тем более зооморфными) понятиями, осознает и несет это осознание другим людям. При этом очень важно, что открыто признается эволюция религиозных представлений различных народов (в т. ч. и древних евреев), которые должны пройти пути духовного развития от местных богов-идолов до сверхабстрактного единого надвселенского Бога. Отсюда — огромное общечеловеческое значение авангардных традиций развитого иудаизма, традиций, составивших неоценимый вклад в мировую культуру и цивилизацию и в то же время породивших многие трагические аспекты еврейской истории — от эпохи эллинизма до современности…

31

Известный сюжет о творении Адама из праха земного, образовании Эдема в Месопотамии и, наконец, творение Евы из Адамова ребра содержится во втором разделе «Бытия».

32

Вероятно, этот образ связан с древнеегипетскими ступенчатыми солнечными часами. Это сооружение, позволяющее отсчитывать единицы времени между восходом и заходом Солнца по ступенькам, на которые падает тень, было похоже на небольшую усеченную квадратную пирамиду. С верхней площадки шли две лестницы по 6 ступенек в каждой — на восток и на запад. Высота подбиралась так, чтобы в момент восхода первая ступенька западной лестницы была в тени, потом тень переходила на вторую ступеньку и т. д., а после полудня перемещалась соответственно на восточную лестницу. Таким образом, светлое время дня делилось на 12 частей.

33

Джеральд Хокинс и Джон Уайт в своей книге «Разгадка тайны Стоунхенджа» полагают, что завершающий этап создания собственно обсерватории занял около трех веков, и оценивают Стоунхендж общей трудозатратой не менее полутора миллионов человеко-дней.

34

Не считая системы Птолемея, которая, впрочем, во всех принципиальных пунктах опиралась на достижения Гиппархова периода.

35

Почти одновременно такой же процесс протекал в Индии и в Китае, но, разумеется, с иными представлениями и последствиями.

36

Между тем, именно судьбы ученых и мыслителей крупного масштаба исторически оказываются своеобразным зондом уровня развития, если угодно, разумности соответствующей цивилизации. В сущности, чем бы привлекли историка культуры Абдеры, не живи там Демокрит, завершивший жизнь самоубийством.

37

Несколько вульгаризируя ситуацию, можно сказать, что ислам — это сложный конгломерат иудаизма, христианства и древнеарабских культов. Так, исламский единый Аллах имеет бесспорные черты иудейского Яхве, наряду с Мухаммедом мусульмане признают библейских пророков Адама, Ноя, Авраама, Моисея и христианского Иисуса. Однако Мухаммед считается главным, а 114 сур Корана, продиктованные ему ангелом Джебраилем, — основным законом, не требующим обращения к Библии.

38

Этот затянувшийся до 15 века процесс привел к колоссальному усилению католичества в Испании (Реконкиста велась под знаменем религиозной войны) и тесному его сплочению с королевской властью.

39

Действительно, на протяжении 4 тысячелетий (!) Китай практически не испытывал серьезной конкуренции в своем регионе, и все завоеватели оказывались довольно быстро во власти многослойной и великолепно утонченной китайской культуры и притягательных своей простотой и отработанностью социальных схем. Примерно половину этого срока в идеологии Китая безраздельно царила конфуцианская религиозно-философская система, создавая условия консервации социальных структур весьма архаического типа. Достаточно сказать, что такая нелепая сверхзатея, как сооружение Великой китайской стены, передавалась в качестве императорской эстафеты на протяжении 20 веков (примерно с 4 века до н. э. до середины 16 века).

Этот грандиозный материальный символ идеи полной консервации имперско-конфуцианского режима потребовал целой горы стройматериалов — 240 млн. кубометров земли и камня! Стена протянулась на 2700 километров (при общей длине стен и валов более 5000 км!), так и не предотвратив многочисленных нашествий. Она поневоле стала памятником великому трудолюбию и долготерпению китайского народа.

40

Эта аналогия, очень популярная в науке Нового Времени, принадлежит выдающемуся представителю Парижской школы философов Николаю Орему (1320–1382).

41

Как и более ранние работы Герберта (впоследствии папы Сильвестра II), контактировавшего с испанскими арабами и под их влиянием создавшего свою «Геометрию» и «Книгу об астролябии».

42

Предсказавший корабли и экипажи, способные двигаться без использования мускульной силы людей или животных, а также летательные аппараты. По некоторым данным, он самостоятельно изобрел пороховую смесь. Сам Роджер Бэкон считал свои идеи общей рецептурой мышления, распространяя их на алхимию и астрологию…

43

На такой социально-психологической основе и возникло великолепное здание ренессансного гуманизма, объявившего человека абсолютной ценностью, венцом Творения. Краеугольным камнем этого здания послужило резкое отделение происхождения человека — процесса, о котором тогда вне Библии попросту ничего не знали, — от происхождения всех остальных элементов Вселенной. Вот пример приятной ошибки — особая близость к Богу, сколь бы абстрактным и далеким он не был, бесспорно, льстила человеческому сознанию. Иная точка зрения зародилась лишь 4 столетия спустя.

44

Имеются в виду обе Америки, вся Африка южнее Сахары и Австралия. Последний материк, Антарктида, был открыт русскими мореплавателями Беллинсгаузеном и Лазаревым лишь в 1820 году.

45

В 12-й главе («О положении Земли») 2-й книги «Ученого незнания» он писал: «В отношении других звездных областей мы равным образом подозреваем, что ни одна из них не лишена обитателей и у единой Вселенной, по-видимому, столько мировых частей, сколько звезд, которым нет числа…» Напомним, что это говорилось в 1440 году!

Эти идеи прокладывали путь новому взгляду на космос. Эпоха Возрождения — и для нас это важнейшее ее достижение — стала эпохой открытия Солнечной системы.

46

В духе известного высказывания Лютера: «Дурак хочет перевернуть основы астрономии…»

47

Бесспорно и то, что во многом Кузанец пошел дальше Коперника. У него не только Земля, но и Солнце не могли быть центром Вселенной, звездная сфера ничего не ограничивала, а наблюдаемые движения не могли считаться строго круговыми…

48

???

49

Его результаты были уточнены только виртуозными наблюдениями польского астронома Яна Гевелия (1611–1687), основателя гданьской обсерватории, который использовал очень длинные «воздушные трубы» и в год смерти издал превосходный каталог — вероятно, лучшее достижение дооптической астрономии. Разрешающая способность в наблюдениях Тихо Браге и Гевелия благодаря колоссальной тренировке в 2–3 раза превосходила предел регистрации нормального среднего глаза! Благодаря этому точность в определении координат небесных тел достигала 0,5–1 угловой минуты.

50

Каждое из вычислений, на основе которых выводились его законы, Кеплер проверял 70-кратно!

51

Кеплер был одним из типичных гениев с трудным характером и редкостной для ученых такого ранга материальной неустроенностью. После его смерти осталось 27 напечатанных книг, 22 тома рукописей, личному же имуществу не позавидовал бы и нищий — оно сводилось к нескольким заношенным тряпкам и паре медяков в кармане…

52

Кеплер, видимо, считал, что сила тяготения прямо пропорциональна массам, но обратно пропорциональна расстоянию между телами. Интересно, что именно он ввел в физику понятие инерция как меры сопротивляемости движению, но, скорее всего, он не совсем четко отождествлял ее с массой.

53

Эта связь превосходно изображена Амброзом Бирсом: «Тот, кто видел много раз кролика, преследуемого собакой, и никогда не видел кроликов и собак порознь, будет считать, что кролик — причина собаки».

54

Эти идеи развились из сочетания магии с характерным для раннеплеменного общества шаманизмом и анимизмом. Анимистические представления связаны с одушевлением всех предметов и явлений окружающего мира, а шаманизм является совокупностью приемов воздействия на духов, заключенных в тех или иных телах.

55

Подзорные трубы, изготовленные искусными голландскими мастерами, уже давно были известны Европе — главным образом как забавные аттракционы. Первый телескоп был создан в 1608 году голландским оптиком Гансом Липперсгеймом.

56

Даже запрет учения Коперника не привел к крупным неприятностям для Галилея — он не был упомянут в папском эдикте, хотя ни для кого не составляло секрета его увлечение коперниковской системой. Все свелось к тому, что весной 1616 года кардинал Беллармино вручил ему под расписку свидетельство об объявлении эдикта, согласно которому: «… учение Коперника противно Священному Писанию, и его нельзя ни защищать, ни придерживаться». Между тем, с марта 1615 года в римской инквизиции находился донос доминиканского монаха Фомы Каччини, где прямо указаны места Библии, которым противоречили Коперник и Галилей (10 глава Иисуса Навина, 1 глава Экклезиаста, 18 Псалом, 38 глава Исайи)…

57

Увлеченность борьбой с астрологией и вообще небесными влияниями на земные дела привела Галилея к неверной теории приливов. Но это не столь существенно для основной направленности его «Диалога». Например, Галилей не верил и в Кеплеровы эллипсы, но это не мешало ему бороться за гелиоцентрическую модель.

