Евгений Плисов

Научное мировоззрение изменит вашу жизнь

Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

Главный редактор Рамиль Фасхутдинов

Ответственный редактор Мелине Ананян

Научные редакторы Алексей Бондарев, Артем Конышев, Дмитрий Побединский

Младший редактор Юлия Клюшина

Корректоры Екатерина Комарова, Римма Болдинова, Алена Гладкова

Художественное оформлении Ольги Сапожниковой

Серия «Подпишись на науку. Книги российских популяризаторов науки»

© Плисов Е.Д., текст, 2020

© Арутюнян Л.С., иллюстрации, 2020

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2021

* * *

Введение

Утро. Вы просыпаетесь в своей постели. Медленно, но верно начинает работать ваш мозг, вы встаете, и начинается новый день. Почти на автомате вы преодолеваете каждодневную утреннюю рутину: нужно почистить зубы, что-нибудь перекусить, одеться, заправить постель. Изредка вы поглядываете на часы. Так много нужно сегодня сделать! Вы спешите на работу или учебу, вас ждет автомобиль или общественный транспорт, а может, вам повезло и работа находится поблизости, так что вы решаете прогуляться. Если вы приверженец современных трендов, то вы даже можете оседлать велосипед и активно добраться до места своего ежедневного пребывания. Там, куда вы приехали, вы погружаетесь в привычную суету. Опять-таки вы периодически поглядываете на часы: сколько же времени осталось до конца этого длинного буднего дня? И вот, долгожданный момент наступает! С чувством облегчения вы собираетесь и отправляетесь домой, где вас ждет короткий вечер и ощущение того, что следующий такой же день вот-вот настанет. Единственным облегчением служит мысленный подсчет того, сколько же времени осталось до выходных, когда вы наконец будете предоставлены сами себе. Но и очередные выходные не приносят радости, они пролетают словно миг, и начинается понедельник. Утро. Вы просыпаетесь в своей постели…

А быть может, вам некуда идти? Может быть, кто-то из читателей этих строк находится в том периоде своей жизни, когда спешить некуда. Таких периодов бывает много: отпуск, каникулы, затянувшийся поиск новой работы или декрет. А может быть, вы человек творческой профессии или фрилансер. Тогда, скорее всего, ваше утро начинается немного по-другому. Вы просыпаетесь, открываете глаза, и приходит ясное, кристально четкое понимание, что вам идти некуда. Вас никто не ждет. Над вами не висит очередной дедлайн, на сегодня нет никаких встреч, и будильник тоже не готов вот-вот согнать вас с постели. Такое положение вещей кому-то может показаться сказкой, однако это не так. В тот момент, когда вы осознаете, что на сегодня дел нет, начинается апатия. Инертность. Посмотрев на часы, вы опять закрываете глаза. Зачем рано вставать, когда некуда идти? И так, просыпаясь и засыпая, вы проводите еще пару часов, пока не приходит осознание, что вы потеряли утро. С чувством бессилия вы встаете и медленно бредете в ванную комнату. Чуть приведя себя в порядок, начинаете день с проблеском надежды, что сегодня вы все измените. Наконец завершите какое-нибудь дело, уберетесь в квартире, напишете потенциальному работодателю и договоритесь о встрече, а может, возьмете новый заказ. Но, странное дело, такого не происходит. Зависнув в смартфоне, вы завтракаете и решаете немного отдохнуть. Казалось бы – какой отдых, вы только что проснулись и не успели устать! Однако чувство утомленности, как верный друг, всегда с вами. Оно с вами проснулось и с вами же заснет. Но у вас есть решение, вы знаете, как от него отвертеться. На сегодняшний день мир предоставляет вам безграничные возможности для отвлечения. Можно посмотреть сериал, поиграть в компьютерную игру, бесконечно листать ленту новостей или социальной сети. В конце концов, есть безграничный Ютуб с котятами и прочими невероятно интересными вещами. И тут наступает вечер. «Как так! – воскликнете вы. – Я опять ничего за сегодня не сделал!» На вас накатывает чувство беспомощности и жалости к себе. Вы же совсем недавно обещали себе, что сегодня уж точно горы свернете. «Но не беда, завтра это наверняка произойдет», – думаете вы и ложитесь спать. Сон не приходит, ваш мозг был разогнан весь день, и мысли продолжают вертеться в голове. Вы разбиты, но тело на физическом уровне не устало. Вы тяжело засыпаете. Но опять сквозь веки пробивается свет. Утро. Вам опять некуда идти.

Знакомые ситуации? Я думаю, вы так или иначе сталкивались как с одним, так и с другим вариантом. Часто они комбинируются: первый вариант доминирует в будни, а второй начинается в выходные. Не очень интересная жизнь. Но не расстраивайтесь, вы не одиноки. В таком режиме пребывает огромное количество людей на нашей планете. Без сомнения, есть люди, чувствующие себя бодро и весело почти всегда, они наслаждаются любой активностью, которая происходит в их жизни. С радостью идут на работу, с радостью с нее возвращаются, а их выходные похожи на приключенческий роман. Но такие люди – редкость. Есть буддистские монахи и индийские йоги, пребывающие в блаженной созерцательной медитации всю жизнь. Они счастливы. Но я не думаю, что многие из нас готовы уйти в монастырь в поисках просветления, хотя, без сомнения, этот вариант всегда остается. Но кто готов на подобное решение? Не думаю, что многие, по крайней мере, среди моих знакомых таких нет.

Но кем бы вы ни были: бизнесменом или курьером, безработным или главой крупной корпорации, монахом или офисным планктоном, художником или военным, – хотя бы раз в жизни вы зададитесь вопросами: а зачем все это? почему я здесь, в этой стране, в этом окружении? почему я родился в это время и на этой планете? И главный вопрос человечества и каждого отдельного человека – «какой в этом смысл?». Но кто из нас всерьез подолгу думает о таких вещах? Мы погружаемся обратно в суету, она захватывает нас, словно гигантская волна. Думать о таких пустяках – только время тратить. Но бывают моменты, когда этот коварный вопрос пропадает. Как, впрочем, и все другие вопросы. Что вы чувствуете, когда на затянувшейся вечеринке кто-то приносит на кухню свечу, и вы не можете оторвать взгляд от пламени? Или когда вы сидите с друзьями ночью около костра, наблюдая, как медленно горят чуть влажные дрова? Языки пламени изгибаются в своем причудливом танце, где-то в центре костра что-то шипит (наверное, одно из поленьев оказалось совсем мокрым), дым медленно поднимается вверх, подгоняемый потоками горячего воздуха, а вы сидите неподвижно и наблюдаете. И в голове нет ни единой мысли, только вы и этот костер. А может, вы сидите на берегу моря, и волны накатывают на берег и возвращаются обратно. Бесконечный цикл волн.

Такие моменты были у каждого. Но подобные ситуации лишь объединяют вас с миром, вы чувствуете покой и небольшую сонливость. Они убаюкивают, предлагают расслабиться и, как говорится, «залипнуть». Все ваши проблемы пассивно уходят на второй план, вы наслаждаетесь созерцанием постоянного процесса. Течение воды, языки пламени, шум прибоя – все это частички вечных процессов, и вы в них как будто растворяетесь. Еще можно наблюдать, как кто-то работает, без этого никуда. Это прекрасные ощущения. Однако есть еще объект, который вызывает отчасти похожие чувства и одновременно кардинально другие. Я говорю о небе.

Взгляните на ночное небо где-нибудь за городом, где его не затмевают огни мегаполиса. Что вы чувствуете? На льющийся на вас свет бесконечно далеких звезд? Некоторые из них, возможно, уже мертвы, но их свет до сих пор достигает ваших глаз. И будет идти еще тысячи лет. На нашей планете сменятся цивилизации. За это время мы, возможно, создадим лекарство от старости, победим болезни и бедность. В то же время все может сложиться иначе. Возможно, будут войны, массовый террор и геноцид, человечество изживет само себя, дав место новым, более совершенным формам. А может, и не более совершенным, кто знает. Но этот свет все будет литься в глаза тех, кто останется, пока не иссякнет, как и та звезда, что дала его тысячи лет назад.

Вы, как и в случае с водой, огнем и прибоем, ощутите, что наблюдаете за вечным процессом. Но вот только вечность в данном плане будет с большой буквы – Вечность. Сотни поколений людей до вас так же поднимали глаза на то же самое небо и чувствовали то же, что и вы. И возможно, сотни поколений после вас будут заниматься тем же. Но только вот отличие вас от людей прошлого в том, что вы знаете, что такое небо. И вы знаете, что такое звезды. И это знание может изменить очень многое.

Вдумайтесь – свет звезд доходит до нас спустя многие тысячи лет, и, глядя на звездное небо, вы на самом деле видите далекое прошлое этой Вселенной. У вас не возникло чувство удивления? Это не то удивление, что бывает, когда вы открываете сюрприз в коробочке с бантиком, а необычное чувство, что вы узнали об этом мире что-то, что не знали пару минут назад. Чувство, вызывающее лукавую улыбку человека, знающего гораздо больше интересных подробностей, нежели его собеседник. Представьте, что чувствует человек, всю жизнь изучающий космос, когда смотрит на ночное небо. Что он там видит? То, что чувствуем мы, несопоставимо с чувствами ученого, раз за разом открывающего завесу тайны. Как меняется его ощущение от мироздания, когда он знает о движении света и о том, что его скорость конечна? Он приходит домой, целует своих любимых, наблюдает за игрой детей. В этот момент ему в голову может закрасться забавная мысль: он сейчас, когда смотрит на них, видит не «настоящее», а их «прошлое», поскольку свет еще должен достигнуть его глаз. Все, что вы видите вокруг себя на расстоянии метра, находится в прошлом примерно на три наносекунды. Чтобы вы что-то увидели, свет должен отразиться от поверхности и попасть к вам в глаза. Эта задержка превращает любой настоящий момент в уже прошедший, даже с поправкой – не на нашу реакцию и перенос информации по нервам, а просто на задержку движения самого света. Чем больше расстояние, тем в более далеком прошлом от вас находится текущая действительность. Будущее иллюзорно, оно являет собой лишь наше представление о нем. Прошлого нет, есть только наша память и сохранившиеся артефакты. Вроде бы осталось только бесконечное настоящее, но, по иронии, и оно «ненатуральное», поскольку является лишь тенью прошлого, хоть и кажется нам текущим моментом. Забавно.

Что чувствует физик, когда видит результаты собственного уникального эксперимента по исследованию ядра атома? В этот самый момент, пока он не опубликовал свои результаты, он один на всей планете знает секрет. Что видит биолог в капле воды из пруда? Для нас это обычная капля, но для него – целый мир. В ней наверняка есть бактерии, перерабатывающие остатки водорослей, которые находятся в той же капле. Эти водоросли дают пищу несопоставимо огромному для них веслоногому рачку, забавно дрыгающему ножками в поиске чего-нибудь вкусненького. Мимо него проплывает колониальный организм вольвокс – шарик, состоящий из тысяч отдельных зеленых клеточек, навеки соединивших себя паутиной нитей. Возможно, миллиарды лет назад мы представляли собой что-то похожее, хотя о «нас» тогда и речи еще не шло.

У всех людей, которые знают о мире намного больше, чем кто бы то ни было, – у них всех вы найдете эту лукавую улыбку. Хитрый прищур их глаз – результат долгого труда и невообразимого терпения. Целые поколения таких людей прожили жизнь ради одной цели – приоткрыть завесы тайн мира чуть шире, чем их предшественники. Раньше, когда человек видел молнию на небосводе, он задавался вопросами «что это такое?» и «почему такое происходит?», обычно находя ответ в самом простом объяснении – это проделки высших сил. Такое рассмотрение всегда было удобно и понятно. Но не всех подобный ответ устраивал, и люди искали более аргументированное объяснение. Оказалось, что во время грозы внутри облака (весящего, кстати, пару тысяч тонн), возникают силы взаимодействия кристалликов воды. Горячий воздух с поверхности планеты поднимается вверх, ведя за собой массивы водяных кристаллов. Во время такого трения нижняя часть облака становится заряжена отрицательно, а верхняя – положительно, и возникает разность потенциалов. Напряженность электрического поля в туче достигает 1 млн В/м. Если две заряженные области подходят друг к другу, заряженные частицы начинают с огромной скоростью двигаться, создавая плазменный канал с температурой 10 000 K. Это примерно в два раза больше, чем температура поверхности Солнца. Из-за огромной температуры газ атмосферы расширяется в области канала со сверхзвуковой скоростью, и небо буквально разрывает с оглушительным треском, который мы называем громом. Каждый раз, когда вы снимаете с себя кофту и видите искры, вы видите тот же процесс, только в миниатюре.

И неужели это объяснение менее удивительно, чем рассказы о «высших силах»? Последний вариант приятен, ведь если гроза или дождь – результаты чьей-то воли, то с этим кем-то можно договориться. Парадокс заключается в том, что, какой бы ни был итоговый расклад, вы будете уверены, что как-то повлияли на результат. Если после ваших усилий пошел дождь и вы хотели этого, то вот вам явное доказательство вашего влияния и, разумеется, существования высших сил, внимающих вашим просьбам. Если же дождь не пошел, как вы того хотели? Значит, вы сложили недостаточно большой шаманский костер.

Человеку хочется думать, что он влияет на окружение, но неужели приятно быть маленьким ребенком, находящимся в игровом центре на аттракционе, в который так и не вставили жетон? Он управляет рычажками, поворачивает руль мини-мотоцикла и полностью вникает в игру, пытаясь найти закономерности в его действиях и результатах на экране. Малыш уверен, что вот-вот пройдет уровень. И лишь незаметная для его взора фраза insert coin («вставьте монету») говорит об обратном, но он еще не способен ее заметить. Так и не отлипает ребенок от монитора, пока не придет родитель и не заберет его домой. Но вот какая штука. Если мы – тот самый ребенок, то у нас нет родителя, который уведет нас от экрана. Единственные, кто может понять, что монетка не вставлена в аппарат, да и не было никогда никакой монетки, это мы сами. Но вот еще проблема. Помимо заботливого родителя, который может решить за нас и увести подальше от заманчивого аппарата домой, у нас нет и дома. Есть только мы и этот аттракцион, который мы называем миром.

Вот тут у вас будет три пути. Первый путь – можно попробовать опять поиграть без монетки. Не поверить байкам про то, что монетка не вставлена. После этого желательно убедить себя в том, что родители вот-вот придут. И, разумеется, страшно обижаться, если кто-то будет утверждать, что ждать некого. Как они смеют высказывать подобное! Тем более, вокруг вас огромное число таких же детей, ждущих родителей. Играем! Есть экран, пластиковый мотоцикл и пара кнопок. Что еще нужно для счастья?

Второй вариант – не играть в этот аттракцион. Плохая игра, тем более что монетки нет. Сяду в уголке и просижу здесь сколько смогу. Такая позиция, правда, часто требует оправдания перед самим собой. Почему ты сидишь, когда все остальные играют и веселятся? Какими могут быть ответы? «Монетки все раскупили до меня, аттракционы неинтересные, дома у меня игры куда веселее, чем здесь». Оправданий может быть много, но факт остается фактом – вы сидите на темной скамейке посреди парка аттракционов. И тем не менее это тоже выбор.

И наконец, существует третий путь, которым можно пойти лишь тогда, когда вы понимаете, что монетку в карман вам никто не положил, да и за вами никто не спешит. Вы поворачиваете голову влево и вправо и осознаете, что вы, черт возьми, в парке аттракционов! Вы не знаете, почему тут оказались, но вы сейчас здесь. У вас есть время, чтобы вовсю насладиться этим парком. Вы вертите головой и видите сотни маленьких тропинок, ведущих от стартового мотоцикла. Это дороги, проложенные до вас детьми, которые ощутили в свое время то же самое. Что мир – не этот единственный мотоцикл в центре, а весь парк. И они решили прогуляться, посмотреть, что еще есть в этом парке.

Некоторые тропинки ведут под тень деревьев. Там завершили путь те, кто решил просто насладиться своим присутствием в парке. В спокойном блаженстве они наблюдали, как веселятся остальные дети, как работают аттракционы, слушали, как шумит ветер, шелестя листвой у них над головой, и ощущали, как солнце греет пятки, выглядывающие из тени. Приятно.

Другие же тропинки ведут ко многим прочим аппаратам. Есть несчетное количество маленьких игр, работающих и без жетонов. Уж коли вы оказались в парке аттракционов, давайте веселиться! Главное – не забывать, что, во-первых, этот парк создан не для нас, судя по количеству агрегатов, в которые нельзя поиграть. А во-вторых, и это самое замечательное, вы сами выбираете игры, в которые хотите погрузиться. Нет взрослых, указывающих, во что можно играть, а во что нет. Есть только другие дети, которые подскажут вам, если вдруг вашей игрой станет размахивание придорожной палкой налево и направо, что вы мешаете другим. Напоминаю, парк не ваш, и уж коли вокруг много таких же, как вы, не будем мешать их играм. Вам же понравится, если удастся увлечь за собой друзей, помочь им отлипнуть от стартового мотоцикла. Если же они будут ни в какую – что же, это их выбор, вы никого заставлять не собираетесь.

Последние же тропинки – самые редкие. Они ведут в техническую часть этого парка, в администрацию, в систему коммуникаций. Их проложили те редкие дети, кто хотел узнать, как же устроен этот парк. Почему так много аттракционов, для которых нет монеток? Что дает электричество для аппаратов? Откуда берется вода для фонтана в центре этого парка? Их ведет интерес. Вдруг удастся разобраться? Вдруг можно будет построить свои аттракционы? Или же изобрести монетку, кто знает… Для них наслаждение парком является не просто результатом осознания своего присутствия здесь, оно возникает не только от обилия аттракционов, но и от ощущения, что они знают об этом парке больше, чем многие другие дети. Я хочу подчеркнуть этот момент. Они ЗНАЮТ, как устроена часть аттракционов. С остальными же пытаются разобраться. Их ведет не вера в то, что этот аппарат устроен так или иначе. Тропинка, по которой они шагают, проложена многими другими детьми, пытавшимися понять и узнать, как что-то работает. Не поверить, что это работает так, а проверить это! Они делают свой выбор отчасти потому, что понимание устройства этого парка оказывается куда более удивительным и прекрасным, нежели слепая вера в то, что он «удивителен и прекрасен».

Вы можете выбрать для себя любой путь. Например, первый или второй. В любом случае осознанный выбор стоит уважения. Никто не вправе говорить вам, верен он или нет. Это глупость по определению. Ваша жизнь, ваш срок и ваш маршрут. Нет ничего более ужасного, чем осознать на старости лет, что вы прожили не свою жизнь, а чужую. Жили по чужой указке, руководствовались советами, которые всегда были вам не по нраву. Всеобъемлющий ужас от осознания подобного может заглушить лишь крепкая вера в то, что вот-вот придет родитель и заберет домой. А затем будет вечная игра дома или опять поход в парк аттракционов, все зависит от вашей системы верований.

Я же предлагаю вам третий путь. Любой из вариантов третьего пути, а лучше – их комбинация. Он начинается с понимания того, что парк аттракционов построен не для нас. Впервые это осознали дети, что смогли заглянуть за забор и понять, что наш парк по сравнению с тем, что есть за забором, по размерам меньше, чем песчинка в пустыне. Значительно, уничтожающе меньше. Второе понимание, нужное для движения по этому пути, – осознание того, что никто за вами не придет. Нет взрослого, который решит все проблемы в этом парке, который отведет в новый или же даст драгоценную монетку. Нет такого взрослого и никогда не было. Есть только вы и ваш путь в парке. Третье и ключевое понимание, которое наполнит вашу жизнь красотой и магией, – ваше нахождение в этом парке не имеет смысла. Это осознание приходит из понимания первых двух.

Наш мир, в котором мы живем, – бесконечно крохотная точка в пространстве безграничного космоса. Наше влияние на эту Вселенную ничтожно. Даже менее чем ничтожно. То, что вы родились на этот свет, – не решение этого мира, а случайность. Случайность, порожденная миллионом других случайностей. Вы, скорее всего, не повлияете значительно на этот мир, а если и повлияете, то лишь на малую его часть, и глобального смысла это иметь не будет. Во Вселенной нет смысла, нет замысла. Вселенная просто есть, и вы появились в ней. И знаете что? Это прекрасно. Когда нет смысла, никто не несет за вас ответственность. И вы никому ничего не должны. Никто не придумал для вас путь – отклонившись в сторону, вы никого не разгневаете.

Когда вы осознаёте, что по ту сторону ничего не будет, вы начинаете ценить жизнь. У вас нет второй попытки. Каждый миг в этом мире не повторится, так же, как не повторится и мир. И это наделяет вашу жизнь ценностью. На всякий случай подчеркну: не смыслом, а ценностью. Ваша жизнь бесценна, такого, как вы, не было и никогда не будет. И это утверждение делается не с позиции веры, а с позиции знания статистики и понимания числа всех возможных комбинаций ДНК и жизненного опыта читающего эту книгу человека. Число вариаций настолько огромно, что само число не поместилось бы на всей бумаге, имеющейся у человечества. Вы уникальны во всех значениях этого слова. Но это не добавляет смысла в то, что вы появились на этот свет.

И тут приходит радость. Радость от того, что вы все же есть. Наперекор всем вероятностям вы возникли в этом мире. Вы часть этого мира, такая же бессмысленная, как и сам мир. Но вот в чем прелесть – вы можете это осознавать. Возможно, никто более в этом мире не может это осознать, а вы можете. Попробуйте сжать ладонь в кулак. Это движение – проявление вашей осознанной воли в этом мире. Вы – часть Вселенной, обладающая волей и осознанием самой себя. Попробуйте сжать пальцы на ногах. Пустяк, но мы не знаем более существ в известной части космоса, способных сделать такое только ради того, чтобы просто сделать. Чтобы ощутить, что вы способны это сделать. Восхищение тем, что вы в силах шевелить пальцами на ногах, может показаться симптомом психического расстройства. Но это для тех, кто так и не отошел от стартового мотоцикла в парке аттракционов. Для тех же, кто знает, насколько мир огромен, необъятен и лишен смысла, любое проявление вашей воли в мире удивительно.

Эта книга создана для того, чтобы показать, в каком необычном мире вы живете. Пусть она подарит вам несколько приятных вечеров. В ней я попытаюсь передать ощущение, которое когда-то поймал и с тех пор стараюсь не отпускать. Чувство удивления от этого мира, восхищения его существованием и существованием нас в нем, учитывая всю бессмысленность этого процесса. Именно в такой комбинации. В этой книге мы рассмотрим множество тем, они будут пересекаться, дополнять друг друга. Не удивляйтесь, если тема, связанная с физикой, вдруг дополнится знаниями из биологии, а та – из химии, чтобы вновь вернуться к физике. Природа сама по себе не делится на категории, это уже человеческое упрощение для удобства. Эту книгу можно даже назвать философской, учитывая, что все в итоге сведется к значению этих знаний для человека.

В любом случае я надеюсь, что эта книга подарит вам приятные моменты. В ней много всего, но моя главная задача – попробовать передать вам чувство от осознания своего пребывания в столь удивительном мире. Ощущение счастья, возникающее в результате, строится исключительно на знании, изучении и бесконечной радости от того, что вам удалось появиться в этой Вселенной. Все-таки шанс родиться мыслящим существом был настолько ничтожен, что о нем и говорить неловко. Но все же мы появились. У нас есть одна жизнь, одна попытка, никто за нас свыше не определит нашу судьбу. Бессмысленная жизнь в этом бессмысленном мире, но уж коли мы оказались в парке аттракционов – давайте порадуемся этому! Мы пройдемся вместе по этому парку и посмотрим, как он образовался, где находимся непосредственно мы и какое место в нем занимаем. Начнем же наше путешествие. И может быть, эта книга изменит чью-нибудь жизнь.

Часть 1

Этот Древний мир

В начале было… ничего

Примерно 13,8 млрд лет назад, судя по современным оценкам, случилось то, что астрономы и физики называют «Большой взрыв». До этого события не было ни пространства, ни времени в известном нам понимании. Представить нечто той эпохи мы не способны в силу особенностей нашего сознания. Мы не можем вообразить отсутствие пространства. Если сейчас вы подумали о чем-то «пустом», то вы подумали о «пустом пространстве». Такие же проблемы возникают со временем – очень сложно представить себе отсутствие времени. Отсутствие, когда нет ни прошлого, ни настоящего, ни будущего, время не застыло на месте, а его просто нет. Но, по идее, так было до рокового события почти 14 млрд лет назад. В некий момент появилась точка. Настолько горячая и маленькая, что и эти величины наш мозг не может представить, но это, впрочем, не мешает нам вычислить ее размеры (хотя юридически точка не имеет размеров, для описания ранней Вселенной термин «точка» подходит лучше всего). Вселенная была размером меньше, чем одна триллионная часть точки в конце этого предложения. Вся масса и энергия обозримой Вселенной, которую мы наблюдаем сейчас, была там. Причем посмотреть на эту точку со стороны вы также не могли, поскольку там находится уже совсем «другое» пространство, вне нашего космоса. Все, что когда-либо было и будет в наблюдаемой нами Вселенной, находилось внутри этой точки[1].

Точка начала расширяться. Быстро. Мы не знаем, откуда она взялась, это за гранью современного развития науки, но как она развивалась, мы уже можем представить. Период от начала ее появления до времени в 10–43 секунды мы назвали планковской эрой в честь немецкого физика Макса Планка, считающегося отцом квантовой механики. В ту пору известные нам законы природы не работали. Это неудивительно, если мы еще раз вспомним, что говорим о Вселенной размером до 10–35 метра. Бесконечно малый и бесконечно горячий котел жил какой-то своей, неизвестной нам жизнью, но все же как-то жил. Когда Вселенная преодолела эту эру вследствие своего дальнейшего расширения, начали появляться фундаментальные законы мироздания, которые мы можем изучать. Эти законы никто не писал, они просто существуют. Их нельзя преодолеть или обмануть, они вшиты в структуру нашего с вами космоса. Можно их назвать первичными законами, если хотите. Первым законом, вышедшим из-под пера молодой Вселенной, была гравитация. Не успела гравитация вступить в свои законные права, как на скрижали законов появились еще два: законы электрослабого и сильного ядерного взаимодействия (впрочем, есть основания утверждать, что они изначально были слиты с гравитацией). Еще слегка погодя электрослабое взаимодействие разделилось на электромагнитное и слабое ядерное. С тех пор четыре закона, четыре фундаментальные силы главенствуют в нашем мире: слабое ядерное взаимодействие отвечает за процессы радиоактивного распада, сильное ядерное скрепляет в единое целое атомное ядро, электромагнитное позволяет атомам взаимодействовать друг с другом, а гравитация отвечает за скопления веществ.

Вселенная имеет начало. Неправильно говорить, что она появилась в какой-то момент, поскольку время привязано к внутренностям Вселенной, но с нашей позиции она появилась «когда-то», причем довольно давно. Вселенная не вечна, она была не всегда, и уже это может навести на размышления. Что было до нее? Почему она возникла? Какие силы, если таковые были, заставили ее появиться? На эти вопросы сразу хочется дать понятный любому ответ – это чьи-то проделки. Кто-то или что-то запустили столь сложный процесс. У всего должна быть причина. Но, как показывает история, со временем подобный ответ теряет свою актуальность. Раньше люди думали, что солнце и луна поднимаются над горизонтом, потому что за это кто-то отвечает. Пантеон профессионалов, каждый – ответственный за свою работу. Кто-то поднимает солнце, кто-то помогает расти зерну на полях, кто-то вызывает приливы и отливы, а еще смертоносные штормы, губящие моряков. У этих персонажей были свои проблемы, они взаимодействовали не только друг с другом, но и с людьми, и это самое важное. На них можно было повлиять, а значит, повлиять на законы природы, что было весьма приятно. Но потом оказалось, что солнце поднимается на рассвете не вслед за несущейся огненной колесницей, а в результате вращения нашей шарообразной планеты вокруг своей оси, а приливы и отливы вызывает луна, которая движется по небосводу по своей достаточно просто вычисляемой траектории.

По мере того как развивался пытливый человеческий ум, как копились знания, все меньше места в мире оставалось на долю воздействия высших сил. Теперь же у нас остался главный вопрос – почему все возникло? Можно сказать, последний, фундаментальный вопрос. Наконец-то ребята-физики не могут на что-то ответить, а значит, там что-то есть! Так вот, то, что физики не знают чего-то, является для нас лишь причиной еще немного подождать. Я не утверждаю, что ответ будет найден, все-таки мы находимся внутри Вселенной и выйти за ее границы пока не можем. Обращаю внимание на слово «пока». То, что сейчас происходит в нашей повседневной жизни, сто лет назад посчиталось бы просто невозможным. Те приборы и устройства, которые мы используем каждый день, взорвали бы сознание любого человека из самого обозримого прошлого. Что будет через 10, 20, 30 лет, просто невозможно просчитать или представить. Какие открытия нас ждут, в том числе открытия по части устройства нашего мира? То, что мы чего-то не знаем, не повод плодить лишние сущности, так удобно объясняющие все. Они делают Вселенную просто менее удивительной, чем та, что уже нас окружает.

Один лишь свет

Возвращаемся к растущей Вселенной. Точка продолжает расширяться, с момента ее появления прошла одна триллионная секунды. В это эпоху есть лишь свет, а именно фотоны. Во Вселенной было настолько горячо, что фотоны, являясь волной и частицей одновременно, могли свободно превращаться в пары частиц вещества и антивещества, чтобы затем схлопнуться обратно в фотон. В принципе мы все являемся законсервированной энергией того первозданного начала, поскольку вещество и энергия есть по сути две стороны одной медали. Знаменитое уравнение Эйнштейна E = mc^2, где m – это масса объекта, а c – скорость света, показывает, сколько этой энергии в веществе есть, если его полностью пустить на энергию. У каждой частицы в мире может быть ее двойник, античастица. У кварков (слагающих протоны и нейтроны) и лептонов (например, электронов и нейтрино) есть соответственно антикварки и антилептоны[2]. Для электрона, заряженного отрицательно, есть положительно заряженная противоположность – позитрон. Бозоны же – это частицы, обеспечивающие взаимодействие других частиц. Например, фотон – как раз такая частица.

Протон. Он состоит из двух u-кварков и одного d-кварка. Всего есть шесть типов (ароматов) кварков: верхний, нижний, очарованный, прелестный, странный и истинный. Названия такие им дали исключительно для того, чтобы было легче их различать

Забавно, что кварки, из которых состоят протоны и нейтроны в атомном ядре, не могут в нормальных условиях существовать поодиночке – они должны всегда быть либо в паре, либо в тройке. Если же вы решите специальными средствами растащить пару кварков, то чем сильнее станете тянуть, тем сильнее они будут притягиваться друг к другу. Как сейчас считается, в это время между ними появляется все больше специальных частиц, глюонов, обеспечивающих взаимодействие кварков. Но в какой-то момент Вселенной станет выгоднее просто сделать по новому кварку, вместо того чтобы тянуть старые. Глюоны исчезнут, и теперь у вас будет две пары кварков: каждый старый кварк станет держать за ручку своего нового соседа. Когда мы погружаемся в физику элементарных частиц, законы привычной нам логики перестают работать. Здесь можно сделать что-то из пустоты. В самые ранние моменты Вселенной она, судя по всему, представляла собой котел кварк-глюонной плазмы, то есть кварки не могли образовывать никаких пар, а бурлили в единой свободно перемешивающейся массе вместе с глюонами.

В нашем мироздании тем временем продолжает появляться вещество и антивещество. Но по неведомой нам пока причине на один миллиард частиц антивещества приходилась 1 млрд и одна частица вещества. Этот дисбаланс привел к тому, что вещества начало становиться все больше по сравнению с антивеществом, которое при встрече с веществом обычным аннигилировало с ним (превращалось в ничто), выделяя энергию в соответствии с уравнением E = mc^2. Если бы не было такого неравенства, не было бы известной нам Вселенной: все ее слагаемые проаннигилировали бы друг с другом, оставив лишь вспышку. Но такая несправедливость случилась, и теперь физики называют этот парадокс «барионная асимметрия Вселенной». На сегодня нет признанного объяснения этого феномена. Поживем – увидим. Вещество и антивещество очень бурно реагируют друг с другом. При взаимодействии 1 кг антивещества и 1 кг вещества выделится приблизительно 1,8×10^17 джоулей энергии, что эквивалентно энергии, выделяемой при взрыве 42,96 мегатонны тротила. Самое мощное ядерное устройство из когда-либо взрывавшихся на планете, «Царь-бомба» (масса 26,5 т), при взрыве высвободило энергию, эквивалентную ~57–58,6 мегатонны. Поэтому, если вдруг встретите себя же, состоящего из антивещества, то есть абсолютно зеркального, не обнимайтесь с ним. Это будут воистину горячие объятия.

Кстати, если вы до сих пор считаете антивещество одним из придуманных феноменов колдунов-физиков, мне придется вас огорчить. Антивещество можно создать в лаборатории, чем некоторые физики и занимаются. Полученный продукт очень дорогой – по оценкам НАСА, один миллиграмм позитронов будет стоить 25 млрд долларов, а за один грамм антиводорода придется раскошелиться на 62,5 трлн американской валюты. Разумеется, никому в таких количествах антивещество не нужно, тем более что его очень неудобно хранить. Позитроны еще ладно, они имеют положительный заряд, а значит, их можно поймать в магнитную ловушку, чтобы они не столкнулись с обычной материей и не схлопнулись в вспышке. С антиводородом все гораздо сложнее, так как молекула сама по себе электронейтральна, и поймать ее в магнитную ловушку уже не получится. Вот и приходится сидеть физикам и гадать, как эффективно хранить антиматерию – все-таки это самая дорогая субстанция на нашей планете. Хранить как-то все же необходимо, поскольку только на большом количестве вещества можно проверить определенные свойства материи, например отношения с гравитацией. Вдруг антивещество обладает еще и свойствами антигравитации, то есть будет отталкиваться от нашей планеты, а не притягиваться! По идее, такого происходить не должно, и макроколичества антивещества должны вести себя абсолютно так же, как и обычное вещество. Может быть, во Вселенной есть целые области, состоящие из антивещества: галактики, планеты, звезды, – которые ведут себя точно так же, как и обычные, привычные нам аналоги, но мы этого не знаем. Мы можем только догадываться об их отсутствии вследствие четкого знания – если звезда из антивещества и обычная звезда столкнутся, то мощность выплеска энергии при таком столкновении должна превысить светимость всех звезд в сотне миллионов галактик. Если бы такое где-нибудь и когда-нибудь произошло, мы, скорее всего, видели бы следы подобного инцидента, но таких улик нет. Так что, если вы смотрите на небо через телескоп и видите другую галактику, она будет состоять из обычного вещества. Правда, стоит оговориться (такие оговорки в науке обычно остаются за кадром, но все про них помнят): то, что мы такого не наблюдаем, не означает, что такое неосуществимо. Может быть, где-нибудь в космосе и вправду есть гигантские залежи антивещества и в какой-то момент оно прореагирует с обычным, а мы увидим этот процесс. Великолепное зрелище, но это будет последнее, что мы увидим. Такой выброс гамма-излучения сотрет в пыль огромную область пространства вокруг реакционного центра, в том числе и нашу планету. Это будет очень красиво, но недолго.

Вселенная продолжает расширяться и остывать. Кварки начинают объединяться, появляются протоны и нейтроны, чтобы затем объединиться в ядра будущих атомов. Вселенная теперь полна вещества, большая часть из которого – водород (90 %) и гелий (10 %). Есть еще немного дейтерия, трития (тяжелые формы водорода) и лития, но их в расчет пока брать рано. Последующие 380 тысяч лет ничего интересного не происходило. Нет, разумеется, все это время было наполнено различными процессами, все-таки мы говорим о рождении Вселенной, но это был достаточно стабильный период. Электроны при еще достаточно высокой температуре свободно перемещались по пространству, то и дело натыкаясь на фотоны, раскидывая их на своем пути. Если бы вы оказались там в тот момент (представим, что у вас есть средства защиты), то вы ничего не увидели бы, кроме сверкающего непрозрачного молока космоса. Фотоны не попадали бы к вам в глаза свободно из окружающего пространства, их сбивали бы электроны.

Как только температура космоса опустилась ниже 3000 градусов (примерно вдвое ниже температуры поверхности Солнца), электроны начали попадать в ловушку атомных ядер. Вселенную залил видимый свет – период образования материи завершился успешно. Кстати, этот ослепительный период, оставивший нам так называемый космический фон, мы можем измерить по тем остаточным фотонам, что освободились от надоедливых электронов и только сейчас достигли нас. Фотоны, находившиеся тогда в видимой части спектра, спустя миллиарды лет путешествия по расширяющейся Вселенной растягивались вместе с ней и переходили в диапазон микроволн. Мы до сих пор можем регистрировать события тех времен по остаточному реликтовому космическому микроволновому излучению. Когда-нибудь физики напишут о реликтовом радиоволновом излучении, которое еще ниже по спектру, но это случится еще очень нескоро. Может, через несколько десятков миллиардов лет, но будут ли в те времена физики?

Звездная кузница

Уже миллиард лет Вселенная расширяется и остывает. Созданное из первичной энергии вещество, а это в основном водород, начинает объединяться в конгломераты, которые мы в итоге назовем галактиками. Во Вселенной галактики – главные действующие персонажи, в масштабах космоса объекты меньшего размера рассматривать не имеет смысла. Водород – главное вещество мироздания. Он самый простой. Есть один протон и один электрон, который вокруг этого протона находится. Причем выглядит атом водорода не так, как мы привыкли видеть в Интернете.

Если спросить человека, как он представляет себе атом, то, скорее всего, он расскажет про ядро и несущиеся по своим орбитам электроны вокруг этого ядра. В реальности все обстоит гораздо интереснее. Электрон является одновременно и частицей, и волной, поэтому он как бы размазан по структуре нашего пространства-времени в виде облака, окружающего атом. И когда атомы взаимодействуют между собой, они соприкасаются электронными облаками, и взаимодействие происходит именно на этом уровне. Когда вы стоите на полу у себя дома, электронные облака атомов ваших стоп или ботинок соприкасаются с электронными облаками атомов пола, но взаимодействия не происходит, поскольку в таком случае вы вросли бы в пол. Получается, когда вы стоите на чем-либо, вы на самом деле на микроуровне левитируете. И никогда вы не касались никакого объекта в нашем обывательском смысле: любое ваше внешнее воздействие будет электростатическим отталкиванием между отрицательно заряженными оболочками атомов вашего тела и электронными облаками вашего окружения, несущими такой же заряд. А проваливаться сквозь пол вам не позволяет одна из фундаментальных сил, появившихся в ранней Вселенной, а именно электромагнетизм. Элементарным переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон, он частица света. Получается, что все вокруг нас пропитано светом, именно свет не позволяет любой структурированной материи развалиться на части и мы отчасти тоже свет. Из знания физических законов можно сделать красивые выводы.