58

Формально к «Диалогу» было трудно придраться — книгу пропустила высшая католическая цензура. Но изощренность в борьбе со свободой слова и тогда была на высоте. Галилея обвинили в своеобразном мошенничестве использовании римского цензурного разрешения на территории Флоренции, в нарушении слова, данного Беллармино, и т. п. В общем, он все равно оказался преступником, и ему всерьез грозило сожжение.

59

Первая в Европе научная организация — Академия опыта (Academia del Cimento) во Флоренции, открытая великим герцогом Тосканы Лодовико Медичи в 1657 году, просуществовала всего 10 лет. Герцог закрыл этот рассадник ереси, когда папская курия пожаловала его кардинальским званием… Между тем, повсюду открывались и набирали силу научные учреждения — Лондонское королевское общество (1662), Парижская Академия наук (1666), Академия наук в Берлине (1672).

60

Гук знаменит не только своим Законом упругой деформации твердых тел, но и открытием клеточного строения живых существ.

61

Упорное нежелание Ньютона публиковать предварительные результаты привело в это уже довольно интенсивное время к ряду неприятных осложнений в его отношениях с Гюйгенсом и Гуком, претендовавшими на приоритет в открытии закона тяготения.

62

Правда, несколько позднее — 12 марта 1759 года, что было объяснено более точным учетом возмущений в движении кометы Галлея со стороны Юпитера и Сатурна.

63

Характернейшим образом отразил эту идею и впрочем всю ситуацию английского компромисса религии и науки ученик Ньютона профессор Рожер Котес в предисловии ко 2-му изданию «Начал»: «Надо быть слепым, чтобы из прекраснейшего и мудрейшего строения мира не усмотреть величайшей мудрости и благости всемогущего Творца, надо быть безумцем, чтобы этого не признавать. Поэтому превосходнейшее сочинение Ньютона представляет вернейшую защиту против нападок безбожников, и нигде не найти лучшего оружия против нечестивой шайки, как в этом колчане».

64

Прямой критике картезианской модели вихрей посвящено немало места во 2-й книге «Начал». Ньютон четко демонстрирует, что из теории Декарта следует не 3-й закон Кеплера, а нечто совсем иное (a12/a22=T1/T2). Но Ньютону важно показать не только недостатки конкретной модели Солнечной системы, но и порочность всей картезианской методологии. Его твердая деистическая позиция не допускает свободы в моделировании единого космического закона, раз и навсегда установленного Творцом, и он уверен, что такой закон может иметь одну и только одну форму, отражающую истинный замысел Всевышнего. В этом, по-моему, суть деизма, взлелеянного в лоне ранних конституционных монархий, питавших иллюзию абсолютной юрисдикции неких безусловно справедливых законов, трактуемых единственным образом любым членом общества. Вероятно, именно у Ньютона религиозный синтез античной натурфилософии, монотеизма и эллинистической космической юрисдикции достигает апогея.

65

Более обширные современные данные показывают, что апекс (точка, куда со скоростью около 20 км/с стремится Солнце) расположен в созвездии Лиры, неподалеку от созвездия Геркулеса.

66

Видимо, первое указание на существование двойных звезд было получено итальянским астрономом Джованни Батиста Риччоли (1598–1671), составителем энциклопедического «Нового Альмагеста», подытожившего астрономические достижения того времени.

67

Это красивый древнеримский образ (via lactea). Греки называли его «молочным кругом» (galaktikos kyklos), откуда и пошел термин «галактики».

68

Джону Гершелю, ставшему впоследствии президентом Лондонского Королевского общества, принадлежит заслуга и в систематизации двойных звезд — в своих 11 каталогах он описал 3000 этих объектов. Он впервые стал вести постоянные наблюдения в Южном полушарии. Его творческая увлеченность фотоделом способствовала внедрению фотографических методов в астрономию.

69

Как и всякий предрассудок, он возник из отсутствия проверки иных возможностей — лишь как простейшая гипотеза.

70

Адамсу едва ли не до конца дней везло на законспирированные открытия. После обнаружения Нептуна он первым определил близкие к истинным параметры орбиты новой планеты (кстати, почти на 50 % отличающиеся от первоначальных предсказаний — его и Леверье), но постеснялся сразу об этом сообщить. Он же внес важнейшее изменение в лапласовскую теорию движения Луны, в которое сначала просто не поверили. Но впоследствии именно оно позволило учесть такой важный фактор взаимодействия, как приливное трение.

71

Что касается странного для ученого министерского портфеля — с ним Лаплас расстался менее чем за два месяца. Наполеон сместил его, пожаловав сенаторское место и высказавшись в том духе, что Лаплас «…всюду выискивал тонкости, видел только одни проблемы и в конце концов привнес в управление дух бесконечно малых величин».

72

Кольца Сатурна долгое время считали чем-то неестественным, связывая их с особой изобретательностью Творца. К счастью, тогда еще не вошло в моду говорить о высокоразвитых пришельцах, иначе кольца сразу же приписали бы инженерному гению их цивилизации.

73

В отличие от первоэлементов ионийских философов (Фалеса и других) Декартовы элементы — это как бы три группы различных элементарных частиц, находящихся в непрерывном движении: тяжелые (земля) — медленные и сильновзаимодействующие, легкие шарики воздуха — быстрые, а всепроникающие (огонь) — наибыстрейшие. Это в какой-то степени оживило атомистику Демокрита — Эпикура — Лукреция, но Декарт не допускал пустоты, заполняя ее тончайшими и не имеющими самостоятельной формы атомами огня, причем не устанавливал предельного размера своих атомов. Отсюда бесконечная дробимость Декартовой материи и отсутствие понятия абсолютно пустого пространства в смысле Ньютона.

74

Впоследствии выяснилось, что Бюффон доводил возраст Земли до полумиллиона лет, но этот результат остался неопубликованным. Идеи Бюффона о возрасте Земли и о естественных трансформациях видов встретили весьма холодный прием у руководителей церкви, и уже в 1751 году он вынужден был отречься от своих результатов под угрозой отлучения…

75

По латыни небула (nebula) — туманность. Отсюда и название модели Канта — небулярная гипотеза.

76

Лаплас допускал, что первичный толчок к вращательному движению мог дать какой-то внешний фактор, скажем, находящаяся неподалеку звезда. В этом плане нельзя считать, что «небулярщики» с самого начала безоговорочно расходились с «катастрофистами».

77

Кстати, классификация материи по степеням ее «тонкости», грубо говоря, основывалась на силовой точке зрения. Естественно, что для продвижения тела сквозь глину и песок требуется больше усилий, чем в воде и тем более в воздухе. Отсюда вроде бы логично вытекала идея о каком-то особом космическом эфире, в котором без сопротивления движутся небесные тела.

78

Хэггинсу принадлежит заслуга в первичной спектральной классификации туманностей. Некоторые из них давали очень скудный спектр, т. е. были чисто газовыми образованиями. Туманность Андромеды имела спектр, в общем-то, близкий к звездному, и Хэггинс понял, что имеет дело с гигантским скоплением звезд.

79

В. Я. Струве, впоследствии организатор и с 1840 г. директор Пулковской обсерватории, академик Петербургской АН, стал родоначальником блестящей «звездной династии». Его сын Отто Васильевич (1819–1905), сменивший отца на посту в Пулково в 1862 г., и внук Людвиг Оттович (1858–1920), директор Харьковской обсерватории, внесли огромный вклад в изучение двойных звезд и во многие другие области астрономии. Правнук Отто Людвигович (1897–1963) стал одним из создателей современной радиоастрономии. Он возглавлял знаменитую американскую обсерваторию Грин-Бэнк, был президентом Международного астрономического союза. Именно Отто Струве сформулировал концепцию звездной эволюции.

80

Современные значения параллаксов 61 Лебедя 0,292, α Центавра 0,751.

81

Самая быстрая из известных сейчас звезд — звезда Барнарда, обнаруженная в 1916 году американским астрономом Эдвардом Эмерсоном Барнардом (1857–1923), известным исследователем планет и слабых звезд. Она обладает собственным движением 10,3 в год, а ее светимость в 70 раз ниже солнечной.

82

Есть глубокий смысл в том, что идеи, в сущности, геодезической тригонометрии и геометрии, доставшиеся в наследство от тех времен, когда небо рассматривалось как особая подобласть ойкумены, определяли астрономические измерения до второй половины прошлого века. Зарождавшиеся тогда новые представления об измерениях, пространстве и времени, поле и веществе стали выдвигать на передний план свойства светового луча, а не твердого стержня.

83

Звезда m-й величины ярче звезды n-й величины в (2,512)n-m раз (2,512? 102/5).

84

Кроме того, в начале этой последовательности включают особые классы Q, Р, W, а в конце — S, R, N. Иногда малыми латинскими буквами дополнительно характеризуют некоторые спектральные особенности звезд.

85

Обычное звездное население — это звезды так называемой главной последовательности. Ныне выделяется 7 классов светимости звезд. В I входят звезды-сверхгиганты, во II — яркие гиганты, в III — гиганты, в IV субгиганты, в V — звезды главной последовательности и карлики, в VI субкарлики и в VII — белые карлики. Иногда I класс светимости разбивают на два подкласса 1а (яркие сверхгиганты) и I (сверхгиганты).

86

Двойная система Сириуса находится в созвездии Большого Пса на расстоянии 2,7 пс от Солнечной системы. Сириус А (? Большого Пса) примерно в 10^4 ярче Сириуса В.

87

Интервал длин волн, к которому адаптирован глаз: (3,8? 7,8).10-5 см — от фиолетового до красного света. Почти в центре его лежит максимум солнечного спектра, соответствующий? = 4,83.10-5 см — желтому цвету. В условиях иной звезды и иной планеты зрение развивалось бы в другом диапазоне, центральная длина волны которого, грубо говоря, определилась бы через температуру звезды соотношением?max = 0,29/T.

88

Осенью 1982 года был обнаружен пульсар 1937 + 215 в созвездии Лисичка с периодом Т = 1,56.10-3 с, т. е. вращающийся в двадцать с лишним раз быстрее пульсара в Крабе.

89

Галактика, которой принадлежит Солнце, пишется с большой буквы — в отличие от остальных галактик.

90

Разделять события на главные и второстепенные — неблагодарная работа. 10-20-е годы, когда в работах Шепли, Линдблада, Оорта складывалась корректная модель Галактики, в сущности, связаны с явлением того же порядка, что и открытие Солнечной системы в трудах Коперника и Кеплера. Однако астрономия имеет много ветвей развития, и при бурных темпах 19–20 веков, когда одно событие хронологически буквально наползает на другое, а не разделено веками или хотя бы десятилетиями, возникают своеобразные затмения, хорошо известные в истории науки. Нечто похожее произошло и в 20-е годы при практически одновременном рождении моделей Галактики и расширяющейся Вселенной.

91

То есть объекте, зарегистрированном в «Новом Общем Каталоге» (New General Catalogue) Дрейера, включавшем 8000 туманностей и опубликованном в 1888 году. Это было обобщение «Нового каталога» Джона Гершеля.

92

М 33-33-й объект в каталоге Мессье, один из спутников туманности Андромеды, подобно тому, как Магеллановы Облака — спутники Галактики.

93

На разбегание галактик впервые обратил внимание еще в 1912 году американский астроном Весто Мелвин Слайфер, измеривший красное смещение М 31 и обнаруживший в общей сложности 36 убегающих галактик.

94

Из-за этого теория расширяющейся Вселенной иногда называется моделью Лемэтра, хотя приоритет Фридмана в предсказании нестационарной космологии в настоящее время никто не оспаривает. Надо иметь в виду, что именно Лемэтр первым дал впечатляющую физическую аналогию. Фридман, разработавший простые и удобные математические модели, ушел из жизни до появления основных Хаббловских результатов.

95

Гамову принадлежит ряд фундаментальных разработок в области ядерной физики и астрономии. Он же предсказал очень важный результат в биологии триплетный генетический код.

96

Общепринятое сокращение от Quasistellar Radiosource — квазизвездный радиоисточник.

97

1 стадий = 184,97 м, т. е. путешественники взлетали всего на 555 км. Воистину уютный мир рисует Лукиан… А от Луны до Солнца (судя по известному лукиановскому диалогу «Икароменипп, или Заоблачный полет») всего в 5 раз большее расстояние.

98

Это прямой отголосок знакомства с романом Годвина. Возможно, образ Луны как земного рая — пародия на годвиновские социально-утопические идеи. Но интересно, что именно в объяснении причин полета испанца звучит лейтмотив бержераковского произведения: «…истинной причиной его странствий по Земле и конечного переселения на Луну было то, что он нигде не нашел страны, где существовала бы свобода — хотя бы для воображения».

99

Любопытно, что еще бержераковские селениты хотели притянуть Землю, хотя и не говорили конкретно о магнитах. Зато у Джонатана Свифта в одном из путешествий Гулливера встречается летающий остров Лапута, управляемый как раз магнитом…

100

Не будем забывать, что даже самые древние, «трижды опровергнутые» идеи сыграли свою роль — хотя и не обязательно в космонавтике. Возносясь на лифте на 9-й этаж своего дома или на смотровую площадку Эйфелевой башни, стоит вспомнить о создателях мифов про светила-древолазы и о творцах зиккуратов. Изучение принципов птичьего полета привело русского ученого Николая Егоровича Жуковского (1847–1921) к теории самолетного крыла, а воздушные шары действительно оказались полезными для полетов внутри атмосферы. Древние идеи, трансформированные научным мировоззрением, живут вокруг нас и приносят огромную пользу — стоит лишь немного подумать над генезисом телефона, карманного компьютера или обычного карандаша, чтобы историческая машина времени стала демонстрировать удивительные метаморфозы человеческой мечты. Некоторые общие идеи — вроде вольтеровского использования светового луча или небесных тел как космических кораблей — до сих пор в определенной степени опережают время и считаются вполне перспективными, разумеется, с учетом современных представлений.

101

Эта теория была в основном завершена публикацией работы «Уравнения движения точки переменной массы в общем случае» (1904) и потом развивалась Мещерским и многими другими авторами в разработке частных задач.

102

Полет космического корабля «Аполлон-II» проходил с 16 по 24 июля 1969 года с тремя космонавтами на борту — Армстронгом, Эдвином Олдрином и Майклом Коллинзом. Олдрин и Армстронг спускались в лунном отсеке, и Олдрин провел на поверхности Луны около полутора часов, а Коллинз находился в орбитальном отсеке — на орбите искусственного спутника Луны, ожидая товарищей.

103

В отличие от христианства, которое в силу многих причин поддерживало дистанцию между духовной сферой и государственными интересами («богу божье, кесарю — кесарево») и в связи с Реформацией не сумело фетишизировать абсолютистские формации, конфуцианство довело эту установку до предела, не поощряя притом активности в познании небесных явлений. Слияние моральных норм, юрисдикции и религии в высшей степени характерно для ислама, но здесь в отличие от конфуцианства духовная власть реально преобладала над светской, как бы стояла над государством. В буддизме дистанция оказалась фактически еще большей, чем в христианстве, и образцом для мировоззрения стала не та или иная государственная формация, а индивидуальное совершенствование. Эти факторы во многом обусловили различия в последующей ориентации Европы, Китая, Индии и мусульманского мира.

104

В картезианском понятии «законы природы» как нельзя лучше усматривается социоморфизм — применение юридического термина, который вполне оправдан в рамках религиозного типа мышления (законы, установленные Богом) и сразу становится расплывчатым при строгой научной трактовке.

105

Большой Взрыв — соответствует английскому Big Bang,

106

Это обстоятельство, наряду с бесконечностью при t = 0 ряда метрических величин, и связано с представлением о физической сингулярности, то есть физически значимой особенности (разрыве) в решениях космологических уравнений.

107

В англо-американской литературе этот уход иногда образно именуется Big Cruncћ — что-то вроде Большого Краха или Большого Треска.

108

Более осторожные современные оценки для Хаббловской функции: Н = 55?75 км/сМпс, что дает несколько большую критическую плотность: ½кр = (0,6?1).10–29 г/см^3.

109

Принимая наиболее вероятную оценку плотности обычного вещества ½в = 3.10–31 г/см^3, видим, что она соответствует средней концентрации порядка 1 протона в 6 м^3. Протон примерно в 30 млн. раз тяжелее нейтрино. Но нейтрино выигрывает бои за Вселенную не массивностью, а массовостью. Концентрация одних только электронных реликтовых нейтрино достигает 150 частиц/см^3, т. е. плотность нейтрального вещества ½(νe) ~ 8.10–30 г/см (при m(νe) ~ 30 эВ = 5,3.10–32 г) вполне на уровне критической. Если вклад того же порядка дадут другие типы реликтовых нейтрино (νμ, ντ), то сомнений в замкнутости Вселенной не останется. Важно, что уже?e дают вклад в плотность материи, примерно в 30 раз превышающий вклад обычного вещества — как раз то, что требуется для объяснения скрытых масс.

110

Реальные газы и жидкости обладают вязкостью, с помощью которой в довольно общей форме описываются взаимодействия, препятствующие изменению относительного положения слоев вещества или его объема. Эти взаимодействия ведут к перекачке механической энергии в тепловую — диссипации энергии. Поэтому часто говорят об учете диссипативных процессов, имея в виду вязкость.