Во Вселенной тем временем появился большой объем газа, который начинает скапливаться из-за собственной массы. Если в нашем мире вы обладаете массой, то обладаете также и гравитацией. Когда вы смотрите на небо в дождливый день, а может, и не очень дождливый, вы видите облака. Облака есть не что иное, как водяной пар, и весить этот пар может сотни тонн. В космосе примерно такая же ситуация: любое скопление газа, если мы его видим в таких больших масштабах, обладает огромной массой, а значит, и гравитацией. В какой-то части облака газа больше, в какой-то меньше, и области с большей концентрацией газа начинают притягивать те, что более разреженны. В итоге газ начинает скапливаться вокруг одной точки, концентрируется, и получается шар. Дальше у этого шара два пути: либо его массы будет недостаточно, чтобы внутри полностью набрал силу процесс, который называется «термоядерный синтез», и тогда в итоге он остается несчастным коричневым карликом. Впрочем, если масштабы еще меньше, это скопление газа вполне может стать газовой планетой по типу Юпитера, например.

Представление о том, что электрон вращается вокруг ядра по орбите словно спутник, не соответствует действительности

Электрон формирует так называемое электронное облако. Он размазан по пространству-времени вокруг ядра атома

Если же массы достаточно, а давление внутри настолько огромное, что атомы водорода начинают активно сливаться друг с другом, образуя атомы гелия, то загорается звезда. Так, кстати, примерно 4,5 млрд лет назад возникло и наше Солнце. Звезда светит не потому, что внутри нее происходит химическая реакция или реакция ядерного распада – там происходит термоядерный синтез. Через множество превращений четыре ядра атомов водорода соединяются друг с другом. В процессе этого взаимодействия происходит превращение части протонов в нейтроны, выделяется много побочных продуктов и энергия, и получается гелий. Потихоньку звезда исчерпывает энергию, запасенную в той массе водорода, из которой она и состоит. Одним из побочных продуктов этого необычного процесса являются неуловимые частички, названные человеком «нейтрино».

Упрощенная схема термоядерного синтеза внутри звезды

Чуть-чуть истории, чтобы понимать, с чем мы имеем дело. Специалисты предположили существование нейтрино еще в 1930 году, когда озаботились проблемой радиоактивного распада. В 1914 году Джеймс Чедвик обнаружил, что во время бета-распада, то есть потери атомом одного электрона, все потерянные электроны имеют разную энергию. А этого быть не должно, если работает закон сохранения энергии, – электроны должны вылетать одинаковой энергии, если только у них кто-то эту энергию не забирает. Для спасения закона сохранения энергии Вольфгангом Паули была предложена новая частица, которая играла бы роль воришки в этом процессе. Так было впервые предсказано существование новой, неизвестной ранее скромной частицы.

«…я предпринял отчаянную попытку спасти “обменную статистику” и закон сохранения энергии. Именно – имеется возможность того, что в ядрах существуют электрически нейтральные частицы, которые я буду называть “нейтронами” и которые обладают спином 1/2… Непрерывный β-спектр тогда стал бы понятным, если предположить, что при β-распаде вместе с электроном испускается еще и “нейтрон” – таким образом, что сумма энергий “нейтрона” и электрона остается постоянной.

Я признаю, что такой выход может показаться на первый взгляд маловероятным… Однако, не рискнув, не выиграешь».

Обращу внимание, в итоге нейтроном назвали другую частицу, которую вскоре открыли. Нейтроны образуют вместе с протонами ядра атомов. Предсказанная же Паули частица в работах 1933–1934 годов итальянца Энрико Ферми на итальянский манер была названа «нейтрино», то есть «нейтрончик».

Осталось только найти эти частицы. Каждую секунду через участок на Земле площадью в 1 см^2 проходит около 60 млрд нейтрино, однако обнаружить их невероятно сложно, поскольку они практически не взаимодействуют с веществом. Чтобы их все-таки поймать, начали строить громадные сооружения. Исследовательская станция IceCube, построенная совсем близко к Южному полюсу, пытается уловить нейтрино, летящие к Земле от Солнца. Все такие станции строят глубоко под землей или подо льдом, чтобы не мешали помехи от космических лучей. Нейтрино этих глубин достигают без труда, и более того, они чаще всего проходят сквозь планету, не задев ни единого атома.

Масштабы проектов по поиску нейтрино поражают. Глубина нейтринной обсерватории «Ледяной куб» почти 3 км. Пять с лишним тысяч датчиков погружены в многовековой лед, где на глубине из-за высокого давления вытесняются все, даже мельчайшие пузырьки воздуха, и лед становится кристально чистым. Когда нейтрино от Солнца с малой вероятностью все-таки сталкивается с каким-то атомом в толще льда, то датчики улавливают крохотную вспышку света, которая сопровождает этот процесс. Зачастую таких вспышек может быть лишь несколько в год.

Похожие сооружения помещают в глубокие шахты – такова, например, лаборатория SNOLAB, которая располагается на глубине 2 км в никелевом руднике. Туда исследователи спускаются вместе с шахтерами, только последние выходят из лифта раньше, а ученые спускаются еще глубже. Потом идут 1,5 км по грязному туннелю, чтобы попасть в научный комплекс (очень напоминает фильм «Обитель зла»). Затем после такого путешествия они входят в стерильную зону, где предварительно принимают душ, переодеваются, и с них сдувают все лишние частицы вплоть до последней пылинки. Как пример таких сооружений можно упомянуть нейтринный детектор Super-Kamiokande в Японии, где на глубине одного километра в цинковой шахте регистрируют нейтрино после взрывов далеких сверхновых. Каждую секунду через ваше тело проносится несчетное множество крохотных частиц, образовавшихся во время взрыва звезд. Вы их не чувствуете, они и через ваше тело пройдут, не столкнувшись ни с единым атомом. Но все же они есть. Как говорится, «Видишь суслика? И я не вижу. А он есть».

Вернемся в нашу Вселенную. Скопления звезд в космосе образуют галактики, у которых тоже насыщенная жизнь. Они бывают разных форм и размеров, и, по приблизительным подсчетам, в наблюдаемой Вселенной порядка 2 трлн галактик (цифры разнятся от 100 млрд до 2 трлн галактик), в каждой в среднем по 100 млрд звезд. Маленькие галактики вертятся вокруг больших в ожидании, пока бо́льший собрат их сожрет. Наша галактика называется Млечный Путь, поскольку, с нашей точки зрения, она похожа на разлитое по небосводу молоко. Она тоже участвовала когда-то в акте каннибализма – поглотила маленького соседа, остатки которого до сих пор видны в виде потока звезд в районе созвездия Стрельца. Стоит заметить, на этом приключения нашей галактики только начинаются. Она и всем известная галактика Андромеды сближаются друг с другом на 100–140 км каждую секунду. Соответственно, столкновение двух галактических систем произойдет приблизительно через 3–4 млрд лет. Когда это случится, скорее всего, будет образована одна большая галактика. Не исключено, что наша Солнечная система при этом окажется выброшенной в межгалактическое пространство мощными гравитационными возмущениями. Однако разрушения Солнца и планет, вероятнее всего, при этом процессе не произойдет. Интересно, будет ли на тот момент в нашей галактике разумная жизнь, которая проследит за этим процессом? Или, может, такая жизнь окажется в галактике Андромеды, кто знает.

Поскольку галактики являются главными действующими персонажами в космосе, физики решили подсчитать суммарную гравитацию, которую они создают. И оказалось, что подсчитанная гравитация не может быть объяснена наблюдаемой видимой материей галактик. Это заметно по движению звезд-одиночек, находящихся на отшибе своих галактик или во внегалактическом пространстве. Что-то их тянет, что-то обеспечивает высокую скорость их движения. Согласно наиболее распространенной на сегодня концепции, 85 % всей гравитации Вселенной обеспечивает не видимая материя, а темное вещество, субстанция, никак не участвующая в электромагнитном взаимодействии. Все, что мы знаем, все, что мы видим, – это огромное число галактик и звезд внутри них вносят вклад в наблюдаемую гравитацию лишь на 15 %. Огромный космический океан по большей части состоит из чего-то, что для нас выглядит как ничто, но при этом обладает гравитацией. Тут возникает множество фантастических теорий. Что это за темное вещество? Может быть, это и не вещество вовсе, а некоторое давление сил из параллельных измерений? Впрочем, может оказаться, что все намного прозаичнее, тем более что обнаружены галактики без темной материи, но вдумайтесь: мы дошли до того, что физики всерьез обсуждают вероятность существования параллельных реальностей. Причем законы физики это позволяют! На мой личный взгляд, это фантастика.

Но и это еще не все. Вселенная постоянно расширяется. Она это делает, как мы заметили, с самого своего появления и останавливаться не собирается. Частность этого феномена обнаружил еще в далеком 1929 году Эдвин Хаббл, в честь которого назвали всем известный телескоп – главный поставщик обоев на рабочий стол. Он заметил, что чем дальше от нашей галактики находится другая, тем быстрее она от нас удаляется. Вселенная расширяется во всех направлениях, словно вы надуваете воздушный шарик, и его поверхность растягивается. При этом какая-то сила делает так, что Вселенная расширяется с ускорением. Эту силу сейчас называют «темная энергия». Темная материя и темная энергия названы так не потому, что они темные в буквальном смысле, а потому, что непонятные и таинственные. Придает им темную окраску тень нашего невежества по отношению к ним. Мы не знаем, что это такое. Темная энергия вносит еще больший вклад в состав нашей Вселенной, чем все остальные ее аспекты: 68 % всей массы-энергии в космосе принадлежат ей, 27 % занимает темное вещество и лишь 5 % – привычное нам вещество.

Для того чтобы оценить скорость движения какого-либо объекта, приходится прибегать к хитростям. Например, одной из таких хитростей является эффект Доплера, открытый австрийским физиком Кристианом Доплером в 1842 году. Если тело движется и испускает свет, то сам факт движения в нашу сторону должен повышать частоту волн, испускаемых телом, а также уменьшать их длину. Если же объект движется от нас, то, наоборот, длина волны должна увеличиваться, а частота снижаться. Это работает для любых волн, будь то световые, звуковые или любая вибрация. Если вы знаете, во́лны какой частоты должен испускать объект, а он испускает волны другой частоты, то, вероятно, он движется к вам или от вас. Забавно, как Доплер сперва проверял этот эффект. В 1845 году он оценивал смещение по шкале частот звука от оркестра, играющего на платформе, прикрепленной к паровозу, а его помощники, обладатели идеального слуха, оценивали тональность мелодии в зависимости от того, приближается паровоз с оркестром или удаляется. Научные эксперименты бывают разные. Но в космосе из-за огромных расстояний этот эффект меняется на похожий, и называется он «космологическое красное смещение». Благодаря ему мы видим, как Вселенная пытается куда-то убежать. Где бы вы ни находились во Вселенной, остальная ее часть будет удаляться от вас. То есть, как бы вы ни провели свои наблюдения, вы обнаружите, что мир разбегается аккурат от вас, а вы будто бы в его центре. Очень приятно, без сомнений, ощущать себя центром мироздания, пусть даже остальное мироздание пытается убежать от вас и при этом постоянно ускоряется. Однако, как бы странно это ни звучало, подобный феномен будет наблюдаться в любой точке космоса. Все точки на плоскости координат разбегаются друг от друга, при этом каждая точка пространства считает себя сердцевиной. Не потому что точки двигаются, просто растет сама плоскость координат.

Все, что не является частью галактики Млечный Путь, рано или поздно удалится от нее настолько, что пропадет из поля зрения. Более того, в какой-то момент, поскольку расширение идет с ускорением, внешние объекты относительно нашей галактики будут удаляться от нее быстрее скорости света, а значит, свет от них никогда больше не достигнет нас. Законы физики запрещают движение выше скорости света, однако эти законы работают в статичном пространстве-времени. Когда сама ткань пространства расширяется, то возможно движение с большими скоростями. Если мы представим гипотетическую планету в составе нашей галактики в эти далекие времена, то местные жители, взглянув на небо, не увидят ничего, кроме остатков от того, что раньше называлось «разлитое молоко галактики Млечный Путь». Больше на небе не будет ничего, никаких звезд, кроме звезд малой массы (менее 0,2 от солнечной массы). Более массивные звезды на тот момент уже завершат свою жизнь и погаснут. А о звездах в составе других галактик эти существа никогда не узнают, поскольку даже свет этих звезд, самая быстрая штука в нашем мире, не успевает добраться до их планеты. Это случится примерно через триллион лет. Безграничная пустота. Тьма на поверхности бездны. Они никогда не узнают, что же было раньше, как появилась их Вселенная и что есть еще 2 трлн таких же одиноких галактик, как они. Но вдумайтесь: а вдруг мы и есть те самые существа, живущие в эпоху, когда некий феномен, какая-то разгадка нашего с вами мира уже не может нас достичь, потому что уже слишком поздно? Мы так и не найдем ответ, потому что результаты ключевого события уже слишком далеко и «давно»? Впрочем, не будем о грустном. С такой же вероятностью мы можем существовать в ту самую бесконечно счастливую эпоху, когда у нас есть возможность открыть все ларцы с секретами нашего мира и понять все, что наш разум способен понять. Разумеется, стоит сделать поправку на наш до сих пор несовершенный мозг, привыкший к трехмерному пространству, но все же… сама возможность постичь таинства мира, пока они еще доступны, будоражит воображение.

Безопасное место

Мы живем на крохотной каменной планете, вращающейся вокруг заурядной, средней по размеру звезды. Наше Солнце – лишь одна из ~250 трлн звезд, входящих в галактику Млечный Путь, а та, в свою очередь, – одна из 2 трлн галактик, входящих в состав космоса. Наша звезда находится ближе к краю галактики, нежели к ее центру, где-то между двух ее рукавов, и вместе с другими звездами Солнце вращается вокруг центра галактики со скоростью 220–240 км/с, делая один оборот примерно за 200 млн лет. Если мы основываемся на этих данных, а они имеют свойство меняться год от года, то получается, что за все время существования Земля облетела центр галактики не более 30 раз. Нам повезло находиться между двух рукавов, которым мы дали названия «рукав Стрельца» и «рукав Персея», и двигаться аккурат с той же скоростью, что и рукава. Такая зона одинаковых скоростей звезд и рукавов называется «коротационный круг», и это самое безопасное место в галактике. Если вы находитесь вне этого круга, то вы двигаетесь либо быстрее, либо медленнее рукавов и, значит, порой их пересекаете. Галактические рукава – не самые приятные места для непосредственного пребывания: они полны жесткого излучения и космической пыли, и бурные процессы, происходящие там, с легкостью убивают все живое. Поэтому, можно сказать, нам и нашей звезде повезло находиться в такой «зоне безопасности» галактики Млечный Путь.

Ваше местоположение в галактике Млечный Путь

В принципе, если посмотреть в космос с точки зрения, будто бы он для кого-то создан, то этот «кто-то» явно не мы. Вселенная – страшно опасная штука, для нас смертельны примерно 99,99999999999… % ее пространства. Если бы наша звезда изначально сформировалась не в коротационном круге, наша планета не смогла бы протянуть настолько долго, чтобы на ней сформировалась разумная жизнь. Про жизнь вообще я не говорю, поскольку как само явление жизнь появилась на планете достаточно быстро, но вот появление сложных форм органической материи, скорее всего, было бы недостижимой задачей.

В космосе куча смертельных мест. Если вы смотрите на фотографии красивых туманностей или скоплений газа, знайте, что они быстро уничтожают все то, что им не принадлежит. Только в фильмах бывает, что космический корабль несется сквозь такие облака невредимым – сделать подобное достаточно сложно. В космосе обширный букет всевозможных излучений: радиоизлучение, микроволновое, инфракрасное, ультрафиолет, рентген, гамма-излучение, – и ни одно из них человеческий глаз не способен уловить. Нет, глаз их ловит, но в другом смысле. Поймает их – и все тело почти в любом случае облучится либо поджарится.

Сам по себе вакуум не так опасен, как то, что в нем может находиться. Космическое «пустое» пространство на самом деле пронизывает колоссальное количество частиц. Относительно общего объема их мало, но и этого окажется достаточно, особенно если вспомнить, что они проносятся с огромными скоростями. Солнечный ветер состоит как раз из них. Любая звезда испускает поток частиц и излучения, который распространяется по Вселенной на неограниченное расстояние, только если ни с кем не столкнется. Например, с вами. Звезд тем временем огромное число, и многие из них гораздо больше Солнца. Полярная звезда, которая, вопреки распространенному заблуждению, не самая яркая на небе, больше Солнца в 37,5 раза. А вот самым ярким является Сириус, и хотя его размер больше солнечного всего в 1,7 раза, светит он в 25 раз ярче. Денеб в созвездии Лебедя больше Солнца в 210 раз. Гигантская звезда Бетельгейзе, находящаяся в созвездии Ориона, радиусом примерно в 1000 раз больше, чем наша звезда. Ну и конечно, UY Щита, находящаяся, как можно догадаться, в созвездии Щита, радиусом в 2100 раз больше солнечного. Для наглядности представьте себе объект меньше миллиметра. По сравнению с вами он примерно настолько же мал, как и Солнце по сравнению с UY Щита. То есть ничтожно мал. Если наша звезда столкнется со звездой такого размера, то вторая ничего не почувствует. Абсолютно.

Звезда Денеб (слева) в сравнении с Солнцем

Оказавшись в космосе 10 млрд лет назад, вы наблюдали бы воистину прекрасную картину – нестерпимо яркий свет тысяч горящих квазаров. Сейчас их почти не осталось, они формируются обычно на ранних этапах развития галактик. «Квазар» переводится как «квазизвездный источник радиоизлучения» (quasi-stellar radiosource), или же просто похожий на звезду радиоисточник. Это забавно, ведь он он излучает практически во всех диапазонах излучения, но поскольку квазары зарегистрировали впервые именно радиотелескопы, назвали их так. А похожими на звезду их называют из-за размеров – обычно диаметр такого объекта не сильно превышает диаметр нашей Солнечной системы. Квазар светит подобно звезде, если регистрировать его с Земли, но загвоздка в том, что они сейчас находятся на огромном расстоянии от нас. Настолько огромном, что ни одна звезда не могла бы светить так ярко, чтобы ее свет нас достиг, а квазары могут. Из-за гигантского расстояния до нашей планеты их можно использовать как своеобразные маяки, поскольку относительно неба они почти не двигаются. Самый яркий известный нам квазар светит как 600 трлн Солнц, а расстояние до него – примерно 12,8 млрд световых лет. Когда его свет достигает ваших глаз, хотя вы его не увидите, знайте, что этот свет был испущен, когда Вселенная только-только вышла из колыбели.

Итак, квазар – объект космоса, способный испускать свет ярче, чем вся галактика Млечный Путь вместе с ее 250 млрд звезд, и при этом занимать по космическим меркам крохотные размеры. По современным представлениям, квазары являются активными ядрами галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя так называемый аккреционный диск. Все начинается с того, что в центре галактики появляется черная дыра (или, наоборот, галактика вокруг черной дыры), о которых мы еще поговорим, и все вещество вокруг нее начинает к ней стремиться под действием огромной гравитации. Попасть непосредственно в черную дыру не так просто, если только не падать в нее под прямым углом. Вещество, падая по касательной, будет описывать вокруг черной дыры круги, а точнее спираль, но чем ближе к черной дыре окажется вещество, тем быстрее оно начнет ускоряться. Во время этого бега вокруг черной дыры газ и пыль трутся сами о себя, нагреваясь до немыслимых температур. Скорость такого вращения ограничена лишь скоростью света, к которой и будет приближаться все вокруг абсолютно черной бездны. В итоге в космос станет распространяться свет сверхнагретого вещества, пока оно таки не упадет в черную дыру. В какой-то момент вещества не останется, и квазар перестанет светить, став просто центром уже взрослой галактики. Внутри нашей галактики тоже есть черная дыра, но галактика уже «взрослая» и так не светит. Квазары также могут повторно зажечься, когда обычные галактики сливаются и окрестности черной дыры наполняются свежим источником вещества. Высказано предположение, что квазар может образоваться после столкновения соседней галактики Андромеды с нашей собственной галактикой Млечный Путь примерно через 3–5 млрд лет.

Летя по просторам космоса, вы можете наткнуться на еще один необычный объект, а именно на нейтронную звезду. В результате взрыва и последующего гравитационного коллапса материнской звезды ее внутреннее пространство может очень сильно сжаться, и в результате с малой вероятностью получится то, что мы называем «нейтронная звезда». Масса таких объектов обычно сравнима с массой Солнца, только вот их диаметр составляет 10–20 км. Еще раз, вдумайтесь: этот объект – все равно что Солнце сжать до шарика диаметром 10 км. По сути своей, нейтронная звезда – это гигантское атомное ядро, обладающее невообразимым магнитным полем, в тысячу триллионов раз превышающим магнитное поле Земли. Состоит она преимущественно из нейтронов, упакованных настолько плотно, насколько вообще позволяют законы этого мира. Эти объекты очень плотные: если вы возьмете чайную ложку вещества нейтронной звезды, то весить такая ложка будет от сотен миллионов до нескольких миллиардов тонн. Для сравнения, саванный слон весит в среднем 6 т. Упакуйте сто миллионов слонов в объем чайной ложки – у вас получится вещество нейтронной звезды. Еще они очень быстро крутятся, и скорость их вращения может достигать нескольких сотен оборотов в секунду, что делает некоторые из них пульсарами. Пульсары – объекты в космосе, регулярно и с равной периодичностью посылающие излучение, – очередные кандидаты в маяки Вселенной. Из-за массы нейтронных звезд свет над их поверхностью искривляется, поскольку искривляется сама ткань пространства-времени. В результате вы можете видеть больше чем половину поверхности такого шарика. Просто свет искривляет свой бег.

Если произойдет взрыв массивной звезды или масса нейтронной звезды превысит определенный порог, то может получиться объект, который мы называем «черная дыра». Черная дыра – это не совсем объект. Скорее это область пространства-времени, из которой что угодно, даже свет, не знает выхода. То есть в центре этого пространства есть что-то настолько массивное, что и свет не может выйти из зоны гравитации этого объекта. Собственно, поэтому они и называются черными – это пространство имеет максимально черный цвет, поскольку не излучает света вовсе. Это действительно дырки в самой ткани пространства. Чтобы из нее выбраться, вы должны развить скорость выше скорости света, а это, согласно современным моделям, невозможно. Поэтому падение в черную дыру – необратимый процесс, если он уже начался.

Если же вы все-таки начнете падать в черную дыру, то вас ждет череда воистину замечательных событий. Вы испытаете на себе действие приливных сил. Такие же силы притягивают воду под действием Луны, вот только черная дыра намного более сильна в этом плане. Чем ближе вы будете к черной дыре, тем сильнее станет различие между приливными силами, действующими на ваши ноги, и теми, что действуют на вашу голову. Разумеется, если мы допустим, что вы падаете солдатиком. В итоге, поскольку структура вашего тела имеет предел прочности и эластичности, вы начнете разделяться, примерно наполовину каждый раз. Теперь ваша нижняя половина движется отдельно и быстрее, чем верхняя, и приливные силы уже ее поделят пополам. Потом еще раз, и еще раз. В итоге даже атомы ваших ботинок, как и атомы всего вашего тела, будут поделены пополам до субатомных частиц. Уже в этом виде вы пополните массу черной дыры. Красиво. Такой итог вас ждет независимо от размеров черной дыры, но есть нюансы. Чем меньше черная дыра, тем на более раннем сроке при подлете к ней вы почувствуете, что ваши ноги и голова по-разному притягиваются. Считайте эту необычную смерть бесконечным уполовиниванием – или же, если вы все-таки эластичный, «спагеттификацией», как любит напоминать всем Нил Деграсс Тайсон.

Если же черная дыра массивна, то приливные силы будут действовать на все ваше тело единовременно, и вас не поделит раньше срока. Но не волнуйтесь, тогда события окажутся еще интереснее. Допустим, вы наблюдаете этот процесс – ускоряетесь под действием гравитации и особо ничего не чувствуете. Для стороннего же наблюдателя вы начнете скукоживаться, укорачиваться, поскольку так работает материя при приближении к скорости света. Если вы решите посветить фонариком на зевак, стоящих на трибунах и созерцающих сие зрелище, свет фонарика сперва будет смещаться в красную область спектра (вы быстро удаляетесь, эффект Доплера), а затем, если вы решите фонариком помигать, наблюдатели заметят, что периодичность ваших сигналов станет снижаться. Для вас все будет нормально, но, находясь в зоне такой гравитации, сама ткань времени начнет искривляться, и вы окажетесь в замедленном поле. Чем дольше падение, тем сильнее будет смещаться сигнал в сторону длинных волн (до радиоволн, а потом до низкочастотных электромагнитных колебаний), а частота мерцаний фонарика станет все меньше. Стороннему наблюдателю покажется, будто вы замедляетесь, пока совсем не «остановитесь» рядом с горизонтом событий.

Горизонт событий – красивое название края черной дыры, за этим горизонтом даже свет не способен покинуть ловушку. С этой точки зрения ваше падение будет вечным. Относительно вас же, возможно, вы увидите, как время вне черной дыры начнет ускоряться, как все быстрее уходят зрители с трибун, уставшие от зрелища вас, навеки зависшего для них около горизонта событий. Как разрушаются уже никому не нужные трибуны, как вспыхивают, завершая свой цикл, звезды. Вы увидите рождение новых звезд в облаках газа, но радость ваша окажется недолгой, поскольку минута для вас – это теперь миллиарды лет для Вселенной. Лампочки звезд станут зажигаться и гаснуть, все ускоряясь, новые галактики с квазарами в центре будут взрослеть, сталкиваться, стареть, все дальше разлетаясь в стороны от вас из-за расширения Вселенной. Пройдут триллионы лет, все звезды на небе догорят, вспыхнут последней вспышкой сверхновых, галактики разлетятся во всех направлениях, оставив лишь бесконечно черную тьму черной дыры впереди вас, такую же тьму уже мертвого космоса позади вас и этот злосчастный фонарик в руках. А может, все произойдет иначе и вы не успеете все это заметить, поскольку точно нельзя понять, насколько быстро вы будете падать. Может, с вашей точки зрения, это случится слишком быстро, и последние кадры все более взрослеющей и стареющей Вселенной для вас станут лишь вспышкой. Вся история Вселенной от 13,8 млрд лет текущего момента до смерти через еще миллиарды и триллионы лет пройдут для вас в секунду, ваш мозг не успеет даже осознать, что произошло, как вы пересечете горизонт событий, и окружающая темнота заберет атомы вашего тела, пополнив свой бездонный запас.

Что может быть страшнее подобного исхода? Осознания того, что все, что вы знали, любили, все, что было для вас знакомо, теперь исчезает у вас на глазах. Время для вас остановилось, и вы теперь лишь пассивный наблюдатель смерти Вселенной. Все, что когда-либо было, есть или будет, ушло. А вы нет. Вы теперь одни. В самом страшном понимании этого слова. Вы одни, и больше ничего нет. И не будет. И, учитывая, как давно вы падаете, считайте, что и не было. Остался лишь абсолютный ужас от осознания того, что произошло.

А теперь сделайте паузу. Вдохните. Выдохните. Вернитесь из этой фантазии, вернитесь в реальный мир. Ощутите радость текущего момента. Вы есть, и все вокруг вас тоже есть. Вселенная живет своей размеренной жизнью, вы читаете эту книгу на крохотной уютной синей планетке под названием Земля. Вы живете, вы – мыслящая часть этой беспощадной бессмысленной Вселенной, в которой возможен любой исход, но он нам, живущим в это время, явно не светит. Насладитесь теплом окружающего пространства. Вдохните еще раз поглубже воздух, дающий вам жизнь. Вы в безопасности, насколько безопасным может быть пространство для человека по астрономическим меркам. У вас есть время, и само время «есть». Вы можете влиять на жизнь вокруг. Вы можете проецировать свою волю в реальные действия. У вас есть силы, у вас есть время и пространство для реализации. И даже если вы не хотите никак влиять на свое окружение, это тоже ваш выбор. Если же вас постигнет ощущение уныния, безысходности собственной жизни и невозможности на что-либо повлиять, вспомните, что такое смерть в черной дыре. И никогда не забывайте.

Знаете, часто говорят, что наука оперирует лишь сухими фактами, что из нее нельзя вынести ничего, что влияло бы на вашу повседневную жизнь. Разумеется, кроме всех устройств вокруг, электричества, лекарств и т. д., но это считается «материальными благами цивилизации». Утверждается, что поиск смыслов, мотиваций, мироощущения лежит в рамках философии и прочих интеллектуальных придумок человечества. Я считаю иначе. Наука позволяет расширить горизонты сознания. Позволяет понять, как может быть, а может быть очень по-разному. Она позволяет увидеть мир таким, какой он в реальности есть, насколько это доступно нашему пониманию. Каким он был и каким, вероятно, будет. Чем больше изучаешь, тем обширнее становится твой взгляд на мир. Насколько он удивителен. Насколько он прекрасен. Насколько он ужасен в каких-то своих проявлениях, но без тьмы, как говорится, нет и света. Насколько он непостижим и насколько огромно твое невежество по отношению к нему. Приходит осознание, что за твою жизнь ты не сможешь его понять, но это не повод останавливаться. Есть физика, химия, биология, другие науки. Все это не просто названия дисциплин, это грани призмы, через которую ты смотришь вокруг. Чем больше граней этой призмы, тем четче твой взгляд, тем острее скальпель сознания, единственной ценности в преходящем теле. Смысла жизни нет. И смысла Вселенной нет и не было. Само понятие смысла, если такая штука и есть во Вселенной, делает ее менее удивительной, а мне вовсе не хочется так ее принижать из-за своего эгоистичного желания сжульничать и понять, как все устроено. Однако четкое осознание того, что Вселенная, скорее всего, непостижима, не останавливает меня. Нет-нет, я знаю, что умру и в какой-то момент атомы моего тела вернутся в этот бесконечный поток мироздания, и срок человеческой жизни недолог. Но пока он длится и пока я живу, я собираюсь по максимуму осознать этот процесс. Если «о, великий случай» дал мне родиться в человеческом теле, дал мне глаза, чтобы видеть, дал уши, чтобы слышать, дал мозг, чтобы осознавать то, что ему доступно, – я воспользуюсь этой возможностью. А еще постараюсь делиться тем ощущением, что испытываю, с другими. И с вами, дорогой читатель. Зачем мне это? Затем, что, когда вы делитесь своей радостью, она не убывает, а лишь удваивает счастье на нашей планете. И мне это нравится. Это самое важное.

Добро пожаловать домой

Наше странствие начинается примерно 4,6 млрд лет назад, когда из облака космического газа возникла звезда по имени Солнце. Забавно, но для рождения такого горячего тела, как звезда, само облако должно остыть. Нагретый до высоких температур газ не может взаимодействовать сам с собой, слишком большая энергия препятствует этому. Когда он остывает, то начинает конденсироваться в местах, где, как правило, газа больше. Более плотные части газа притягивают окружающие облака, затягивают их в себя и все более уплотняются. В итоге внутри из-за огромного давления начинается процесс термоядерного синтеза, звезда зажигается и начинает поддерживать свой объем.

Внутри звезды постоянно борются два процесса: сжатие под действием собственной массы и расширение из-за выделения энергии. Цикл звезды обычно представляет собой череду фаз, обусловленных сменой топлива, на котором она горит. Сперва звезда перерабатывает водород и превращает его в гелий. Затем, когда водорода не остается, следует миг, в который источники энергии звезды временно отключаются, и сила расширения отступает перед силой сжатия. Внутренние области звезды начинают схлопываться, что приводит к повышению температуры ее недр и уплотнению. Звезде повезло, так как повышение температуры позволяет ей перейти на новый вид топлива, гелий, и создавать из него углерод. Затем из углерода она будет производить кислород, кислород когда-то пойдет на синтез неона – и далее по цепочке вплоть до железа. С железом начинаются проблемы, поскольку термоядерный синтез железа не вырабатывает энергию, а поглощает ее. Далее судьба звезды зависит от массы, но самый драматичный сценарий предполагает, что топлива у нее не осталось, сила сжатия начинает свой штурм, и звезда коллапсирует под собственной массой. Сжатие происходит так стремительно, что внутри образуется гигантская температура, приводящая к взрыву и выплескиванию содержимого звезды в космос. В этот момент яркость звезды возрастает в миллионы раз, и мы называем это «взрыв сверхновой».

Благодаря этому процессу мы все с вами и живем. Взрыв сверхновых – главный поставщик химических элементов во Вселенной. Водород вашего тела, а его много, образовался в результате Большого взрыва 13,8 млрд лет назад. Часть гелия образовалась тогда же, поэтому в шарике с гелием, так и норовящем улететь в небеса, есть частичка материи Большого взрыва. Все элементы таблицы Менделеева до железа, а это и углерод (главный структурный элемент любой органики), и азот, и кислород, – все они образовались в результате горения звезд. Еще раз вдумайтесь в это: ваше тело состоит буквально из звездной пыли, мы все фактически и есть звездная пыль. Атомы железа и более тяжелые элементы образуются в результате взрыва сверхновых. Чтобы образовалась такая планета, как наша, чтобы на ней зародилась жизнь, чтобы вы могли в итоге читать эти строки, было необходимо несчетное количество взрывов далеких звезд, раскидавших свои внутренности по космосу. Все, к чему вы можете притронуться и чем будете всю жизнь оперировать, как и наша планета, – лишь звездная пыль.

И наше Солнце отчасти тоже. Точнее, если мы будем создавать аналогию с костром, то в костре Солнца есть пепел других звезд. Одна из распространенных теорий возникновения Солнца гласит, что его формирование вызвано взрывом одной или нескольких сверхновых неподалеку. На это намекает аномально большое количество золота и урана в его недрах, которые появляются лишь в результате подобных взрывов.

Кстати, сейчас Солнце находится в середине своего жизненного цикла: по современным оценкам, оно прожило 4,5 млрд лет из отведенных для звезд с такой массой 10 млрд. Каждую секунду 4 млн тонн водорода идут на выработку гелия, образование энергии в виде излучения и потока неуловимых нейтрино. По мере того как Солнце постепенно расходует запасы своего водородного горючего, оно становится всё горячее, а его светимость медленно, но неуклонно увеличивается. К возрасту 5,6 млрд лет, через 1,1 млрд лет от настоящего времени, наше дневное светило будет на 11 % ярче. Для жизни на нашей планете это не очень хорошие новости, поскольку повышение солнечной активности на 11 %, а это температура на поверхности звезды в 5800 К (максимальная температура, которой достигнет поверхность Солнца за свою жизнь), приведет к серьезному изменению климата, повышению темпов испарения воды и, соответственно, серьезному парниковому эффекту. Вероятно, таким парником, как Венера, где температура на поверхности 464 °C, наша планета не станет, но жизнь на ней сильно изменится.

К возрасту 8 млрд лет (через 3,5 млрд лет от настоящего времени) яркость Солнца возрастет на 40 %. Вот тут уже начнутся серьезные проблемы для нашей планеты, поскольку большая часть воды испарится: часть улетучится в космос, часть покроет атмосферу раскаленным газом. Скорее всего, это приведет к окончательному уничтожению всех наземных форм жизни. В то же время водородное топливо в солнечном ядре заканчивается, внешняя оболочка расширяется, поскольку силы гравитации ее перестают удерживать, а ядро сжимается и все более нагревается.

Когда Солнце достигнет возраста 10,9 млрд лет (6,4 млрд лет от настоящего времени), начнется самое интересное. Водород кончился, гелий пока не пошел в топку, внутренности звезды начинают уплотняться. Горение водорода продолжится только в тонком внешнем слое ядра. Дальнейшее переключение на другие виды топлива будет приводить к тому, что структура ядра начнет напоминать луковицу. Однако, хоть внутри звезда и уплотняется, внешне она расширяется, и Солнце станет в полтора раза больше, чем сейчас, и в 2,2 раза ярче. В следующие 0,7 млрд лет Солнце еще сильнее расширится, до 2,3 раза от современного радиуса, сохраняя почти постоянную светимость, а вот температура упадет с 5500 до 4900 K. В конце этой фазы, достигнув возраста 11,6 млрд лет (через 7 млрд лет от настоящего времени), Солнце станет субгигантом.

Приблизительно через 7,6–7,8 млрд лет, к возрасту 12,2 млрд лет, ядро Солнца разогреется настолько, что повлечет за собой бурное расширение внешних оболочек светила. В результате Солнце станет красным гигантом. В этой фазе радиус Солнца увеличится в 256 раз по сравнению с современным. Расширение звезды приведет к сильному увеличению ее светимости (в 2700 раз) и охлаждению поверхности (до 2650 К). Для Земли это еще более печальные новости. Расширение Солнца в 250 раз означает, что его внешние оболочки достигнут нашей орбиты и поглотят нас. Однако есть исследования, которые пророчат другой сценарий: из-за резкого расширения оболочек Солнце более чем на четверть потеряет в своей массе, выбросив собственное вещество в виде солнечного ветра. Это, а также уменьшившаяся из-за потери массы солнечная гравитация может отодвинуть орбиту Земли дальше и не дать поглотить нашу планету звездой. Впрочем, ветер такой силы в любом случае сорвет атмосферу планеты, оставив лишь раскаленную поверхность. Существуют еще модели, предсказывающие, что из-за замедления вращения Солнца мы упадем на светило гораздо раньше. Даже не знаю, что лучше.

Данная фаза существования Солнца продлится около десяти миллионов лет. Когда температура в ядре достигнет 100 млн К, произойдет гелиевая вспышка и начнется термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия. Солнце, получившее новый источник энергии, уменьшится в размере до 9,5 современного значения, то есть сожмется в 25 раз относительно своего расширенного состояния. Спустя 100–110 млн лет запасы гелия подойдут к концу, и Солнце опять станет красным гигантом. Этот период существования Солнца будет сопровождаться мощными вспышками, временами его светимость станет превышать современный уровень в 5200 раз, поскольку пара дров в виде гелия все же завалялись в закромах. В таком состоянии Солнце просуществует около 20 млн лет.

Масса Солнца недостаточна для того, чтобы его эволюция завершилась взрывом сверхновой. После того как Солнце пройдет фазу красного гиганта, термические пульсации приведут к тому, что его внешняя оболочка окажется сорванной, и из нее образуется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированный из ядра Солнца белый карлик, очень горячий и плотный объект, по размерам сопоставимый с планетой Земля. Изначально этот белый карлик будет иметь температуру поверхности 120 000 К и светимость 3500 солнечных, но в течение многих миллионов и миллиардов лет станет остывать и угасать. Таким образом закончится жизнь нашей звезды, дав начало новым элементам, новым звездам и новым читателям всяких книжек.

Все это случится через миллиарды лет. Мы сейчас находимся в середине цикла и наслаждаемся зрелым состоянием звезды, но давайте вернемся в прошлое и посмотрим, как все развивалось. Наше Солнце только появилось. Вокруг звезды до сих пор есть облако из газа и пыли, которое вращается на солнечной орбите. Вообще после Большого взрыва первая твердая материя представляла собой пыль – крошечные кристаллики вещества. Скорее всего, первая пыль состояла из кристаллитов углерода – графита или алмаза. Частицы были очень мелкие, но, возможно, достаточно большие, чтобы сверкнуть в космосе бриллиантовым блеском. Затем появились другие соединения, например магния, кальция, кислорода и алюминия, которые радуют нас теперь в рубинах и сапфирах.

Итак, газ и пыль вращаются вокруг Солнца, сохраняя единый вращательный момент. Все планеты Солнечной системы вращаются вокруг звезды в едином направлении, так же, как крутилось и облако. Воспламенение Солнца 4,6 млрд лет назад привело к тому, что большая часть пыли вокруг начала нагреваться и спекаться сама с собой. Такая своеобразная доменная печь образовывала вязкие капли, которые мы теперь называем хондры (от греческого «зерно» или «гранула»). До сих пор основная часть летающих булыжников Солнечной системы, порой падающих на нашу планету в виде метеоритов, представляет собой хондриты, пестрые камушки, запечатлевшие в своей структуре период от рождения Солнца до формирования планет. Хондриты, разумеется, обладают массой, а значит, и гравитацией. Более крупные камни притягивают малые, сплавляясь с ними во все более массивные структуры. В итоге появляются совсем крупные тела – планетезимали, растущие как на дрожжах.

Образованию планетезималей также могло способствовать то, что из-за последующего понижения температуры ранее расплавленное железо стало приобретать магнитные свойства. Возможно, хондриты начали налипать на уже сформированные железные или железокаменные образования, набравшие свою массу из-за куда более сильных, чем гравитационные, магнитных сил. В итоге миллиарды таких тел вращались вокруг нашего светила, конкурируя между собой, кто кого раньше съест. Такую же картину вы увидите, если поглядите в очень сильный телескоп в область, называемую Великая туманность Ориона. Ее можно найти, если посмотреть чуть ниже пояса Ориона. Там в гигантском скоплении газа, словно в утробе матери, рождаются новые звезды, и каждая, в свою очередь, укутана в протопланетарный диск из пыли и прочих частиц, словно в пеленки. Каждый такой диск станет когда-то солнечной системой. Может, какие-нибудь существа в далеком космосе видели, как формировался наш протопланетарный диск, и размышляли так же? А может, они до сих пор могут это видеть, если находятся очень далеко, например на расстоянии в 4,5 млрд световых лет, и свет этого процесса только начинает до них доходить? В таком случае они так и не узнают о нашем существовании, свету наших спутников и сигналам радиоисточников слишком долго до них идти. Мы слишком далеко и, соответственно, слишком «давно», как бы странно это ни звучало.

Рано или поздно планетезимали становятся настолько большими, что мы с гордостью сможем называть их планетами. Главное условие такого определения – отсутствие соперников на орбите. Планета должна быть одна, доминантой, победителем. В войне выжило восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Первые четыре планеты – каменные, остальные состоят из газа. Так получилось из-за того, что еще совсем новенькое Солнце начало своим излучением двигать прилежащий газ на дальние рубежи окружающей его области. То есть холодные газовые гиганты, состоящие почти полностью из водорода и гелия, могли войти в состав Солнца, если бы оно не зажглось раньше. Кстати, почему мы назвали их именно «планеты»? Еще в те времена, когда люди только начали профессионально изучать небо, а делали это в основном древние греки, они обнаружили, что есть небесные тела, которые движутся. Поэтому их и прозвали «блуждающими», то есть планетами в переводе. Правда, тогда считалось, что эти вечные странники тоже вращаются вокруг нашей планеты, как и Солнце, да и весь космос.

Как быстро образовалась Земля, мы можем только догадываться. В любом случае, согласно различным гипотезам, счет идет на миллионы лет. В этот беспокойный период наша планета представляла собой шар, то расплавленный, то остывший и почерневший. Каждый раз планета нагревалась и краснела из-за столкновения с очередным космическим объектом, находящимся на ее орбите, но затем достаточно быстро остывала и покрывалась черной коркой. То есть она не была беспрерывно лавовым сгустком, как часто пишут в учебниках. Скорее бескрайней черной холодной пустыней. Подобная относительная стабильность продолжалась долго, пока не настал черед возникновения Луны.

Вы все видели Луну, как ее не заметить. Диаметр нашего спутника составляет более четверти земного, а масса всего лишь в 80 раз меньше. Для спутника это необычно, дюжины спутников вокруг газовых гигантов нашей Солнечной системы выглядят куда более крохотными относительно своих планет. Ранее было три гипотезы возникновения Луны, если не брать во внимание обширнейший фольклор. Первая гипотеза предполагала, что еще на стадии формирования расплавленная Земля вращалась настолько быстро, что часть ее горячей материи из-за центробежной силы оторвалась и вылетела на орбиту. Эту гипотезу предложил сын знаменитого Чарльза Дарвина – Джордж Говард Дарвин в 1878 году. Впадина Тихого океана, как предполагалось, является шрамом планеты после отрыва спутника. Вторая гипотеза гласила, что на нашей орбите был независимый объект, попавший под влияние гравитации Земли, прицепившийся и оставшийся навеки в ловушке. Например, многие каменистые спутники Марса притянуты этой красной планетой. Третья гипотеза утверждала, что Луна появилась из тучи обломков, кусков материи, оставшихся после формирования Земли на ее орбите. Это было бы похоже на то, как вокруг звезды формируются планеты.

Разгадку истории Луны удалось прояснить, когда первые лунные миссии начали привозить образцы грунта со спутника Земли. На тот момент этот материал обладал самой дорогой коллекционной ценностью, поэтому к исследователям-геологам приставили несколько людей из спецслужб. Мало ли, камушек в кармане ученого затеряется, а потом окажется проданным в частную коллекцию за миллионы долларов. За этими учеными нужен глаз да глаз. В любом случае первые же анализы показали, что соотношение изотопов кислорода-16 и кислорода-18 указывает на то, что Луна сформировалась на одном расстоянии от Солнца, как и Земля. Изотопы – это атомы одного и того же вещества, но обладающие разной массой из-за отличных количеств нейтронов в их ядрах. У кислорода-18 их на две штуки больше, чем у обычного кислорода-16. В нашей повседневной практике мы не увидим различий, но оказалось, что соотношение этих изотопов на разных планетах меняется по мере их удаления от Солнца. То есть, поскольку соотношение в образцах Земли и Луны одинаково, Луна появилась на том же расстоянии от Солнца, что и Земля.

Вернемся к нашим гипотезам. Предположение о совместном образовании Земли и Луны из единого протопланетарного сгустка почти сразу было поставлено под сомнение, так как химические коктейли, составляющие нашу планету и ее спутник, неодинаковы. Например, различно содержание железа и летучих веществ. Гипотеза захвата также страдает. Если Луна была независимым объектом на орбите с Землей, тогда она должна быть по химическому составу похожа на нашу планету, поскольку сформировалась из такого же протопланетарного диска, а это не так. Если она сформировалась из каких-то внешних областей, а потом приблизилась, то в таком случае она должна обладать большей скоростью относительно Земли, чем мы можем наблюдать сейчас или оценивая прошлое. Гипотеза отрыва части Земли могла бы объяснить все различия: Земля и Луна обладают схожим соотношением изотопов, поскольку являлись частью целого, а разное содержание железа было обусловлено отрывом именно верхней части земного содержимого, тогда как уже сформировавшееся железное ядро не поделилось своей частью для спутника. Если упрощать, эта гипотеза не работает, потому что в таком случае Земля должна была бы вращаться очень быстро. Крайне быстро. Компьютерные модели показывают, что Земля должна была бы делать полный оборот за час, а система Земля-Луна просто не обладает таким моментом импульса.

В итоге прижилась четвертая гипотеза, которая в дополнение объясняет не только специфический наклон земной оси, но и равную скорость вращения Земли и Луны. В середине 1970-х годов была предложена ударная гипотеза. Вероятно, на орбите вместе с Землей находилась похожая планета, которую назвали Тейя. Ее масса составляла примерно треть массы Земли. Две планеты не могут находиться на одной орбите, и в какой-то момент Тейя врезалась в Землю по касательной. Это столкновение слегка отклонило Землю, часть Тейи срослась с Землей, а куча обломков этого события вместе с обломками Тейи вылетели на орбиту, образовав облако пыли вокруг еще более потяжелевшей Земли. Постепенно пыль срослась в Луну, а теперь она вращается с равной нам скоростью, поскольку пыль после касательного столкновения приобрела скорость вновь получившегося объекта.

Когда мы смотрим на Луну сейчас, нам кажется, что она близко. По астрономическим меркам она и правда близко, ее орбита находится на расстоянии в 382 000 км от нашей планеты. Забавно, но как раз такое расстояние позволяет поместить все планеты Солнечной системы между Землей и Луной, и даже для Плутона места хватит.

Но когда Луна только сформировалась, она находилась гораздо ближе, примерно на расстоянии 24 000 км над Землей. Стоит напомнить, что в астрономии есть так называемый предел Роша – орбита, ближе которой гравитация наиболее массивного тела разорвет малое. Если бы Луна образовалась на расстоянии в 10 000 км, то приливные силы Земли разорвали бы ее в клочья, и мы лишились бы спутника. Однако нам повезло, Луна оказалась дальше и теперь с каждым годом удаляется от нас со скоростью 4 см в год. Когда-нибудь Луна по своей спиральной орбите улетит за пределы влияния гравитации планеты и отправится уже своей дорогой в далекий космос.

Между Землей и Луной можно вписать все планеты солнечной системы

Посмотрев на Луну в прошлом, вы обнаружили бы гигант, висящий в небе. Его диск закрывал на небе площадь в 250 раз бо́льшую, чем сейчас (примерно в 16 раз больше, чем видимый нам солнечный диск). Это был необычный мир. Сутки длились 5 часов, то есть солнце поднималось и заходило за горизонт с бешеной скоростью. Луна часто ее закрывала, будучи куда большим объектом на небе, поэтому солнечные затмения были скорее вариацией нормы. Сейчас ни для кого не секрет, что на нашей планете есть приливы и отливы. Они возникают потому, что лунная гравитация притягивает водяной горб на поверхности планеты и тащит его за собой. Где этот горб, там прилив, такая же ситуация на противоположной стороне планеты, а на боках – отливы. В те времена не было воды, да и Луна была гораздо ближе, поэтому существовало явление «приливных землетрясений». Гигантские волны из магмы высотой больше километра перемещались по планете, все сильнее ее разогревая. Постепенно такие явления сошли на нет из-за отдаления Луны, а сутки стали длиннее вследствие замедления вращения планеты. Это же явление можно наблюдать, если посмотреть на фигуриста, разводящего руки при вращении, – он замедлится. Но странствующие раскаленные горы – наверняка это было потрясающее зрелище.

Наша планета разогрелась и представляет собой раскаленный шар. Вращаясь в холодном космическом пространстве, она отдает энергию в виде вещества, выбрасываемого в космос и сносимого солнечным ветром, а также в виде излучения. Горячие недра, словно нагретое дно кастрюли с супом, поднимают магму к поверхности, где она остывает, а затем возвращается. Первая корочка на поверхности планеты, скорее всего, возникла в зоне полюсов, наименее затрагиваемых приливными силами Луны. Сразу после столкновения Земли и Тейи температура на поверхности была в районе 5000 °C, а твердь, если ее можно в то время так назвать, покрывал силикатный пар. По мере остывания планеты с неба начал идти магматический дождь, а при еще большем остывании на поверхности начали расти первые кристаллы. В принципе в нашем распоряжении очень мало свидетельств тех прекрасных и смертоносных времен. Постоянное перемешивание раскаленного вещества, огненные штормы и ливни из магмы – все это было настолько давно, что можно было бы опустить руки и не заниматься поиском крупиц тех времен, но человеческое любопытство не знает границ. По мере развития технологий у людей появились устройства, способные воссоздать условия ранней Земли, так называемого катархейского эона. Огромные прессы, создающие давление в 12 тысяч атмосфер, давят в одну точку с рудной пылью и позволяют посмотреть, какие именно породы образуются при таких условиях. В те времена, когда температура опустилась до 1500 °C, в тонкую корку остывающей магмы на поверхности начали врастать зеленые кристаллы оливина, минерала, близкого по составу к форстериту. Эти кристаллики становились все больше, приближаясь размерами к виноградине, но чем крупнее они становились, тем тяжелее им было удерживаться на раскаленной поверхности. Они тонули и скапливались вместе, образуя множество пород. Одна из них, дунит, – одна из самых редких пород, обнаруживаемая сейчас на поверхности только в результате горообразования, когда глубинные пласты показывают себя миру.

Земля активно жила с точки зрения геологии. У нее образовалось железное ядро, вязкая мантия и твердая корочка сверху. Ядро по большей части состоит из железа по одной простой причине – оно тяжелое и стекает вниз, к центру планеты. Внешнее ядро образовано из жидкого металла, а вот внутреннее содержимое постепенно начало твердеть. Там настолько большое давление, что железо возвращается в кристаллическое состояние, и это очень хорошие новости. Разность скорости вращения внутреннего твердого ядра относительно внешнего, а также постоянные потоки вещества в них образуют магнитное поле нашей планеты. Благодаря этому полю мы защищены от солнечного ветра – потока заряженных смертоносных частиц, не позволивших бы образоваться жизни в том виде и многообразии, что мы наблюдаем сейчас.

По поводу мантии также стоит уточнить, что она не «вязкая» в нашем понимании. Вязким веществом можно назвать один из ее слоев – астеносферу. Большая же часть мантии, если представить ее агрегатное состояние, станет напоминать битум. То есть она в конкретный момент будет твердой, как и при давлении на нее, но со временем она медленно течет.

Как понять, что у нашей планеты твердая оболочка, вязкая мантия, жидкое внешнее ядро и твердое внутреннее? Напрямую добуриться невозможно, самая глубокая скважина, Кольская сверхглубокая, достигает отметки чуть больше 12 км, при этом радиус Земли – около 6400 км. Так вот, не обязательно бурить – достаточно прислушаться, и тут на помощь приходят сейсмологи. Когда на планете случается взрыв, землетрясение – что угодно, вызывающее вибрации, – эти вибрации волнами проникают в толщу планеты и пронизывают ее содержимое. Существует два типа таких волн: P-волны и S-волны. P-волна – это волна упругого сжатия. Представьте себе игрушку-пружинку, которая может спускаться по лестнице, если ее слегка подтолкнуть. Если вы положите ее на горизонтальную поверхность и подтолкнете, то она разожмется, сожмется, разожмётся и т. д. Это будет P-волна, и у нее есть свойство – она проходит сквозь жидкость неизменной, если попала туда под прямым углом, и преломляется, если попала туда по касательной. S-волны более похожи по свойствам на обычную, привычную всем волну. Она не проходит сквозь жидкость, растворяясь в ней.

Итак, когда где-то на планете происходит землетрясение или контролируемый взрыв, вы ставите датчики и прислушиваетесь к эху. На другом конце планеты, прямо с противоположной стороны, вы зарегистрируете P-волну, прошедшую и сквозь вязкую мантию, и сквозь жидкое внешнее ядро с твердым внутренним железным кристаллом. P-волны, попавшие во внешнее ядро под углом, преломятся, и вы сможете рассчитать, какой радиус это внешнее ядро занимает. S-волны не пройдут сквозь жидкость, и вы их поймаете только вне зоны внешнего ядра. Если вы ученый, вам не обязательно видеть явление непосредственно своими глазами, вы можете прислушаться к его эху.

Схема распространения S-волн и P-волн внутри планеты

Вернемся в ад. На поверхности планеты пытается образоваться корочка. Считается, что первичной корой была порода с названием «анортозит» – легкая и плавучая, она образовывала на поверхности магмы что-то похожее на шугу на поверхности воды. Затем первичная кора была уничтожена, и на сцену вышли базальты. Черный базальт также мог оставаться на поверхности магмы, и до сих пор 70 % земной поверхности выстилаются базальтовой корой. Так происходило не только на нашей планете: почти весь верхний слой Меркурия состоит из базальта, как и темные пятна на Луне. Эти лунные «моря» – остатки древних озер расплавленного базальта, остающегося на поверхности и поныне.

Базальт позволил корочке оформиться в более-менее внятную конструкцию. Наконец появляется рельеф – ранее тонкая прослойка из расплавленной, постоянно перетекающей каши не могла удерживать крупные образования, а вот базальт справился с этой работой. Если бы вы взглянули на Землю из космоса в этот период, она была бы черной с красноватыми прожилками, местами открывающей вам свое раскаленное содержимое, с алыми пятнами от падения метеоритов, с хрустом пробивающих тонкую корочку. Такой ей остается быть совсем недолго, ведь скоро пойдет дождь.

Первый дождь

Если бы инопланетяне описывали краткие характеристики нашей планеты, без сомнений, они упомянули бы о воде. Вода занимает 70 % всей поверхности Земли, даруя ей название «голубая планета», тоннами перемещается в виде облаков и входит в состав всех живых организмов. Нужно помнить, что, хотя вода и формирует облик планеты, ее «внешние» запасы составляют лишь 0,02 % от всей массы Земли. Большая часть воды на поверхности содержится в океанах – 97,5 %, остальная часть размазана в виде пресных водоемов, ледников, а также в атмосфере, где ее масса – лишь 0,001 % от общей. Наше пристальное внимание к этой субстанции обусловлено лишь тем, что мы без нее жить не можем.

Вода начала копиться на планете после Великого столкновения: все, что накопилось до этого события, мы в расчет не берем, так как, если на планете и была вода, после столкновения с Тейей ее унесло в космос, как и все летучие соединения. Существует две принципиальные теории, как вода могла появиться на планете, причем они не исключают друг друга. Первая гипотеза предполагает, что вода прилетела к нам из космоса. В космосе очень много воды: например, она входит в состав комет. На окраинах Солнечной системы гипотетически есть так называемое облако Оорта, как раз богатое кометами. Они периодически залетают к нам и по сей день. В эпоху хаоса и ранней Солнечной системы такие походы в гости были не редкостью, и на Землю падали тысячи комет и астероидов, состоящие преимущественно из воды. Возможно, этому процессу отчасти помогал Юпитер. В какой-то момент он своей гравитацией захватил часть находящихся поблизости к нему комет и ледяных астероидов и пустил в сторону Земли, разогнав их словно из пращи. Теорию космического происхождения воды подтверждает и изотопный состав океанов – соотношение дейтерия (тяжелого водорода) к обычному водороду близко к тому, что встречается на астероидах. Впрочем, это, как всегда, дискуссионный вопрос. Мы не можем знать точно, что происходило в те далекие времена. Возможно, на Земле сохранилась вода и после столкновения с Тейей, поскольку она могла находиться глубоко в силикатных расплавах под давлением, и испариться из них мгновенно для нее проблематично. Также вызывает вопрос, точно ли из облака Оорта вода могла быть занесена на Землю или же из других мест Солнечной системы. Луна тоже вносит свои поправки – она очень «сухая» по сравнению с Землей и почему-то не получила свою порцию комет. Работы у геологов по установлению точных данных еще много.

Кстати, на всякий случай следует напомнить, что хвост кометы в процессе ее движения по орбите Солнца, если она к нам залетела, направлен от нее не по ходу движения, а от Солнца. Хвост кометы состоит из газа и пыли, испаряемой и сносимой солнечным ветром с ее поверхности, поэтому не верьте всяким киношникам, показывающим обратное. Если комета очень долго будет летать вокруг горячего объекта, она испарится, возможно, оставив какие-то каменные или железные фрагменты.

Альтернативная гипотеза происхождения воды на Земле предполагает, что вода содержалась в планетарных недрах, а в процессе их плавления вышла на поверхность. Она была там с самого начала: минералы мантии при крайне высокой температуре и давлении способны удерживать до 3 % воды в своем составе. Это вроде бы немного, но если пересчитать на объемы земных недр, то в них до сих пор могут содержаться запасы воды, в 80 раз превышающие объем современного Мирового океана. Более того, возможно, вода способна образовываться de novo. Это теория на данный момент считается экзотичной, но если смоделировать условия, близкие к условиям недр Земли (температура около 1400 °C и давление, в 20 тыс. раз превышающее атмосферное), то окажется, что содержащийся в мантии диоксид кремния может реагировать с водородом, что приводит к образованию жидкой воды и гидрида кремния. Такие процессы происходят на глубине от 40 до 400 км от поверхности Земли.

Эти две гипотезы не исключают друг друга и заслуживают права на существование. Вы, как и я, по большей части состоите из воды. Вода наполняет вас, циркулирует по вашим венам, позволяет работать мозгу. Причем молекулы воды, занимающиеся сейчас этой работой, возникли в сотнях километрах под толщей земной поверхности. Или же они образовались из пепла мертвых звезд где-то на границе Солнечной системы. Обе гипотезы удивительны.

Пошел дождь. Первые капли падали на раскаленный базальт, шипели, тут же испарялись, но их становилось все больше. Планету заполнило шипение, оглушительное, всепоглощающее шипение. Кора темнела, остывала, горячий туман заволакивал все видимое пространство, проникая в самые труднодоступные места. Вулканический пепел смешивался с водой, впитывал ее, превращаясь в пасту, многометровую грязь, потоками стекая в низины, где встречался с еще горячей магмой. Вода и грязь моментально вскипали, взрывались, выбрасывая собственное содержимое на десятки метров вокруг, и снова стекали вниз, пока не иссякала вся тепловая энергия разогретых трещин. Грязные тучи заволокли небо, дождь усиливался, превращаясь в шторм, тяжелая атмосфера заряжалась сама от себя. Молнии, масштабы которых трудно представить, сверкали каждую секунду. Дождь не собирался прекращаться, он все лил и лил, забирая из атмосферы все, что только мог: пепел, углекислый газ, аммиак. Кислота лилась с небес, растворяя кристаллы на поверхности, образуя сперва лужи, затем озера и, наконец, океаны. Трудно определить, как долго шел этот дождь – тысячи, а может, и миллионы лет непрерывно.

О тех временах нам могут поведать лишь кристаллы циркона, благо они способны существовать практически вечно. Миллиарды лет после их возникновения из вулканического вещества они становились частью все новых пород, выветривались из них, затем снова попадали в ловушку, пока их не взял в руки человек и на мгновенье не остановил бесконечный цикл. По кристаллам циркона можно определить геологический возраст породы, поскольку цирконы включают в свой состав уран – радиоактивный элемент с периодом полураспада порядка 4,5 млрд лет. Когда образуется кристалл, уран в его структуре, словно секундомер, начинает распадаться с образованием атомов свинца. Каждые 4,5 млрд лет примерно половина всех атомов урана должны превратиться в свинец, а еще через 4,5 млрд лет оставшаяся половина также поделит себя пополам на свинец, и т. д. По этим часам можно с точностью определить возраст кристалла и, соответственно, время, когда он образовался из вулканической породы, и при каких условиях. Кристаллы, едва заметные глазу, рассеянные словно пыль в древнейших горных породах, могут рассказать о них практически все: возраст, температура образования и даже – при определенных условиях – контактировала ли с ними вода. Мне кажется, геология – очень романтичная наука. Каково это – разглядывать в микроскоп песчинку, зная, что она пережила все, что было связано с этой планетой? Она находилась здесь с самого начала, плавала в первородной магме, лежала на дне океана, врастала в самые твердые скалы. Сверху начинала бурлить жизнь, развивались и умирали самые разнообразные существа, а она спала своим мирным кристаллическим сном. Когда-нибудь ее найдут, вставят в женскую сережку существа, в этот период доминирующего на планете, потому что им нравится, как она отражает излучение, доступное их глазу. Затем сделают еще какую-нибудь побрякушку, а затем еще, пока она не затеряется и не вернется в свое естественное состояние – в толщу породы. Для циркона это все будет неважно – мирно тикают урановые часы где-то внутри, кристалл медленно превращается в свинец, а история все идет. В конце концов атомы, слагающие кристалл, вернутся в космос из-за расширения местной звезды и рассеются в безграничном пространстве Вселенной, чтобы вновь где-нибудь образовать кристалл, может быть, все тот же циркон, если повезет. И возможно, внутри опять окажется немного урана, и часики вновь запустят свой ход на далекой, никому не известной планете.

А вода все льет. Скорее всего, за срок в 100 млн лет после Великого столкновения Земля уже покрылась океаном километровой глубины. Еще нет какого бы то ни было обширного пространства суши, и над толщей безграничной воды лишь изредка показывались маленькие вулканические острова с кипящим жерлом посередине, постепенно увеличиваясь в размерах из-за застывающей при контакте с водой лавы. Из космоса или с Луны Земля выглядела как зеленоватый шар. Вода, вероятно, была не синяя, а зеленовато-грязная из-за большого содержания соединений железа, а также из-за массы других растворенных солей. Этот мелкий океан должен быть очень соленым, хотя гипотезы на этот счет очень сильно разнятся. Согласно распространенной версии, большинство солей, находившихся «на поверхности» планеты, вымывал из пород кислый океан, поскольку он поглотил значительное количество углекислоты из атмосферы и приобрел по меньшей мере pH 5,5. К тому же он был горячий. Со временем этот кипящий соленый бульон остывал, и излишки соли начали оседать и консервироваться там, где мы их сейчас и находим, – в соляных пластах под толщей земли.

Тем временем образование коры не стоит на месте. Базальтовая магма выплавляется в недрах планеты, а поверх нее, словно пенопласт в воде, начинают скапливаться менее плотные породы. Одни из них называются «гранитоиды» (гранитоиды получаются из плавления гнейсов, метаморфической горной породы, главными минералами которой являются плагиоклаз, кварц и калиевый полевой шпат) Благодаря «всплыванию» гранитоидов образование суши ускорилось, а та с тех пор всегда находится в процессе изменения из-за движения литосферных плит.

Сейчас нам известно, что современные материки находятся в постоянном движении и раньше карта мира выглядела совсем иначе. Однако не далее чем полвека назад главенствовала другая гипотеза, по-другому объясняющая изменение земной поверхности, – теория геосинклиналей. Согласно ей, толща коры может опускаться и подниматься в разных местах, совершать своеобразные колебательные движения вверх и вниз. В результате колебательного движения появляются горы, впадины, а при отсутствии недавних колебаний – равнины. При этом такое явное соответствие западной части Африки и восточного побережья Южной Америки объяснялось не более чем совпадением. Только с развитием эхолокации, подстегнутым Второй мировой войной, удалось найти зоны в океане, в которых образуется новая кора и приводит в движение все вокруг себя, и, соответственно, разработать теорию тектоники литосферных плит. В океане есть так называемая зона спрединга – место с высокой вулканической активностью, где содержимое мантии поднимается к поверхности, остывает и становится частью земной коры. Этот процесс производит новую кору со скоростью до 10 см в год. Но если площадь поверхности коры увеличивается, а диаметр планеты тем временем остается неизменным, излишки нужно куда-то девать. Так и происходит около материков, а именно в зоне субдукции. Океаническая кора заходит под континентальную кору и погружается все глубже обратно в родные объятия мантии. Таким образом работает бесконечная конвекция содержимого планеты: часть мантии выходит к поверхности, остывает, превращается в корку и двигается по нескольку сантиметров в год в сторону материка, где она снова нырнет в мантию. Зоны субдукции – это самые сейсмоактивные зоны нашей планеты, поскольку заход океанической коры под континентальную сопровождается вибрацией и деформацией каждой из них. Одна из самых известных таких зон – Японско-Курило-Камчатская. Вообще, можно поразиться стойкости японской нации. Жить там, где в принципе жить противопоказано (максимальное количество землетрясений, активный вулканизм, цунами), где почти нет природных ресурсов, на крохотном по меркам других стран пространстве, да при этом еще и процветать – подвиг, достойный уважения.

Изучение океанической коры дает массу интересных открытий. В частности, по ней можно отследить, как менялось магнитное поле Земли в прошлом. Базальт, выходящий на поверхность, содержит крупицы магнетита. При охлаждении пород крупицы выстраиваются согласно магнитным полюсам Земли, а затем застывают, превращаясь в древний компас. Мы можем понять, как менялось магнитное поле планеты – ориентацию силовых линий и смещение магнитных полюсов, – потому что все это записано на постоянно обновляющемся пергаменте океанической коры. По ней видно, что магнитное поле Земли способно разворачиваться на 180 градусов, причем эта инверсия происходит стохастически, то есть случайно. По современным моделям, это происходит из-за постоянных хаотических изменений во внешнем ядре. Вращение Земли создает сложные конвекционные потоки во внутренних областях, поэтому в обозримом будущем Полярная звезда станет указывать совсем не на север. Кстати, Полярная звезда – это не одна звезда, а тройная звездная система. Одну из звезд спутников можно разглядеть даже с поверхности Земли. А еще она молодая, ей по разным оценкам 55–65 млн лет. То есть в век динозавров, когда они еще доминировали на планете, Полярной звезды еще не было, и не могли гигантские ящеры выстраивать долгосрочные маршруты, ориентируясь на север по этому небесному телу. Приходилось называть Полярной другую звезду, ведущую на север. Ну или на юг, соответственно, в зависимости от того, куда было повернуто магнитное поле в тот момент.

На нашей планете тем временем уже появились материки. Проходят десятки миллионов лет, дождь продолжает накрапывать, но уже не так сильно, а суша все увеличивается в размерах. Наша планета вновь меняет свой облик. Выйдя на этот раз из машины времени, вы увидите бескрайнюю серую пустошь без единого намека на растительность – до нее еще далеко. Глубокие ущелья, равнины и каньоны, многие из которых имеют беловато-серый цвет кварца, даже на белоснежном песке пляжа полежать можно – кварцевые зерна выветриваются из гранита. Искупаться, правда, не суждено – кислый и суперсоленый океан не принесет вам удовольствия, зато можно полюбоваться облаками, из-за которых иногда выглядывает солнце. Или не выглядывает, так как содержащийся в воздухе метан мог давать плотную дымку, окрашивая все окружение в оранжевый цвет. Если окажетесь в тех временах, обязательно расскажите по возвращении, какого цвета были облака или же непроглядный туман.

Звезда светила не так сильно, как сейчас, и этот факт стал одним из парадоксов для исследователей – как все не замерзло при светимости Солнца на 25 % меньше, чем сейчас. Одним из решений этой загадки станет предположение, что было больше эндогенного тепла: энергия поступает от распада радиоактивных элементов, происходит бурная дифференциация вещества планеты – железо еще продолжает падать в ядро. За счет перемещения в центр масс возникает тепловая энергия, продуцированная трением. Также существовал феномен парникового эффекта – высокое содержание углекислого газа, воды и метана в атмосфере создавало ловушку для солнечного излучения, которое обогревало планету в то непростое время. Именно из-за этого, лежа на пляже в те замечательные годы, не снимайте маску с лица – вдыхать смесь из парниковых газов никому не пожелаешь. И раздеваться не стоит: озонового слоя еще нет, и жесткий ультрафиолет ничто не сдерживает. Новую странную родинку еще некому будет показать ближайшие несколько миллиардов лет. Наша же планета почти завершает период своего геологического формирования, катархей, ей всего 600 млн лет от роду, впереди ее ждет масса приключений, а именно архей – время появления жизни.

Оно живое!

Кто бы мог подумать, что нашу планету ждет такое необычное развитие! Попадая в архей, мы наблюдаем не очень приятные, с нашей точки зрения, условия: кислый океан омывает серую безжизненную пустыню, похожую на накипь внутри чайника, которую к тому же выжигает солнечная радиация. В воздухе циркулирует метан, аммиак, угарный газ, углекислый газ, сероводород, сернистый газ, местами вулканы накачивают атмосферу еще более едкими соединениями. И все же где-то в тех условиях появляется первый организм. Теорий возникновения жизни масса, но в принципе их можно разделить на две большие категории. Первая, самая простая гипотеза, способная прийти на ум обывателю: «А кто вообще сказал, что жизнь возникла? Она была всегда». Этот тезис называется гипотезой стационарного состояния и предполагает, что наша планета существовала всегда, и жизнь на ней тоже была вечно, а изменения с течением времени незначительны. Такая концепция имеет право на существование, пока у вас нет каких-либо данных и научного подхода. Чем больше вы начинаете разбираться в вопросе, чем больше появляется людей, называющих себя геологами, биологами, химиками, физиками, астрофизиками, тем меньше у вас доверия к таким простым ответам. На данный момент теория стационарного состояния является не более чем интересным предположением людей прошлого, не накопивших достаточно данных о своем мире.

Вторая категория гипотез предполагает, что жизнь все же как-то возникла и также делится на две подгруппы: либо жизнь возникла сама по себе, либо ей кто-то помог. Начнем со второй подгруппы, а именно с вмешательства сторонних сил. Теория креационизма постулирует, что наш мир сотворен высшей сущностью, как и все живые организмы в нем. Вариаций на эту тему бывает множество: и монотеистические объяснения авраамических религий, где есть одно начало, и именно оно запустило все необходимые процессы, и пантеоны божеств Древней Греции и Рима, и египетские Осирисы и Ра.

Существуют и куда более интересные предположения, например исконные верования китайского народа. Легенды начинаются с того, что из Хаоса (почти всегда в начале есть Хаос) появились две силы – Свет и Тьма, которые дали начало небу и земле. В этом пустынном мире родился великан Пань-гу, который вскоре скончался, и из его огромного и сильного тела образовалась природа: ветром и облаками стало дыхание, громом разразился его голос. Левый глаз Пань-гу улетел на небо солнцем, а правый недолго думая решил стать луной. Руки, ноги и туловище превратились в четыре стороны света и пять священных гор. Пот с его тела испарился и стал дождем, а кровь потекла реками. Мускулы стали почвой, волосы – травой и деревьями. Зубы и кости Пань-гу превратились в камни и металлы, мозги стали драгоценными камнями. Ну а какая же часть тела великого Пань-гу стала людьми, спросите вы? Людьми стали черви на теле великана, которые и заселили новый мир. Красиво.

Индусы начинали свои легенды с бесконечного океана. Было бы даже интересно, если бы в древних текстах прописывали условия позднекатархейской эпохи, но, увы, как и везде, нет ни Земли, ни звезд, ни Солнца, ни Луны. Не могли люди раньше представить, что в акте творения наш мир в виде земного диска или Солнечной системы появился не первым. Разумеется, первое, что породил космос после стабильного вечного состояния, – это наша с вами планета и ее окружение. У индусов легенды начинаются с того, что океан породил огонь, а из него появилось Золотое Яйцо. Через какое-то время из Золотого Зародыша внутри Яйца возник Прародитель всего на земле – Брахма. Брахма силой мысли расколол Яйцо на две половины: верхняя стала Небом, а нижняя – Землей. Выдох Брахмы стал, разумеется, воздухом. Через какое-то время ему наскучило быть одному, и из частей своего тела он создал шестерых сыновей – началась человеческая история.

Есть еще множество версий: и японская, и многочисленные скандинавские, африканские и шумерские. Каждый народ придумывал свою, и это было, без сомнения, правильно – фольклор и мифы объединяют, они создают общность, культуру, позволяют эффективно взаимодействовать большим группам людей, считайте, почти неограниченно большим, а еще отделять чужака от своего. Однако каким бы красивым миф ни был, в мире, по разным подсчетам, от 400 до 5 тыс. религий и верований, и каждая объясняет происхождение всего по-своему. Разбираться, какое объяснение в итоге верно, не имеет смысла – как только вы принимаете правильность одной из этих моделей, учитывая их доказательную базу, вы должны принять правильность всех. Только тогда вы будете по-настоящему честны в этом споре, но если все ответы правильны, то это какая-то странная задачка. Мне же кажется более интересным разобраться, как все происходило на самом деле. Разобраться настолько, насколько это возможно с нашим мозгом и имеющимися данными, а не придумывать от 400 до 5 тыс. объяснений, ограниченных лишь фантазией придумывающего.

Если брать во внимание именно теории происхождения жизни, то куда менее фантастические, но более интересные с точки зрения логики предположения мы найдем у древних греков. Вообще, античные философы оставили значительный вклад не только по своей основной специальности, философии, но и по другим разнообразным наукам: физике, геометрии, астрономии, медицине в ее зачаточном состоянии. Античные философы были очень хорошими математиками и пытались понять, каков наш мир, как он работает и устроен. Анаксимандр Милетский и его ученик Пифагор предполагали, что Земля имеет форму шара. Через 200 лет после них Аристотель заявлял о том же, ссылаясь на простой факт: во время лунных затмений тень Земли на Луне всегда круглая. Если бы Земля имела плоскую форму, то на Луну падала бы либо полоса (если Солнце светит прямо на ребро), либо эллипс (если под углом). Такое простое наблюдение, а сколько из него можно сделать выводов. Живший за 200 лет до нашей эры Эратосфен вообще высчитал земной радиус, и у него получилось от 6 тыс. до 8 тыс. км. Причем такая неточность – это уже наша вина. В своих расчетах он пользовался стадиями, и мы не знаем, какими именно. В разных районах Греции один стадий составлял от 150 до 200 современных метров, поэтому цифры настолько разнятся. Но все равно более 2 тыс. лет назад просчитать земной радиус и, если брать в расчет популярный стадий в размере 157,2 м, получить радиус нашей планеты в 6302 км (радиус Земли равен 6371 км) – невообразимо. И просчитал Эратосфен все это с помощью палки, воткнутой в землю. Только вдумайтесь в это! Более 2 тыс. лет назад любой человек мог удостовериться, что Земля круглая, и, более того, высчитать ее радиус с погрешностью менее 100 км с помощью палки. Втыкаете палку в землю, знаете расстояние между двумя городами, смотрите на тень от палки, ловите Солнце в зените – конец. Вам не нужно никаких сказок о диске, слонах на китах и черепахах, крае мира, заговоре властей, пытающихся скрыть от вас правду о реальной форме планеты. Вам ничего этого не нужно, у вас есть величайший на сегодня известный нам инструмент познания – мозг, и вы умеете им пользоваться. Ну и, разумеется, есть палка, куда же без нее.

Демокрит в V веке до н. э. предположил, что вся материя состоит из неделимых единиц – атомов. Перспективное предположение, учитывая, что так и окажется через пару тысяч лет. Эмпедокл предложил концепцию естественного отбора. Его вариация, правда, была достаточно забавна. Он утверждал, что раньше был мир органов: пальчики бегали отдельно от рук, легкие порхали с ветку на ветку, печень пряталась в траве, глаза катались где им вздумается. Затем органы начали сливаться в причудливые формы, химеры, и выжили самые приспособленные из них. Формулировка о выживании наиболее приспособленных – это самая настоящая теория естественного отбора Дарвина, все же остальное – полный бред. Как же так получилось, что еще задолго до нас философы смогли все предугадать? Секрет прост: за небольшим исключением, как это было с Эратосфеном, они ничего не доказывали, ибо доказательство есть низшая форма проверки. Когда мы говорим, что еще древние философы все открыли, мы совершаем логическую ошибку. Не то чтобы греческие философы были гениальными предсказателями – просто было очень много философов, и у них было очень много времени на размышления. Если каждый житель современной Греции предскажет, что будет через тысячу лет, гарантирую, кто-то из них угадает. Не потому, что этот человек – великий предсказатель, нет, просто было много греков и много попыток.