111

Дополнительная универсальная сила (пропорциональная расстоянию) в эйнштейновской модели полностью компенсировала обычные силы тяготения. Потому отдельные участки Вселенной не испытывали относительного ускорения. В модели Фридмана такой «антигравитационной» силы не было вообще, а Лемэтр ее учитывал, но не требовал строгой компенсации! Лемэтровская Вселенная расширялась в более сложном режиме, который лишь в пределе соответствовал фридмановским решениям.

112

Значения этих и многих других величин приведены в таблице (Приложение 1).

113

В Приложении 1 эти величины приводятся в более точном виде (везде 2G вместо G), но, разумеется, это изменение несущественно для качественных оценок.

114

Прием перехода к абсолютным масштабам очень часто используется в различных областях. Например, в релятивистской физике удобно иметь дело со скоростями, выраженными в долях с. Но когда речь идет об обычных движениях, скажем, автомобиля по дороге, это попросту неудобно. Для того же автомобиля куда проще применять единицы типа км/час или м/с, иначе мы рискуем увязнуть в дробях (если vавт. = 100 км/час, то v/с? 9,26.10-8).

115

Мощность можно оценивать с использованием единиц массы, вводя константу?t МР = LP/с2 = c3/2G? 2.10^38 г/с.

116

Непосредственно следует из цепочки неравенств: с r ∂tR r ∂tRg = 2G∂tM /c^2 = 2GL/c4, откуда имеем: L b LP

117

Вероятно, первое достаточно четкое предсказание черных дыр было сделано все-таки Джоном Майклом из Кембриджа еще в статье, направленной в 1783 г. в «Философские труды Лондонского Королевского Общества».

118

Для оценки использовались современные данные о средней плотности Земли (½ã= 5,517 г/см^3) и радиусе Солнца (R€ = 6,96.10^5 км). Чтобы тело, запущенное с поверхности планеты или звезды, могло уйти в космос, его полная энергия должна быть неотрицательна (Е =mv^2 — GmM/R (0), то есть скорость не должна быть меньше скорости отрыва (в земных условиях ее часто называют второй космической): vотрыва = √2GM/R = √8π½R^2/3, где М — масса звезды, ½ — ее средняя плотность, R — радиус. Если vотрыва = с, то плотность звезды связана с радиусом так называемым предельным соотношением Шварцшильда ½ = 3c^2/8πGR2.

119

Черные дыры — сугубо релятивистские объекты, строго говоря, вне общей теории относительности рассматривать их нельзя. Однако кое-какие свойства черных дыр качественно получаются и в нерелятивистской механике — это и было неявно использовано Майклом и Лапласом.

120

В модели Оппенгеймера-Снайдера рассматривают эволюцию звезды с массой М Á 2.5–3 М€.

121

Соотношение неопределенностей ∆р.∆x Á ћ показывает, что объект с импульсом р = ћω/c  нельзя локализовать в области с размером меньшим ћ/р ~ c/ω~ λ  . Излучение с длиной волны λ не локализуется в области с размером меньше λ.

122

Пусть в космологическую эпоху  t при плотности ½ ~ ½P (tР/t)2 образуется черная дыра. Она должна собрать всю массу в области с размером R À ct, и тогда Мрд ~ ½ (ct)3 ~ (c^3/G).t ~  mР(t/tР)  Таким образом, первичные черные дыры с М r М€ могут образовываться не ранее эры адронного синтеза (t ~ 10-5с), с  М ~ 10^15 г — при t ~ 10-23с, когда ½ ~ 10^52 г/см^3, а первичные дыры лапласовского типа при  t ~ 10^3с — в эпоху синтеза гелия. Интересно, что в таком подходе для образования черной дыры с массой Вселенной нужно как раз космологическое время  t ~ 10^17 с.

123

Между тем, по поводу необнаруженных мини-дыр уже появились интересные прикладные намерения. Скажем, отражатель, находящийся на определенном расстоянии от минидыры с М ~ 10^15 г, может быть подобран так, чтобы сила его притяжения дырой уравновешивалась силой давления излучения на зеркальную поверхность (проект С. Блинникова). Очень любопытный вариант ракетного двигателя и в то же время способ транспортировки мини-дыр как «дармовых светильников» в нужные точки пространства. Вообще приятно помечтать о тех временах, когда земная цивилизация смогла бы широко использовать фантастически мощную чернодырную энергетику.

124

Это нетрудно понять, если обратить внимание на то, что при М " mP черная дыра должна излучать кванты с энергией порядка ћωP = mPc^2 = кТP, то есть сопоставимые с энергетическим запасом самого излучателя. Ситуация такова, что черная дыра как бы смешивается с излучаемыми ею частицами и становится одной из них.

125

Что выражается, например, в бесконечной светимости при М (0.

126

Один из цилиндров находился в лаборатории Мэрилендского университета, другой — недалеко от Чикаго, в Аргоннской Национальной Лаборатории.

127

Научно это выражается так: метрика испытывает большие квантовые флуктуации (случайные отклонения от средних значений), и нельзя обычным образом определить расстояние между парой точек.

128

Размер такого атома определяется величиной  rB = ћ2/e2me ≈ 10-8 см, именуемой Боровским радиусом, е — электрический заряд электрона и протона, me — масса электрона. Размер гравитационного атома дается аналогичной формулой, где е^2 заменяется ньютоновским выражением Gm_1m_2.

129

Все дело именно в массивности частиц, из которых состоит гипотетическая микрозвезда! Обычно полагают, что в очень ранней и горячей Вселенной не могут образовываться никакие многочастичные конденсации, кроме первичных черных дыр. Представление основано на том простом факте, что ультрарелятивистские частицы горячего бульона непременно убегут из любой конденсации, чей радиус превышает Rg. Это так, если предполагать, что вплоть до какого-то момента Вселенная состоит из одних только ультрарелятивистских частиц, чья кинетическая энергия много больше энергии покоя (фактически: кТ ‡ mс^2), т. е. начальная Вселенная является «чисто горячей». На самом деле даже в очень ранние моменты во Вселенной может присутствовать «холодная компонента» — небольшая доля достаточно массивных и потому относительно медленных частиц. Действительно, в момент t, когда температура Вселенной Т ~ √ tP/t , частицы с массой покоя m ~ kT/c^2 ~ mР √ tP/t перестают быть ультрарелятивистскими — их кинетические энергии того же порядка, что и энергия покоя mc^2. В пределах горизонта R ~ ct они могут конденсироваться в микрозвезду с массой М ~ ½R^3 ~ ½P (tP/t)2(ct)3 ~ mР (tP/t) ~ mР^3/m^2. Такая микрозвезда представляет собой возмущение в среднем однородного фона плотности материи. В частности, при t ~ 10–23 с гипотетические супербарионы с m ~ 10–15 г могут формировать микрозвезды с М ~ 10^15 г. Тепловые скорости супербарионов должны стать заметно меньше с, и для достаточно компактной микрозвезды — меньше критической скорости убегания. Разумеется, обрастать атмосферой из более легких частиц (и, например, формировать гравитационные атомы) такая микрозвезда сможет лишь много позже — при достаточном падении общей температуры.

Было бы любопытно выяснить — не является ли «холодная компонента» источником самых ранних возмущений плотности материи, начиная, быть может, с t ~ tP, когда способны формироваться микрозвезды планкеонного масштаба. Проблема «холодной компоненты», разумеется, будет решаться экспериментально — во-первых, необходимо искать частицы очень больших масс (на 10 и более порядков тяжелее протона), во-вторых, непосредственно искать реликты типа микрозвезд по их прямым и косвенным проявлениям, имея в виду, что относительные концентрации этих объектов могут быть крайне малы.

Один из примеров образования реликтовых конденсаций за счет описанного механизма уже известен, хотя он и относится к сравнительно холодным эпохам. Речь идет о формировании облаков из реликтовых нейтрино с ненулевой массой покоя при t ~ tP(mР/mν)2 ~ 10^10 с ~ 300 лет. В эту эпоху (Т~10^5К) нейтрино с mν ~ 30 эВ уже не ультрарелятивистские. Масса нейтринного облака М ~ mР^3/ mν^2 ~ 10^15 г, а начальный радиус R ~ lP(mР/ mν)2 ~ 100 пс. Такая гигантская конденсация, как мы увидим в гл. 9, Должна играть определяющую роль в формировании самых крупных структурных единиц Вселенной — сверхскоплений галактик.

130

По-английски бутстрэп — шнуровка обуви (bootstrap)

131

Для численной оценки лучше всего подходит? — мезон, но взять протон (mp/mπ ~ 7) — тоже не ошибка. Ведь такую величину, как возраст Вселенной (~ 1/H) или ее радиус, мы оцениваем очень грубо — по порядку величины.