Считалось, что настоящий философ должен дойти до всего силой логики и мысли, а не эксперименты ставить. Так, в частности, случилось с Аристотелем: он заявлял, что скорость падения тел на землю зависит от самой массы тел, и это было постулатом на следующие двадцать веков, пока Галилео Галилей не вздумал это проверить. Он взял мушкетную пулю и пушечное ядро и скинул их с Пизанской башни. К изумлению публики, наблюдавшей этот невообразимый по сложности эксперимент, оба объекта упали на землю почти одновременно, хотя их вес различался в десятки раз. Так был опровергнут постулат, который все воспринимали как разумеющуюся данность со времен Античности. Некоторые считают, что Галилей не делал этого эксперимента, так как в его дневниках он не описан, а подробности можно найти только в биографии ученого, составленной его учеником Винченцо Вивиани. Споры насчет этого до сих пор ведутся, но это не отменяет факта – возьмите два объекта разной массы, скиньте с одной высоты, и они упадут на землю одновременно. Оговоримся: это работает с одной поправкой – на них должно действовать одинаковое сопротивление воздуха, зависящее от многих параметров. Без сомнения, гиря и утиное перо упадут на землю в воздушной среде в разное время. Но это случится не потому, что перо легче, а потому, что перо «пушистее» и более подвержено взаимодействию с воздухом, нежели гиря. Поместите два этих объекта в гигантскую вакуумную камеру, сбросьте с высоты в десяток метров, и вы увидите, что они упадут на пол одинаково быстро. Найдите подобные ролики в Интернете – они завораживают.

Древние греки не смогли объяснить, откуда возникла жизнь, как и люди Средних веков. До эпохи Просвещения была популярна концепция витализма, или жизненной силы, которая пропитывает пространство вокруг и вдувает жизнь в неживую материю. Суть концепции заключалась в том, что, если вы возьмете грязные человеческие рубашки, горсть пшеницы и положите все это дело в темный шкаф на три недели, – можете не сомневаться, из подобных ингредиентов родятся мыши. Из болотного ила рождаются змеи, из тухлого мяса родятся мухи. Даже человека пытались таким образом вырастить с помощью куриного яйца и конского навоза и назвать эту штуку гомункулом. Гомункулов никто не видел, но все знали, что они есть и помогают своим хозяевам по дому и в других начинаниях. Было бы здорово иметь такого помощника или устроить целую ферму мышей при наличии лишь пары грязных рубашек, но итальянский натуралист Франческо Реди опроверг все эти бредни с помощью изящного эксперимента с мухами. Он взял кусок мяса, положил его в горшок и закрыл крышкой. Прошли недели, мясо стухло, и никаких личинок мух не появилось. Если взять такой же горшок, такое же мясо, но не закрывать его, то личинки мух там появятся. Это произойдет не потому, что они там зародились, – просто мухи прилетели и отложили яйца. За этим можно понаблюдать, если вам нечем заняться. Нужно только целый день сидеть и смотреть на горшок с мясом, и точно поймаете этот момент. «Мухи родятся только от мух, как и другое живое существо», – заявил Франческо, тем самым заложив основу наших представлений о современной жизни как феномене. Виталисты же на этом не успокоились: их не устроили результаты такого эксперимента, хотя они могли его повторить и убедиться. Виталисты заявили, что, когда закрываешь горшок крышкой, жизненная сила, проникающая с воздухом, уже не достигает мяса, поэтому и личинки не появляются. Замечательно спорить с оппонентами, которые на ходу могут придумывать новые условия, не так ли? Франческо не растерялся, взял еще горшок, еще мяса и на этот раз закрыл горшок не плотной крышкой, а марлей. Воздух проникал, «витал» проникал, а опарыши не рождались в мясе, поскольку мухи не могли через марлю проникнуть в горшок. Виталисты потерпели поражение в этой схватке, но не в войне, ведь совсем скоро на весь мир прогремит открытие микроорганизмов Антони ван Левенгуком.

Живший в XVII–XVIII веках нидерландский натуралист, микроскопист, суконщик, плейбой и филантроп Антони ван Левенгук открыл миру неведомое раньше измерение – вселенную микроорганизмов. Текстильщики издавна использовали в своей работе простые увеличительные приборы, но Левенгук, движимый своим неукротимым любопытством, усовершенствовал один из них, создав микроскоп, способный достичь увеличения в 500 крат. Оговоримся: о таком микроскопе гласят легенды. Сохранившиеся микроскопы дают увеличение в 250–300 раз, но это все равно гигантское значение, если вспомнить, что допустимое полезное увеличение светового микроскопа в принципе не может быть больше 1500–2000 крат из-за ограничений длин волн видимого света. Над вопросом, каким образом Левенгук достиг такого совершенства линз, ходят споры: то ли он неделями вручную шлифовал их до умопомрачения, то ли нагревал стеклянную нить, которая в результате плавилась, превращалась в шарик, а затем он ее разрезал, и получалась плоско-выпуклая линза. Хотя Антони ван Левенгук не первый изобрел микроскоп, но подобный труд достоин восхищения, как и рвение, с которым он подошел к разглядыванию всего вокруг. Он изучил человеческую кровь, кожу, сперму, глаза и крылья насекомых, коловраток, простейших, дрожжи, бактерии – в общем, все, до чего могли дотянуться его руки. Любой объект он зарисовывал и в какой-то момент начал отправлять рисунки в Лондонское королевское общество. Сперва ему не поверили. Это было сродни заявлению в современном мире, что вы открыли призраков – и мало того что открыли, так вы их еще и начали классифицировать, систематизировать, присылать способы наблюдения за ними и устройство приборов, позволяющих это делать. В общем, бред какой-то. Но рисунков было настолько много, и они были настолько подробные, что к нему прислали делегацию, которая собственноручно убедилась, что его заявления – не плод больной фантазии спятившего текстильщика, а неопровержимый факт. Так появилась наука микробиология, к которой я имею непосредственное отношение.

Какое же отношение имел факт открытия микроорганизмов к возможности самозарождения жизни? Виталисты уже совсем отчаялись после экспериментов с горшками и мухами, но теперь появился новый, ранее неизвестный, простой и вездесущий объект, который уж точно самозарождается, – микробы. Но как доказать, что микробы не возникают самопроизвольно из воздуха? С этой задачей смог справиться Луи Пастер, один из гигантов микробиологии XIX века. Как в физике есть Ньютон, Фарадей, Тесла, Эдисон, Эйнштейн, так и в микробиологии есть ключевые фигуры, кумиры, так сказать: Левенгук, Пастер, Кох, Мечников, Виноградский и другие. Жизнь Пастера была насыщена открытиями: он показал микробиологическую сущность брожения и многих болезней животных и человека, создал научные основы вакцинации, разработал вакцины против сибирской язвы, куриной холеры и бешенства. Его работы в области строения кристаллов и явления поляризации легли в основу стереохимии. Вы найдете имя Пастера на любом жидком пищевом продукте, поскольку почти все они проходят процедуру пастеризации. Пастеризация – это кратковременное нагревание продукта для того, чтобы убить в нем все вегетативные формы микроорганизмов (которые сейчас активны и размножаются). Пастеризация не убивает споры, но, чтобы спора проросла, часто нужно время или воздействие, например нагревание или доступ кислорода. Чтобы убить споры, продукт нужно стерилизовать (обычно это делают кипячением), но при этом теряются как вкусовые качества продукта, так и полезные. Пастеризация представляет собой компромисс между сроком хранения продукта и пользой.

Луи Пастер не просто так разрабатывал разные технологии – обычно это были бизнес-заказы. Он являлся гениальным и жестким управленцем, бескомпромиссным, но с потрясающим предпринимательским чутьем. Когда к нему обратились за помощью французские производители вина, он не упустил свой шанс. Один из основных товаров на экспорт во Франции XIX века – это вино. Впрочем, в современности мало что изменилось. С вином есть проблемы – со временем оно портится и превращается в уксус, а еще «болеет» при длительных транспортировках, поэтому нужен был способ обезопасить вино от таких последствий. Пастер разработал пастеризацию, как бы каламбурно это ни звучало, и до сих пор все вино пастеризуется, что даже улучшает его вкус.

Остается одна проблема – заявления виталистов, что микроорганизмы повсюду самозарождаются. Нет никакого смысла в пастеризации как в методе обеззараживания, если вскоре новые микробы появятся в вине и опять его испортят. Нужно было придумать способ опровергнуть этот фарс раз и навсегда. Пастер сделал это, проведя простой и в то же время гениальный эксперимент. Он взял стеклянную колбу, налил туда дрожжевого экстракта (который по составу похож на мясной бульон), хорошенько прокипятил, а затем, пока бульон горячий, запаял горлышко колбы, чтобы воздух вместе с микробами не попал в бульон. Шли недели, бульон оставался кристально прозрачным, что означало, что микробная жизнь в нем не присутствует. Хитрые виталисты уже знали, что на это ответить: «Луи, мы уже Франческо объясняли, что витал проникает с воздухом! Ты воздух не пустил в колбу, вот и нет микробов». Пастер не растерялся и взял другую колбу, а именно колбу с S-образным горлом. Горло этой колбы похоже на лебединую шею, то есть сперва идет вверх, затем искривляется вниз, чтобы затем снова изогнуться наверх. Таким же образом идут трубы под раковиной, чтобы получился водный замок. Пастер наливал бульон в колбу, кипятил, затем нагревал ее горлышко и горячими щипцами вытягивал его в такую трубку. Такая конструкция позволяет пропускать воздух в бульон с жизненной силой, если она там имеется, а вот микробы оседают на стенках горла и не попадают в бульон. Их, конечно, может задуть в нее с сильным потоком воздуха, но в таких точных экспериментах Патер сквозняков не допускал. Бульон опять стоял прозрачным неограниченное количество времени, что означало, что витал с воздухом никак себя не проявили. После чего Пастер откалывал горлышко колбы или переворачивал ее, чтобы бульон смочил стенки горла с микробами на ней, и в результате бульон благополучно мутнел, пах и подавал все прочие признаки жизни. Так Пастер доказал, что никакой жизненной силы в воздухе нет и даже микробы появляются в этом мире не самопроизвольно, а от материнского микроба. Он даже убедился, что воздух в Альпах чище, чем в Париже: если вы откупорите стерильную колбу с питательным раствором в горах, в нее залетит меньше бактерий, и бульон будет зарастать медленнее, нежели если вы это сделаете на грязных улицах крупного города.

Эксперимент Пастера. 1 – колба с S-образным горлом сохраняет стерильность; 2– горло отколото, стерильность нарушена

Красивый, элегантный эксперимент. Его противники пытались повторить подобное, но у них бульон зарастал при любых обстоятельствах, что наводило на мысль о подлоге Пастера. На самом деле никакого подлога не было – его оппоненты вместо дрожжевого экстракта в качестве потенциальной питательной среды для бактерий брали отвар сена, что приводило к маленькой проблеме. В сене есть сенная палочка, она же Bacillus subtilis, споры которой способны переживать до нескольких часов кипячения, то есть противники Пастера просто недостаточно стерилизовали бульон. Забавно: если бы Пастер повторил эксперимент так, как требовали его оппоненты, то с получением противоречивых результатов опровержение теории о самозарождении могло затянуться. Однако он не стал менять условия эксперимента – у него было достаточно власти и авторитета, чтобы не поддаваться на провокации. Постановление комиссии Академии наук от 20 февраля 1865 года было сформулировано чрезвычайно корректно: Пастер добился заявленных результатов и доказал возможность создания стерильной среды, а его оппоненты – нет. Так с теорией самозарождения жизни при современных условиях было покончено.

Остается самый важный вопрос: как жизнь появилась в те архейские годы? Первое, что нужно для жизни, – органика. С этим нет проблем, как показали еще в середине XX века Стэнли Миллер и Герольд Юри. Они собрали сложную конструкцию, симулирующую атмосферу и другие условия архейской эпохи. В гигантскую колбу накачали разные газы: водород, угарный газ, аммиак, метан, водяной пар – то есть тот самый замечательный воздух архея. Колбу соединили с сосудом с водой, которую нагревали, то есть пар постоянно циркулировал через систему. В качестве источника энергии для возможных реакций в колбу подвели электроды, через которые разрядами подавали электрический ток. Таким образом симулировали постоянно бьющие в океан в ту непростую эпоху молнии. Они сверкали в колбе, и вся органика, если она появлялась, попадала в ловушку с холодной водой, оседая на дне конструкции. Оставшаяся вода возвращалась в нагревательною колбу, и цикл замыкался. В результате вся колба покрывается черной вязкой пленкой органики, в которой есть и липиды, и сахара, и предшественники нуклеиновых кислот, и, главное, аминокислоты. В 1950-х исследователям удалось выявить только пять аминокислот из полученной каши. Сейчас же при перепроверке становится понятно, что их там, оказывается, 22, то есть все кирпичики жизни. Такая же органика возникает и в космосе: поверхности многих метеоритов покрыты пленкой из органики, что делает возможным зарождение жизни и на теплом астероиде, хотя вероятность, что это случилось именно там, крайне мала. Эксперимент Миллера-Юри стал еще одним шагом в познании происхождения жизни.

Первичным источником энергии могли быть не только молнии: солнечная радиация, падение метеоритов, геотермальная энергия также могли работать на этот процесс. Возможно, основное накопление органики происходило на океанических берегах, где вулканическая тепловая энергия кипятила воду, ультрафиолет облучал водяной пар, который поднимался выше, а затем проливался дождем, все более наполняя океан органическими молекулами. Жизнь могла зародиться и в океане, в кипящей кислотной воде, и это не должно нас смущать. Ныне живущие микроорганизмы способны выживать практически в любых условиях при наличии жидкой воды: и в кислотных едких стоках рудников, насыщенных солями тяжелых металлов, и в кипящих озерах рядом с вулканами, и в ледяных толщах Антарктиды. Они вылетают в стратосферу с частицами пыли, где могут находиться достаточно долго, лишь затем, чтобы вернуться на поверхность планеты вместе с дождем. Это, кстати, один из факторов, позволяющих дождю возникнуть. Чтобы капля сконденсировалась в облаке, ей необходима точка кристаллизации, например пылинка. Если пылинки нет, вместо нее может сгодиться и бактерия, оказавшаяся рядом. То есть в современном дожде, идущем над океаном, в каждой капельке может быть по бактерии.

Гигантская часть бактерий находится глубоко в толще Земли и составляет чуть ли не половину всей биомассы нашей планеты. Просто вдумайтесь: половина всей жизни как феномена находится не на поверхности планеты, доступная нашему глазу, а в ее толще. Все растения, грибы, животные, включая нас с вами, – все это биоразнообразие ничтожно по сравнению с тем, что происходит где-то там, внизу. Неисчислимое множество самых разнообразных форм жизни обитает в глубинах, спокойно грызя минералы пород испокон веков, и будут это делать до конца истории. Земная кора пропитана жизнью – настолько вездесущим оказался первый организм, возникший несколько миллиардов лет назад.

Все-таки жизнь где-то возникла – мы можем говорить об этом с полной уверенностью, поскольку мы живем. Где это случилось – вопрос сложный. Может быть, это были насыщенные солями минеральные воды гейзеров. Возможно, это были места в глубинах океана в области черных курильщиков – там, где горячая вода под давлением выходит из-под толщи коры, неся с собой почти всю таблицу Менделеева, и первичным источником энергии служит температура недр планеты и химические соединения. Может, жизнь возникла и не в океане вовсе, а в мелком наземном водоеме с преобладанием ионов K+ или даже в грязевых вулканах. Исследователи не дремлют, поиски следов первой жизни продолжаются, как и эксперименты по созданию той самой жизни. Недолог срок, в какой-нибудь лаборатории удастся создать первую полностью искусственную клетку и, более того, сделать это в условиях, приближенных к реалиям тех времен. Поживем – увидим, а пока существует масса теорий вплоть до экзотических типа панспермии.

Теория панспермии предполагает, что жизнь возникла где-то за пределами нашей планеты и затем была занесена на нее либо случайно, либо специально. Органики в космосе очень много, она образуется и на астероидах, и на спутниках планет нашей Солнечной системы, и на самих планетах. Бактерии в виде спор могут выживать в условиях космического вакуума, если будут в тени, защищенные от испепеляющего излучения. Как бы ни была романтична теория, в которой жизнь заносится случайным метеоритом, она не объясняет самой сути – при каких именно процессах жизнь зародилась в космосе или на другой планете, после чего ее разорвало, и ошметки с семенами жизни долетели до нас. Лично мне более вероятным представляется вариант с зарождением жизни именно у нас дома. Все-таки все условия для этого были, а занести жизнь на другие планеты – уже наша задача. Впрочем, если вдруг какой-нибудь наш аппарат спустится на чужую стерильную планету, споры бактерий на его оболочке попадут в свободную для них почву, миллиарды лет будут эволюционировать и дадут разумных существ – эти существа будут думать точно так же, как и мы, что куда вероятнее вариант, при котором жизнь возникла изначально на их планете, а не была занесена древней высшей расой. И все же приятно думать, что мы сами справились.

Где именно накопленные органические молекулы организовали первый протоорганизм, до сих пор остается загадкой. Оно и неудивительно: мы имеем дело с процессами, происходившими очень давно, и точно сказать, как было на самом деле, мы не можем и не сможем. Единственный способ узнать, как именно все было, – это построить машину времени и увидеть произошедшее собственными глазами, но, к сожалению, это невозможно. Время неумолимо течет вперед, и все, что вы можете с ним сделать, – либо замедлить, либо ускорить. Симулировать прошлое вы тоже не можете, для этого вам придется поместить каждый атом мироздания на то место, на котором он находился тогда, – чересчур сложная задача.

Единственный способ напрямую заглянуть в прошлое – построить машину, способную перемещать вас в пространстве мгновенно, то есть разрывать ткань пространства-времени и переносить вас в нужную точку с абсолютной скоростью. Простым языком – портал. И переместиться на расстояние в 4 млрд световых лет от нашей планеты, взглянуть в телескоп и посмотреть на свет, только дошедший до точки, в которой вы сейчас находитесь. К сожалению, взять пробирку с пробой воды вы в такой ситуации не сможете, но пофилософствовать, глядя на бледное пятнышко в бескрайнем космосе, – пожалуйста. Возможно, где-то сейчас есть существа, смотрящие в тот самый телескоп и видящие нашу планету, на которой пока ничего нет, кроме воды и накопленных в каком-то месте органических молекул, вот-вот готовых стать жизнью. Если их технологии позволяют ее разглядеть, конечно, потому что на таком расстоянии это затруднительно. Если говорить о дальности обнаружения, то мы в данный момент способны регистрировать несверхновые звезды, удаленные от нас вплоть до 9 млрд световых лет, например голубой гигант Икар. Свет этой звезды был искривлен и усилен гравитацией скоплением галактик MACS J1149+2223 (оно находится на расстоянии в 5 млрд световых лет), словно линзой, и послан в нашу сторону. С планетами все сложнее.

Максимально удаленная обнаруженная на данный момент экзопланета находится на расстоянии 27 710 световых лет от нас. По сравнению со звездами, галактиками и пульсарами не очень впечатляет. Планеты намного тусклее, чем звезды, и светятся только благодаря отражению света материнского светила. Мы их обнаруживаем в основном не по их собственному свету, а по потускнению звезды, если планета проходит между нами и этой звездой. Если вдруг звезда теряет в светимости на доли процента, это означает, что часть ее света чем-то поглощается, и зачастую это будет планета на ее орбите. По периодичности поглощения и по степени этого поглощения мы можем высчитать диаметр планеты и радиус ее орбиты. Более того, по свету звезды, прошедшему через атмосферу планеты, мы можем судить о составе той самой атмосферы. По той же причине мы можем рассуждать о массе планеты, поскольку, когда планета крутится вокруг звезды, она ее притягивает. Звучит странно, но, когда планета крутится вокруг звезды, звезда также вертится вокруг планеты, просто масса звезды намного больше, и мы этого не замечаем. Точка их суммарного вращения находится на небольшом расстоянии от центра звезды, поэтому она будет колебаться. По этому колебанию мы и можем высчитать, во-первых, что вокруг звезды что-то вертится и, во-вторых, какой массой это что-то обладает. Примерно, разумеется.

Остается главный вопрос – что собой представляла первая жизнь? Что было первичным: обмен веществ и энергии, к которому в дальнейшем подключилась информация в виде молекул РНК (рибонуклеиновой кислоты) и ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), либо же наоборот? Теории, основывающиеся на возникновении жизни в черных курильщиках или грязевых вулканах, предполагают первый вариант. Концепция «железо-серного мира» гласит, что сперва были циклические процессы, основанные на соединениях серы и железа для получения энергии. Вариация в виде «цинкового мира» рассматривает грязевые вулканы как колыбель биологии, где катализаторами химических реакций были сульфид цинка (ZnS) и сероводород (H_2S), а энергия для реакций поступала из ультрафиолетового излучения. В пользу гипотезы цинкового мира также говорит тот факт, что в известных РНК-структурах встречается цинк и марганец, ведущий себя подобно цинку, а железо отсутствует. Многие рибозимы, то есть РНК, обладающие каталитическим действием, для своей работы требуют ионов металлов, а именно магния, цинка и марганца, а железа – нет. Возможно, когда-то в грязевом вулкане, обогащенном калием, фосфором, ионами цинка и марганца, где всегда тепло и уютно, где есть пористые минералы, в которые можно забраться и спокойно развиваться, появился первый живой организм.

Первые молекулы информации, РНК, постоянно попадали под ультрафиолетовое излучение Солнца, и среди них происходил естественный отбор по способности противостоять этому разрушительному влиянию света. Чем вы больше и крепче, чем меньше у вас проблем с хиральностью (это когда ваша молекула имеет зеркального брата), чем сложнее ваша структура, тем больше у вас шансов выжить. Осталась последняя маленькая проблема – научиться копировать самих себя и ускорять это копирование, с чем, судя по всему, крохотные молекулы справились. Начинается мир РНК.

Сперва поясню, что такое РНК и зачем она нужна. Представьте, что живая клетка – это крупный промышленный завод. Завод обязательно должен располагаться на определенной ограниченной территории. У клетки тоже есть такое ограничение, своеобразный забор – мембрана. Мембрана может быть окружена разными слоями в зависимости от того, насколько прочный и высокий забор вашему заводу нужен, но в любом случае мембрана есть. Внутри клетки имеются многочисленные структуры, ответственные за определенные функции. Если мы говорим о клетке с ядром, то есть об эукариоте (например, о нас с вами), то у нее есть различные органеллы. Митохондрия словно электростанция обеспечивает нашу клетку энергией, лизосомы похожи на столовые, эндоплазматический ретикулум работает как сборочный конвейер для товаров, аппарат Гольджи схож с цехом упаковки. Центром управления заводом будет ядро – там хранится вся информация о работе всего сложного сооружения.

Рабочие руки на нашем импровизированном заводе – белки. Белки ускоряют реакции и делают это благодаря своей форме, своей структуре. Представьте, что на завод попадает новая партия сырья и срочно нужны новые руки для разгребания неожиданно свалившегося счастья. Клетка не может дать объявление о найме новых работников, она должна все делать сама, и для этого у нее есть специалисты – рибосомы. Рибосома готова сделать нового работника, лишь бы у нее была информация о нем: сколько рук, ног, насколько он пузатый и какого цвета кепка на его голове. Представим, что бригадир-рибосома отправляет запрос в командный центр, мол, срочно дайте инструкцию для изготовления новых работников. Боссы в ядре вам так просто информацию не дадут. Информация хранится в виде ДНК – устойчивой сложной структуры, и чаще всего – в единственном числе. Оригинал инструкции о новом работнике вы бригадиру не дадите, мало ли что он с ним сделает: потеряет, порвет, испачкает, пропьет, в конце концов. Нельзя, не положено. Зато можно сделать недолговечную копию на дешевой бумаге – в нашем случае это будет молекула РНК – и послать нетерпеливой рибосоме. РНК через какое-то время сама разрушится или ей в этом помогут, ее не жалко. Рибосома захватит ее, считает информацию, сделает новые белки, сырье будет переработано, а драгоценная ДНК останется в безопасности. Фишка в том, что молекула РНК может быть не только информацией – она сама может стать и бригадиром, и работником. Такие молекулы называются «рибозимы» – РНК, обладающие ферментативной активностью. Мало того, что они могут выполнять простые функции вместо белков, они еще и способны копировать сами себя. То есть и хранить информацию, и ускорять собственный же синтез.

С рибозимами интересно ставить занимательные эксперименты. Если вы возьмете пробирку с рибозимами, обладающими способностью к самокопированию, и будете потихоньку добавлять ядовитое для них вещество (бромистый этидий), то они начнут к нему адаптироваться. Все молекулы чуть-чуть разные, копирование часто происходит с ошибками, и в этой неидеальности копирования скрыта сила всей нам известной жизни – сила изменчивости. В нашем эксперименте молекулы начнут пытаться копировать сами себя, при этом им мешает яд, но есть некоторые из них, кому этот яд мешает чуть меньше. Это происходит из-за того, что во время рождения они словили мутацию, чуть-чуть изменившую их структуру. Пока все делятся медленно, они делятся быстрее и быстрее заполняют свободное пространство. Перенесем небольшой объем среды пробирки из первой пробирки в новую, со свежей средой. Опять добавим немного бромистого этидия и понаблюдаем. Цикл приспособленности пойдет на новый виток, и так можно делать до посинения, пока у вас не останутся абсолютно устойчивые к яду молекулы. Они эволюционировали.

Если вы упростите эксперимент, уберете яд и просто будете наблюдать, как молекулы борются за выживание, вы поразитесь. Исследователи из Института Скриппса в Калифорнии смоделировали цикличные условия, где есть ограниченные ресурсы для построения молекул, они постепенно расходуются, а затем новые ресурсы появляются извне для поддержания гонки вооружений, и оставили молекулы сражаться на три дня. За трое суток некоторые молекулы смогли словить 11 мутаций, которые повысили их каталитическую активность в 90 раз! В 90 раз они ускорили собственный рост, пытаясь выжить в этом мире и как можно быстрее заполнить пространство вокруг. На ранних этапах жизни, возможно, происходили именно эти события. В циклических условиях, где периодически заканчивались ресурсы и затем появлялись вновь, где главенствуют суровые законы «размножайся или исчезнешь», где были компоненты для построения собственной молекулы – первые РНК начали процесс эволюции, длящийся до сих пор. Со временем они отдали заботу о хранении информации более стабильной молекуле ДНК, заботу об ускорении реакций белкам, а сами остались посредником между двумя этими процессами. Пористые породы, возможно, подарили им первый уютный домик и помогли облачиться в жировую мембрану. Так началась эра живой планеты.

Эти далекие процессы наводят на интересные мысли, отлично сформулированные профессором Ричардом Докинзом в его бестселлере «Эгоистичный ген». Жизнь на нашей планете, судя по всему, зародилась единожды. Все существа в мире, которых мы до сих пор открывали, – все они функционируют благодаря молекуле информации, ДНК (кроме РНК-содержащих вирусов, но вирусы юридически не живые). Собственно, любой живой организм – это проявление ДНК в этом мире. Вы родились человеком, потому что внутри вас есть гены человека, несущие информацию о вашей структуре и функциях. Кошечке повезло родиться с генами кошечек, а рыбке – с генами рыбок. В каждой клетке есть информация о том, кто она такая и что ей нужно делать. По сути, вся жизнь есть форма существования тех самых первых молекул РНК, а затем и ДНК, боровшихся за место под солнцем. Вся жизнь едина в своем проявлении, все связаны родственными узами с той самой первой реплицирующейся молекулой. У жизни как таковой нет цели и смысла, просто так устроено наше мироздание, что остаются в истории те, кто может приспособиться и дать продолжение. У той молекулы не было никакого смысла делиться, она не обладала разумом или чем-то в этом роде, нет, просто так получилось. У нее не имелось целей, она просто могла копировать себя, это было ее свойство, так же как плюс обладает свойством притягивать минус. Теперь наша планета пропитана жизнью, жизнь вросла в нее неискоренимо. Где бы вы ни оказались, вы везде найдете отголоски того самого первого процесса, начавшегося где-то в теплом местечке около 4 млрд лет назад. Коснитесь дерева, котика, бабочки, кого угодно и почувствуйте, что вы связаны единым давним процессом развития и изменения. Не стоит думать, что мы являемся вершиной природы, нет, мы лишь одно из бесчисленных проявлений тех самых генов, прятавшихся от солнечного ультрафиолета в порах горных пород. Ощутите радость, что вам удалось поучаствовать в столь древнем и прекрасном процессе и, более того, быть способным осознавать его. Пусть это знание помогает вам во времена тоски и одиночества. Вы никому ничего не должны, в вашем появлении на этот свет не было глобального смысла, так же, как не будет глобальных потрясений, когда вы покинете его. Вам просто выпал шанс родиться в теле существа, способного не только искать пропитание для поддержания своих генов, а еще размножаться для копирования тех самых генов – способного на большее. Пусть это смысла не имеет, но вы способны любить, творить, познавать – наш мир прекрасен, и возможности вашего проявления в нем настолько многообразны, насколько это допустимо, тем более по сравнению с другими обитателями планеты. И всегда помните, что мы – часть целого в абсолютно физическом понимании этого выражения. Пусть это знание согревает вас в трудные минуты.

От первых организмов мало что осталось, и это неудивительно – все-таки мы говорим о мельчайших созданиях, живших 4 млрд лет назад. Возможно, изначальным источником энергии для своей жизнедеятельности они выбрали химические реакции с минералами, но достаточно быстро осознали, что гигантский источник энергии висит прямо над головой – Солнце. Вероятно, фотосинтез придумали археи (похожие на бактерии организмы с отличной от них биохимией), причем фотосинтез бесхлорофильный. При нем не происходит фиксации углекислого газа из атмосферы, зато можно консервировать солнечную энергию в виде энергии химических связей молекул АТФ (аденозинтрифосфат, молекула-батарейка). Затем появились зеленые, пурпурные бактерии и другие группы бактерий, способные осуществлять аноксигенный фотосинтез – без выделения кислорода. Самыми продуктивными с точки зрения получения энергии от солнца стали цианобактерии, способные использовать привычный нам оксигенный фотосинтез. Они размножались, поглощая солнечный свет и переводя его в компоненты собственных клеток, и образовывали так называемые цианобактериальные маты.

Цианобактериальные маты – образования, представляющие собой сложные слоистые конструкции, в которых каждый слой отвечает за свои функции. Верхний слой фотосинтезирует, находится в кислородной среде, копит энергию и активно делится. Промежуточные слои также пытаются поймать немного света, что остался после верхнего слоя, а еще перерабатывают отмирающую органику верхних отделов. Промежуточный слой постоянно адаптируется: днем он находится в кислородной среде, солнечный свет позволяет фотосинтезировать и выделять кислород, ночью же наступает бескислородное время, и пора переключаться на альтернативные источники энергии. Нижний слой всегда находится в бескислородной среде и перерабатывает то, что на него сыплется сверху. По мере роста цианобактериального мата он прессуется под собственным весом и постепенно минерализуется, навеки оставляя после себя скелет – строматолит. Самые древние на сегодня известные строматолиты имеют возраст в 3,7–3,8 млрд лет. Сейчас невозможно точно сказать, когда именно появилась жизнь: 3,8 или 4 млрд лет назад, а может, и все 4,4 млрд лет назад, то есть через 150 млн лет после рождения планеты, но одно мы знаем точно: от рождения планеты прошло совсем немного времени, а на ней уже начала бурлить жизнь. В любом случае менее 1 млрд лет понадобилось заурядному каменному шарику, вращающемуся вокруг заурядной звезды, чтобы создать жизнь на своей поверхности.

Интересно, много ли таких случаев было во Вселенной? Лично я считаю, что где-то там есть жизнь, и даже не одна. Неизвестно, построена ли она на углероде, или же это экзотические вариации кремния, а может, еще есть принципы, до которых мы пока не додумались, но, как только увидим, сразу ударим ладонью по лбу и скажем: «Ну конечно!» Вселенная настолько большая, что категорично заявлять: жизнь есть только на нашей крохотной планетке – эгоцентрично. Если вы выйдете из дома в безлунную ночь, на небе не будет ни облачка, вам не станет мешать свет близлежащих городов. Более того, если вы будете стоять на вершине горы и смотреть на небо, то увидите около 3 тыс. звезд. Если вас спросит ребенок, сколько звезд на небе, не надо говорить глупости вроде «несчетное количество». Это количество вполне подсчитываемо. Находясь в городе, на небе вы увидите не более 200 звезд из-за светового загрязнения. Все звезды, видимые невооруженным глазом, находятся от нас на расстоянии не более 17 тыс. световых лет. Диаметр галактики Млечный Путь, в который мы и находимся, составляет 105 тыс. световых лет. При идеальных условиях посмотрите на звездное небо, и вы увидите не более 1/6 пространства нашей галактики. Тем временем галактик два триллиона, по последним оценкам. Два триллиона! Весь «бескрайний космос звездного неба» – лишь пара тысяч звезд, и то в лучшем случае, обычно мы видим штук 200 и даже этому удивляемся. Я убежден, во Вселенной есть жизнь помимо нашей, и ее много, просто космос настолько велик, что мы не можем ее обнаружить. Пока, разумеется.

Завершаем тему с первой жизнью. Строматолиты – самые древние органические сооружения. Вы можете приехать в Австралию и полюбоваться ими, они выглядят как каменные грибы, торчащие из воды на мелководье. Как же мы поступаем с такими артефактами древности? Вы не поверите, но мы делаем из них блестящие шары. Строматолит – хорошо полируемый материал с необычной слоистой текстурой, поэтому если вы видите в сувенирном или ювелирном магазине красивый блестящий шарик на деревянной подставке – скорее всего, это он. Древние бактерии, давшие нам жизнь, начавшие вырабатывать кислород, которым мы дышим до сих пор, изменившие в итоге облик планеты до неузнаваемости, теперь стоят на наших полках в виде шариков на подставке, потому что мы считаем это прикольным. Без сомнения, мы необычные создания.

Когда идет речь об изменении облика планеты, говорится в прямом смысле. Цианобактерии научились вырабатывать кислород во время своей жизнедеятельности, а кислород – крайне реакционно-активное вещество. Выделяемый из толщ цианобактериальных матов, он начал окислять все вокруг, и в первую очередь минералы. Углекислый газ атмосферы шел на питание цианобактерий, они выделяли кислород, а чем меньше углекислого газа, тем меньше парниковый эффект. Угарный газ окислялся кислородом до углекислого и тоже шел на ужин цианобактериям. Метан также окислялся кислородом до углекислого газа и поглощался цианобактериями. Это приводило к еще большему антипарниковому эффекту. Кислород, накапливаясь в воздухе, поднимался все выше, пока не доходил до стратосферы, где под действием ультрафиолета звезды превращался в озон (O_2 → O_3). Планета была абсолютно не готова к тому, что к возрасту в 2 млрд лет в ее атмосфере накопится более 1 % кислорода и ее облик вновь начнет меняться. Кислород ускоряет выветривание горных пород, приводя к коррозии, и разрушает железосодержащие породы, превращая их в нечто ржаво-красное. Земля сменила свою окраску с темно-серой на ярко-красный цвет ржавчины и, как мы увидим в дальнейшем, большую часть своей истории представляла собой смесь синего океана с красной марсианской коркой. Правда, в отличие от современного Марса на ней было куда больше контрастов: белые облака странствовали в атмосфере, красная почва заканчивалась зелеными и бурыми водорослями на берегах водоемов, в недрах появилась большая часть известных 4500 минералов. Вдохните поглубже, и вы насытите свое тело живительным кислородом, тем самым, что начал копиться 2,5 млрд лет назад. Сядьте на песчаном пляже, и под вами будут сотни тонн кислорода, выделившегося в те далекие времена. Песок под вами представляет собой оксид кремния, SiO_2, и на один атом кремния приходится по два атома кислорода. Наша планета на треть состоит из кислорода, она пропитана кислородом – крайне едким соединением, позволяющим земной фауне активно жить.

Кто бы мог подумать, что, вдыхая каждые несколько секунд воздух, мы обновляем свое тело газом, выделенным теми созданиями, кто в итоге стал блестящим полированным шариком, стоящим у кого-то на полке в гостиной. Организмам пришлось приспособиться к такому количеству кислорода. Теперь в большинстве клеток работают многочисленные ферменты, направленные на уничтожение лишнего опасного кислорода и его разнообразных активных форм. Популярные сегодня антиоксиданты работают как раз на нейтрализацию подобных соединений. Некоторые организмы решили не делать такую защиту и остались там, где кислороду нет места: в глубинах океана, толще ила, на дне болот, в кипящих гейзерах. Для них свободный кислород смертельно опасен, и называются они анаэробы, то есть бескислородные. А тем временем планета вступает в свой самый долгий период, протерозой, и занимается она этим, когда крохотные бактерии, решившие не прятаться от кислорода, делают свой первый вдох.

Снежный шар

На отметке в 2,4 млрд лет назад произошла кислородная катастрофа. До сих пор всеми любимый кислород окислял все подряд и уносил с собой в виде осадка большинство химических соединений. Железо в океане почти 1,5 млрд лет поглощало большую часть кислорода, оседая в виде форм оксида железа, а именно магнетита (FeO•Fe_2O_3) и гематита (Fe_2O_3). Когда железо полностью осело, кислород начал копиться в атмосфере и проявлять свои агрессивные свойства. До сих пор существовавшая жизнь была на развилке трех дорог: приспособиться к кислороду, сбежать от него либо безвестно погибнуть. В любом случае туго пришлось всем, так как температура на планете начала стремительно снижаться, несмотря на все более активное Солнце. Набирает силу антипарниковый эффект, что приводит к крайне необычному явлению – снегопаду. Приходит Гуронское оледенение.

Согласно современным данным, протерозой начался с массового похолодания. Гуронским это оледенение назвали в честь озера Гурон в южной части Канады, где обнажившиеся горные породы раскрывают события тех морозных времен. Пласты породы, насыщенные гематитом, пришли на смену осадочным толщам пирита (FeS_2), копившимся в условиях бескислородной среды, а между этими пластами залегает слой ледниковых отложений. Похолодание длилось около 300 млн лет, затем планета немного оттаяла. Подобные похолодания и потепления будут еще не раз, но в конце протерозоя планета вновь вернется в статус гигантской морозилки. Об «Антарктиде» на территории всей планеты мы поговорим в конце этой главы.

Жизнь тем временем не спит и продолжает развиваться. Появляются первые эукариоты, то есть существа, состоящие из клеток с ядром. У прокариотов, доядерных, генетический материал находится в бульоне цитоплазмы чаще всего в виде кольца. Это кольцо называется нуклеоид и представляет собой одну бактериальную хромосому. Это выгодно, когда вы боретесь за максимально быстрое размножение. Кишечная палочка (Escherichia coli), всем известный обитатель человеческого тела и тел других млекопитающих, способна делиться при оптимальных условиях каждые 20 минут. При каждом делении она удваивает свою численность, и нетрудно подсчитать, что, если бы ей никто не мешал, за несколько суток она покрыла бы земной шар многометровым слоем. Однако способности ее адаптации небезграничны, поэтому ей приходится довольствовать тем местом, куда ее определила судьба, то есть кишечником. Остается один нюанс: каким образом она может делиться раз в 20 минут, когда ее генетический аппарат рассчитан на деление раз в 40 минут? Просто физически прочитать и скопировать свой генетический код ее клетка может только за 40 минут, не меньше, но при этом она резво и бодро делится за 20. Чудо состоит в следующем: во время копирования кольца ДНК клетка начинает создавать еще одну копию… с только-только проклюнувшейся копии. Когда скопированное кольцо отделится от «материнского», оно само уже наполовину станет матрицей для копирования следующего. В итоге клетка разгоняет свою копировальную машину настолько, что вдвое превышает физический предел нормального деления. Хочешь жить – умей вертеться, а в данном случае – умело пользуйся встроенным в тебя принтером.

Как именно появились первые эукариоты, а точнее – как они стали обладателем ядра, не совсем понятно. Но в чем специалисты сейчас уверены, так это в том, что первые ядерные организмы тесно сотрудничали с доядерными. Дышащие бактерии взаимодействовали с эукариотами и образовывали симбиотические связи. Похожие отношения между бактериями сейчас можно наблюдать, например, в кишечнике мучнистых червецов. Вы даже могли с ними встречаться: эти насекомые любят покрывать некрасивым белым налетом драгоценные комнатные растения. В клетках кишечника червецов живет бактерия, в которой, как в матрешке, живет другая, еще более мелкая бактерия. Получается тройная матрешка. Червецы получают необходимые для жизни и роста аминокислоты из этих бактерий, снабжая их соком растений. Они работают как своеобразный конвейер: одна бактерия начинает цепочку синтеза, другая ее заканчивает. Соответственно, поодиночке они не в силах справиться с суммарной задачей – только вместе. Исследователи не могут даже с уверенностью заявить, что эта бактерия представляет собой «живой организм», настолько она непохожа на всех остальных. Скорее всего, она уже стала переходной формой между бактерией и органеллой, помогающей клетке-хозяйке выполнять свои функции. Геном этой странной бактериальной органеллы вмещает в себя лишь 121 ген, это минимальный на сегодня известный бактериальный геном. Правда, поскольку она такая странная, ее в расчет не берут и присуждают первенство искусственно созданной бактерии Mycoplasma laboratorium с ее 473 генами.

История этой микоплазмы крайне необычна. Двадцати ученым из лаборатории синтетической биологии в Институте Дж. Крейга Вентера была поставлена задача найти бактерию с минимальным геномом. Ее нашли, ею оказалась бактерия Mycoplasma genitalium, внутриклеточный паразит, вызывающий различные заболевания мочеполовых путей и дыхательного тракта. За мочеполовую систему она и получила свое название. Чем более специализированным паразитом вы являетесь, тем меньше вам нужно счастья для жизни, а именно собственных усилий. Питательные вещества плавают вокруг вас – кушай и радуйся. Mycoplasma genitalium содержит в своем геноме лишь 525 генов, и ей этого достаточно. Для сравнения, средний геном кишечной палочки, Escherichia coli, содержит порядка 5 тыс. генов. Исследовательская мысль неостановима, поэтому возник новый вопрос: а как много генов можно у нее удалить, чтобы она осталась живой? Ученые начали удалять по одному гену и следить за бактерией. Оказалось, что в ее геноме лишь 382 гена являются критически необходимыми, то есть удаление любого из них приводит к остановке жизнедеятельности клетки. Довести бактерию до столь маленького генома оказалось нереально, поскольку многие гены работают в связке друг с другом, и минимальный геном, которого удалось добиться, составил 473 гена. Созданную бактерию назвали Mycoplasma laboratorium, поскольку ее жизнь очень сильно зависела от тепличных лабораторных условий.

Появился последний, самый важный вопрос: можно ли синтезировать бактериальный геном искусственно, на машине, а затем вставить в бактерию-пустышку? Будет ли она работать? Оказалось, можно. Хромосому из 473 генов синтезировали в специальном аппарате, удалили из ничего не подозревающей бактерии ее собственный геном и вставили новый. Она оказалась вполне жизнеспособной и получила в дальнейшем прозвище Синтия, или искусственная бактерия. В дальнейшем ее предполагалось использовать как модельный организм для создания новых бактерий, способных очищать нефтяные разливы, поглощать излишки углекислого газа из атмосферы, делать водород и биотопливо и еще кучу разных вещей. Многие считают, что самая изученная бактерия, E. coli, может лучше справиться с такой задачей, но тут уже дело вкуса и времени. Вроде бы отличное исследование, у нас есть теперь «искусственная» бактерия в пробирке, хотя искусственного в ней только ДНК, можно порадоваться, но не тут-то было.

Мы живем в век невежества. Невежество принимает разные формы, мы поговорим еще об этом, но с Синтией невежество приобрело какие-то невообразимые масштабы. Если вы сейчас наберете «Синтия» в поисковой строке, то Интернет выдаст вам примерно такие заголовки: «Бактерия-убийца угрожает пляжам Средиземноморья и США», «Чума в Мексиканском заливе», «Бактерия по имени Смерть съедает всех» и тому подобные. Журналисты, движимые легкой сенсацией, буквально из воздуха сотворили грандиозную новость, что бактерия-Франкенштейн, созданная в результате мерзких опытов, вместо нефти начала грызть рыбу и людей. Куча фотографий, рассказов очевидцев, как на их теле буквально за сутки не оставалось ни одного здорового места, как бактерия пожирает всех и вся. И люди в это верят, не сделав ни малейшего усилия проверить эту информацию. Даже не то что проверить, а просто задать один простой вопрос: «Вы что, серьезно?» Как бактерия, представляющая собой до сих пор внутриклеточного паразита, способна грызть нефть? Способы существования клетки для этих двух функций настолько различны, насколько это вообще возможно. Как бактерия с самым маленьким геномом может выживать в агрессивной морской воде? Она даже называется «лабораториум», она и так еле дышит в пробирке, а журналисты ее записали в главные угрозы года. Но людей это не волнует, при рассказах о синтетической бактерии полет фантазии уже не остановить, и получаются вот такие заголовки. Если вы видите где-то что-то подобное, задайте себе вопрос: «Вы что, серьезно?» И скорее всего, первая же ссылка на нормальный научный ресурс расставит все точки над i.

Вернемся в прошлое. Первые эукариоты, скорее всего, использовали помощников для собственных нужд. Со временем бактерии (вероятно, родственники современных риккетсий), помогавшие первым ядерным клеткам справляться с кислородом, переселились внутрь клетки, утратили многие сложные структуры, поделились собственным генетическим аппаратом с клеткой-хозяином и стали митохондриями. Митохондрии – «легкие» клетки. Они имеют две мембраны, причем внешняя имеет сходство с вакуольной мембраной, а внутренняя – бактериального типа. Их ДНК замкнута в кольцо, размножаются они бинарным делением, имеют собственные рибосомы бактериального типа. В каждой клеточке вашего тела есть древние порабощенные бактерии, позволяющие вам жить. Впрочем, скорее это взаимовыгодное сотрудничество, все зависит от того, с какой стороны посмотреть. Митохондрии без клеток уже существовать не могут, как и клетки без них. Однако не всем в современном мире нужны митохондрии, кто-то довольствуется другими подрядчиками. Симбионты термитов, одноклеточные эукариоты Mixotricha paradoxa, мало того что прикрепляют к своим клеточным стенкам четверть миллиона бактерий и двигаются благодаря им, словно шевеля ресничками, так еще и потеряли в ходе своей эволюции нормальные митохондрии. Вместо них в их клетках работают аэробные бактерии, заменяющие эти органеллы. Так же поступают и некоторые амебы.

Теперь представьте, что вы ученый. В вашей голове засела странная мысль: «Можно ли искусственно заставить два микроорганизма работать друг на друга? Повторить то, что случилось миллиарды лет назад?» Такие эксперименты были поставлены в 2018 году. Исследователи из Института Скриппса в Америке выбрали для этих целей одни из самых изученных организмов на свете: пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) и кишечную палочку (Escherichia coli). Никто по доброй воле просто так не работает, поэтому сперва нужно было провести ряд модификаций. Во-первых, бактерию лишили самодостаточности. Кишечная палочка – живучий микроб, и, чтобы для нее сотрудничество стало выгодным, нужно что-то у нее отнять и предложить вернуть это что-то за работу. В данном эксперименте ее сделали ауксотрофом по тиамину (витамину B_1), необходимому для углеводного обмена. Термин «ауксотроф» означает, что организм не способен производить какое-либо вещество самостоятельно, и оно ему необходимо во внешней среде. Тиамин же вырабатывается клетками дрожжей. Удаляя из бактериальной хромосомы гены, ответственные за синтез собственного тиамина, исследователи также вставили в это место гены, производящие зеленый флуоресцентный белок, а еще белки, помогающие бактерии справляться с антибиотиком канамицином. Получились зависимые от тиамина бактерии, которых легко отделить от остальных, добавив в среду антибиотик (выживут только ваши, устойчивые), а также можно отследить в специальный микроскоп – они светятся. Очень удобно.

Во-вторых – сделали кишечную палочку полезной для того, в ком она будет жить. Для этого в нее вставили специальные гены, способные забирать разряженные молекулы энергии у хозяина (АДФ, аденозиндифосфат) и отдавать заряженные (АТФ, аденозинтрифосфат). Клетка бактерии, таким образом, превращается в зарядную станцию. В-третьих, ученые сделали клетки дрожжей зависимыми от бактерии. Для этого у дрожжей удалили один из ключевых митохондриальных генов, то есть теперь у них есть митохондрии, но они не работают. Дрожжи перестали вырабатывать собственные молекулы АТФ, и теперь единственным способом получить их остается взаимодействие с бактериями.

В-четвертых, исследователи заблокировали способность клеток дрожжей атаковать проникшие в них бактерии. Изначальный механизм такой: если в клетке эукариота оказывается подозрительный пузырек, к нему обычно устремляется лизосома и спешит этот пузырек переварить как пищу или угрозу. Для защиты собственных органелл от такого воздействия (они тоже подозрительные пузырьки) клетка покрыла их мембраны специальными «белками узнавания» (SNARE-белки). Когда на мембране есть белки SNARE, то эта структура своя, родная. Многие паразитические бактерии, привыкшие жить внутри чужих клеток, также начали вырабатывать такие белки, чтобы «иммунная система» хозяина не могла их распознать. С этой же целью авторы эксперимента добавили кишечной палочке SNARE-подобные белки на мембрану, взяв их у хламидий. Теперь они защищены от случайного или намеренного переваривания дрожжами.

В-пятых, ученые выяснили (хотя это было не обязательно, но интересно с точки зрения исторического процесса), можно ли удалить у кишечной палочки еще гены, ответственные за синтез важных продуктов ее жизнедеятельности, но при этом оставить ее живой, поскольку этими продуктами ее обеспечивает клетка-хозяйка. Оказалось, можно. В итоге удалось добиться симбиоза бактерий и дрожжей, причем такие клетки-химеры жили как минимум 40 поколений. Исследователи сделали так, что дрожжи стали дышать с помощью бактерий. Обычные дрожжи и обычная кишечная палочка. Этот эксперимент красиво показывает, как могли развиваться события в те далекие годы, когда только начинался период эндосимбиоза. Теперь в наших клетках сидят древние дышащие бактерии и дышат для нас последние 1,5 млрд лет. У них осталось лишь 37 генов, всю заботу о своем благополучии они поручили нам, а сами прилежно выполняют возложенные на них обязательства. Удивительно, как природа открывает перед нами все новые способы сотрудничества и взаимопомощи между существами. Хотя тут, напомню, как посмотреть. Возможно, это акт паразитизма, причем непонятно, кто на ком паразитирует. Ядерный организм, который поглотил бактерию и теперь ее эксплуатирует себе на благо, либо бактерия, забирающая у клетки все, что ей необходимо, и сама живущая в уютном защищенном домике. От любви до ненависти и наоборот, как говорится, один шаг. В любом случае сейчас мы не можем друг без друга: клетки без митохондрий и митохондрии без клетки.

Хлоропласты у растений появились таким же образом. В свое время эукариот поглотил (или начал с ней сотрудничать) цианобактерию и оставил ее у себя навечно, сделав хлоропластом. Детский вопрос: почему растения зеленые? Потому что в них хлорофилл. А где хлорофилл? В хлоропластах. Зачем искать пищу, когда внутри вас сидит зеленый организм, производит вам сахара почти бесплатно, знай только на свет почаще выходи. Так начался век растений. С тех пор животные и растения пошли разными дорогами, и все началось с судьбоносного выбора партнера для жизни. До животных, правда, еще далеко, тут подразумевается именно тип питания. И да, на всякий случай напомню, что у растений тоже есть митохондрии, а вот у животных хлоропластов нет.

Животные не обладают хлоропластами, но у этого правила есть исключения. Не всем животным понравилась судьба вечно рыскать в поисках ресурсов, и кто-то захотел стать растением. На свете есть моллюск, называется Elysia chlorotica. Хотя он и относится к классу брюхоногих моллюсков, внешне элизия больше похожа на зеленого плоского червя, сильно смахивающего на листик. Когда моллюск молод, он имеет коричневую окраску и ползает в поисках водорослей. Найдя пищу, а именно водоросль Vaucheria litorea, он прокалывает оболочку клетки своей радулой и высасывает ее содержимое. Почти всё содержимое клетки слизень переваривает, но хлоропласты водоросли оставляет нетронутыми, поставляя их в собственные клетки. Так проходит вся молодость этого моллюска: он ест водоросли, но их хлоропласты не трогает, забивает ими свои собственные клетки и сам становится зеленым, как водоросль. Далее его ждет растительный тип жизни, ведь теперь он способен фотосинтезировать. Перемещаясь на солнечный свет, он поглощает его украденными хлоропластами и так питается. Если моллюск будет долго находиться в тени, он начнет обесцвечиваться из-за гибели хлоропластов, но это не проблема – он же животное, и время вернуться на гетеротрофный тип питания, пока запасы хлоропластов вновь не будут восполнены. Какое-то время оставалось загадкой, каким образом элизия способна поддерживать жизнь чужих хлоропластов внутри себя. Оказалось, что у нее есть гены, ответственные за поддержание порабощенных рабочих в активном состоянии, и эти гены достались ей, судя по всему, от водорослей, которые она пожирает. Возможно, так получилось из-за горизонтального переноса генов, и помогают обычно в этом процессе вирусы. Элизии все эти размышления, скорее всего, абсолютно не интересны. Она – животное, превратившее себя в растение, и от ее крутизны падают в обморок все брюхоногие моллюски в округе.

Мы тем временем до сих пор в протерозое. На наших глазах некоторые одноклеточные организмы, доселе плавающие поодиночке, переходят к совместному существованию. Начинается развитие многоклеточной жизни. В принципе первые многоклеточные появились задолго до этого момента. Первые находки датируются возрастом в 2,1 млрд лет назад, и это очень давно. То есть на планете лишь пару сотен миллионов лет есть кислород, а уже появились дышащие многоклеточные, очень похожие на примитивных червей. Им даже названия пока не дают, именуя в основном «Габонскими находками», но это уже настоящие конгломераты из эукариотических клеток длиной в 12 см с рваными краями. Кто знает, может, действительно сложная жизнь появилась намного раньше, нежели мы предполагаем. Многоклеточные водоросли уже существовали за 1,9 млрд лет до текущего момента и имеют название Grypania spiralis. Но массовое развитие многоклеточные получили лишь 1,2 млрд лет назад, то есть через 700 млн лет.

Теорий происхождения многоклеточных масса: это и теория возникновения из колониальных форм, и симбиотическая теория, и версия, предполагающая многократное деление ядра с последующим мембранным обособлением. Есть экзотические вариации наподобие клеток-альтруистов и клеток-эгоистов, которые до сих пор борются в виде вегетативных клеток и половых. Какая бы теория ни оказалась верной, судя по всему, многого для этого не требовалось. Одна-две мутации, меняющие ваши покровы или делающие цепкими ворсинки, которые и так есть на вашей клетке, – и вот ваш потомок теперь навечно с вами, а не уплыл по своим делам. Чем больше таких потомков, тем сильнее вы увеличиваетесь как организм, но не хватает самого важного – дифференциации. Многоклеточные придумали конвейер. Такой же конвейер, какой придумал в свое время дедушка Форд, – изобретение, изменившее всю промышленность. Раньше каждый работник выполнял все функции по чуть-чуть и нигде не был мастером, но был универсалом. Теперь же каждый работник выполняет свою задачу, только одну-две, но зато мастерски. Если вы делаете цех из нескольких таких работников, ваша продуктивность возрастает многократно относительно картины, в которой каждый рабочий выполнял бы все задачи понемногу. То же самое можно сказать и о клетках. Вы можете выполнять все мыслимые функции самостоятельно, а можете разделить обязанности. Например, «нижние» клетки вашего, допустим, водорослеподобного организма вы превращаете в орган прикрепления, «верхние» – в своеобразный поплавок, часть клеток можете пустить на фотосинтез, оставшиеся же превратить в орган размножения. Если вы примитивное животное, то крупные размеры не позволяют хищнику вас съесть. Хищники тем временем не расслабляются и тоже становятся больше. Начинается гонка вооружений, и ее поддерживают постоянно меняющиеся органы и структуры тела. Многоклеточность позволяет вам занять большее число различных ниш, делает вас сложнее и многообразней, нежели вы могли бы стать, будучи одной клеткой. Да, бактерии все равно доминируют в плане численности и распространенности на Земле и делают это благодаря своей простоте, но это другая стратегия. Мы же выбрали сложность, и теперь вы способны читать эту книгу. Бактрии так сделать не могут. Впрочем, им и не нужно.

Сильно вдаваться в первые шаги многоклеточных мы не будем. Это тема интересная, тем более в рамках нашей собственной истории, но уж больно обширная. Посмотрим, что происходит вокруг. В то время как на планете появляются первые грибы, а это порядка миллиарда лет назад, начинает холодать. Холодает медленно, но неумолимо, озоновый слой и отсутствие массовых парниковых газов делают свое дело, и 720 млн лет назад начинается самое сильное массовое похолодание, а именно – Земля превращается в снежок. Эта гипотеза так и называется – гипотеза «Земли-снежка».

Глобальная температура на планете упала настолько низко, что на экваторе было так же холодно, как в современной Антарктиде. Землю буквально сковало снегом, она превратилась в морозилку. Средняя температура опустилась до –45 °C, а ледяной покров вырос до 1,5 км толщиной. Низкая температура поддерживалась льдом, отражающим солнечный свет и отправляющим излучение обратно в космос, а еще отсутствием облаков. Водяной пар был заморожен, все было заморожено. Антарктида везде на ближайшие 150 млн лет. И хотя последние данные предполагают, что Мировой океан не промерзал полностью, возможно, континенты покрывались льдом не сразу, а попеременно и температура во многих местах не была такой низкой – все равно представить Землю покрытой снегом сложно.

Обычно, когда мы думаем о прошлом Земли, мы видим теплую картину. Наша фантазия не часто затрагивает времена более дальние, чем те, когда жили динозавры. Однако динозавры были буквально вчера по меркам истории. За все время наш мир успел пережить массу дивных изменений, в том числе замерзнуть. Земля все равно оттаяла, вулканизм и выбросы парниковых газов никто не отменял, тем более что копившийся CO_2 не поглощался силикатными породами, скрывшимися за километровым слоем льда. Жизнь осталась там же, подо льдом, возможно, в районе геотермальных источников. Некоторые водоросли спокойно живут и в снегу, вызывая даже цветение снега (так делают некоторые современные хламидомонады). По этой причине мы и предполагаем, что жизнь есть на замороженных спутниках газовых гигантов. В частности, на спутнике Юпитера, Европе, под многовековым льдом поверхности скрывается жидкий океан. Атмосфера состоит преимущественно из кислорода. Существуют предположения, что в этом скрытом океане существует примитивная бактериальная жизнь.

Раньше мы думали, что для жизни обязательно нужен солнечный свет как первичный источник энергии, однако это не так. В нашем мире есть и другие источники энергии, например энергия химических связей. Ею пользуются многие бактерии в земных недрах, а также на дне океана. В зоне черных курильщиков, о которой мы уже говорили, есть гигантские кольчатые черви, вестиментиферы, они же погонофоры, и им плевать на солнечный свет. Они достигают метровой длины и питаются за счет соединений серы, массово выбрасываемых гейзерами вокруг. Собственной пищеварительной системы у них нет, зато они набили свое тело бактериями, способными окислять сероводород до элементарной серы, и так питаются. То есть даже если солнце погаснет, и реки покроются пепельным льдом, и на поверхности все погибнет – они вряд ли что-то заметят. Они черпают свои силы из температуры недр планеты, а планета изнутри будет остывать еще очень долго. Поэтому кто знает, может, на Европе тоже есть такая жизнь. Скрытая, затаившаяся, ждущая своего часа или уже не ждущая его, а мирно, тихо потребляющая энергию внутренностей спутника, пока она доступна. Это более чем возможно, так как наша планета находилась в таком же состоянии примерно 150 млн лет с перерывами. И кто знает, может, к нам прилетали зеленые человечки в те времена, смотрели на холодный безжизненный мир и улетали, так и не убедившись, что под полуторакилометровым слоем льда теплится жизнь. И ближайшие миллиарды лет эта жизнь будет цвести, бурлить красками, развиваться, гибнуть и приспосабливаться, всё повышая собственное многообразие, пока одна крохотная ее часть не осознает сама себя и не назовет собственный вид «человек разумный».

На оттаявшей планете атмосфера содержала достаточное количество кислорода для поддержания активной животной жизни. На сушу выходить было пока рано, и первые животные начали заселять океан. Это был необычный мир – мир мягких существ. Все было мягкое, пластичное. Многочисленные трубчатые формы, мешкообразные, дискообразные. Существа, похожие на лепешки с необычной, сдвинутой симметрией. Все многообразие животных тех времен сейчас называется Эдиакарской или Вендской фауной. Эти животные паслись на обширных подводных лугах, поросших цианобактериями слоем в пару сантиметров толщиной. Находки, сохранившиеся с тех пор, крайне немногочисленны, но то, что сохранилось, поражает. Мы находим первые эмбрионы, а именно покоящиеся стадии многоклеточных беспозвоночных. Необычные дискообразные существа прикреплялись ко дну водоема, обладая при этом трехлучевой симметрией, почти не встречаемой ни у кого в последующем животном мире. Их студенистое мягкое тело возвышалось над дном, делая саму поверхность дна мягким и упругим.

Это был мир спокойствия и достатка. Исследователям пока не удалось обнаружить следы хищничества в те времена. Ни шрамов от укусов, ни отметин после драк. Лишь мирное пастбище из существ самых невероятных форм без скелетов и панцирей, без зубов и челюстей. Многочисленные медузы флегматично сокращают свое тело в толще воды, пропуская через себя солнечный свет почти без изменений. Лучи солнца проходят сквозь них, падают на зеленое дно, колышущееся вслед за переменчивым течением. По изумрудному ковру медленно ползут плоские существа, занимаясь делом своей жизни – соскребанием водорослей и размножением. Лишь к концу эдиакарского периода мы находим первые следы агрессии. Неизвестные существа нападали на клаудин, фильтрующих организмов, похожих на многочисленные чашки, вставленные одна в другую. В некоторых зонах находок до 20 % найденных клаудин испещрены дырами после атак таинственного хищника. Виновного пока так и не обнаружили, но количество отверстий говорит нам, что атаки были неоднократными. Возможно, клаудины нашли способ противостоять агрессору и выработали защитное поведение. В любом случае мирному существованию этого сада вскоре придет конец, так как грядет взрыв.

Кембрийский взрыв

Кембрийский период начался примерно 541 млн лет назад и продлился примерно 56 млн лет. Всегда очень забавно писать в таких масштабах времени. Что для нас 56 млн лет? Продолжительность человеческой жизни оценивается десятками лет, и субъективно для каждого из нас это гигантский период. По меркам истории это не то что миг, это миг от мига в минус десятой степени. Наше сознание не способно по-настоящему осознать длительность тех событий и суммарную древность мира, но мы все же стараемся. Итак, 541 млн лет назад случился невообразимый по масштабам эволюционный скачок, в результате которого на планете появилось большинство известных групп организмов. Граница между докембрием и кембрием в горных породах отмечается появлением множества окаменелостей доселе невиданных существ, и было решено назвать это «кембрийский взрыв» (взрыв разнообразия жизни на Земле).

Как так получилось? Почему был такой гигантский взрыв биоразнообразия? Объяснений этому существует масса. На планете наконец-то появилось достаточное количество кислорода, способное поддерживать существование крупных биологических форм. Чем больше вы становитесь, тем сильнее увеличивается ваш объем по отношению к поверхности тела, и, соответственно, вам нужно больше кислорода в окружающей среде, чтобы обеспечить им все ткани тела. Более того, повышение концентрации кислорода дает возможность иметь более затратные с точки зрения энергии производства вещества, в частности, коллаген. В общем, кислород – это топливо, на котором в итоге едет машина под названием «тело». Если вы хотите усложнять свои структуры, а вы хотите это делать, если грядут отношения «хищник – жертва», то будьте добры потреблять больше кислорода. В кембрийском периоде его наконец стало достаточно.

Существуют и биологические объяснения «кембрийскому взрыву». Организмы изобрели удобные кластеры генов, способные контролировать суммарное анатомическое развитие всего тела. Эти гены называются Hox-гены, или гомеозисные гены, и мы о них подробно поговорим в главе, посвященной человеческому телу и его единству с остальным животным миром. Если без особых спойлеров, то эти гены говорят телу, где будут руки, где глаза и где пятая точка, и они есть у всех животных. Гомеозисные гены не вдаются в подробности, какие там будут глаза, какая пятая точка, они просто постулируют, что глаза будут и делать их надо здесь. Будут ли они фасеточные, камерные или еще какие – их не касается. Гены-начальники. Изобретение такого менеджмента, берущего на себя ответственность за базовый каркас тела, на который можно навешивать что угодно, помогло многократно ускорить эволюцию. Еще животные научились синтезировать ферменты, ускоряющие потребление из окружающей среды минеральных солей. Когда вокруг вас плавает материал, это, конечно, здорово, но его еще нужно суметь захватить и ассимилировать.

Бурному развитию жизни могло еще способствовать то, что на планете было много незанятых экологических ниш. Биология планеты выходит на экспоненту, дышит полной грудью свежим кислородом, насыщает свои тела карбонатом кальция, растворенным в воде. В этих условиях можно и нужно экспериментировать, но, чтобы эксперимент удался, нужно незанятое тренировочное поле. Таких «полей» в те времена было предостаточно, и формировались невероятные, по нашим сегодняшним представлениям, животные структуры. Концепция незанятых ниш в данном случае хорошо объясняет, почему при нынешнем обилии ресурсов жизнь не выдумывает в каждом отдельном случае велосипед заново, а лишь модифицирует базовые готовые формы. Просто нет тренировочного поля для этого. Жизнь пропитала планету, и новичкам с их гениальными изобретениями придется очень непросто, так как нужно конкурировать с уже идеально приспособленными соседями. Тогда же соседей-старожилов не было, включай музыку на полную громкость – никто против слова не скажет, все молоды и веселятся.

При всем при этом мы можем совершать небольшую логическую ошибку. Часто, когда говорят о кембрийском взрыве, подразумевают, что до тех пор на планете не было таких объемов жизни, а вот теперь они появились. Скорее всего, это было не так. Просто, когда весь животный и растительный мир представляет собой мягких существ, вы как представитель этого дивного мира после смерти от себя ничего не оставите. Никакого наследства, даже мало-мальского скелетика. Потому что у вас его нет. Вы медуза, на 99 % состоите из воды, и ваша кончина ознаменуется полным растворением вас же в окружающей среде. Соответственно, любопытные человеки через полмиллиарда лет вас в толще отложений не найдут, а найдут ваших многочисленных племянников, которые после себя что-то оставят. У них будет скелет или его подобие, у вас же его нет. Поэтому мы не можем с абсолютной уверенностью говорить, что в эдиакарской фауне плавала пара странных медуз, а с началом кембрия все вдруг очнулись и начали изобретать невесть что. Нет, просто животные начали после себя что-то оставлять. Они изобрели скелет, и теперь мы можем их обнаружить, а их предков – нет.

Строение и работа челюстей мурены

Мир кембрия был воистину прекрасен. Всякий норовил придумать что-то необычное. Опабиния, существо длиной всего в 7 см, с пятью глазами на стебельках, рыскала, чем бы поживиться. Собственный рот она разместила на подвижной конструкции типа хобота, увенчав его чем-то наподобие зубов. Структура ее «челюсти» была похожа на устройство рта Чужого из одноименного фильма, но без больших челюстей, а в виде маленького выдвигающегося рта. Кстати, полноценная конструкция рта Чужого есть в природе, в частности у мурен. Людям в киноиндустрии в принципе не нужно придумывать ничего нового. Наша природа настолько хитра на изобретения, что любой способ животного существования, который только можно выдумать на другой планете, уже реализован на нашей, стоит только поискать получше.

Аномалокарисы, в дословном переводе «странные креветки» (рода динокариды, что в свою очередь означает «ужасные креветки»), активно плавали в поисках жертвы. Их тело было одним из самых крупных в те времена и, достигая 2 м в длину, венчалось на конце двумя крупными шипастыми выростами, предназначенными для активного захвата и умерщвления добычи. Мощные челюсти могли разгрызть почти любую панцирную живность, недавно претерпевшую линьку, лишь бы она попала под их давление. Плавали они благодаря подвижным лопастям по бокам тела, помогали им веерообразные хвосты. В охоте использовали развитые фасеточные глаза, состоящие как минимум из 16 тысяч независимых гексагональных линз, каждая из которых дает свою отдельную картинку. Если вы решите поплавать в кембрийском море, будьте аккуратны – аномалокарис вас не только учует, но и увидит, причем достаточно четко. Таким сложным фасеточным глазам позавидуют многие современные членистоногие.

Странное название получил не только аномалокарис. Ученые долго ломали голову над тем, как называть невиданных доселе существ. Одним из таких животных стала крохотная галлюцигения, существо до 3,5 см в длину. Передвигаясь на восьми лапках, они бродили по дну океана в поисках съестного. Защитой от хищников им служили шипы на спине, из-за которых они и получили в итоге свое название. Галлюцигении называются галлюцигениями не просто так. Дело в том, что, когда их обнаружили, мягкие лапки в окаменелостях сохранились плохо, в отличие от шипов. Именно их и приняли за конечности, а слабо видимые лапки ученые окрестили защитной структурой. По мере нахождения все большего количества образцов ученые поняли, что изначально реконструировали животное вверх ногами, ставя «шалашиком» на спинные шипы, отчего и назвали его галлюцигения. То есть бредовое животное – или животное, порожденное бредом. Интересно, а как нас назовут через миллиард лет? Если, конечно, будет кому называть, но поразмышлять об этом интересно.

Не стоит думать, что наших предков там не было. Крохотное создание пикайя в какой-то момент решило пройти против мейнстрима. Пока все остальные модники отращивали себе наружный панцирь, она решила сделать его внутри, сформировав хорду. Пикайя очень напоминала современных ланцетников и плавала так же, как это делают современные угри. Хорошо выраженную голову на тот момент она еще не приобрела, что не мешало ее четырехсантиметровому телу уверенно чувствовать себя в водной среде. На том, что мы называем головой, у нее была пара щупалец и других отростков, связанных с жаберными щелями по бокам тела. Мозгов как таковых тоже не было, зато была нервная трубка, проходящая через все тело и позволяющая ему ритмично сокращаться. Сильно усложненная версия нервной трубки сейчас позволяет вам читать эту книгу и уверенно рассуждать о политике, моде и спорте. Глаза отсутствовали, да и не нужны они, если вы в основном занимаетесь фильтрацией обильного планктона. Глаза в свое время появятся, но будут иметь ключевой дефект, который мы обсудим в главе, посвященной глазам. Мы до сих пор расплачиваемся за такую структуру, как нервная трубка. Если подводить итог, то предок всех современных позвоночных животных был похож на удлиненный листик, медленно плавающий в свое удовольствие и фильтрующий все, что попадет ему в рот. Не жизнь, а сказка. Впрочем, нельзя считать какое-то конкретное хордовое нашим единым предком. Эволюция – это плавный процесс изменения и развития, где нельзя выделить «первого». Вы не можете сказать, когда родилось первое хордовое или первое членистоногое, так природа не работает. Разница между родительским организмом и организмом потомка обычно ничтожно мала, но, если посмотреть сквозь сотни поколений и сравнить первую особь и последнюю, то различия будут очевидны.

В кембрии хордовые выживали как могли. Трудно соперничать с многочисленными членистоногими, все более фантазирующими на тему «как бы стать еще более странным». Некоторые справлялись, некоторые нет. Одними из победителей гонки на выживание стали хайкоуихтисы, вид вымерших хордовых из группы бесчелюстных, похожие на миног. Их тело напоминало тело пикайи, но с головой, глазами и каким-никаким мозгом. Возможно, они были гермафродитами и откладывали яйца, претерпевая в своем развитии стадию личинки. Кожа была покрыта слизью, что делает их наряду с другими признаками главными кандидатами на предков современных миног и миксин.

По поводу дальнейшего появления позвоночных существуют две ключевые концепции. Первая из них утверждает, что изначально было три группы хордовых. Одна из них вела прикрепленный к морскому дну образ жизни и впоследствии дала начало современным оболочникам. Оболочники – странные создания, представляющие собой прикрепленный к дну мешок для фильтрации воды, но их стадия личинки имеет хорду и активно передвигается. Группа роющих хордовых дала начало бесчерепным, от которых до нас дошли ланцетники. Они мирно висят в толще воды и фильтруют планктон. Те же, кто активно плавал, в совершенстве овладели этим навыком, обзавелись скелетом и превратились в первых рыб. Вторая ключевая концепция предполагает, что не было таких «активно плавающих» хордовых как отдельной группы. Мы все есть сильно изменившиеся личинки тех самых оболочников. Подобные явления развития из промежуточного личиночного состояния называют неотенией. Возможно, одна из личинок первых оболочников решила не прикрепляться к морскому дну, переваривать собственные мозги и хорду и потом сидеть как пассивный фильтратор, а приняла решение остаться в вечном детстве. Она продолжила плавать, размножаться и дала все то разнообразие позвоночных, что стало доминировать на планете в ближайшие полмиллиарда лет. Судьбоносное решение. В любом случае, как было на самом деле, мы не знаем и доподлинно не узнаем. Для этого пришлось бы отправиться в прошлое и увидеть все собственными глазами, но на гипотезу, что мы все есть эгоистичные личинки древних мешков-фильтраторов, многое указывает. Вот это поворот, не правда ли?

Не будем долго вдаваться в подробности того удивительного периода, все-таки это не цель данной книги. Основная ее задача – показать, насколько мир удивителен, и был он таким задолго до появления человека и будет после, независимо от нашего к этому отношения. Мы, конечно, можем попытаться повлиять на его развитие, но, поверьте, он пережил уже столько, сколько нам и не снилось. Говоря об истории, мы часто подразумеваем человеческую историю, однако в контексте мироздания, да даже нашей планеты, она не занимает и процента от общего времени. Один только кембрийский период, где жизнь бурлила, видоизменялась, вымирала и возрождалась вновь в еще более странном своем проявлении, продлился 56 млн лет. Как мы увидим дальше, это тоже не слишком много, впереди планету ждет еще долгий путь, пока какие-то существа на ее поверхности не смогут осознать все то, что на ее поверхности происходило. Почему они это сделают? Потому что им интересно. И у них оказалась воля на это. В конечном счете лишь воля к познанию насытит их жизнь радостью. Если вы занимаетесь чем-то, что вам абсолютно не интересно, – вы умираете. Вы можете продолжать есть, пить, выходить из дома, и это будет критерием биологической жизни, но не жизни в самом прекрасном ее проявлении – в любопытстве.

Любопытство не обязательно должно быть направлено на науку или искусство, нет, это та энергия, что светит ослепительным огнем в симпатичных узконосых приматах, назвавших самих себя людьми. В вас заложена такая мощь, что и не снилась ни одному живому существу, и это мощь бесконечного познания. В конечном счете мы понимаем, что наше рождение в рамках истории, во-первых, случайность, а во-вторых, не имеет заложенного смысла. И это, черт возьми, наполняет нашу жизнь еще большей радостью существования. Спустя сотни миллионов лет эволюции крохотный хордовый червячок научился писать, читать и делать селфи. Выдумал себе всяких объяснений и начал считать себя тем, ради кого этот мир и создавался. В процессе бесконечных выдумок он все больше утяжелял и усложнял смысл собственного бытия, пока не решил посмотреть на мир таким, какой он есть. И оказалось, что есть другой путь, другой стиль жизни. Осознать, что ему выпал шанс насладиться радостью своего существования, и это позволяют ему сделать его же собственные мозги, время и окружение. И пусть смысла в этом существовании ноль, но горит пламя в его груди, пламя любопытства. Все-таки он – это Вселенная, осознавшая сама себя.

Это был палеозой, мы выживали как могли

Кембрийский период является частью палеозойской эры, входящей в длинную фанерозойскую эпоху, или фанерозой. Фанерозойский эон длится и по сей день и делится на палеозой, мезозой и кайнозой. Если сильно утрировать, то палеозой был эрой до динозавров, мезозой – эра гигантских ящеров, а кайнозой – время, следующее за почти полным исчезновением динозавров с нашей планеты. Жизнь бурлит на планете, меняется и массово вымирает раз за разом, возрождаясь в новых формах. Про каждый отдельный период фанерозоя можно писать отдельные книги, и вы их с легкостью найдете, но нам сейчас интересно посмотреть суммарно, как выглядела жизнь на планете на протяжении почти всей ее активной истории и к чему же в итоге она пришла. Мы являемся неотъемлемой частью этого великого процесса, причем совсем недавним результатом. Земля и без нас прекрасно справлялась и, если что, справится дальше, не заметив никакой трагедии. Такое уже происходило, и мы это заметим, погрузившись в мир палеозойской эры. Начинается новый период, следующий вслед за кембрием, – ордовик.

Ордовикский период вместе с его ближайшим соседом, силуром, длился от 485 млн до 419 млн лет назад. За такое время значительно изменился не только биологический мир, но и сама география планеты. Материки не останавливают свое движение ни на минуту, они сталкиваются и расходятся, оставляя после такого взаимодействия шрамы. Извергаются вулканы, ввысь вздымаются массивные горные хребты. Такое изменение планеты наряду с постоянными капризами климата привело к массовому вымиранию при переходе ордовика в силур, но до этого еще нужно дожить. Сейчас же еще только начало, и начало этой эпохи связано с распространением животного и растительного мира. Жизнь включилась в свою активную экспансию на прилегающих к материкам мелководьях. В принципе, когда говорят об ордовике, упоминают так называемую ордовикскую радиацию, распространяющуюся по планете вслед за кембрийским взрывом.