132

Дискуссия о связи идей бутстрэпа и антропологического (или, как иногда говорят, антропного) принципа увела бы нас слишком далеко. При желании можно считать, что это независимые подходы. Всеобщий бутстрэп предполагает отсутствие каких-либо фундаментальных элементов Вселенной все элементы равно важны в своей взаимообусловленности. Антропологический принцип подчеркивает, что вся информация об этих элементах фиксируется не вообще в космическом пространстве, а наблюдателем и поневоле имеет антропоцентрическую форму.

133

В такой общей формулировке принцип следовало бы, строго говоря, назвать антропогенным. Обращаясь к историческому материалу (в том числе изложенному в 1-й части книги), нетрудно убедиться, что антропогенный элемент присутствует во всех сколь-нибудь развитых космологических схемах древности. Древние ничего не знали о минимальном наборе констант, зажатых узким коридором допустимых значений, но неизменно сводили условия творения Вселенной к ситуации, где возникновение человека выглядит естественно в рамках их представлений.

134

Фактически для электронных нейтрино Вселенная становится прозрачна за первую треть секунды после Первовзрыва.

135

Масса этих обособленных конденсаций может быть достаточно велика, и тогда они превращаются в отдельные звезды. Вероятно, на этом пути и получаются тесные двойные системы.

136

По современной классификации, под звездой, как правило, понимают компактное и оптически непрозрачное тело, обладающее собственной светимостью L ~ (10-2? 10^4)L€ и способное уравновесить действие гравитации за счет внутренних источников энергии. С этой точки зрения протозвезды, остывшие белые карлики (их иногда называют черными карликами), нейтронные звезды и черные дыры нельзя считать звездами. Разумеется, такое разделение (как и всякая классификация, основанная на разрезании эволюционных цепочек) весьма условно.

137

Объекты такого рода наблюдаются, например, объект L 930-8 °C с массой М? 2,82.10^33 г, радиусом R? 200 км и плотностью (? 8,5.10^7 г/см.

138

Плутон заметно отличается от других планет. В результате наблюдений американского астронома Д. Кристи выяснилось, что, скорее всего, это своеобразная двойная планета — на расстоянии порядка 17 тыс. км от Плутона есть спутник Харон, масса которого всего в 16 раз меньше. Система Земля Луна фактически тоже представляет собой двойную планету с отношением масс 81, хотя и менее тесную.

139

Недавно появились сообщения об обнаружении долгожданной десятой планеты.

140

Результаты, полученные с помощью инфракрасного телескопа на нидерландском спутнике IRAS, говорят о том, что вокруг Веги (звезды, которая примерно в 5 раз моложе Солнца и расположена в 8,5 пс от нас) существует облако довольно крупных твердых частиц (размер облака около 170 а.е.). Возможно, это первое прямое наблюдение протопланетного облака (начальной фазы планетной космогонии).

141

Современные данные показывают, что так называемое жидкое ядро Земли заключено в сферическом слое радиусом около 3,5 тыс. км, а внутри него находится твердое (или полурасплавленное) железоникелевое ядро радиусом 1250 км. Над жидким ядром располагается трехслойная мантия, выше — кора.

142

Как мы увидим в дальнейшем, простая органика могла существовать еще в фазе протопланетного облака.

143

Находки в Трансваале датируются 3,2–3,4 млрд. лет. Поэтому многие исследователи считают, что наша планета вступила в зоогоническую фазу около 4 млрд. лет назад. Следы органических микроструктур, обнаруженные Бартоломью Наги с сотрудниками в гренландском слюдистом метакварците, датируются 3,8 млрд. лет. Скорее всего, их можно связать с протобионтами клетками, еще лишенными генетического аппарата.

144

По современной классификации эукариоты и прокариоты образуют два надцарства живой природы. К прокариотам (безъядерная клеточная структура) относятся бактерии и сине-зеленые водоросли, к эукариотам — все остальные растения, грибы и животные. Прокариоты могут образовывать довольно мощные колонии в виде одного из типов низших растений, но при этом не возникает функционального разделения — каждая клетка питается самостоятельно. Эукариоты тоже организуются в 6 типов низших растений (водорослей), но наряду с этим способны давать и 2 типа высших растений, царство грибов и 20 типов многоклеточных животных — организмы, в которых функциональное разделение клеточных групп выражено вполне четко и чья жизнедеятельность никак не сводится к колониальной форме.

145

Одна из гипотез появления рода Homo основывается на данных о действии такого реактора в районе южноафриканского уранового месторождения Окло. Процентное содержание урана-235 в руде Окло немного снижено, откуда делают вывод, что в этом месте глины случайно повысили концентрацию урана раз в 100, а это создало условия для течения ядерных реакций, и часть урана-235 выгорела. Видимо, реактор в Окло работал более полумиллиона лет. Важнейшее обстоятельство связано с тем, что геологические условия, ведущие к появлению богатых урановых месторождений, а значит, с какой-то вероятностью и естественных реакторов, как раз соответствуют области древнейших стоянок предчеловека. Гипотеза «африканской прародины» сильно поддерживается тем, что именно в экваториальных областях Африки обнаружены ближайшие к человеку эволюционные линии семейства гоминид — шимпанзе и гориллы. Палеонтологические данные свидетельствуют о наличии общих предков 20–25 млн. лет назад. С этим пока расходятся результаты молекулярной антропологии, исследующей различия наследственного вещества. Интенсивные работы последних лет в этом направлении обнаружили исключительную близость гоминоидных ДНК — с точки зрения генетической программы все три высших вида земных существ отличаются друг от друга в пределах 1–2 %, а их общие предки должны были подвергнуться решающему мутационному удару не более 5 млн. лет назад. Вероятно, это определяет предельно высокий темп эволюции, и очень правдоподобно, что самые активные мутагенные факторы — радиационные сыграли здесь решающую роль, как и в последующем отделении рода Homo.

146

Нечто похожее можно заключить и насчет Марса, средняя приповерхностная температура которого меньше 0 °C, а давление примерно в 170 раз ниже земного. Состав его крайне разреженной атмосферы (в 5000 раз менее плотной, чем на Венере) очень похож на венерианский — в основном углекислый газ, азот и аргон (в пропорции примерно 95: 3: 2).

147

Что и наблюдается на Земле, где наружные слои коры почти полностью (на 95 %) являются продуктом жизнедеятельности живых организмов.

148

Сейчас есть веские основания считать, что у некоторых звезд (например, у звезды Барнарда, Лаланда 21185, 61 Лебедя А) имеются планетные системы — во всяком случае, некие темные спутники с массами планетного порядка. Надо надеяться, что внеатмосферные телескопы большой разрешающей силы на орбитальных станциях и на Луне в недалеком будущем помогут выяснить природу этих спутников.

149

Лишь в этом случае мы могли, например, считать набор фундаментальных констант (планковскую тройку и параметры элементарных частиц) характерным свойством нашей Вселенной. В настоящее время утверждение такого рода простая тавтология, ведь Вселенную не с чем сравнивать. Делая же его всерьез, мы обязательно должны предполагать существование каких-то миров, где реализуются иные фундаментальные наборы, быть может, связанные с нашим неизвестной эволюционной цепочкой.

150

В том числе ароматические и алифатические углеводороды, азотистые основания, сахара и аминокислоты.

151

Еще меньше концентрация (порядка 10 атомов в 1 см^3) в так называемых диффузных облаках, где, тем не менее, обнаружен формальдегид.

152

Доул называет их ћabitable planets, что следует понимать как «пригодные для жизни планеты» (а не в более привычном переводе прилагательного: «обитаемые»). Мы кратко называем их подходящие.

153

Интуитивно ясно, что эта средняя частота заведомо меньше единицы даже в игре с космогонией Солнечной системы далеко не всегда появляются подходящие планеты, то есть эволюция протосолнечного облака не обязательно ведет к появлению чего-то подобного нашей замечательной Земле.

154

Communication Extra-Terristrial Intelligence — связь с внеземным разумом (или с внеземными цивилизациями).

155

На самом деле гипотезу, согласно которой в среднем примерно 1 из 10 охотничьих обществ самостоятельно переходит в земледельческую фазу, а десятая часть земледельческих обществ в фазу технологическую, нелегко проверить даже в истории Земли и тем более применить в масштабе Галактики. Так что результирующий фактор 0,01 следует рассматривать как крайне грубую оценку.

156

Довольно подробно с гипотезами о древнейших трансокеанских контактах можно познакомиться по интересной книге Тура Хейердала «Древний человек и океан» («Мысль», 1982).

157

Можно, разумеется, строить гипотезы такого типа, что гигантским размером своих рисунков наска как бы зашифровывали свои тотемы, делали их недоступными для непосвященных. Не исключено, что эти знаки реализовывали своеобразный сигнальный контакт с небесными богами, а долина играла роль религиозного центра племенного объединения, где каждый род мог выставить изображение своего тотема. Жаль, что пока нельзя с определенностью выяснить, заключена ли в рисунках наска астрономическая символика.

158

Примером такого открытия служит цивилизация Эблы, обнаруженная лишь в 1975 году. Эбла, расположенная на территории современных Сирии и Ливана, оказалась одной из ведущих древневосточных цивилизаций 3 тысячелетия до н. э., игравшей важную роль в средиземноморском бассейне еще в дофиникийский период.

159

Явление кометы в 66 году, когда шла к концу жуткая для ранних христиан, как, впрочем, и для всего населения Римской империи, эпоха правления Нерона, наверняка расценивалось христианскими и иудейскими прорицателями как дурное для властей предзнаменование — им очень уж хотелось, чтобы империя рухнула при ближайшем правителе (например, седьмом — «семь диадим»)…

160

Весьма любопытную гипотезу по поводу рисунков наска выдвинул Джим Вудмэн. Он предположил, что индейцы владели секретом полета на монгольфьерах (воздушных шарах, наполняемых горячим воздухом), и гигантская наземная галерея обозревалась именно таким способом. Вудмэн считал, что древние воздушные шары служили оригинальными гробницами для вождей своеобразным загробным транспортом, способным унести тело непосредственно на небо, к Солнцу. Более того, он экспериментально проверил свою идею, взлетев на шаре, сделанном из материалов, вполне доступных древним индейцам наска. Разумеется, полет Вудмэна вовсе не доказывает существование воздухоплавания в доколумбовой Америке. Однако его гипотеза дает пример красивейшей из известных (и вообще в принципе допустимых) религиозно-космических программ древности, пусть пока лишь воображаемой программы, однако, несомненно, крайне совершенной по замыслу и по исполнению… Следует отметить, что известная многим народам ритуальная кремация отражает ту же идею — вознесение души на небо во вполне зримом образе дыма.

161

Проскальзывают, однако, и идеи о том, что НЛО не обязательно связаны с внеземными пришельцами, а представляют собой труднопонимаемые проявления некой земной суперцивилизации, сосуществующей с человеческой, но невообразимо более развитой, возможно, основанной даже на принципиально иных, немолекулярных, формах жизни. Вступающей с нами в непонятную игру, материализуясь в отчасти доступных для нас образах, или вообще интересующейся нами не более чем мы — муравьями или амебами… Право же, за открытие такого чуда стоило бы заплатить даже не слишком приятным ощущением безнадежной отсталости.

162

Скорость отрыва с поверхности Солнца v = v2GМ€/R(? 618 км/с ~ 2.10-3 с, то есть ракета с миллисветовой скоростью способна покинуть Солнечную систему практически из любой позиции.

163

Здесь не рассматриваются варианты типа «отлова» античастиц в космических лучах. Это было бы безумно долгое и скучное занятие. При глубоком освоении больших участков Вселенной нельзя, конечно, исключить обнаружение крупных космических тел из антивещества.

164

В специальной теории относительности ускорение можно задать как: а = P/c, где Р — эффективность (отношение мощности двигателя к массе ракеты).

165

При простейшей двухфотонной аннигиляции электрона и позитрона характерная энергия? — квантов порядка 0,511 МэВ.

166

Это легко увидеть, используя выражение скорости через путь: v = с[1–1/(1+r/r0)2]1/2 (v2 a0r r/r0 1 v = с[1–1/(1+r/r0)2]1/2 (c[1–1/2.(r0/r)2] r/r0 1

167

В сущности, тут возникает та же проблема, что у фотонных ракет, где непонятны меры по защите корабля от собственного двигателя.

168

В фантастике способы радикально обойти трудности с фотонным звездолетом родились задолго до идеи самого фотонного звездолета. Еще в 1891 году Томас Блот придумал некую телепортацию (термин — смесь из греческого tele и латинского porto — означающий «дальнюю доставку» или что-то в этом роде). В принципе, этот изящный термин должен был обозначать дальнее космическое перемещение без применения обычных двигателей вспомним кеплеровского Демона, — и он до сих пор несет активную литературную службу. Более конкретная идея Джона Кэмпбелла — выход космического корабля в гиперпространство, т. е. в 4-е измерение, прозвучала в 1934 году. Это было вполне соответствующее время — многие известные ученые разрабатывали тогда модели реального пространства с четвертым измерением — очень интересные модели, не получившие, однако, экспериментального оправдания. Телепортация и гиперпространство стали ведущими сказочно-техническими мотивами современной космической фантастики, позволяя избегать скучноватых и все равно не слишком правдоподобных описаний будущего галактического транспорта. Разве 20 век не имеет права на свои «сапоги-скороходы» или на модернизированного кеплеровского Демона? А ведь не исключено, что в уже опубликованной и даже нарочито шуточной идее какого-либо фантаста заложено пророчество бержераковского типа…

169

Скажем, тот же самый транспортный метод реально тоже очень молод. Космонавтика начиналась в 60-е годы, и лишь за несколько десятилетий до этого зародились серьезные прообразы будущих ракет. Особое критическое отношение к сигналам связано с необходимостью в партнере, тогда как транспортный поиск автономен.

170

Импульсные лазеры, используемые в термоядерных исследованиях, дают в наносекундных импульсах до 10^13–10^14 Вт («Дельфин» (СССР), «Хеглф» (США). Полупроводниковые лазеры, работающие в непрерывном режиме для линий связи, способны давать порядка 10^7 Вт при сроке службы более года. Такого же порядка мощности (20–30 МВт) должны развивать лазеры, которые сейчас разрабатываются для противоракетных комплексов.

171

Допуская существование чего-то в духе фотонных космолетов, мы легко убедимся, что они могут использоваться лишь в роли внешнего транспорта, «паркуясь» не ближе 1 светового года от звезд. Причины здесь те же, по которым поезда дальнего следования не развозят пассажиров по квартирам, а сверхзвуковые лайнеры не садятся в палисадниках.

172

Ее следует рассматривать в плане общей программы засева обширных участков космического пространства биокибернетическими системами, играющими роль своеобразных внешних органов чувств и информационных накопителей для чрезвычайно развитой ВЦ. Нечто в этом роде уже осуществляется землянами, создавшими планетарную систему спутников и направляющими свои станции к другим планетам. Не ясно, однако, в какой степени продолжима эта политика, скажем, в галактических масштабах.

Но пора ответить на вопрос — не закрывает ли все сказанное выше наших надежд на Контакт? Слишком уж много принципиальных трудностей скопилось при его обсуждении — так есть ли смысл его продолжать?

173

Массу, светимость, время пребывания в протозвездной фазе (длительность строительства), время жизни в звездном режиме (из ограничений на резерв горючего) и т. п.

174

Для оценок уровня «фокусировки ракетного луча» и эквивалентного потока энергии поперечник ракеты выбран re = 1 км. Под энергетическим потоком, регистрируемым в случае ракеты, понимается, конечно, эквивалент той массы, которую она доставляет в определенную точку пространства в соответствии с целью полета.

175

Сейчас их чаще называют исследованиями, направленными на будущее (Future Oriented Researcћ).

176

Весьма любопытен, например, сверхускоренный режим полета, когда в собственной системе корабля постоянно не ускорение, а скорость его изменения (в ньютоновой механике это соответствует линейному росту ускорения во времени а = bt). В таком режиме ракета может достигнуть любой точки Вселенной за конечное собственное время τ b 2,97t_0, где t_0 — характерный временной параметр (t_0 = √2с/b). Величину сверхускорения b можно задать по максимуму ускорения, допустимого в данном полете. Этот максимум достигается при t » 0,67 t_0 и равен amax » √cb/2 = c/t_0. Поскольку энергетические проблемы в таком режиме резко возрастают (M_0/Mк » (r/r_0)4 уже для одностороннего разгона-торможения), роль малых ускорений проявляется еще отчетливей.

177

Превосходную модель особой эволюции экипажа звездолета разыграл Роберт Хайнлайн в своем знаменитом романе «Пасынки Вселенной». Огромный корабль с населением в масштабе целого государства отправляется в долгое путешествие к звездам, и со временем цель утрачивается. Далекие потомки стартового экипажа начинают воспринимать внутренность корабля как Вселенную. Великолепно сконструированная система жизнеобеспечения работает безотказно, однако у обитателей нет доступа к информации о внешнем мире соответствующие этажи корабля повреждены в случайной катастрофе. Социальный организм постепенно регрессирует, превращаясь в аграрную цивилизацию (класса А), которая не понимает принципа действия окружающих механизмов. Но мутанты (люди, оттесненные на верхние этажи и подвергшиеся там сильному облучению) сохраняют смутные образы исходной цели и имеют доступ к наблюдениям звезд. В трудной борьбе они добиваются успеха, и цивилизация-скиталец заново открывает Вселенную.