Животный мир развлекается со своей обновкой, а именно с внешним скелетом. Теперь животные могут активно подниматься со дна и плавать. При этом дно не пустует, там постоянно изобретают новые конструкции для эффективной фильтрации воды прикрепленные формы жизни. С тех пор до нас дошли, например, морские лилии. Прекрасные создания, раскинувшие свои перистые лучи, пытаются поймать что-то на обед и по сей день. Их родственники, морские звезды, решили избрать другой путь и активно перемещались по дну. Иглокожие (морские звезды, морские ежи, морские огурцы) изобрели уникальную систему передвижения, не встречающуюся больше нигде в живой природе. Если вы видели морскую звезду, то, скорее всего, обращали внимание, что движется она не с помощью своих массивных лучей (ног), а с помощью маленьких щупалец, располагающихся под этими лучами. Каждое щупальце с присоской перемещается не усилием мышц, направляющих его движение, а благодаря давлению воды. Иглокожие пользуются «амбулакральной системой». Они накачивают собственное тело морской водой и с помощью системы клапанов и мышечных насосов регулируют давление в каждой отдельной ячейке системы. В итоге крохотные щупальца надуваются и сдуваются вслед за изменением давления, и так двигается морская звезда. То же самое делает морской еж, обеспечивая движение своих иголок. Поразительно, насколько природа изобретательна. Если спросить ее, может ли она создать животных, двигающихся с помощью закачивания в собственное тело окружающей воды, причем не для реактивной тяги, а для заполнения резервуаров и изменения положения тысяч крохотных ножек под игольчатым панцирем, она ответит: «Без проблем!» – и выдаст вам морскую звезду. За чем-то удивительным не нужно лететь на другую планету, стоит лишь прогуляться по морскому пляжу.

Дно было буквально усыпано фильтраторами. Брахиоподы, не будучи двустворчатыми моллюсками, напоминали современного морского гребешка и россыпями лежали в мутной воде, непрестанно пытаясь ввести ее в прозрачное состояние. Современные двустворчатые сейчас занимаются тем же самым. Вы можете найти поразительные видео, когда в мутную воду аквариума насыпают беззубок (именно их мы находим в реках и называем мидиями или устрицами, хотя они ни те ни другие), и они отфильтровывают воду до кристально чистого состояния за считаные часы. По поглощающим способностям в плане активной фильтрации с ними могли поспорить мшанки, составляющие своей массой непрерывный мягкий ковер из щупалец. То, что ковер живой, понять не так легко, особенно если смотреть издалека. Но при ближайшем рассмотрении обнаружится, что этот ковер – несчетное количество миниатюрных трубочек, откуда вылезают проворные венчики щупалец. Как только в ловушку попадает что-либо, напоминающее пищу, венчик делает метательное движение в трубочку, оставляя там добычу на переваривание, а сам возвращается в исходное положение. Мшанки сохранились до сих пор, и занимаются они своим исконным делом. Их работа становится заметной с течением времени, когда масса мшанок, заполнявшая до сих пор трещины в рифах, начинает цементироваться и стабилизировать структуру окружающего пространства. Благодаря им риф не разваливается на части.

Всех, кто находился на дне и не был защищен сверхпрочным панцирем, пытались съесть трилобиты, боссы морей тех времен. Трилобиты – класс вымерших морских членистоногих, и их было настолько много, что на текущий момент мы нашли как минимум 10 тыс. видов, населявших те далекие моря. Если вы геолог и копаете отложения ордовикско-силурийского периода, вы найдете тонны этих членистоногих. Они были похожи на помесь современной мокрицы и мечехвоста абсолютно различных форм и размеров. Длина их тела могла достигать чуть ли не метра. Приличного размера мокрица, не поспоришь. На приплюснутом теле располагались сложные глаза, сохранившиеся до сих пор. У нас глаза мягкие, и после нашей смерти они будут безвозвратно разрушены окружающим бактериальным биомом. У трилобитов же глаза были твердые. В качестве линз в фасеточных глазах работали кристаллы кальцита, поэтому у окаменелых находок мы до сих пор можем четко определить структуру глаз. Впрочем, некоторые исследователи считают, что это возможный результат посмертной минерализации, но от этого глаза менее удивительными не становятся. Они были различны по своему строению: сложные, состоящие из 15 тыс. линз, попроще – из 700 линз, глаза из 70 линз, но крутых, дающих приличное даже по современным меркам изображение. Кто-то зарывался в песок, размещал свои глаза на стебельках, способных поворачиваться в любую сторону и прятаться, если поблизости хищник. Те же, кто жил в абсолютной темноте, вообще лишались глаз за ненадобностью.

Их полукруглая голова формировала прочный щит, защищающий внутренние органы. В голове находились предположительно все важные структуры: мозг, сердце и самое драгоценное – желудок. На сегментированном теле размещались конечности, выполняющие такие же функции, какие они выполняют у современных водных членистоногих: захват и поглощение пищи, дыхание (на них располагались жабры), передвижение. Найдите фотографию современных мечехвостов, а лучше видео, и представьте, что такими созданиями было покрыто все дно. Причем современные мечехвосты одинаковые, но в те времена вариаций было как минимум 10 тыс. К сожалению или к счастью, любой империи рано или поздно приходит конец. Доминировавшие на протяжении сотен миллионов лет трилобиты безвозвратно вымерли в пермском периоде. Зато их родственники, например мечехвосты, могут радовать наш взор до сих пор. Кому радовать, кому нет, их внешность довольно специфична, но, на мой взгляд, эти существа воистину прекрасны. Да и нельзя не отдать должное животным, существовавшим на планете 200 млн лет. Мы возводим свой вид на вершину биологического мира, хотя ему от силы 200 тыс. лет, и нам еще предстоит хорошенько постараться, чтобы не ударить в грязь лицом перед трилобитами. Все-таки они существовали на планете в тысячу раз дольше, чем мы.

В водном пространстве доминировали наутилоидеи, предшественники современных кальмаров. Эти головоногие моллюски, достигая в длину 9 м, были похожи на живые торпеды. Сверху их покрывал прочный прямой панцирь, защищавший тело и внутренние камеры, заполненные газом для поддержания плавучести. Питались они всем, что только могли найти. Кто-то был фильтратором, превратив свои щупальца в воронку, в которую мог залезть человек целиком, но большинство из них стали активными хищниками. В нелегком деле охоты им помогал клюв, настолько мощный, что им можно было разгрызать панцири трилобитов, вовремя не спрятавшихся в песок при виде врага. Их родственники, наутилусы, дожили до наших дней. Наутилусы почти не поменялись с тех пор. Если вы несильно меняетесь на протяжении полумиллиарда лет, то с точки зрения эволюции вы идеальны. Будут идти эпохи, сменяться поколения, животные и растения станут массово вымирать, а потомки тех древних наутилусов как плавали задом наперед, используя реактивную тягу, так и продолжат плавать. Посмотрите в красивые глаза современного наутилуса, лишенные хрусталика, и вы увидите саму вечность.

Рыбы также не отставали. У них еще не было челюстей, поэтому речь об активной охоте не шла, но зато они оказались способными высасывать детрит из донного ила. Некоторые из них, вероятно, питались мертвечиной или присасывались к другим животным в качестве паразитов, как это делают современные миноги и миксины. Впоследствии они отрастят настоящие зубы и будут кусаться. Тогда же все осложнялось отсутствием прочного внутреннего скелета, он был представлен в виде хрящей. Современные хрящевые рыбы справились с этой проблемой, но на первых порах водные хищники выбрали стратегию отращивания дополнительного панциря снаружи, в первую очередь на голове. Более мелкие костные пластины покрывали их тело, словно чешуя, позволяя телу изгибаться, защищаться от других хищников и внешней среды, а еще придавали рыбе нужное ускорение. Только к концу силура и началу девона массивные наружные костные пластины сменятся мелкой чешуей, а внутри появится прочный костный скелет.

Пока в морях бурлила жизнь, на суше не было ничего. Каменистая пустыня, куда ни глянь, бесплодные равнины, сильный ветер, несущий пыль и песок, и безжалостное испепеляющее солнце. Нигде не скрыться: тень есть только близ скал, и нет почвы, на которую можно прилечь. Лишь камень и песок. Но быть такому положению дел оставалось недолго. Первые настоящие растения готовятся выйти на сушу. Для этого, правда, нужен какой-никакой почвенный слой. Первая жизнь на суше появилась, скорее всего, в виде пленки цианобактерий, показывающейся из воды во время отлива. Со временем эта пленка покрыла влажные места близ водоемов, ее там не могли найти животные, что соскабливают себе пропитание с камней. Затем цианобактерии объединились с первыми грибами и дали начало новому специфическому виду жизни – лишайникам. Цианобактерии способны обеспечивать гриб продуктами фотосинтеза, а гриб может увеличить площадь всасываемой воды и своими кислотами разрушать камень, на котором растет лишайник, тем самым пополняя собственные запасы минеральных веществ. Каждый из дуэта выигрывает многократно, и с тех пор и идут вместе – цианобактерии и грибы. Лишайники разрушали прилегающую к водоемам каменистую поверхность и, когда отмирали, формировали первичный слой почвы.

Миллионы лет на мелководье произрастали красные, зеленые и бурые водоросли. Росли там, где максимальное излучение и продуктивный фотосинтез. Учитывая риск вдруг остаться без воды, приходится страховаться и вырабатывать защитный поверхностный слой – кутикулу и на поверхности своих покровов делать отдельные структуры, отвечающие за газообмен, – устьица. Так и поступили некоторые зеленые водоросли, все дальше уходя от открытой воды и двигаясь вглубь суши. В итоге они превратились в сосудистые растения. Нити, до сих пор удерживавшие их в слое ила, превратились сначала в ризоиды, а потом в настоящие корни. Корни высасывают воду и минеральные вещества из почвы и по системе трубочек (ксилеме) поднимают их в стебель. Другая система трубочек (флоэма) доставляет продукты фотосинтеза к корням. Из-за систем специфических трубок большинство известных современных растений и называют сосудистыми. Тогда же одним из первых сосудистых растений на нашей планете стала куксония.

Куксонии представляли собой тонкие трубочки высотой не более 5 см, тянущиеся вверх. Их зеленые стебли оканчивались спорангиями луковичной формы, отвечающими за размножение. Их жизнь была тесно связана с водой, как и у любого растения, распространяющегося спорами. Если вы окажетесь в том времени, то увидите ту же безжизненную пустыню, как и в начале ордовика, но теперь по берегам водоемов тонкий слой трубочек формировал красивый ковер. Остается один странный вопрос: «Зачем растениям так тянуться вверх?» Это детский вопрос, и обычно ответом на него следует что-то типа «растения тянутся к солнцу». Ответ верен лишь отчасти. Солнечное излучение на поверхности земли и на расстоянии 5 м от земли будет абсолютно одинаковым, нет смысла тянуться ввысь. Главная же причина подобного «поведения» в конкуренции. Если вы являетесь водорослью, лежащей на берегу водоема в виде лепешки, вы спокойно поглощаете солнечный свет. Ваш собрат лежит рядом и занимается тем же самым. Однако как только ваш сосед догадается приподняться хотя бы на 5 см от земли, то он займет свое пространство и ваше. Он выживет, оставит потомство, а вы умрете. Растения живут в условиях жесткой конкуренции, не хочешь расти вверх – вымрешь, только если не придумаешь другие способы поглощения той порции света, что останется от более догадливых соседей. Получается, растения тянутся не к солнцу (хотя юридически это так), а «выше конкурентов». Эта ситуация похожа на анекдот про двух невезучих людей, за которыми погнался медведь. Один преследуемый начал надевать кроссовки, а второй его спрашивает, зачем он это делает, все равно от медведя не убежать. Медведи бегают со скоростью лошади. Ответ по-черному комичен: «Мне важно бежать не быстрее медведя, а быстрее тебя». Такая же ситуация и с солнцем в растительном мире. Хочешь жить – умей расти вверх быстрее, чем твои конкуренты.

Вы все-таки выходите из машины времени. Перед вами предстает довольно мрачная картина: каменистая равнина без признаков жизни. По берегам водоемов, где влажно, растет ковер из пропитанной кремнеземом куксонии, и больше признаков жизни вы не видите, кроме вздымающихся к небу темных монолитных столбов длиной 9 м. Эти столбы – прототакситы, и исследователи предполагают, что они были специфическими лишайниками тех времен. И кроме прототакситов ничего нет. Абсолютная тишина. Нет деревьев с шелестом листьев, нет птиц и стрекочущих в кустах кузнечиков. Куксонии не будут издавать практически никакого звука, как и тихо дышащие прототакситы. Только вы, туман и мутная вода водоема. Соваться в воду вы не рискнете, там плавают существа, уже способные вами полакомиться, и тем более вы не станете подходить близко, когда услышите всплеск. Пока вы были погружены в раздумья, первые животные начали выходить на сушу. Наступает девон.

* * *

Девонский период начался 420 млн лет назад и продлился вплоть до 360 млн лет назад. География планеты менялась стремительно: Европа, Гренландия и Северная Америка столкнулись между собой и образовали сверхматерик Лавразию (этот процесс начался еще в силуре). Как и обычно при таких событиях, раскинулись горные хребты, началась эрозия, приведшая к образованию миллионов тонн гальки и красного песчаника. С высокогорий текли реки и образовывали обширные дельты, предоставляя пространство для жизни.

Вопреки распространенному мнению, не двоякодышащие рыбы первыми вышли на сушу. Наиболее ранние достоверные находки наземных животных датируются концом силура, но полноценный выход на сухую поверхность планеты произошел именно в девоне. Сперва это сделали крохотные клещи, жадно сосущие сок беззащитных растений. На них охотились другие, не менее крохотные паукообразные. Появляются и начинают доминировать многоножки и, наконец, массивные ракоскорпионы выходят на сушу. Первая жизнь на суше была представлена членистоногими. Ракоскорпионы достигали длины до 2,5 м, вы смогли бы даже прокатиться на таком создании, если знаете толк в извращениях. Сперва они вели полуводный образ жизни: часть их конечностей была похожа на ласты, часть на ходильные ноги, что позволяло им спасаться бегством из воды в случае угрозы. Угроза действительно была, как минимум в лице дунклеостей, панцирных рыб массой до тонны и длиной до 6 м. Их красивые черепа сейчас украшают коллекции музеев, но тогда они могли перекусить абсолютно все, что попадало им в рот. Ракоскорпионы бежали на сушу и освоились на ней, еще сильнее обогатив разнообразие членистоногих на поверхности планеты.

Сушу начинают заполнять леса, и делают это плауны и хвощи. Если вы идете по лесу и видите что-то наподобие крохотной мягкой елочки – это хвощ. В ту же пору было их время, они обзаводились прочной корой и становились похожи на настоящие деревья. Размножаясь и погибая, растения все больше обогащали почвенный покров, которым мы пользуемся до сих пор. Чуть позже в девоне появятся первые папоротникообразные, а затем и голосеменные (из них произошли современные хвойные). Семенным растениям не нужна вода для размножения, в отличие от тех же хвощей, поэтому они смогли пробиться дальше вглубь материка.

Повышение температуры в экваториальной части планеты и изменение уровня моря привели к возникновению множества мелких водоемов. Плотные джунгли подходили вплотную к водоемам, давая тень и защиту в виде корней плавающим там рыбам. Из-за высокой температуры в воде уменьшается количество растворенного в ней кислорода, и это еще сильнее усугубляется бурной водорослевой растительностью, цветущей пышным цветом из-за стекающей в реки органики. Кислорода мало, но жить хочется, и рыбы стали потреблять кислород из атмосферного воздуха. Сперва они просто заглатывали его, насыщая оплетающие глотку кровеносные сосуды. Затем пути рыб разделились. Кто-то остановился на том, что приобрел плавательный пузырь, оставшийся как орган плавучести у костных рыб. Некоторые же начали формировать полноценные легкие и стали двоякодышащими. В наши дни похожий способ жизни можно увидеть в Австралии на примере австралийских рогозубов. У них одно недоразвитое легкое, в которое они заглатывают воздух, а еще у них достаточно активно поглощает кислород кожа. Если вы идете по Австралии около водоема и слышите хрюканье – знайте, это рогозубы заглатывают воздух, потому что в воде кислорода практически нет. Уже потом, в конце девона, двоякодышащие рыбы дадут начало настоящим земноводным и впоследствии – всем остальным, включая нас, но до этого еще далеко. Планетой сейчас правят членистоногие, и пик их активности придется на следующий, каменноугольный период, или же карбон.

* * *

Карбон назван так неспроста. На протяжении от 360 до 300 млн лет назад первичная продукция первобытных лесов была настолько огромна, что отмершая биомасса не успевала перерабатываться. Она не возвращала углерод в атмосферу в качестве углекислого газа, а консервировалась в виде многометровых слоев торфа, а затем под собственным весом уходила все глубже в земную толщу. Подобному положению дел также способствовало то, что бактерии и грибы еще не разработали новых ферментов, способных эффективно перерабатывать лигнин в клеточных стенках растений. Мы до сих пор пользуемся результатами тех 60 млн лет, когда грибы еще не вышли на сцену во всей своей красе. Залежи каменного угля являются одним из главных ресурсов планеты. Во время сжигания угля мы, по сути, выделяем энергию солнца, что накопили в своих телах гигантские папоротники и плауны 300 млн лет назад. Древнее солнце до сих пор греет своих детей.

Отсутствие нормального гниения не расходовало кислород, и он в итоге скопился в атмосфере. Его концентрация в каменноугольном периоде достигала 35 %, что позволило насекомым и многим другим членистоногим разрастись до немыслимых размеров. Гуляя по каменноугольному лесу, стоит смотреть себе под ноги, чтобы не наступить, например, на двухметровую сороконожку, как раз насекомым не являющуюся. Артроплевры с их 30 парами ног быстро перемещались в густой растительности. Опасности для вас они, скорее всего, не представляли бы, поскольку питались растительной пищей. Так считают современные палеонтологи, но достоверно никто не знает. Может быть, главным рационом артроплевр были путешественники во времени, которые не боялись к ним подойти, думая, что те питаются растительной пищей. Им так сказали палеонтологи. В общем, пока беспокоиться не о чем, в окаменевших останках гигантских сороконожек мы находим лишь следы древних плаунов и никаких обручальных колец или дужек очков.

Оценить красоту каменноугольного мира позволяли также гигантские сороконожки и стрекозы. Выходя из машины времени, стоит смотреть не только под ноги, но и – на уровне лица, ведь древние родственники стрекоз, меганевры, достаточно любопытные создания. Если вас когда-либо смущали надоедливые стрекозы вблизи пресного водоема, представьте их же, но длиной в 45 см и с размахом крыльев в 75 см. В лесах карбона стоял страшный гул. Меганевры с шумом вертолета носились во влажной чаще, множество других крылатых насекомых шелестели крыльями, какие-нибудь далекие предки кузнечиков размером с собаку с любопытством наблюдали за вами из густой растительности. Их неподвижные глаза не могут выдать намерений, поэтому вы не узнаете, когда это создание сделает прыжок. Я предполагаю, именно поэтому в человеческом воображении насекомое размером с машину будет более омерзительным и пугающим, нежели такого же размера волк или другой теплокровный хищник. У насекомых нет мимики, их глаза неподвижны, и что происходит в их ганглионарных мозгах в данный момент, вы не можете просчитать. К тому же они очень быстры, а еще вы не способны увидеть усилие их мышц для атаки, поскольку они скрыты под внешним хитиновым скелетом. Это еще сильнее вносит элемент неопределенности в дальнейшие события и, соответственно, нагоняет страх. В итоге все сводится к главному выводу – будьте аккуратны в лесах карбона.

Почему же насекомые могли вырастать до таких гигантских размеров? Все дело в способе дыхания. Человек, как и другие млекопитающие, пользуется легкими. Мы вдыхаем воздух усилием реберных мышц и диафрагмы, насыщаем кровь кислородом, отдаем воздуху углекислый газ и выдыхаем. Кстати, утверждение, что человек вдыхает кислород, а выдыхает углекислый газ, неверно. Во вдыхаемом воздухе содержание кислорода 21 %, в выдыхаемом – 16 %. Углекислого газа во вдыхаемом воздухе 0,03 %, а в выдыхаемом – 4 %. Чисто юридически мы вдыхаем и выдыхаем по большей части кислород, лишь добавляя к нему порцию углекислого газа. Если бы мы тратили весь кислород во вдыхаемом воздухе, то было бы невозможно искусственное дыхание рот в рот. Птицы в то же время пользуются не только легкими, но и легочными мешками. Они увеличили площадь поверхности для газообмена, и теперь при вдохе у них наполняются легкие и легочные мешки. При выдохе воздух выходит из легких, но дополнительно насыщается остатками из легочных мешков. Птицы крайне эффективно насыщают свое тело кислородом и благодаря этому имеют очень быстрый обмен веществ и способны к активному полету. Так долго крыльями не помашешь, если только не умеешь быстро дышать.

У насекомых же нет легких, у них трахейное дыхание. Все их тело пропитано системой крохотных трубочек и мешочков, в которые насекомое загоняет воздух. То есть кузнечик не имеет отдельной структуры для газообмена, куда пойдет кровь и заберет для тела кислород. Он наполняет воздухом все тело, и уже гемолимфа, окружающая трахеи, передаст кислород близлежащим тканям. Не очень эффективно, но как есть. Кстати, если хотите задушить кузнечика, бесполезно закрывать ему рот. Там нет органов дыхания. Насекомые вдыхают через крохотные отверстия по бокам тела, называемые дыхальцами, и выдыхают так же, но через другие отверстия сзади на теле. Поэтому лучше зажимайте его с боков, так будет эффективнее. Почему же насекомые были такими большими в те далекие странные времена, а сейчас, как таракана ни корми, размером с пуделя он не станет? Размер насекомого из-за трахейного дыхания лимитируется эффективностью вдоха. В карбоне содержание кислорода в атмосфере было 35 %, поэтому насекомые могли обеспечивать свое крупное тело кислородом. Сейчас, когда кислорода в воздухе 21 %, насекомые довольствуются тем, что есть. Страшно представить, что было бы, если кислорода в атмосфере было бы 50 %. Саранча, обгоняющая по габаритам слона? Моль размером с крупную хищную птицу? Какое счастье, что кислорода сейчас 21 %.

Не только насекомые присутствовали на том празднике жизни. Земноводные начинают занимать свои влажные ниши, при этом сохраняя признаки рыб. Почти у всех были хвосты, помогающие плавать, и вместе с ними длина их тела достигала 1,5–2 м. Такими были, например, ихтиостеги, одни из претендентов на прямую переходную форму между рыбами и амфибиями. Эти красивые создания с мелкими чешуйками на коже сильно смахивали на современных саламандр, только с куда более «рыбьей» задней частью. На передних и задних конечностях у них было по семь пальцев. Возникает закономерный вопрос, а есть ли глубокий смысл в том, что у нас по пять пальцев на руках? Вкратце – нет. Просто так получилось. У ихтиостег получилось семь, что наверняка очень их радовало.

* * *

Пик активности земноводных пришелся на ранние этапы следующего периода истории нашей планеты – на пермь. Пермский период занимает временной участок с 300 млн лет до 252 млн лет назад. В пресноводной среде активно плавают амфибии лепоспондилы. Одни из них, диплокаулусы, имели голову, похожую на бумеранг. Предполагается, что подобная структура черепа позволяла иметь хорошую маневренность в потоке воды. Голова была своего рода крылом, и при малейшем подъеме этого крыла в сильном течении диплокаулусы мгновенно поднимались в водной толще. Опускались, пикируя. Там же наивного путешественника во времени может поджидать эриопс, существо двух метров в длину, похожее на помесь жабы и крокодила. Хорошо развитые зубы уже позволяли захватить достаточно крупную добычу и утащить под воду.

Земноводные до сих пор сохранились в их прекрасном многообразии, зачастую сохраняя свои первобытные черты. Если вы когда-нибудь наблюдали за лягушкой, то, может, замечали, что она постоянно двигает нижней мембраной своей ротовой полости. Зачем она это делает? Она так дышит. Почему она не вздохнет, как нормальное животное, полной грудью? Она бы с радостью, только «груди» нет. У лягушек нет ребер, только крохотные выросты, торчащие из позвоночника. Поэтому гонять воздух в легкие они должны мембраной рта, иначе просто задохнутся. Вопреки всеобщему мнению, лягушки дышат легкими, а не кожей. По сравнению с газообменом в легких кожа лишь дополнение к главному дыхательному органу. Еще вы могли заметить, что лягушки, когда моргают, прячут глаза куда-то в череп. Они действительно так делают, и это позволяет им отсутствующее верхнее небо. Если вы упретесь языком «вверх», вы пощупаете собственное верхнее небо, а у лягушек его нет. И глазницы ведут прямо в рот, что помогает даже в питании. У лягушек подвижный язык на выброс, но внутри ротовой полости он не так ловок. Когда перед лягушкой стоит задача проглотить крупную добычу, она может себе помочь глазами. Она проталкивает глазами добычу себе в глотку прямо сквозь череп. Красиво.

Чем дальше шло развитие планеты в перми, тем засушливее становился климат. Этому способствовало движение материков, которые в итоге столкнулись в единую конструкцию, в сверхматерик Пангею. Начинается опустынивание и, соответственно, угасание эпохи земноводных. Для развития амфибии обязательно нужна вода, как минимум для поддержания влажности их кожи, как максимум – для вывода потомства. Амфибии до сих пор откладывают икру в водную среду и далеко уйти от водоема не способны. За редким исключением, разумеется, так как природа хитра на выдумки. В пермском периоде начинает лидировать новое направление жизни – рептилии. Рептилии откладывают яйца, покрытые твердой оболочкой, что защищает развивающийся эмбрион от высыхания. Внутри яйца есть все нужное для жизни: водная среда, запасы питательных веществ. Остается небольшая проблема с выводом отходов жизнедеятельности, все-таки обмен веществ оставляет после себя неприятные последствия. Зародыш в икринке по этому поводу не парится. Он выводит все в окружающую водную среду, но в яйце так сделать нельзя. Поэтому рептилии сформировали специальный орган, аллантоис, помогающий копить и обезвреживать отходы. За водный пузырь вокруг зародыша стала отвечать специальная оболочка, амнион, и поэтому рептилий, птиц и млекопитающих называют «амниоты». У нас тоже есть в какой-то период развития эмбриона амниотическая оболочка, и остатки ее зачастую можно увидеть на новорожденном ребенке. В таком случае говорят «в рубашке родился». Рыбы и земноводные составляют группу «анамнии», то есть существа без амниона. Им собственные водные запасы не нужны, икра сама по себе окружена водой.

Рептилии имели и имеют еще ряд преимуществ перед амфибиями в засушливых условиях. Их кожа покрыта роговыми чешуями, что предотвращает высыхание. Все имеет свои издержки – наружная плотная оболочка не растет вместе с телом, и поэтому рептилиям приходится линять. Не очень приятный процесс, но такова жизнь. Потомство имеет твердую оболочку в виде яйца, не дающую эмбриону высохнуть, но теперь приходится встречаться друг с другом тет-а-тет, ибо доступно только внутреннее оплодотворение. Самка не может просто прикрепить икру на стебли растений, чтобы потом пришел самец и все это дело разом оплодотворил. Так делать теперь нельзя, приходится выкручиваться.

В любом случае развитие рептилий только начиналось. Первые из них были малы и похожи на ящериц. Питались в основном насекомыми, но потом перешли на более сытную добычу в виде друг друга. Хищники обзавелись крупными мощными челюстями и зубами, сидящими в ячейках. Разумеется, не все полюбили сухую поверхность планеты. Кто-то вернулся в реки и океаны и начал активно приспосабливаться обратно к водной среде. Такими были, например, мезозавры, усыпавшие свою челюсть зубами-иглами. К концу пермского периода некоторые рептилии на суше поменяли строение своего скелета и разместили ноги прямо под собой. Обычно, когда мы говорим о современных рептилиях, мы представляем приземистую конструкцию с конечностями по бокам тела. В поздней же перми появилась новая группа – зверообразные рептилии в частности, горгонопсы. Это были первые хищники, способные быстро бегать. Их массивные клыки превращали их в саблезубых охотников, способных одолеть любую добычу. Уже потом некоторые из них обзаведутся шерстью, по большей части уменьшатся в размерах и переживут мезозой, дав начало млекопитающим. Пока же они откладывают яйца и грызут других рептилий.

50 млн лет пермского периода заканчиваются самым массовым вымиранием живых существ на планете. Биосфера Земли до сих пор не испытывала таких потрясений: 96 % всех морских и 73 % наземных видов позвоночных были стерты с лица планеты. Половина известных науке родов насекомых также канули в Лету, суммарно захватив в небытие 83 % всего видоразнообразия. Существует множество гипотез, почему так вышло. Основные предполагают катастрофическое течение событий, в частности усиление вулканической активности в Сибири 251 млн лет назад. Тогда было немыслимое излияние так называемых трапов, в результате чего в атмосферу были выброшены вулканические газы невиданных объемов, а океан был сильно закислен. Вулканическая зима, начавшаяся следом, завершила дело. Вторая по популярности теория гласит, что в Землю врезался крупный астероид, и это привело к той же вулканической зиме и моментальному изменению климата. Гибридные теории соединяют оба подхода и предполагают, что сперва врезался метеорит, затем мощная ударная волна распространилась по планете, вызвав активный вулканизм в Сибири. Остальные теории основываются на вероятном выбросе метана из донных отложений, что привело к сверхпарниковому эффекту. К такому могло привести и приобретение некоторыми микроорганизмами способности быстро перерабатывать органику во все тот же метан. Правды, как всегда, мы не узнаем, для этого придется отправиться назад в прошлое, но факты говорят одно: почти все живое на планете может вымереть почти мгновенно по меркам истории. Такое случалось не раз и случится еще, вероятно, не единожды. При этом, несмотря ни на что, жизнь всегда находила лазейку и расцветала новыми красивыми формами. Та, что выживала, разумеется.

Мезозой, или Эпоха средней жизни

Начинается эпоха средней жизни, или мезозойская эра. Она продлилась с 252 млн лет до 66 млн лет назад, то есть целых 186 млн лет и подразделяется на три периода: триас, юру и мел. Эти периоды еще называют эрой динозавров, и по ним уже написаны тысячи книг с потрясающими иллюстрациями, поэтому лишь вкратце опишу, что там происходило.

Суперматерик Пангея претерпевал многочисленные изменения и в итоге раскололся на те материки, что сейчас составляют карту мира. Планета в текущей современности находится в середине цикла расхождения материков, и через 250 млн лет они вновь столкнутся, образовав новый сверхматерик. История циклична. Климат еще не раз изменится кардинально, что не должно сильно смущать, ибо так уже происходило. В далекую мезозойскую эру жаркий климат дал рептилиям шанс на развитие, и они его не упустили. Ящеры заполнили всевозможные ниши – водную, наземную, воздушную. При этом нельзя не упомянуть про нюансы названий: динозаврами мы называем только тех существ, у которых задние конечности располагались под туловищем. То есть всякие «водные динозавры» типа ихтиозавра, мезозавра и плезиозавра – не динозавры, а водные ящеры. Такая же ситуация с воздушной средой, и знаменитые «летающие динозавры» (птерозавры вместе с птеродактилями) – это не динозавры, а летающие ящеры. Всякие выставки и музеи часто пренебрегают такими тонкостями в угоду публике, но все же, говоря о динозаврах, правильно подразумевать именно наземных ящеров с лапками снизу.

Динозавры заняли все ниши. Водную среду какое-то время занимали плезиозавры, бочкообразные животные с длинной шеей, доминировавшие с конца юры и до начала раннего мела. Один из них, как уверяют ушлые торговцы сувенирами, дожил до наших дней в озере Лох-Несс в Шотландии. Лох-несское чудовище по кличке Несси будоражило умы поколений, но, боюсь кого-то огорчить, его в этом озере нет. Современные методы сканирования насквозь просвечивают это озеро и ничего там не обнаруживают, да и в принципе это не нужно. Любой биолог-профессионал, занимающийся озерными биоценозами, при одном только взгляде на ближайший косяк рыбы скажет, что в этом озере нет крупных хищников. Так устроена жизнь в мире – ей нужно питаться. Для поддержания жизнедеятельности крупного существа требуется огромное количество ресурсов, тем более это заметно для крупных хищников, коими и являлись плезиозавры. Не может крупное существо жить в замкнутой экосистеме и ничего не есть, а учитывая, что плезиозавры весили до 25 т, кушать Несси должна была бы много. Озеро Лох-Несс со всей своей суммарной биомассой сможет прокормить разве что озерного лосося, в простонародье называемого семгой, не более того. Все эти факты нисколько не умаляют красоты шотландского озера, куда стоит съездить и так, без ожидания появления со дна мифического чудовища, страдающего последнюю сотню миллионов лет недоеданием.

Ящеры океана меняли свое тело под водные нужды. Знаменитые ихтиозавры буквально превратили себя в дельфинов. Конвергентная эволюция делает одинаковых существ из абсолютно разных животных. Если животные обитают в разные времена в разных местах, но у них схожее окружение, питание и тактики существования, то природа может привести их к единообразию. Так и получилось с ихтиозаврами. Ихтиозавры выглядели как дельфины, питались как дельфины и плавали почти как дельфины. В общем, были дельфинами эры динозавров. Отличием были их огромные глаза диаметром до 20 см, окруженные костным кольцом с защитной функцией. В конце мезозоя морские ящеры стали воистину гигантскими, судя по размерам мозазавров. Их тело приобрело китообразную форму, а длина достигала 14,5 м. Внутри огромной пасти располагались два ряда зубов для еще лучшего захвата и умерщвления крупной добычи. Судя по современным данным, они были теплокровными, как и многие динозавры суши позднего мезозоя. Их ближайшие современные родственники, вараны, и не подозревают, какая у них была родня.

Воздушную среду занимали птерозавры. Их анатомия сильно изменилась, максимально облегчив вес тела. Кости птерозавров стали полыми и заполненными воздухом, как у современных птиц. Сформировавшаяся килевая кость позволяла развить мощные мышцы, участвующие в полете, а хорошо развитый мозг обеспечивал координацию движений. Дополнительную жесткость скелету придавали сросшиеся грудные позвонки, к которым крепились лопатки. Крылья были образованы из мембраны, натягивающейся к удлиненному четвертому пальцу передних конечностей и концам лодыжек. Такой мембраны больше не было ни у кого в истории. Это сложная композитная структура из кожи, мышц, волокон актинофибрил, кровеносных сосудов и нервов.

Многообразие птерозавров не поддается воображению. Крохотные анурогнаты весили всего 40 г и занимали нишу крохотных птичек, гоняющихся за стрекозами. Если вы решите выйти из машины времени в середине мезозойской эры, вместо порхающих птиц увидите разнообразных перепончатых ящеров, ловящих насекомых. Птиц нет, есть летающие ящеры. Знаменитый кетцалькоатль с размахом крыльев 12 м имел вес 100–200 кг, что делает его просто пушинкой при таких размерах. Головы этих ящеров были покрыты разнообразными гребнями, выполняющими такую же функцию, как у птиц – привлечение партнера. Красные, синие, в крапинку – лишь бы привлечь самку. Забавные десятиметровые попугаи мезозоя, способные сожрать вас в мгновение ока.

Половой отбор играет до сих пор огромную роль в животном мире. Зачем павлину такой красивый хвост? Чтобы привлекать самок. Самцу этот хвост – страшная морока. За ним нужно ухаживать, он большой, путается в ветвях, вас издалека видит хищник, но вы с этим ничего не сделаете. Самкам нравится. Самка оценивает вас по красоте. В случае если у вас плохой иммунитет, паразитарные инфекции, были переломы, недоедания – это все отразится на красоте хвоста. Тут начинается замкнутый круг. Все началось с того, что самок вштырило на более-менее красивый хвост. Они выбирают для спаривания таких самцов, и у них появляется потомство – самцы с таким же хвостом, а может, еще красивее, которые еще сильнее нравятся самкам, и самки, которым нравятся такие самцы. Круг замыкается. Если хотите посмотреть, как природа задумала животное, посмотрите на самку: маленькая, юркая, ее окрас маскирует тело под окружение, ее легко потерять, невозможно забыть и т. д. Ей еще откладывать и высиживать яйца, поэтому рисковать нельзя. Хотите посмотреть на эксперименты? Взгляните на самца. Огромный хвост, как у павлина. Разросшиеся горловые мешки ярко-красного цвета, которыми обзавелись птички-фрегаты. Разнообразные танцы перед самками, как делают райские птички. Танцуют не только птицы – пауки занимаются тем же самым. Красивейшие пауки-павлины превратили свое тело в одно-единственное павлинье перо и во время брачного периода начинают вытанцовывать перед самками сложное ча-ча-ча. Ошибка в танце приведет к тому, что самка отвергнет самца или в худшем случае съест. Однако в природе все завязано не на самках, а на том, кто в итоге станет вынашивать и защищать потомство. У морских коньков самец будет невзрачным и скрытным, потому что именно он вынашивает оплодотворенную икру и потом рожает мальков, а самки, красивые и красочные, вертятся перед ним – «выбирай меня». В природе выбирает тот, кто работает. Остальные экспериментируют с внешностью.

На суше тем временем бурлит рептильная жизнь. Огромные травоядные создания, весящие как 15 современных слонов, группами перемещаются по материку. Хищные динозавры длинными когтями пытаются проткнуть кожу жертвы, защищенную мощным панцирем. Равнины наполняются трубными звуками, которые издают утконосые динозавры. Выросты их голов играют роль резонаторов, многократно усиливая призывы к спариванию или кооперации при атаке хищника. Гребни трицератопсов играют красками, привлекая самок не хуже, чем гребни птерозавров. Пахицефалозавры бьются головами, как бараны, выясняя, кто же из них прав. Тираннозавры рыщут в поисках добычи. Тираннозавриды в принципе были очень распространенной группой, там не только знаменитый тираннозавр рекс ходил. В любом случае им пришел конец 66 млн лет назад, и все началось с крохотной точки на небе, с каждым днем увеличивающейся в размере.

Конец мезозойской эре положил метеорит, упавший 66 млн лет назад и оставивший кратер Чиксулуб в Мексиканском заливе (размер кратера – 165 км в диаметре). В небо поднялась пыль, приведшая к резкому похолоданию климата. Температура на континентах упала на 28 °C, в океанах – на 11 °C. В морях исчез фитопланктон, а за ним пострадал и весь остальной биоценоз. Выжили наиболее выносливые и неприхотливые создания, в том числе и наши предки, млекопитающие. Падение метеорита сейчас является главной гипотезой вымирания динозавров, но не единственной. Гипотеза многократного падения предполагает, что был не один метеорит, а множество, устроившие огненный дождь половине планеты. Гипотеза влияния сверхновой утверждает, что относительно недалеко от Солнечной системы произошло перерождение звезды, и испускаемое ею гамма-излучение испепелило половину жизни на планете Земля. Вулканическая гипотеза делает ставку на повышение вулканической активности и вулканическую зиму. Как и в случае с пермским вымиранием, эта гипотеза хорошо ладит с теорией импакта (падением метеорита). Существуют и более экзотические теории, например одна из них гласит, что динозавров выкосила эпидемия. В самом деле, почему бы и нет? Динозавры болели, как и любое другое живое существо. Еще одна необычная теория утверждает, что млекопитающие помогли умереть динозаврам. Мы, будучи тогда еще похожими на грызунов, могли питаться яйцами динозавров. У динозавра очень большая разница в размерах между взрослой формой и детенышем. Взрослому динозавру очень трудно защитить кладку яиц от вездесущих зверьков, так и норовящих прогрызть в безлунную ночь скорлупу еще не родившихся детенышей. Все эти гипотезы необычны и имеют проблемы с подтверждением, но подумать об этом забавно. Все же, скорее всего, именно метеорит прикончил гигантских ящеров. Но не всех.