178

Это ограничение вполне аналогично многим земным. Сверхскоростные самолеты лучше чувствуют себя в верхних разреженных слоях атмосферы. Автомобиль в принципе может развивать скорость 700–800 км/час, но лучше ему ездить раз в 10 медленнее.

179

Фактически следует строить модель эволюции звездного спектра, когда за счет лазерного маяка на околозвездной орбите определенным образом меняется наблюдаемый с больших расстояний суммарный спектр данной области.

180

Которая и по замыслу ее автора не предназначена для прямых выводов о наличии или отсутствии ВЦ.

181

Совсем недалеко то время, когда результаты нашей космогонической активности придется наблюдать в большом количестве и на больших расстояниях. В процессе освоения Солнечной системы предстоит столкнуться с массовым выделением искусственных объектов, их классификацией и т. п.

182

Отсюда берет начало глубоко укоренившийся предрассудок, согласно которому дети портятся по мере взросления, предрассудок, все еще приводящий к психологическим драмам, когда дети по вполне естественным причинам перестают быть детьми.

183

Наука в период становления более двух столетий развивалась в рамках идеи о фиксированном наблюдателе (т. е. в библейской версии единократного творения человека в известном виде). Это явно и неявно укрепляло философски мыслящих естествоиспытателей в убеждении, что именно такому раз и навсегда данному (природой или богом) человеку должно быть доступно абсолютно точное знание законов Вселенной, хотя и добываемое постепенно. Дарвиновская эволюционная теория, разумеется, подложила мину под такие представления, но это была мина замедленного действия — слишком велик оказался разрыв между биосоциальными и физико-астрономическими исследованиями того времени. Возникновение квантовой теории и теории относительности в первые десятилетия 20 века вызвало целый перелом в мировоззрении именно потому, что многие ученые неспособны были понять, что состояние наблюдаемого мира зависит и от возможностей наблюдателя, вооруженности его системы отсчета. Вполне серьезно выдвигались соображения такого сорта, что, дескать, питекантроп или динозавр ничего не знали о микроскопических приемах измерения — так разве из-за этого не существовали электроны? Но факт именно таков — для указанных наблюдателей электроны не существовали, их класс активности (эволюционный уровень) не позволял организовать себя и окружающую среду так, чтобы получить информацию об электроне. На современном этапе мы пытаемся описать эволюцию Вселенной относительно эволюционизирующего наблюдателя, который в процессе собственного развития имеет возможность не только уточнять закон эволюции Вселенной (включая себя), но и проявлять активность в космогоническом и зоогоническом масштабе. Конечно, это отличается от еще сравнительно недавней картины, когда наблюдатель как бы со стороны мог просматривать фильм, поставленный по универсальному космологическому сценарию, годному на все времена. На смену доброму старому кино приходит что-то вроде фантамата, включаясь в который зритель совершенствуется и потихоньку начинает принимать участие в корректировке сценария.

184

Имеется в виду линия прогрессирующей эволюции. Моделирование регресса, связанного со снижением уровня сложности цивилизации, разумеется, проще — здесь удается более непосредственно использовать исторические аналогии. Возможно, поэтому писателям-фантастам и футурологам всегда несколько лучше удавались мрачные прогнозы.

185

Проблема искусственной эволюции целых цивилизаций, проводимой извне, исключительно сложна. Мы знаем, с каким трудом и с какими ошибками она решается подчас в земных условиях, где строятся отношения народов с колоссально разным уровнем культурного развития. Найти оптимальный вариант эволюции социальных организмов, в котором не стиралась бы особая эволюционная ветвь человечества (и в то же время она не выпадала бы из общего прогресса) очень непросто.

186

По-моему, к открытиям, не предсказанным фантастами напрямую, можно отнести некоторые относительно тонкие явления вроде антивещества или биологических мутаций. Однако в плане их использования фантасты все равно оказались на высоте.

187

Роль воды играл бы здесь аммиак.

188

Я не уверен, что такие структуры следует рассматривать как самые мощные формы разума. Скорее всего, будущая теория очень сложных систем выведет какой-то оптимальный вариант или набор вариантов с определенным балансом между уровнями социализации и индивидуализации. Разумеется, этот баланс может зависеть от строения основных биомолекул.

189

Тем, кто хотел бы глубже поразмышлять на тему суперцивилизаций, творящих среду с иными законами физики, стоит ознакомиться, например, с рассказом Станислава Лема «Новая космогония Альфреда Тесты».

190

Корректирующие подсистемы — общий признак очень сложных систем. Они компенсируют небольшие неустойчивости, нарушающие движение систем к той или иной цели.

191

Великий врач античности Гиппократ (460–377 г. до н. э.) превосходно суммировал суть дела в своем знаменитом первом афоризме:

«Жизнь коротка, наука обширна, случай шаток, опыт обманчив, суждение затруднительно».

192

А чернобыльская катастрофа заставила осознать, что чудовищные последствия выхода техносферы из-под контроля вовсе не обязательно связаны с военной ситуацией…

193

Хирургический «синтез организмов» порождает серьезные проблемы, но что же можно тогда сказать о генетических приемах вроде клонирования, когда из единственной клетки выращивается полноценная копия организма-донора? Допустимо ли рассматривать эту копию как идеальный (по причине полной совместимости тканей) резервуар запасных частей для донора или она независимо от цели своего создания имеет равные с донором права на жизнь? Между тем, генная инженерия стоит на пороге создания улучшенных копий…

194

Здесь использованы кавычки, поскольку разделение на естественную и искусственную эволюцию, разумеется, условно. Межвидовое и внутривидовое взаимодействие всегда играло важнейшую роль, вводя ту или иную группу живых существ в иерархическую систему и создавая тем самым как бы искусственные условия развития. Примерами могут служить такие известные факты, как культивация тли муравьями или структура пчелиных обществ. Историк может извлекать корни автоэволюционного процесса в земной биосфере на уровне формирования земледелия и скотоводства, когда человек занялся активным производством искусственных видов животных и растений. Вступление в технологическую эру связано с уже непосредственным искусственным творением энергетических функций социальных организмов, а в 20 веке — и с искусственной эволюцией интеллектуальных функций в связи с массовым внедрением ЭВМ и колоссальным наращиванием средств информации. Очень наглядным примером может служить появление суперсенсоров — искусственных «органов чувств», позволяющих заглядывать на невообразимые расстояния (от 10–15 см до 10^28 см), улавливать и анализировать отдельные атомы и молекулы и даже всепроникающие нейтрино. Фактически по диапазону своего видения (от радиоволн до космических лучей очень высоких энергий), или, скажем, по энерговооруженности (порядка 60 млрд. Джоулей в год на человека) и скорости счета (миллиарды операций в секунду) современный человек, включенный в технические системы, совершенно фантастически отличается от человека неолита или эпохи средневековья. Это как бы принципиально новый вид по сенсорно-энергетическим и информационным признакам. Однако все эти преобразования в той или иной степени основывались на биологической неизменности вида, который их проводил. Собственно автоэволюционный уровень мышления характеризуется в такой последовательности тем, что вид сознательно допускает собственное изменение в соответствии с целями, которые он ставит себе на данном этапе. Очевидно, по мере развития и цели и их оценки могут меняться труднопредсказуемым образом, и в этом смысле эволюция превратится в очень сложную игру с Природой как с равноправным партнером, чья стратегия заранее неизвестна и выявляется лишь в ходе игры. Грань между естественным и искусственным в такой ситуации утрачивается окончательно.

195

Об условности такого разделения мы уже говорили.

196

Уже теперь успешно развиваются модели, трактующие биосферу Земли как единый живой организм — Гею. Эти модели, позволяющие по-новому взглянуть на наши экологические проблемы, несомненно, сыграют важную роль в космогонии третьего поколения.

197

Разумеется, изобилию относительно минимального уровня потребления, диктуемого реальными метаболическими потенциями человеческого организма.

198

Вспомним еще раз мудрого Лукреция: Племя одно начинает расти, вымирает другое, И поколенья живущих сменяются в краткое время, В руки из рук отдавая, как в беге, светильники жизни.

199

Отталкиваясь от этой схемы, можно было бы развить классификацию автоэволюционных цивилизаций, например, в следующем варианте: производство новых биосоциальных организмов на естественной биохимической основе — класс С1 производство биокибернетических организмов — класс С2, реконструкция биохимической основы — класс С3, реконструкция химической основы — класс С4 и т. д.

200

Подобно тому, как мегалиты или египетские пирамиды со временем передали информационную функцию письменным методам фиксации астрономических знаний.

201

Отчасти такое явление можно проследить в искусстве и литературе, где иногда крайне сжато кодируются целые системы мировосприятия, которые несколько по-разному развертываются в детальные структуры автором и читателем (зрителем, слушателем). Из-за него многие формы современной культуры требуют очень высокой подготовленности воспринимающего.

202

Исторический анализ довольно сложен и требует четкой фиксации пространственных (вся планета, континент, страна) и временных (тысячелетие, век, десятилетие) масштабов. Скажем, резкое нарастание экстравертивного режима характеризует поведение европейских цивилизаций 2-й половины завершающегося тысячелетия в планетарном масштабе.

203

Есть такой лирико-космический образ: человек стал человеком, распрямившись и взглянув на звезды. Мне всегда казалось, что здесь сказано полправды, а другая ее половина в том, что до того он любовался совершенными линиями своей дубины…

204

В скобках указаны погрешности в определении фундаментальных констант, например, G = 6,6720(41) = 6,6720 +- 0,0041. Данные по фундаментальным константам соответствуют публикациям 1990 года.

205

Массы частиц можно выражать в граммах или килограммах, однако это не очень удобно. Поэтому используют специальные энергетические единицы электронвольт и его производные (чаще всего 1 МэВ = 10^6 эВ и 1 ГэВ = 10^9 эВ), в масштабе которых величины mс^2 не имеют слишком больших или слишком малых множителей.

206

Здесь и в дальнейшем данные заимствуются из «Обзора свойств частиц», составленного международной группой по данным о частицах (Particle Data Group, «Review of Particle Properties», Pћysics Letters, В 239, April, 1990).

207

Такие наименования, как аромат, цвет или очарование — чисто художественные образы, не имеющие отношения к попыткам (в духе древней натурфилософии) понюхать кварки или оценить их «истинное лицо». Поток художественных образов, обрушившийся в последнее время на многие области фундаментальных исследований, можно расценивать как естественную реакцию на формалистическое засушивание языка научных статей и книг.

208

Для расчета собственного времени жизни через? — ширину удобно использовать постоянную Планка в форме ћ = 6,5821220(20).10–22 МэВ.с. Таким образом, для ρ-мезона получаем τρ ≈ 4,3.10–24 с, а для J/ψ -мезона — τJ/ψ ≈ 10–20 с.

209

Последняя интерпретация связана с экспериментально наблюдаемым явлением — адрон, проходя сквозь большое атомное ядро, лишь первый раз взаимодействует нормально с одним из нуклонов. Второе и последующие взаимодействия резко ослаблены, что можно связывать с разрушением виртуальной шубы налетающего адрона, который просто не успевает ее восстановить (регенерировать до нормального адрона) на малых межнуклонных расстояниях в ядре.

210

С — это операция перехода к зарядам противоположного знака, Р операция зеркального отражения, Т — операция обращения хода времени. Согласно так называемой СРТ-теореме, всякая нормальная теория поля должна оставлять неизменными наблюдаемые величины при одновременном применении всех трех операций. Однако долгое время думали, что эти операции сохраняют наблюдаемые неизменными (инвариантными) и по отдельности. Потом выяснилось, что в слабых взаимодействиях Р-четность не сохраняется, но оставалась надежда на соблюдение СР-четности (комбинированной С- и Р-операций). Теперь идеи такого рода принадлежат истории науки.

211

Видимо, массивные нейтрино играют важнейшую роль в весьма экзотической современной модели ячеисто-сетчатого строения Вселенной. Согласно этой модели, первичные возмущения однородного фона приводят к развитию единообразных распределений, которые, сливаясь и пересекаясь, образуют гигантские ячейки с относительно тонкими стенками, в которых и образуются галактики. Во внутренних темных областях ячеек (по-видимому, в неплохом соответствии с наблюдательными данными) плотность вещества значительно ниже средней, а химический состав практически не отличается от первичной водородно-гелиевой смеси, и процесс звездообразования вообще не идет или очень сильно подавлен.

212

Дело в том, что, обеспечивая достаточно большое время жизни протона τp>10^37 с, необходимо принять МX>10^14mp (τ ~ α-2 (ћ /mpc^2)(MX/mp)4), но тогда сечение взаимодействия внутрипротонных кварков (процесс u + d " u-+e+) за счет обмена столь тяжелым бозоном оказывается исключительно малым (σ ~ α^2 (ћ /mpc)2 (mp/MX)4 ~ 10-88 см^2) — намного меньше характерного планковского сечения (σP ~ lP^2 ~ 5.10–66 см^2). Возможно, это обстоятельство («незаконность рейда в планковскую область») и не позволяет рассматривать распад протона по аналогии с распадом нейтрона (где работает гораздо более легкий — W-бозон, и нет никаких слишком малых сечений). Было бы забавно выяснить, что именно планковский барьер стабилизирует протон.

213

Все зодиакальные созвездия имели религиозно-символическую трактовку в этом же духе. Например, за внешне техноморфным образом созвездия Весов стоял символ равновесия и гармонии, которых достигнет человек, преодолевший чувственные излишества (знак:?; в античные времена Солнце находилось в Весах в дни осеннего равноденствия — пору «зрелых размышлений»). В рамках развитых религиозных систем этот теоморфизм отражал идею торжества духа над плотью.

214

Не пытаясь размножать примеры, процитирую его же миниатюру «P. S.»:

От Мастера, как и от Моисея,

останется не техника скрижали

а атмосфера

чтоб не читали после, а дышали!

215

Такая последовательность в перечислении созвездий связана с древнегреческой традицией — год начинался 21 марта (в день весеннего равноденствия), когда Солнце вступало в Овен. В настоящее время с 9 марта по 17 апреля оно находится в созвездии Рыб. Между 29 ноября и 18 декабря Солнце фактически находится в созвездии Змееносца, не имеющего отдельного места в зодиакальной системе. Для удобства Змееносец включается в соседнее созвездие Скорпиона.

Content

Потупа Александр Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

Александр Потупа Открытие Вселенной — прошлое, настоящее, будущее

О чем эта книга

Часть I: В глубинах времени

Глава 1: Предстартовые размышления

Отправляясь в путешествие…

Немного об истории

Откуда берется знание?

О времени и эволюции

Животворные аналогии

Картина Вселенной и мышление

Глава 2: Поиск прошлого

Область неизвестного

Австралия

Бушмены и другие

У истоков космоса

Пути к цивилизации — Океания

Пути к цивилизации — Африка

Пути к цивилизации — Америка

Глава 3: Мир древних цивилизации

Новые масштабы

Египет

Шумеро-вавилонский мир

Индия

Китай

Греция

Библейская вселенная

… И другие

Некоторые итоги и проблемы

Глава 4: Тысячелетие потерь и взлета

Средние века — эпоха общим планом

Средние века — путь к науке

На пороге Нового Времени

Открытие Солнечной системы — 1 акт

Астрология и все такое…

Глава 5: Вступление в науку

Открытие Солнечной системы — 2 акт

Новое и неведомое

Открытие Солнечной системы — 3 акт

Вечный отдых творца

Глава 6: К новым горизонтам

Великое перевооружение

Открытие звезд

Звездная экзотика

Открытие Галактики

Открытие вселенной

Воплощенная мечта

Итоги путешествия

Часть II: Космологический сценарий

Глава 7: Вокруг большого взрыва

Осторожно на повороте!

Стандартная модель

Что ожидает Вселенную?

Сингулярность — классические проблемы

Сингулярность и ее окрестности — квантовые проблемы

На пути к суперкосмологии

Глава 8: Нечто необычное

Знаменитые черные дыры

Гравитационные волны

Мечты о космическом микронаселении

Антропогенный принцип

Глава 9: Цепочка космических реакторов

Космогоническая фаза

Эволюция Земли и других планет

Зоогоническая фаза как космологический закон

Сплошные проблемы

Часть III: Контакт

Глава 10: Жизнь и разум — что искать?

Тяжкий крест уникальности

Игра в определения

Органическая Вселенная

Подходящие планеты — жизнь

Подходящие планеты — разум и цивилизация

Подходящие планеты — цивилизация и Контакт

Взгляд в будущее

Еще немного о цивилизациях

Сколько их?

Глава 11: Жизнь и разум — как искать?

Географическая модель Контакта

Палеоконтакт и космические джинны

Как это сделать — транспортный Контакт

Как это сделать — сигнальный Контакт

Поиск надежды

Перспективы дальние и близкие

Почему их не видно?

Глава 12: Мост в будущее

Цивилизация и прогноз

Физический образ Вселенной

На грани фантастики

Похвала ереси

На пути к космическому клубу

Пpиложeниe 1 Некоторые константы, параметры и единицы

Пpиложeниe 2 Элементарные частицы и фундаменатальные силы

1. Классификация

2. Взаимодействия

3. Надежды

Словарь

Литература

Примечания