Динозавры не вымерли. Они остались и теперь бродят среди нас. Мы их называем птицами. По современной систематике птицы – это птичьи динозавры. Многие, если не большинство, динозавры в конце мелового периода были покрыты перьями или чем-то наподобие пуха. До последних пор это было трудно понять, поскольку перья – быстро разлагаемый материал, и обычно они не остаются в палеонтологических окаменелостях. Сейчас, с накоплением все большего количества находок, становится понятно, что перья присутствовали на их телах. Мы не можем с уверенностью сказать, какого они были цвета, только предположить, но, судя по птицам, весьма разнообразного. В любом случае каждый раз, когда вы едите курицу, – вы едите динозавра. Вы, считайте, мстите за все те миллионы лет унижений, что доставили эти ящеры нашим крохотным млекопитающим предкам. Если вы делаете скворечник – вы строите крохотный домик для местных динозавров. Пути эволюции необычны, и, кто знает, может быть, для нас станут делать крохотные домики в далеком будущем. Все меняется.

Мир тем временем готовится войти в свою последнюю эпоху, называемую кайнозоем. Кайнозой начинается с ухода со сцены динозавров 66 млн лет назад и делится на палеоген, неоген и четвертичный период, в котором находимся и мы. Континенты приобрели свои современные очертания, и все животные крупнее крокодила начали приспосабливаться к новым условиям. Разошедшиеся континенты способствовали большему биоразнообразию, так как на каждой из территорий существовали уникальные параметры среды. В конце вся эта каша приведет к появлению более-менее разумных существ, но до этого еще далеко. Пока млекопитающие – это лишь забавные зверьки в норах и, может, дуплах деревьев.

В гостях хорошо, а в кайнозое лучше

Закат эры динозавров дал свободу для развития до сих пор скрытной группе теплокровных животных – млекопитающим. Крохотные зверьки, ведущие преимущественно ночной образ жизни и скрывающиеся в норах или густой растительности, в отсутствие крупных хищников вдохнули полной грудью запах свободы и начали заселять пустующие ниши. Мы можем с чистой совестью поблагодарить тот роковой метеорит, искоренивший динозавров, за то, что он дал нам шанс на развитие, и мы его не упустили. Хотя кто знает, не упади он, может быть, сейчас рептилии с очень развитым мозгом писали бы книги или снимали ролики на Ютубе, а в зоопарк ходили, чтобы посмотреть на древнюю примитивную группу животных, причудливо кормящих своих детей молоком.

Современные млекопитающие делятся на три группы: однопроходные, сумчатые и плацентарные. Однопроходные до сих пор сохранились на планете в виде редких созданий, таких как утконос и ехидна. Поразительно, но они представляют собой что-то промежуточное между рептилией, птицей и млекопитающим. Мочеполовая система, как у птиц, заканчивается клоакой, откуда в итоге выходят яйца, поэтому еще их называют яйцекладущими млекопитающими. Когда вылупятся детеныши, самка утконоса будет выкармливать их молоком, стекающим по шерсти. Сосков у яйцекладущих нет, приходится выкручиваться. Утконос примечателен не только тем, что является визуальной помесью бобра и утки. Необычен также его способ охоты. Закрывая глазки, он погружает свой плоский клювик в ил и начинает им «шерстить». Клюв покрыт тончайшими волосками, являющимися органом электрорецепции. Он чувствует в мутной воде, как у веслоногих рачков течет электричество по мышцам, когда они дрыгают своими лапками. Слышит ли он это или визуализирует в своем крохотном мозгу – неизвестно. В любом случае при обнаружении он делает уверенный рывок в сторону добычи. Более того, утконос – ядовитое млекопитающие. Если будете брать его на ручки, знайте, что на задних лапах есть две ядовитые шпоры, яд которых может убить даже собаку. Будьте аккуратны с утконосами, все-таки вы наблюдаете саму древность.

Еще одна необычная группа млекопитающих сохранилась на австралийском и американском континентах и называется сумчатые. Их детеныши рождаются крайне недоразвитыми и должны самостоятельно заползти по шерсти в сумку матери. Нужно поспешить, поскольку у матери (например, у кенгуру) есть рефлекс: через какое-то время после родов она начинает чистить свою шерсть резкими движениями, пытаясь избавиться от потенциально мертвых эмбрионов, не справившихся со своим путешествием. Тем же, кому удалось попасть в сумку, обеспечена защита и обильное питание из сосков, выходящих в их домик, на ближайшие полгода. Эти странности были возможны только благодаря тому, что сумчатые до сих пор находились в изоляции от остальных материков. Мы, плацентарные, обладаем неоспоримыми преимуществами перед ними: более быстрый обмен веществ, рождение уже почти полностью сформированного потомства, быстрое размножение. Сумчатым повезло с изоляцией, и они заполнили все доступные ниши у себя в Австралии, но по своей сути вышли очень похожими на существ с остальных материков. Это еще один пример конвергентной эволюции. Она пытается сделать идеальное существо под конкретную нишу, и, если ниши по своим условиям идентичны, получатся одинаковые существа, даже если они происходят от абсолютно разных предков. У нас волк, в Австралии – сумчатый волк. У нас белка-летяга, в Австралии – сумчатая белка-летяга. У нас крот, в Австралии – сумчатый крот и т. д.

Однако бывают уникальные создания, такие как вомбат. Вомбат похож на сумчатого хомяка, достигающего веса в 45 кг. Эти создания роют просторные норы, где скрываются днем, и ведут преимущественно ночной образ жизни. У них нет естественных врагов, кроме собак динго или тасманийского дьявола, которые могут рискнуть посетить их нору. В этом случае им не позавидуешь, так как вомбат будет защищаться задницей. Конец его спины представляет собой щит из толстой кожи, хрящей и костей. В случае опасности вомбат старается загнать атакующего в угол своей норы, затем поворачивается пятой точкой и вдавливает врага в стену, воспользовавшись всей мощью своего 45-килограммового тела. Атакующий превращается в лепешку. Этим уникальность вомбата не ограничивается. Вомбат – единственное известное на данный момент животное, которое, простите, испражняется кубиками. В 2019 году за изучение механизма, позволяющего этому сумчатому вытворять подобный фокус, вручили шнобелевскую премию. Все-таки главным вопросом остается не как он это делает, а зачем. Он строит пирамидки. Если вы идете по Австралии и видите миниатюрную пирамиду Хеопса, знайте – здесь побывал вомбат и пометил свою территорию. Кубики они делают, чтобы те не укатились и постройка не разрушилась. Более того, поскольку Австралия – засушливый регион и вомбат экономит влагу, эти кубики изначально абсолютно сухие. Вомбат – животное, откладывающее кирпичи.

Большинство же млекопитающих пошли по пути развития специального органа, помогающего питать еще не рожденного детеныша, а именно плаценты. Мы плацентарные, как и наши древние предки, первые приматы. Обычно, когда говорят о первых приматах, у человека в голове возникает образ маленькой обезьяны, прячущейся в ветвях деревьев. Однако первые приматы были больше похожи на белок. Пургаториус был как раз одним из них и начал развивать в своем организме прогрессивные в будущем признаки. Его цепкие лапки, заточенные под древесный образ жизни, когда-то станут отличными рабочими конечностями. Хорошо развитые глаза, изначально приспособленные для ночного зрения, вскоре приобретут третий тип колбочек и позволят видеть все цвета радуги. Глаза не только хорошие, но и отлично расположены. Мы – счастливые обладатели бинокулярного зрения. Оно позволяет с точностью оценить расстояние до объекта, что крайне важно, если вы прыгаете с ветку на ветку. Такие же глаза имеют хищники, чтобы сделать точный выпад в сторону жертвы. Глаза большинства травоядных – монокулярные и расположены по бокам головы. Некоторые травоядные, например козы, даже изменили свой зрачок и сделали его горизонтальным. Посмотрите на зрачки козы – страшное зрелище. Что-то потустороннее. Глаза по бокам головы дают обзор почти на 360 градусов. Смотреть прямо перед собой обычно нет никакого смысла – там трава. У первых приматов было также развито обоняние и мозг. Мозги требовались для точной координации движений в древесной среде, а также для коммуникации с сородичами. В общем, мы были маленькими и прогрессивными.

В дальнейшем эволюция пошла на увеличение нашего тела и повышение видового разнообразия. Дриопитеки, египтопитеки – у нас было много предков или родственников наших предков, давших начало всему тому многообразию приматов, что мы наблюдаем до сих пор. И вот 4,2 млн лет назад с деревьев слезает и выходит в засушливую африканскую саванну австралопитек. По поводу эволюции человека также написано немало книг, и конкурировать с ними в подробностях и интересности бесполезно. Стоит отметить лишь общие черты. Часто, говоря об эволюции человека, рисуют что-то типа такой картины:

Устаревшее представление об эволюции человека

Однако такая картина дает абсолютно неправильное представление о ходе эволюции. Никогда не было шимпанзе, который в какой-то момент поднатужился, и получился австралопитек, а тот в свою очередь очень сильно захотел, и вот вам Homo habilis (человек умелый). Тот же в свою очередь поднапрягся, крикнул: «Ща все будет» – и породил Homo erectus (человека прямоходящего). Последний же совсем постарался и очень удивился, увидев в своем потомстве братьев Homo neanderthalensis и нас с вами, Homo sapiens. Эволюционное древо человечества – очень красивое и многогранное дерево с множеством ветвей, все из которых в итоге засохли, кроме нашей. Если же все-таки упростить и выстроить наших предков в единую линию, то можно увидеть, как увеличивается со временем мозг. Такой рост позволила всеядность, а также обработка пищи на огне. Попробуйте всю жизнь жевать сырое мясо и корешки, а затем отведайте горячий куриный бульончик – вы поймете, насколько различна энергетическая отдача от этих двух способов питания. Есть еще необычные и в принципе заслуживающие упоминания теории о развитии нашего мозга. Одна из них гласит, что такой крупный мозг нужен был для того, чтобы пользоваться сплетнями. Живя в группе размером до 150 особей, вы должны четко понимать, какое место в иерархии вы занимаете. Это буквально жизненно необходимо. Вы должны знать, кто с кем спит, кто с кем ест, дружит, враждует, кто поступает неправильно. Вся эта информация должна помещаться в вашей голове, а для этого нужны развитые мозги. Также развитию крупного мозга способствовало прямохождение.

Еще австралопитек начал вставать на задние конечности и ходил сутуло, но на ногах. Прямохождение в саванне позволяет вам обеспечить себе обзор над высокой растительностью, и вы можете заметить хищника, подкрадывающегося к вашей стоянке. Освобождаются руки, и теперь вы можете ими пользоваться для выполнения разнообразных задач. Это делать еще удобнее, поскольку у вас уже есть противопоставленный большой палец. Более того, теперь вы можете позволить себе крупный мозг. Если у вас большая голова, возникает проблема с ее поддержанием на туловище. Можно сделать крупную шею, как поступили лошади, но тогда волей-неволей вы занимаете пространство, которое можно было пустить на мозг. Мы поступили хитрее – выпрямились, и теперь вся масса черепа давит на весь позвоночный столб (осевая нагрузка). Это даже позволяет носить грузы на голове, как поступают индийские женщины. Кстати, мы до сих пор расплачиваемся за прямохождение. Наше тело не успело завершить свою эволюцию, мы слишком рано перешли к социальной эволюции вместо эволюции телесной. Сколиозы, лордозы, кифозы, грыжи позвоночника, варикозное расширение вен и не только – все это расплата за способность ходить с гордо поднятой головой. Женское тело в принципе не приспособлено для того, чтобы что-то рожать. До развития современной медицины роды были одной из главных причин смертности половины человеческого населения. Когда другое млекопитающее рожает, оно, конечно, это заметит, но сильно его телу это не повредит. Роды женщины – крайне травматичная и болезненная процедура, а все из-за узкого таза, приспособленного к прямохождению.

Интересны еще теории, почему мы в итоге лишились шерсти. Понятно, что должна остаться шапка на голове от перегревания, когда солнце в зените, а остальное тело эффективно отводит тепло в процессе потоотделения. Правда, тезис, что мы лысые приматы, неверен. Наоборот, человек – крайне волосатый примат, волосы у него располагаются по всему телу, но мы их не замечаем, поскольку они тонкие и незаметные. Только при появлении мурашек становится понятно, насколько их много. На голове у человека волос больше, чем на голове шимпанзе, и максимальная их концентрация приходится на лоб. Волос как таковых не видно, но волосяные луковицы есть. Тонкие волосы оголили кожу, теперь мы потеем, чтобы охладиться. Почему волос так мало, объясняет и теория паразитов. В свое время мы начали вести оседлый образ жизни, а не делать временные стоянки дня на три. Когда вы поселились в конкретном месте, к вам начинают стягиваться все местные паразиты. Поскольку главный источник инфекции на африканском континенте – это кровососущие насекомые, то чем легче найти на вас паразита и снять его, тем выше шанс выжить и оставить потомство. Поэтому выживали наиболее «лысые» приматы, поскольку на их телах было легко заметить паразита и предотвратить возможную инфекцию.

Мне нравится еще одна теория нашего облысения, а именно способ охоты. Мы небыстрые создания, не можем разогнаться до 100 км в час и догнать добычу, как это делают гепарды. Мы не можем сидеть часами в водоеме в виде бревна и ждать, когда к нам подойдет жертва, – так делают крокодилы. Зато мы выносливые. Как до сих пор охотятся в Африке первобытные племена? Кениец берет копье, флягу с водой и начинает бежать за антилопой. Антилопа не глупая, она видит, как к ней бежит двухметровый кениец, и отбегает на пару сотен метров. Он продолжает бежать. Она еще отбегает, а он все бежит. И может бежать так часами. Африканец эффективно охлаждается, пот испаряется с его тела, а запасы воды он пополняет из фляги. Антилопа же варится в собственной шкуре, у нее нет возможности ни попить, ни отдохнуть, потеть она также не может. В итоге антилопа падает от усталости и жары, подбегает охотник, добивает ее копьем, кладет на плечи и бежит обратно в деревню отмечать успешную охоту. Мы одни из самых выносливых существ, особенно в беге на длинные дистанции. Ни одно животное не бегает 42 км подряд, а мы бегаем. Потому что голые и веселые.

Постепенно люди развивались от австралопитекоподобных предков до нас с вами, способных читать эти строки. У человечества было множество форм, некоторые из которых жили параллельно. Если мы посмотрим на обстановку 100 тыс. лет назад, то увидим, что на планете живет как минимум пять видов человека. Внимание. Не рас. Не этносов. Видов людей. Отправившись в машине времени в недалекое прошлое, вы увидите, что наш вид, Homo sapiens, мирно сидит в Африке. Денисовцы, еще одна группа, живут на территории современного Алтая. Неандертальцы пытаются справляться с холодами Европы. Холод их в итоге одолеет, и они почти полностью вымрут, а те, кто останется, смешаются с нашим родом, когда мы начнем заселять Европу. У любого белого человека (жителя Евразии, Австралии или обеих Америк) есть примерно 2,5 % генов неандертальцев в функциональном геноме, у чернокожего населения таких генов почти нет. Они никуда не выходили и ни с кем не смешивались. Поэтому юридически неандертальцы вымерли, но они в прямом смысле остались в наших сердцах.

Тем временем 100 тыс. лет назад, помимо кроманьонцев (нас) и неандертальцев, на островах Явы остаются последние Homo erectus. Они выживали 1,4 млн лет, и, когда их накрыло последним ледниковым периодом или взрывом местного вулкана, они не справились с изменившимися условиями. Также с этим не справилась параллельная ветвь карликового человечества, Homo floresiensis, или хоббиты с острова Флорес. Эти человечки вырастали максимум до метра, у них были маленькие ручки, маленькие ножки и маленькие поделки. Охотились на стегодонов, похожих на маленьких мамонтов. Дело в том, что они словили эффект так называемой островной карликовости. Если вы крупный, то на островах вы станете маленьким вследствие недостатка питания и ограниченной территории. Если вы маленький, вы станете крупным из-за отсутствия хищников, как это получилось с гигантскими варанами или мадагаскарскими черепахами. Все как бы усредняется. В итоге хоббиты тоже вымерли, как и все остальные, оставив заботу о мире человеку разумному. Что было бы, если бы они выжили? Сотня тысяч лет назад (судя по последним находкам, они жили даже ближе к нашему времени) по меркам истории – это нисколько. Миг. Щелчок пальца. Это совсем недавно. Представьте себе мир, в котором обитает несколько видов людей. Прямо фэнтези: хоббиты, люди, эльфы. Причем мы, скорее всего, были бы эльфами, как наиболее утонченные существа, а неандертальцы были бы людьми. Сохранились и немного эволюционировали бы гигантопитеки, были бы и тролли (хотя они и не представители homo). Как развивался бы мир? Рабство, сегрегация или мир и взаимное сотрудничество? По-другому формировалась бы культура, религия не имела бы постулата об уникальности человека, поскольку было бы несколько видов людей. К сожалению, а может быть, к счастью, мы никогда этого не узнаем, но задуматься об этом интересно.

Мы подходим совсем к современности. Предки современного человека выходят из Африки, скрещиваются с оставшимися неандертальцами в Европе и расселяются по миру. Где бы они ни появлялись, начинает исчезать вся крупная фауна и птицы без крыльев. Гигантские ленивцы, додо, морские коровы, мамонты – все они безвозвратно исчезли с лица планеты, не выдержав атаки человека. Остальным же видам пришлось приспособиться к обитанию рядом с ненасытным приматом, наслаждающимся собственным превосходством над остальным миром. В итоге мы находимся в текущем моменте. Людей на планете очень много. Мы придумали технологии, разработали методы связи. Любой житель планеты может связаться с кем угодно в мире в мгновение ока. Человек считает себя вершиной эволюции, окончательным ее творением, тем, кому принадлежит этот мир. Подобное суждение имеет право на существование, но мы не просто так только что изучили все то, что было до нас.

Если мы представим карту истории Земли в виде часов, на которых 24 деления, то увидим, что человечество как вид появилось за 1 минуту 17 секунд до полуночи. Это нисколько. Человечество лишь успело взглянуть одним глазком на то, что происходит в мироздании. Наша суммарная история по субъективному мнению длинна, но по меркам мира ее, считай, и не было. Да, мы успели оставить свой след на планете, и нашу эпоху иногда называют антропоцен. Существа будущего, живущие через миллион лет после нас, когда откопают наши геологические слои, увидят, что руда сильно фонит радиацией. Тогда наши далекие потомки (или, может, разумные прямоходящие дельфины) скажут, что здесь обитали странные существа, покрывшие планету тонким радиоактивным слоем. Все мы живем в своем слое, и именно так нас будут воспринимать в будущем. Слой фонит? Тут были люди, а еще огромное количество целлофановых фантиков в руде.

История планеты в 24 часах

Что бы вам ни говорили, мы не можем навредить планете и жизни на ней. Даже если мы возьмем весь ядерный боезапас человечества, сложим в одну кучу, взорвем, а затем умножим этот взрыв на 600, то мы получим взрыв, эквивалентный падению метеорита 66 млн лет назад, который оставил кратер Чиксулуб и вытравил динозавров. А что жизнь? Жизнь ничего, вон какие мы классные получились, а были чем-то наподобие землероек. Жизнь пропитала планету, на километры вглубь всё ею пропитано, мы в принципе не можем навредить жизни как феномену. Единственная проблема в том, что мы можем навредить себе. Мы более хрупкие, чем жизнь на планете. Планете глубоко плевать и на пластик, и на третью мировую. Жизнь эволюционирует и приспособится ко всему, что ей подкинет человек, а вот сможет ли он приспособиться к тому, что ему подкинет планета, – другой вопрос. Просто знайте, что все наши проблемы, все наши заморочки по меркам истории являют собой лишь вспышку света, не представляющую никакой ценности. Наше существование есть случайность, продиктованная случайно сложившимися обстоятельствами. Не было бы метеорита, упавшего на головы динозавров, – были бы мы до сих пор землеройками или максимум чем-то вроде белок. Не было бы пермского вымирания – может быть, сейчас эти строки писал бы разумный осьминог или наутилоидей с длинной раковиной, проверяя орфографию своими прекрасными глазами. Без ордовикско-силурийского вымирания тем же самым могли заниматься гигантские сухопутные трилобиты, клацая своими ротовыми выростами, когда им смешно. В общем, все могло сложиться иначе, и кто-то с тем же успехом писал бы о гипотетических млекопитающих, занявших их место в случае извержения каких-нибудь вулканов в Сибири.

Мир создавался не для нас, он просто есть. Наше существование в этом мире лишь случайность. Однако, уж коли мы можем понять это, стоит искренне порадоваться и поблагодарить эту случайность за то, что она дала нам возможность мыслить и понимать ее. Вы, дорогой читатель, могли родиться в любом времени и в любом теле. Могли родиться куксонией, и все ваше время занимало бы бесконечное вытягивание к солнцу, подальше от других куксоний. Вы могли родиться земноводным в карбоне и ловить гигантских стрекоз. Вы могли родиться человеком XV века в сословном строе, и вся ваша жизнь была бы понятна вам еще с глубокого детства. Какому ремесленнику вы будете помогать, когда сами станете мастером, кого вам сосватают, когда родятся дети, и прочее. Вам же довелось родиться в наше время. Время, когда человек уже расселился по планете, но пока не заселил космос. Время, когда развиваются технологии коммуникации, когда у вас есть доступная пища и питьевая вода, когда вас лечат тем, что работает, а не тем, чем привыкли. Все могло быть иначе, но случилось так, как случилось. У вас есть время на то, чтобы насладиться этим миром. Смысла в этом никакого нет, просто так получилось. Это подарок мира конкретно вам. Вероятностей не родиться было гораздо больше, чем вероятностей появиться на свет, тем более мыслящим существом. Не упустите свой шанс и, чем бы вы ни занимались, помните, что это все суммарно смысла не имеет. И это прекрасно. Вы никому ничего не должны, нет правильных занятий или неправильных, есть лишь вы, маленький комок материи, звездная пыль, но по факту Вселенная, осознающая сама себя.

Часть 2

Человек в контексте Вселенной

В первой части книги мы обсудили происхождение нашего мира и его развитие. Он существует уже очень давно и способен поддерживать множество самых разнообразных форм, в том числе и человека. Мы являемся лишь крохотным проявлением всего потенциала мироздания, но проявлением активным и любопытным. Кто бы мог подумать, что несколько миллиардов лет эволюции приведут к тому, что одно из живых существ решится выплавить из неорганической материи линзы и посмотреть через них вокруг. Направить свой взор в небо в поисках того, что было задолго до него, или, наоборот, посмотреть в самую маленькую песчинку и понять, из чего состоит Вселенная. Мы уникальны в своем проявлении, но не уникальны принципы, по которым мы работаем. Наше тело состоит из тех же атомов, из которых состоит стул, на котором вы сидите. Глаза работают по тому же принципу, что и у других существ, так же работают и все системы тела. Нервные импульсы, что бегут у нас в голове, абсолютно такие же, какие бегут у домашнего кота, но вот дороги у них разные. В любом случае человек – часть мира, и как бы ни был длинен его срок в стабильном состоянии, он вернется в лоно Вселенной. Однако, пока этого еще не случилось, он станет воспринимать действительность на доступном для него уровне. Вся наша жизнь есть не что иное, как восприятие, анализ и интерпретация окружающей действительности, и то, как мы это делаем, и формирует наше естество. О нашем восприятии этого мира и единстве с ним я хочу поговорить во второй части.

Мы обсудим человека и способ его существования в этом удивительном мироздании. Начнем с того, что посмотрим на собственные тела и убедимся: физически они являются результатом действия тех процессов, что действуют на любое другое живое существо. Человеческое тело есть продукт эволюции, и она оставила свои следы. Затем мы обсудим способы нашего восприятия действительности и способы восприятия других живых существ. Не нужно думать, будто человек максимально полно воспринимает этот космос. Это вовсе не так.

Мы рассмотрим, как действует то, что, собственно, и формирует нас с вами, – наш мозг и его работа. Как работает физика и химия мозга, зачем ему нужны нейромедиаторы и каким образом можно повлиять на его работу. После этого коснемся ошибок восприятия и попробуем разобраться, почему так важно сохранять трезвость и здравость ума, тем более в нашем быстром, наполненном информацией мире. Завершим вторую часть и книгу в целом главой, посвященной иллюзии знания. В современном мире знание может подарить искреннюю радость, но, как и любое другое мощное оружие, неправильное использование знаний способно нанести серьезный ущерб как отдельному человеку, так и его окружению. Знание как хорошо заточенный нож – поможет устроить грандиозный ужин, но им же можно и порезаться. Все зависит от соблюдения правил работы с ним, как и с любым другим сложным инструментом. Необходимо также соблюдать правила хранения столь драгоценного инструмента, иначе он начнет работать неправильно. Перенасыщенность информацией XXI века способно стать угрозой для адекватного восприятия мира, но также позволит расширить горизонты нашего познания. Главное – уметь информацией пользоваться, о чем мы и поговорим в последней главе.

В любом случае приглашаю вас в путешествие по второй части книги, посвященной человеку в контексте Вселенной, и начнем мы непосредственно с нас с вами, а именно с наших тел.

Тело человека как карта истории

Многие века люди задавались вопросом о происхождении человеческого тела. На протяжении большей части истории оно оставалось сакральным, таинственным местом, непостижимым и удивительным. Таким оно остается и по сей день, однако не в свете его непостижимости, а в плане того необъятного массива информации, что оно способно дать. Наши тела являются сложным продуктом миллионов лет эволюции. Эволюция не создает идеальную конструкцию, она работает с тем, что есть, и меняет это под конкретные текущие нужды. Этот процесс оставил множество следов, и мы, вооруженные научным подходом, можем восстановить карту истории. Давайте же заглянем в собственные тела и посмотрим, что в них осталось явного после стольких лет изменений и переделок.

Если спросить обычного человека: «Как ты думаешь, что досталось твоему телу от предков?» – то обычно ответ закончится упоминанием копчика. Копчик является не чем иным, как редуцированным хвостом, оставившим нам четыре-пять сросшихся позвонков. Копчик есть у человека и, что логично, у других бесхвостых приматов, отчего они и получили свое название. Для обезьяны хвост может выполнять множество полезных функций. Это и средство социальной коммуникации, и пятая конечность, хорошо развитая, например, у паукообразных обезьян, и балансир при лазании на деревьях, и руль в полете. У всех больших человекообразных обезьян (орангутаны, гориллы и шимпанзе) и людей функцию общения с успехом выполняет мимика и тактильный контакт, а функцию древесного перемещения не менее успешно берут на себя цепкие конечности, что позволило хвосту редуцироваться до копчика. Несмотря на свои скромные размеры, этот хвост до сих пор необходим. К передним отделам копчика крепятся мышцы и связки, участвующие в работе мочеполовой системы, а также поддерживающие последние отделы кишечника. Не стоит забывать и о крепящихся к нему мышечных пучках больших ягодичных мышц. Более того, копчик служит важной точкой опоры, беря на себя часть повседневной нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Каждый, кто ломал копчик, в красках опишет, каково жить без хвоста.

Не завершая тему кишечника, нельзя не упомянуть про аппендикс, он же червеобразный отросток. Раньше придаток слепой кишки помогал переваривать грубоволокнистую пищу, теперь же уменьшился до 10 см и остается в рудиментарном состоянии, однако все еще крайне важен для функционирования организма. В нем располагается скопление лимфоидной ткани, что входит в состав периферических отделов иммунной системы. Именно по этой причине опыты с удалением аппендикса у новорожденных детей в Америке закончились так печально. В середине прошлого века возникла идея: почему бы не удалять аппендикс с рождения, он вроде бы уже не нужен и к тому же при случае может и к аппендициту привести? В итоге у большинства младенцев в США прямо в роддоме удаляли червеобразный отросток, а в Японии это делали при достижении ребенком трехлетнего возраста. Однако оказалось, что аппендикс не бесполезное наследство от предков, он еще и важный орган в формировании иммунитета наряду с вилочковой железой. При удалении аппендикса формирование всей иммунной системы оказывалось под угрозой, и впоследствии у детей развивалась одна из форм иммунодефицита. Аппендикс также важен для нормального функционирования кишечника. В нем находится «депо» бактерий, и обычно аппендикс будет первым местом, откуда полезные бактерии вновь начнут заселять кишечник после отравления или другого кишечного расстройства. Конечно, без аппендикса жить можно, но все равно лучше, когда он есть, нежели его не будет. Кстати, к воспалению аппендикса не приводит семечковая шелуха, как часто можно услышать из уст обеспокоенных родителей. Аппендицит может случиться с любым человеком независимо от его питания или возраста. Случайный заброс не до конца переваренной пищи в аппендикс может повредить его, и тогда у бактерий будет резонный выбор: либо продолжать жевать грубые волокна, что изредка им достаются из кишечника, либо жевать вас. Выбор очевиден, вы вкусный. Начинается воспаление, и оно может привести к серьезным последствиям, если вовремя не обратиться за помощью. Благо мы удосужились родиться во времени, когда такая операция выполняется любым хирургом с закрытыми глазами. Конечно, как и при любой операции, есть риск негативного исхода, но это не сравнится с данностью нескольких веков назад, когда при резкой боли в животе вам оставалось только молиться, чтобы это была временная кишечная непроходимость, а не аппендицит. Животным также может грозить аппендицит, но далеко не всем. Аппендикс есть только у некоторых млекопитающих, причем его нет у жвачных, вопреки распространенному мнению. У жвачных достаточно объема толстого кишечника, а еще четырехкамерный желудок для обеспечения всех потребностей в бактериях, переваривающих целлюлозу. Аппендицит может схватить кроликов и морских свинок, а еще лошадь, тем более что объем ее слепой кишки вместе с аппендиксом – более 30 л. Это если говорить о домашних животных. Диагностика у них воспалительного процесса часто затруднена тем, что они не умеют говорить и не могут сказать, что именно у них болит.

Пройдитесь языком по собственному рту, и, если вам позволяет возраст и удача, вы обнаружите зубы мудрости, в простонародье именуемые восьмерками. Правильное их название «третий моляр», и вылезают они в среднем значительно позже, чем остальные зубы, – к 18–25 годам. Это если повезет, у многих они не прорезываются вовсе. У наших предков они выполняли важные функции, а именно перемалывали жесткую грубоволокнистую пищу. Со временем рацион Homo sapiens все больше обогащался мягкой и термически обработанной пищей, и зубы мудрости потеряли свою основную роль в челюсти. Более того, увеличился мозг, и в результате пришлось уменьшить челюсть, за что мы до сих пор расплачиваемся, сидя на приеме у стоматолога. Зубам мудрости просто нет места в нашей челюсти, и они начинают расти в единственно доступном для них направлении, то есть вбок. Они могут напрямую разрушать соседние зубы, повреждая их корни, либо же сдвигать целиком зубной ряд так, что передние зубы начинают наплывать друг на друга. В самом легком варианте зуб мудрости может прорезаться не полностью, оставшись под «капюшоном» десны, куда будет попадать пища и вызывать кариес. Это еще сильнее усугубляет ситуацию с их чисткой, ведь до них и так добраться непросто. Впрочем, есть мнение, что знаменитые зубы мудрости с нами ненадолго. Все у большего числа людей отсутствуют зубы мудрости с рождения, и, поскольку естественный отбор сейчас не работает в этом отношении на человеческое тело, подобные мутации сохраняются. Однако не все люди следуют этой тенденции. У аборигенов Австралии и Тасмании не то что стабильно растет третий моляр – у них еще и четвертый растет. Зубы супермудрости. Этот факт поразителен во всех отношениях, учитывая, что три моляра – это одна из характеристик всех узконосых обезьян. У мартышек, гиббонов, орангутанов, горилл, шимпанзе и у нас с вами по 32 зуба, а вот у австралийцев 36. Эволюция в этом направлении может быть связана с употреблением до сих пор грубоволокнистой пищи. Кто знает, что станет с нашими зубами дальше? Поживем – увидим, может, зубы в какой-то момент истории перестанут играть значимую роль в нашем теле. У всех, кроме аборигенов Австралии – они будут становиться только зубастее.

Пощупайте собственное ухо, и, возможно, вы найдете что-то острое. На одном, а может, на обоих ушах вы можете обнаружить так называемый дарвинов бугорок. Это остаток острого уха ранних приматов, который передался и нам. Посмотрите на уши других животных, и вы увидите, что почти все они острые. Мы не являемся исключением, но «острота» ушей у нас сильно редуцирована и проявляется лишь у 10 % населения. Связь с предками куда ближе, чем может показаться, достаточно пощупать собственное ухо. То же самое касается мышц, окружающих ушную раковину. Ушные мышцы представляют собой классический пример рудиментарного органа. Раньше они позволяли поворачивать уши на источник звука – скорее всего, вы замечали, как это делают кошки, собаки, травоядные животные. В нашем случае с загнутым статичным ухом они утратили свою функцию, но не утратили свои способности. У некоторых людей до сих пор сохранилась способность шевелить ушами, правда, не так умело, как это делали предки, но все так же забавно.

Возможно, вы замечали у беременных женщин специфическую полоску, которая идет посередине через весь живот. Это так называемая белая линия живота. Состоящая преимущественно из коллагена, она разделяет правую и левую прямые мышцы живота и присутствует не только у человека, но и у других позвоночных животных. Внизу она заканчивается еще одним рудиментарным органом, а именно пирамидальной мышцей, и именно ее вы обнаружите, если будете щупать собственный лобок. В человеческом теле эта мышца не играет существенной роли, зато она развита у сумчатых. Это по факту обрамление сумки, и досталась она нам от далеких общих предков, давших в итоге начало как плацентарным, так и сумчатым. Удивительно: в собственном теле можно найти даже следы кенгуру.

У монголоидной расы сохранился еще один рудимент, по-научному называемый эпикантус. Это та самая складка верхнего века, которую мы видим при восточном разрезе глаз. Точные причины возникновения эпикантуса неизвестны, но большинство предположений делают отсылку к природным условиям, в которых обитали люди. Например, в пустынях и других местах с засушливым климатом, а также в условиях севера и с ярким зимним солнцем, чей свет усиливается отражающим его снегом, эпикантус позволял защищать глаза от пыли или излишнего солнечного излучения. У эскимосов он до сих пор выполняет эту функцию, а также у бушменов – самого древнего народа этой планеты. Впрочем, о его функциях до сих пор ведутся споры. Одна из гипотез утверждает, что в эпикантусе мог храниться дополнительный слой питательных веществ, в частности жира, снабжающего глаза и защищающего в условиях сильных морозов. На эпикантусе рудименты глаза не заканчиваются. Посмотрите в зеркало, и вы увидите в уголках собственных глаз третье веко, или, по-другому, полулунную складку. У птиц она формирует полноценную мигательную перепонку, позволяющую защищать глаз или увлажнять его без потери видимости, а крокодилу позволяет защищать глаза в воде. Полноценная мигательная перепонка млекопитающих развита у тюленей, верблюдов, белых медведей, кошек, а у нас осталась лишь в виде маленького треугольника в углу глаза.

Проведите рукой по своей коже, и вы почувствуете множество мелких волосков. Вообще мы очень волосаты, и максимальная концентрация волосяных луковиц у нас, как ни странно, на лбу, эти волосы мелкие и незаметные, но все-таки они есть. Волосы на нашем теле не обладают всеми теми функциями, что были у предков, но они мало того что остались, – они сохранили способность к собственному подъему. Пилоэрекция, или «гусиная кожа», – рудиментарный рефлекс, позволявший нашим более волосатым предкам согреваться в холодную погоду (тепло сохраняется, так как поднятые волосы создают эффект воздушной подушки) или казаться больше при виде врага. До сих пор человеческое тело реагирует на сильные эмоции мурашками, не вдаваясь в подробности, есть ли опасность. Мурашки могут быть вызваны и чувством благоговения, и восхищения перед сильной музыкой, и страхом, и сексуальным влечением – в общем, любой сильной эмоцией. Причем волосы поднимаются не просто так: к каждому волосу вашего тела подходит отдельное мышечное волокно, которое этот волос и поднимает. Мы поднимаем волосы усилием мышц, несчетным их количеством, рассеянным по всему телу. Ныне основные функции пиломоторного рефлекса исчезли, но вы до сих пор можете напугать противника, если волосяной покров вашего тела вам позволяет.

Бывает так, что тело человека возвращается к предковым формам. В таком случае это явление будет называться атавизмом, и подобное наблюдается также у многих животных. Змеи могут рождаться с нефункционирующими конечностями, при редких мутациях у куриного эмбриона могут начать расти зубы, возвращая его к исходному динозавровому состоянию. У дельфинов бывают случаи появления второй пары плавников, что делает их снова «четвероногими». Эволюция переделывает тела всех живых существ, но кэш изменения программ остается в памяти. Достаточно одной мутации, и спящие гены вновь пробудятся, дав материал для изучения ученым-зоологам и эволюционистам. Для человека обычно выделяют три атавистических проявления: гипертрихоз, многососковость и хвостатость.

Гипертрихоз, или повышенная волосатость, является редким заболеванием, приводящим, как понятно из названия, к тому, что все волосы на теле становятся длинными и густыми. Хотя чаще всего причины гипертрихоза носят приобретенный характер (нарушение секреторных функций желез или прием гормональных препаратов), наиболее известны случаи врожденной болезни, передающейся по наследству мутацией в X-хромосоме. Болезнь чаще затрагивает мужчин, нежели женщин, поскольку у них есть лишь одна X-хромосома, и одна мутация проявляет себя в полной мере. Хотя, будучи врожденной, эта болезнь не лечится, многие обладатели гипертрихоза живут полноценной жизнью, поражая обывателей своим «звериным» видом. Гипертрихоз даже остался в культуре благодаря сказке «Красавица и чудовище». Эта сказка насчитывает как минимум 162 версии, и ее варианты можно найти почти в любой европейской культуре. Например, в России она известна как сказка «Аленький цветочек» Сергея Аксакова. Сюжет сказки не нов, он встречался еще у древнеримского поэта Апулея в мифе «Амур и Психея», однако свой классический вариант сказка приобрела во Франции, и сделала она это во время первого в истории официально зарегистрированного случая заболевания гипертрихозом.

Все началось в 1537 году в Испании с мальчика Педро Гонсалеса, родившегося с необычным недугом – все его тело было покрыто густыми темными волосами. Мальчика быстро посчитали вместилищем демонов и недолго думая продали его французским корсарам, которые тоже не стали тянуть и 31 марта 1537 года подарили «зверя» Генриху II в честь его коронации. Король любил подобные «игрушки», у него был при дворе целый цирк из карликов и прочих средневековых интересностей. Подобные развлечения являлись признаком высокого статуса. Удивительное было время: родился ребенок со странным недугом или просто некрасивый – самое время его продать, почему бы и нет, а если вы богаты, то вам не выйти в свет без своего личного ручного карлика – люди засмеют. В любом случае мальчика стали посещать лучшие врачи Европы, и они пришли к выводу, что ребенок – не странная помесь животного и человека (опустим тот факт, что люди являются животными по определению), а просто человек с редким заболеванием. Демоны из мальчика не лезли, он спокойно общался и выглядел вполне адекватным, поэтому монарх не стал держать его в клетке и позволил ему прислуживать себе за столом. Мальчику сильно повезло, даже без оглядки на его болезнь – со временем он в идеале выучил французский язык и получил лучшее на тот момент в Европе образование. Его учили по той же программе, что впоследствии проходила и королева Марго, и принцы Карл IX с Генрихом III. Благодаря этому образованию он сделал неплохую карьеру судьи, а затем добился статуса дона.

Со временем волосатый судья женился на красивой женщине, и у них родилось сперва двое нормальных детей (которых Екатерина Медичи, будучи на тот момент уже вдовой Карла II, раздарила в семьи приближенных аристократов), а затем четверо волосатых, получивших не меньшую известность, чем их родители. Так родилась сказка «Красавица и чудовище». Вот была бы история, если бы в известном диснеевском мультфильме все заканчивалось не стандартным расколдовыванием принца и банальным хеппи-эндом, а подсчитыванием вероятности рождения волосатых детей у столь необычной пары, как это было в реальности. Был бы всем мультикам мультик.

Еще один интересный феномен, который может случиться с вашим телом и локально вернуть его в предковую форму, – это полителия, она же многососковость. У человека с рождения может присутствовать один добавочный сосок, пара сосков или целая их череда под основными. Такая аномалия встречается довольно часто, в среднем 1 % женского и 2 % мужского населения отмечены поцелуем древности, и обычно эти соски принимают за родинки, но иногда спутать невозможно. Их выраженность может сильно варьироваться: от простого пучка волос до полноценной, но маленькой молочной железы, обладающей функцией выделения молока. В таком случае говорят о полимастии. Может, кто вспомнит знаменитый фильм «Вспомнить все» с Арнольдом Шварценеггером, где был показан такой случай, или же мультфильм «Ну, погоди!» с одной из сцен на пляже. Всякое бывает в жизни.

Последний известный пример, который часто описывают в учебниках биологии, – это «хвостатость» человека. Случается, что рождается ребенок, и него есть вырост в конце спины, очень напоминающий хвост. В ранней христианской культуре таких детей предавали смерти или изгоняли из общества, поскольку хвост был явным свидетельством присутствия в ребенке беса или связи его матери с нечистой силой (в любом случае ребенку не везло), а в индийской культуре таких людей, напротив, считали полубогами. Все из-за бога-обезьяны Ханумана, сына бога ветра Хаю, друга Рамы и Ситы. Такие дети считались посланцами Ханумана на Земле и, соответственно, были обеспечены всю жизнь. Однако чаще всего это не истинный хвост, то есть не атавизм. В подавляющем большинстве случаев то, что принимают за хвост, является лишь грыжей нижних отделов позвоночника. Слишком много необходимо мутаций, чтобы появился истинный хвост с его костным основанием. Не стоит расстраиваться, все же существует атавизм, связанный с хвостом, и называется он «копчиковый ход». Дело в том, что вырастить кости трудно, но вот мышцам хвоста ничто не мешает расти, и, не имея костного основания, они начинают расти внутрь тела. Снаружи это выглядит как крохотная дырочка в районе копчика, которая на самом деле представляет собой вывернутый хвост наизнанку, растущий внутрь туловища. И все бы ничего, но хвосты обычно волосатые, да и кисточка есть на конце, чтобы собрату-примату помахать. Волосы в этом копчиковом ходу часто начинают появляться, жесткие и колючие, и начинают повреждать нежную кожу вывернутого хвоста. В итоге из-за этих повреждений вся конструкция воспаляется, и есть такая достаточно популярная человеческая процедура, как «удаление хвоста». Если задуматься, было бы страшно интересно, если бы хвост до сих пор сохранился. Им можно было бы показывать эмоции, наверняка он являлся бы объектом украшения и пирсинга. Увы, на своем веку мы это не узнаем, однако природе ничто не мешает вернуть хвост человеческому телу. Копчик есть, а значит, есть зачатки, и если вдруг мы лишимся всей своей цивилизации, речи, мимики и других средств общения, вернемся в джунгли к древесному образу жизни и нам понадобится инструмент, чтобы маневрировать своим телом в полете, – хвост появится. Даже краше, чем когда-то был.

В процессе своего развития мы претерпеваем множество метаморфоз, главные из которых происходят в эмбриональном периоде. На ранних этапах развития человеческий эмбрион практически неотличим от эмбриона рыбы, земноводного, рептилии, птицы или, тем более, другого млекопитающего. У них всех половина головы и шеи формируется благодаря жабрам, а точнее жаберным дугам. У нас тоже они были, целых четыре штуки, такие же, как и у акульего эмбриона. Только у акулы из них формируются полноценные жабры, а у нас – почти все, что находится выше грудины. Из первой жаберной дуги получатся верхняя и нижняя челюсти, а также слуховые косточки – молоточек и наковальня. Вторая жаберная дуга даст нам подъязычную кость и последнюю слуховую косточку, стремечко. Подъязычная кость – одна из немногих костей в нашем организме, которая не крепится к единому костному каркасу. Она подвешена в толще мышц, поэтому вы не найдете ее ни на одном скелете – ее буквально некуда крепить. Хотя она никуда и не крепится и подвижно соединена с мышцами, сломать ее можно. Делать это нежелательно, поскольку зачастую это приводит к смертельному исходу. Третья жаберная дуга также участвует в формировании подъязычной кости. Из четвертой жаберной дуги формируются щитовидный и остальные хрящи гортани и трахеи. Получается, мы до сих пор говорим, дышим и глотаем жабрами. Более того, я уверен, что у многих из вас закладывает уши, когда вы летаете на самолетах или ездите в лифтах. При этом стоит зевнуть, и давление между полостью среднего уха и наружной средой выравнивается. Это выравнивание возможно, поскольку у нас есть отдельный канал, соединяющий глотку со средним ухом, и называется он евстахиева труба. Евстахиева труба формируется на месте жаберной щели и с точки зрения анатомии соответствует брызгальцам хрящевых рыб. Это ноздри у акул и скатов. Мы до сих пор зеваем акульими ноздрями. Если вы слышите от кого-нибудь в разговоре, что нет связи человека с другими животными, дождитесь, пока ваш собеседник зевнет, и намекните ему, почему он способен на такое странное действие. Возможно, он удивится.

Наше единство с остальным биологическим миром пропитывает и наши гены. Причем я даже не буду касаться того, что большую часть нашего «генома» составляют не наши собственные гены, а мусор и мобильные генетические элементы – остатки древних вирусов. Кто бы мог подумать, но в нашей генетической библиотеке есть отдельные главы, ответственные за общее формирование целостного тела. Это буквально гены «рук из плеч», и открыты они были благодаря мухам-дрозофилам. Муха Drosophila melanogaster является одним из самых изученных объектов на нашей планете. Ее небольшие размеры, короткий жизненный цикл и, главное, неприхотливость сделали ее излюбленной моделью для проведения всяческих генетических экспериментов. Таких экспериментов уже не счесть, они продолжаются с 1906 года, когда отец современной генетики Томас Морган впервые начал выращивать своих двукрылых питомцев. К середине XX века уже миллиарды этих мух населяли лаборатории по всему свету, радуя исследователей своими разноцветными глазами, различной окраской тела, формой крыльев, количеством щетинок на брюшке и т. д. Все стало гораздо интереснее в конце 1940-х, когда один из сотрудников Калифорнийского технологического института обратил внимание на муху с двумя парами крыльев. Возник закономерный вопрос – как так получилось? Какие именно механизмы заставили эту несчастную муху стать почти бабочкой?

Организм любого животного развивается из первой, единственной клетки, в которой находится информация об итоговом продукте. Клетки делятся, и каждая из них несет в себе копию первоначальной инструкции, каждая из них знает все о всем теле. Только в какой-то момент у разных клеток начинают работать разные гены: какая-то клетка становится частью нервной системы, другая – частью пищеварительной, третья – чешуйкой кожи на лапке. Происходит таинственный, сакральный процесс развития, превращающий комок одинаковых клеток в здоровое сильное существо, полностью готовое к реалиям этого мира. Поломки в этом механизме чаще всего ведут к печальным последствиям, но не всегда, как убедились исследователи в середине прошлого столетия. Бывает так, что структуры тела мухи начинают копировать сами себя, что и произошло с крыльями того интересного экземпляра. Потом была найдена и муха, у которой вместо антенн на голове выросли лапки. Фраза «у меня лапки» вдруг раскрылась на интересном примере. Исследователи предположили, что подобные аномалии могут быть связаны с копированием целого сегмента в теле двукрылого. В случае с крыльями третий сегмент ее тела вдруг решил, что он второй, и начал поспешно отращивать на своей поверхности дополнительную пару крыльев, как и полагается второму сегменту. В итоге ученые нашли отдельный ген, ответственный за рост целого сегмента, а впоследствии и его собратьев. Таких генов насчитали целых восемь штук, и названы они были гомеозисными, или Hox-генами. Эти гены формируют тесные группы, отвечают за полноценное формирование тела и находятся в геноме, что самое интересное, именно в том порядке, как и будет строиться тело мухи. Сперва идут «гены головы», потом «гены груди» и затем «гены брюшка» со всем, что с этими сегментами связано. Нарушив работу любого из генов, можно получить необычные результаты, например лапки, торчащие из головы.

Самое поразительное заключается в том, что наше тело содержит точно такие же гены, как у мух дрозофил. Как и тело мухи, тело человека сегментировано, но только мы этого не замечаем – сегментов слишком много, и именно они будут отвечать за расположение позвонков, ребер или рук. Если вы внесете изменение, например, в ген hox10 у мыши, то ей ничего не останется делать, кроме как вырастить лишние ребра на животе. Чем сложнее животное, тем больше у него будет таких генов. Подарил нам их общий предок, живший порядка 600 млн лет назад и имевший билатеральную симметрию. Некоторые из них настолько консервативны, что, если взять один из Hox-генов мыши и перенести его в гомологичную область генома мухи, муха вырастет абсолютно нормальной, и наоборот. Они взаимозаменяемы! Кстати, вероятно, именно они отвечают за регенерацию потерянных конечностей у ящерицы. Тело ящерицы помнит, где был ее хвост, какой он был и как его восстановить. Если мы сможем правильно воздействовать на кластеры Hox-генов в собственном организме, то совершим прорыв в регенеративной медицине и сможем отращивать потерянные конечности de novo. Возможно, разумеется, но мысль об этом воодушевляет.

Единство нашего генетического кода с другими представителями животного мира поражает. Какое животное ни возьми, в любом будет работать такой же генетический аппарат. Работают сходные механизмы наследственности, бурлит жажда жить и продолжить свой род. Мир развивается, эволюция правит бал, виды превращаются в другие, дают новые ветви, которые, в свою очередь, будут началом для новых ветвей. Кому-то суждено вымереть, кому-то остаться неизменным на полмиллиарда лет, кто-то научится читать книги. Природа не остановит свое непрерывное изменение, пока не придет конец этой планете. Но, судя по всему, это случится еще не скоро, и какое счастье, что мы родились в телах, способных осознать этот процесс, насладиться им в рамках нашего понимания! Еще большую радость доставляет то, что мы можем оценить собственное единство с миром, даже если оно не заметно напрямую – все сокрыто в наших генах. Наши ближайшие родственники, шимпанзе, скорее всего, не могут оценить масштабы происходящего на планете. В очередной раз я использую сочетание «скорее всего», потому что пока мы не можем забраться в голову шимпанзе и посмотреть, о чем он думает. Шимпанзе и другие приматы думают, не сомневайтесь, мыслительный процесс в их черепах идет полным ходом, и не обязательно мысли обрамлять в отдельные слова. Как часто у вас происходило так, что вы не можете подобрать слова, чтобы описать мысли, гложущие вас? Этот простой мыслительный эксперимент уже шатает представление, что мысли должны обязательно оформляться в слова. Мыслить можно и образами, и чувствами, и мотивациями. Посмотрите на спящую собаку, во сне бегущую за мячиком, а наяву в этот момент забавно дрыгающую ногами. Она что-то воображает, как-то планирует свои ближайшие действия в увлекательном сне. Понять, о чем думают животные, мы пока не можем, но когда-нибудь разгадаем и эту тайну. И начнем мы этот процесс, скорее всего, с шимпанзе.

По разным оценкам, наше генетическое сходство с шимпанзе составляет 95–98 %. Пара процентов отличий в геноме, и вот вы уже способны создавать произведения искусства, а не рыскать в поисках камня, чтобы разбить орех. Хотя наше различие с шимпанзе и заключается в паре процентов, хромосомный набор различен, что вводит в некоторое недоумение. У гориллы, орангутана, шимпанзе, в общем – у всей нашей ближайшей семейки по 24 пары хромосом. Забавно, но у человека вплоть до 1955 года также насчитывали 24 пары хромосом. Ошибка началась в 1921 году, когда один техасец, Теофилус Пейнтер, насчитал в клетках человеческих семенников 24 пары хромосом. Вслед за этим другие исследователи начали насчитывать точно такое же количество, и в ближайшие 30 лет никто не осмеливался опровергнуть «всем известный факт». Только в 1955 году благодаря усовершенствованным методам окраски и микроскопирования удалось точно подсчитать их количество, после чего весь мир начал видеть на месте двадцати четырех пар двадцать три. Даже в старых книгах по генетике на картинках теперь насчитывалось только 23 пары, хотя несколькими годами ранее на них явственно видели 24. Иллюзия знания пропитывает не только нашу обыденную жизнь, но и научные круги.

В итоге у человека оказалось 23 пары, а у всех ближайших человекообразных – 24 пары хромосом. Куда же подевалась в процессе эволюции одна из пар, и неужели наша генетика решила пойти по совсем другому пути? Причина подобного феномена нашлась быстро. Вторая хромосома, одна из самых крупных в нашем геноме, получилась из-за слияния двух средних по размеру хромосом обезьян. Это видно даже визуально: если правильно окрасить хромосомы, на их поверхности будут виднеться полоски (разные по упаковке участки хроматина). Возьмите две средние хромосомы обезьяны, приклейте их одну к другой – вы получите вторую хромосому человека. Отличий генов человека от генов шимпанзе в самом деле не так много. В 13-й хромосоме, например, вы в принципе не найдете каких-либо значимых изменений. Будет несколько разных букв, но это отличие ничтожно на общем фоне. Мы привыкли сравнивать человека с другими животными и находить массу различий, но возьмите и сравните не человека и всех остальных, а пару человек – шимпанзе и в сравнение к ним поставьте жука. В таком контексте с точки зрения жука мы будем совершенно одинаковы. Одинаковые кости, зубы, пищеварительная, кровеносная система, строение глаз, даже одинаковая базово запрограммированная мимика. Если честно, я не понимаю, почему многих людей коробит это сходство. Неужели так невыносимо осознавать, что мы не являемся принципиальным исключением на этой планете, но являемся частью единого прекрасного процесса? Неужели обязательно быть пришельцем в мире, противопоставлять себя ему, убеждать всех и каждого, что мы бесконечно особенные, вершина эволюции и т. д.?

В принципе словосочетание «вершина эволюции» звучит странно – эволюция является законом развития жизни и выражается в некоей форме успеха, обычно определяющейся приспособленностью к окружающей среде. Что есть мера эволюционного успеха человека? Наша численность? Что ж, если для человека фраза «вершина эволюции» в контексте человека определяется численностью, то можно только посочувствовать и предположить, что утверждающий это вовсе не уважает весь человеческий род. Тем более что мы не самые распространенные животные на планете. Считать мерой эволюционного превосходства нашу приспособленность к любым условиям можно, но это все работает только при наличии технологий. Действительно, отличие человека от других животных есть, и оно бросается в глаза, ни в коем случае не хочу его приуменьшить, но оно скорее не телесное, а социокультурное. Весь человеческий интеллект идет насмарку в случае, например, детей-маугли, выращенных в диких джунглях. Что в них есть от человеческого интеллекта? Способность к подражанию, заложенная в любом примате благодаря зеркальным нейронам? Вот и получается, что наш статус «вершины эволюции» обусловлен лишь нашими субъективными ощущениями нахождения на пьедестале. Тем более, если мы говорим о некоей приспособленности, все может резко закончиться падением крупного астероида, как случилось с динозаврами. При таком инциденте вдруг оказывается, что «вершиной эволюции» все это время были тараканы или тихоходки, чьи тела могут пережить массовый кризис. Поэтому стоит забыть о статусе победителя – мы лишь одно из проявлений прекрасного процесса, гости в этом мире. Необычные гости, бесспорно, таких еще не было, но не стоит категорично утверждать, что таких более не будет. Главное, что мы можем хотя бы одним глазком заглянуть в замочную скважину шкатулки, называемой Вселенная, и попробовать понять, что в ней происходит. Зачем? Потому что нам интересно. Все равно в этом мире по большому счету больше нечем заняться.

Такие разные глаза

Любое живое существо воспринимает окружающую действительность и реагирует на нее. Бактерии, растения, животные – неважно, любой организм воспринимает пространство вокруг себя на доступном и предпочтительном для него уровне. Прокариоты для этого пользуются хемотаксисом, то есть понимают, где они находятся, благодаря химическим сигналам. Эукариоты постарались расширить диапазоны восприятия, и одним из важнейших приобретений ядерных организмов стала активная реакция на освещенность. Свет ближайшей звезды ласкает наш мир, наполняет его энергией и силой, позволяет большинству наземных продуцентов расти и повышать запасы биомассы на Земле. Животные поступили еще хитрее и научились использовать свет для активного наблюдения за окружающей их действительностью – они изобрели глаза.

Шкала электромагнитных волн. Серая полоска – диапазон видимого света, воспринимаемого человеческим глазом

Мы привыкли воспринимать мир таким, каким видят его наши глаза, но не стоит забывать, что он на самом деле другой.

То, что мы видим, представляет собой от силы 5 % от того, что в реальности можно увидеть. Да, мир объективно такой, какой он есть, только воспринимать его можно исключительно субъективно, основываясь на доступных для вас механизмах познания. И одним из важнейших таких механизмов являются глаза. Каждое животное видит мир по-своему, и не нужно думать, что мы это делаем идеально. Просто так получилось. Все началось во время кембрийского взрыва, эпохи нововведений и телесных открытий. Скорее всего, какой-то хищник вместо того, чтобы пытаться найти добычу с помощью слепого случайного контакта, приобрел на своей поверхности светочувствительные клетки, способные различать свет и тень. Это приспособление уже дает неоспоримые преимущества, поскольку добыча, проплывая мимо, может на краткое мгновение отбросить тень – самое время для рывка. С тех пор началась гонка вооружений, ведь добыча тоже не глупая. Нет особой нужды наращивать панцирь или шипы, когда можно тоже обзавестись глазами и увидеть хищника задолго до того, как он к вам подберется. Возникает первый вопрос – каким таким образом на поверхности животного появились светочувствительные клетки?

Существует множество теорий происхождения глаз: одни из них гласят, что глаза возникали независимо в процессе эволюции около полусотни раз у абсолютно разных представителей животной фауны, другие теории, напротив, утверждают, что глаз появился единожды и затем лишь претерпевал бесчисленные изменения. На правоту первых намекает столь огромное число самых невероятных форм и устройств зрительного аппарата, на правоту других – факт, что формирование глаз почти у всех животных контролируется геном pax6. В любом случае, кто бы в итоге ни владел глазами: кубомедуза, кузнечик или верный пес, – все они получили их от первых предков, придумавших клетки-фоторецепторы.

Глаза любого живого существа видят благодаря белкам опсинам. Они же, в свою очередь, связаны с хромофорами – молекулами, способными поглощать энергию фотонов и менять свою форму, влияя на связанный с ними опсин. Череда таких событий приводит к тому, что генерируется электрический сигнал, который бежит в нервную систему и несет долю информации о внешнем мире. Хотя в мире существует множество разновидностей опсинов, все они связаны друг с другом общностью происхождения. Когда-то у них у всех был общий белок-предшественник, задачей которого являлась регуляция циркадных ритмов. Он даже не реагировал на свет напрямую, а был связан с гормоном мелатонином, отвечающим за циклы сна и бодрствования. Запасы мелатонина разрушались с первыми лучами солнца, и именно это давало сигнал белкам-предкам опсинов на генерацию электрического сигнала о начале нового дня у примитивных животных. Этот механизм имеет один крупный недостаток – он расточительный. Каждый раз вам необходимо пополнять запасы мелатонина лишь для того, чтобы вновь его разрушить на рассвете и проснуться. Поэтому изобретение хромофоров – веществ, которые не разрушаются на свету, а только меняют свою форму, что тоже дает сигнал в цепи, – стало отличной идеей. Белки, принимающие это изменение, также изменились, и появились первые опсины.

Эволюция хрусталика была гораздо более сложной. Большинство линз хрусталиков формируются белками кристаллинами, способными фокусировать проходящий через них свет на фоторецепторах. В принципе кристаллин – не название определенного белка, а целый класс белков, встречающихся у абсолютно разных животных, но в основном выполняющих функцию преломления света. Изначально эти белки выполняли совсем другие функции, например, участвовали в переработке алкоголя или вырабатывались во время стресса, но природа быстро смекнула, что их можно использовать куда более интересно. В итоге из них получились отличные линзы. Не все животные оценили плюсы этих кристаллинов, некоторые и решили пойти своей уникальной дорогой. В частности, хитоны, моллюски, чье тело покрыто крепкими известковыми пластинами, выращивают на своей поверхности крохотные глаза с минеральными линзами. Еще раз, просто вдумайтесь в это: они используют настоящие минеральные линзы из арагонита и смотрят через них на этот мир. А если с линзой что-то происходит, не беда, моллюск вырастит новую, и таких глаз сотни по всему телу.

Часто глаза приводят как пример чего-то, что не способно работать, будучи упрощенным. Это называется «неделимая сложность». Мол, если вы уберете из глаза любой элемент, он станет нефункциональным, а значит, был сконструирован сразу, целиком и полностью. Однако это несусветная глупость. Для каждого животного, у которого есть глаза, они выполняют свою определенную задачу и чаще всего устроены намного проще, нежели у человека или хищной птицы. Морской звезде вовсе не обязательно иметь полноценные в нашем понимании глаза, когда ее задача – лишь поймать тень от ближайшего рифа и спрятаться в укромном местечке, если в этом будет необходимость. Глаза – это инструмент, заточенный под конкретные нужды, и они развивались от простого к сложному, как обычно и происходит в этом мире. Самые простые глаза представляли собой не более чем поверхность из светочувствительных клеток. Такие структуры есть, например, на щупальцах гидр. Это не настоящие глаза, но чувствительность фоторецепторов достаточна, чтобы различать день, ночь, глубину, а еще ловить тень от проплывающей мимо добычи. Если стало темно, то мимо кто-то проплыл, и пора готовить стрекающие клетки (ядовитые гарпуны на ее щупальцах), или наступила ночь, значит, тебя никто не видит и также пора охотиться.

Следующей стадией будет развитие слоя пигментных клеток (экранирующей выстилки), блокирующих часть световых лучей. Это позволяет теперь определять, откуда конкретно падает свет. Не просто факт наличия света, а именно направление, откуда он достиг ваших глаз. После чего можно их углубить, сделать для них ямку. Теперь вы можете двигаться по направлению к источнику света или от него, все зависит от ваших нужд. Такими глазами пользуются личинки многих морских животных. Третий этап предполагает группировку кучек фоторецепторов с пигментной выстилкой в «глазки», направленные в разные стороны. Подобная конструкция дает какое-никакое, но изображение. Появляются размытые зрительные образы, а вы радуетесь настоящим глазам. Как раз такими глазами и обладают морские звезды или кубомедузы. Последним этапом для глаза, который уже очень похож на наш, будет появление хрусталика, проецирующего изображение аккурат на новенькую сетчатку. Поздравляю, вы получили «совершенные» глаза, пройдя через несколько упрощенных этапов, в каждом из которых более примитивные варианты с успехов выполняли поставленные перед ними задачи. Миф о неделимой (или нечленимой) сложности представляет собой лишь пример невежества человека и его нежелание разобраться в вопросе. Как легко заявить, что если я чего-то не понимаю, то такого быть не может и объяснение обязательно лежит в рамках моих знаний или ощущений. Мир сложный и прекрасный, и я не могу понять, почему мысль о его сложности приводит некоторых людей в состояние оцепенения и категоричного отрицания. Неужели приятно жить в суперупрощенной модели, в иллюзии, навязанной или выдуманной, лишь бы не касаться реальности? Не бывает следствия без причины. Все, что мы видим вокруг, есть результат долгого, невообразимо сложного процесса, длящегося миллиарды лет и оставившего отпечатки своих пальчиков. Их легко увидеть, было бы желание и немного пудры.

Другие животные видят мир иначе, чем мы, и это вовсе не означает, что они что-то от этого теряют. У насекомых фасеточные глаза, например, такие глаза у мухи, и такими глазами вы не увидите сильно четкую картинку. Но эволюция идет своей дорогой и затачивает глаза под нужды животного. Насекомым не обязательно видеть четко, зато они видят «быстро»: в то время как человеческий глаз воспринимает в лучшем случае 50 кадров в секунду, глаза мухи улавливают все 300. Когда вы пытаетесь поймать муху, она видит вас словно в замедленной съемке. Для них мир намного более медленный, чем ваш. Само понятие времени для животных будет различаться, потому что для них присуща разная скорость восприятия. Чувство пространства также сильно варьируется: мы способны видеть лишь перед собой, а стрекозы обозревают пространство почти на 360 градусов, то есть все вокруг них одновременно. При этом фасеточные глаза состоят из множества мелких глаз, омматидиев, каждый из которых воспринимает картинку отдельно от других. У древнечелюстных и щетинкохвостых (отряды бескрылых насекомых) таких фасеток всего горстка, зато у стрекозы их уже 28 тыс. Двадцать восемь тысяч глаз, каждый из которых в отдельности воспринимает пространство, и в сумме они дают полное изображение со всех сторон в замедленной съемке. Бабочки-бражники делают то же самое, но их глаза настолько чувствительны, что они способны различать цвета даже при тусклом мерцании звезд на ночном небе.

Для восприятия пространства вам и глаза зачастую не нужны. Что видит летучая мышь в полной темноте? Она реконструирует пространство благодаря ультразвуку, отражающемуся от объектов и возвращающемуся к ее ушам. Он несет всю необходимую информацию о статичных объектах окружения и о вкусной добыче, не подозревающей, что ее ждет через несколько секунд. Что видят дельфины? Пользуясь той же эхолокацией, одни из самых умных существ на планете способны воссоздавать карту местности на сотню метров вокруг. Кто где находится, их форма, скорость движения. Для этого и нужны их огромные мозги, превосходящие человеческие как по размеру, так и по количеству извилин. Это компьютер, заточенный под 3D-моделирование. Представьте, что вы стоите на улице и в какой-то момент поняли, что происходит вокруг на сотню метров. Где находится каждое дерево, каждая машина или человек, как по небу летят птицы и их количество, как сзади вас пробежала кошка, и все это вы понимаете и осознаете разом, одномоментно.

Что видит хищная птица, выслеживающая добычу с расстояния в несколько километров? Как видит гигантский кальмар, чей глаз диаметром 17 см? Возьмите линейку, отмерьте 17 см и представьте такой глаз, почти не уступающий по разрешающей способности нашему. Каково это – видеть сотней глаз, усеявших все тело, как у морского гребешка, или, например, отлично смотреть вверх и вниз одновременно, как это делают рыбы четырехглазки? Эти рыбы обитают у поверхности воды, и их зрачок разделен мембраной на две части. Это позволяет им правильно преломлять свет и видеть нормальное изображение как в воздушной верхней среде, так и в нижней водной. Некоторые животные смотрят напрямую через собственный прозрачный череп, как поступает малоротая макропинна. Если вы живете на глубине, хорошие крупные глаза – это ваша единственная надежда на выживание, и их повреждение равносильно смерти. Поэтому можно спрятать их внутрь тела поглубже, а череп сделать прозрачным шлемом. У травоядных, например у коз, глаза располагаются по бокам тела, что обеспечивает максимальный обзор вокруг, предупреждая нападение хищника. Даже их зрачок стал горизонтальным. Если вы когда-нибудь видели зрачок козы, вы этого не забудете – страшное зрелище.

Наши глаза часто приводят в пример как совершенный орган, однако это вовсе не так. Хорошие глаза у осьминогов. Все в их строении заточено под максимальную эффективность, сетчатка направлена в сторону света, хрусталик успешно фокусирует солнечные лучи. Наш же глаз – компромисс между рабочим инструментом и ошибкой планирования, так как он вывернут в ходе эволюции наизнанку. Все началось с примитивных хордовых, от которых в современности остались лишь ланцетники. В свое время, пока все остальные животные хвастались внешним панцирем, мы пошли против мейнстрима и сделали внутренний каркас, представляющий собой упругую трубку – хорду. Она впоследствии стала позвоночником. Над хордой располагалась нервная трубка, пускающая волны сигналов по телу и заставляющая тело сокращаться. На внутренней ее стороне начали формироваться фоторецепторы, и это было эффективно: нет никакого смысла формировать клетки-светоуловители на собственной поверхности, когда вы и так прозрачный. Это ставит их под удар при неблагоприятном стечении обстоятельств, и вполне допустимо сделать их внутри трубки зачаточной нервной системы. В какой-то момент эти фоторецепторы начали копиться в районе головы первых хордовых, так как именно с головы начинается движение и маневрирование в случае опасности, глаза сзади только помешают.

Проблема в том, что, когда вам таки припрет сформировать глаза, вы начнете их делать как выросты нервной трубки, что и происходит в человеческом теле во время эмбрионального периода. Формируются глазные пузыри, потом они замыкаются, сверху появляется зрачок, и все вроде бы отлично, ан нет. Из-за того, что ваши рецепторы находились на внутренней стороне нервной трубки, в итоговом глазе они также окажутся с внутренней стороны, а сверху пойдет питающий их кровеносный слой. Более того, нервные отростки этих рецепторов вам необходимо комплектовать в пучок, идущий в единый глазной нерв, а затем напрямую в мозг. Соответственно, этот провод нужно как-то вывести к мозгу, и делается это прямо сквозь сетчатку. Это место в наших глазах называется слепым пятном, вы им не видите. Какой смысл в конструкции, предназначенной для зрения, если у нее есть часть, где вы ничего не видите? Никакого, но так работает природа. Если эволюция пошла таким путем, она постарается сделать максимально рабочие глаза из того, что есть, даже если это и будет выглядеть глупо. Вы когда-нибудь замечали маленькие точечки, возникающие и пропадающие в вашем поле зрения, если вы расфокусируете взгляд и посмотрите на светлый объект, например на небо? Мы называем это «мушки». Когда вы наблюдаете за мушками – вы видите собственную кровь. Эритроциты, тромбоциты, лейкоциты – все они блуждают по вашим кровеносным сосудам, а кровеносный слой находится поверх сетчатки! Чтобы свет попал к вам на светочувствительные рецепторы, он должен сперва пройти через вашу собственную кровь, но кровь отбрасывает тень. В следующий раз, когда вам будут рассказывать про глаз человека как совершенный орган, напомните собеседнику, что его глаза вывернуты наизнанку, как носок. Почему? Потому что так получилось. Стоит напомнить, что есть другие, крупные мушки, темные, которые не появляются во время расфокусировки, а замечаются при переводе взгляда и ускользают каждый раз от вашего фокуса. Это уже не тень от кровеносного слоя, а у вас помутнение стекловидного тела. Наши глаза наполнены веществом типа желе для поддержания их объема, и если в него что-то попадает (кровь, свернувшийся белок), то это что-то остается там надолго. Это явление представляет собой вариацию нормы, но если таких «черных мушек» слишком много – стоит обратиться к офтальмологу.

Наши глаза крутые, без сомнения, но их развитие претерпело множество корректировок. Скорее всего, изначально в глазах предков млекопитающих было четыре типа колбочек. Палочки и колбочки – фоторецепторы глаза. Палочки отвечают за восприятие света и тени, колбочки ответственны за цвет. Из-за того что изначально мы вели ночной образ жизни, мы утратили два типа колбочек и сконцентрировались на палочках. У большинства млекопитающих осталось именно такое зрение – с двумя типами колбочек. Они видят все, что видим мы, но не различают оттенки красного. Быка не будоражит красный цвет, это миф. Его напрягает движущееся полотно, трехдневный голод, а еще то, что его пугали перед корридой. Только приматы имеют полноценное цветное зрение, то есть вернули себе один из типов колбочек, и это связывают с особенностями нашего питания. Мы изначально плодоядные, и отличить спелый красный плод от неспелого важно, а тем более найти его на расстоянии в сотню метров среди зеленой листвы. У нас полноценное цветное зрение, которым мы очень гордимся. Мы видим все цвета радуги, однако это далеко не предел совершенства. Птицы и насекомые способны различать ультрафиолет, невидимый для нас. Посмотрите на цветы, и вы не увидите ничего необычного. На самом деле цветы выглядят совсем иначе, нежели мы себе представляем. Они создавали себя не для человеческого глаза, а для насекомых.

Цветы – это самая настоящая взлетно-посадочная полоса для опылителей, и на их поверхностях гораздо более сложный рисунок, нежели видим мы. Он виден только в недоступном для человеческого глаза ультрафиолете. Никто из нас не видел никогда настоящих цветов, лишь их упрощенное превью.

Так видим цветы мы. А так видят их насекомые

Змеи могут видеть в инфракрасном диапазоне, что позволяет им охотиться на добычу, ориентируясь на температуру. Буквально встроенный тепловизор. Не знаю, как вам, но мне становится обидно, что кто-то видит намного больше, чем я. Похоже, именно так подумали исследователи из Научно-технического университета Китая и вставили тепловизор в мышиные глаза. Для этого они вкололи мышам в глаза наночастицы, способные прикрепляться к фоторецепторам глаза. По сути, фоторецептор – это антенна, способная улавливать кванты света определенной волны и генерировать электрический сигнал, идущий в мозг. Энергии инфракрасного света недостаточно, чтобы активировать рецепторы в глазах млекопитающих, но китайцы это исправили. Севшие на рецепторы наночастицы способны копить по нескольку фотонов инфракрасного излучения и затем превращать его в видимый зеленый свет. Негативных побочных эффектов в данном эксперименте авторы не обнаружили, зато мыши помимо обычного окружения начали видеть тепло, как змеи. Как узнать, что грызун начал видеть тепло? Вы у него просто так не спросите, но в данном случае доказательства неопровержимы. Во-первых, теперь зрачки в мышиных глазах начали сужаться, тогда вы светите на них инфракрасным излучением, когда как в контрольной группе такого не происходит. Это базовый признак того, что теперь глаз видит какой-либо свет. Во-вторых, осталось убедиться, что подобный феномен не является результатом «засветки» и мышь действительно видит четкую картинку. Для этого экспериментаторы прибегли к классическим опытам с бассейном. Мышь опускают в воду в полной темноте, и ее задача – найти расположенную в бассейне платформу, на которую можно выбраться и передохнуть. Найти ее непросто, но можно сделать животным подсказку в виде рисунков на стене – куда плыть. Рисунки должны быть не обычные, а определенные, например, треугольники обозначают нужное направление, а круги – обратное. Мыши с «суперзрением» могли ориентироваться в полной темноте, видя подсвеченные инфракрасным излучением узоры, в то время как обычные мыши бесцельно блуждали в водном лабиринте.

Когда-нибудь мы сможем расширить границы собственного восприятия и увидеть настоящий мир. Правда, технология тепловизора, как мне кажется, будет запрещена для повсеместного использования. Для военных это нереально круто – две недели со сверхзрением: вы можете ориентироваться в полной темноте, искать следы, проводить разведку и т. д. При этом в обычной жизни это будет посягательством на личную тайну. Часто наше общение связано с теми или иными физиологическими реакциями тела, а именно с приливом крови в разные места тела. Представьте, вы общаетесь с человеком и абсолютно точно знаете, что ему нравитесь. Светится какое-то место его тела. Причем так ярко – аж глаза слепит. Изумрудно. Поэтому, возможно, будет распространено термозащитное белье, экранирующее излучение и не дающее посягнуть на вашу конфиденциальность. Холодные ладошки и румянец на щеках это не уберет, и все это станет видно, но кто знает, что случится дальше. О, дивный мир будущего.

Есть, правда, одно существо на планете, которому смешно от наших попыток добавить восприятие одной лишней грани спектра в собственные глаза. Живет в японских морях самое прекрасное создание в известном мире – рак-богомол. Размером до 20 см, это ротоногое членистоногое выглядит так, словно радуга сошла с небес и поселилась в море. Он прячется в песке и ожидает свою добычу, а над поверхностью песка можно заметить только пару его глаз, способных вращаться независимо в трех плоскостях. Когда мимо него проплывет рыба, пройдет другой рак или что угодно попытается прошмыгнуть, рак-богомол делает быстрый выпад в сторону жертвы. Ударные ноги он разгоняет до скорости 80 км в час под водой, и на все движение ему требуется около 100 миллисекунд. Удар настолько быстрый, что за его клешней создается эффект кавитации: из-за низкого давления вода вскипает с образованием пузырька газа, внутри которого температура поверхности Солнца (5500 °C), а затем пузырек схлопывается с ударной волной, глушащей все вокруг хищника. В темноте даже видно вспышку – он делает плазму под водой. Плазму! Сейчас структуру его панциря изучают в военном контексте, а именно каким образом он не разрывает собственные конечности во время атаки. Скорость его удара настолько высока, что электрические импульсы в его мышцах не поспевают за ним, поэтому он пользуется механизмом пружины. В ожидании добычи он периодически сокращает мышцы, чтобы привести клешню в боевую готовность. Затем ему останется лишь распрямить пружину и раздробить на мелкие ошметки врага. Поэтому его и не держат в обычных аквариумах: если он захочет уйти – он уйдет, а если и не уйдет, то уничтожит любую окружающую живность. Он даже для дайверов представляет угрозу. Если аквалангист решит поближе им полюбоваться, а рак-богомол очень красивый, ударная волна может заставить человека потерять сознание, а под водой это очень опасно. Вода – несжимаемая субстанция, на этом основано действие гидравлики. По этой причине не надо купаться в водоемах, где глушат рыбу. Странный совет, но это действительно так. Взрыв динамитной шашки на воздухе быстро теряет свою силу по мере удаления от источника взрыва, в воде же потеря мощности на расстоянии минимальна. Тем временем у вас в теле есть два пузыря, которые мы называем легкими, готовые сложиться от такого воздействия. В случае с раком-богомолом страдает мозг, весь импульс от взрыва бьет именно по нему. В общем, если будете плавать в японских морях – не обнимайтесь с раком-богомолом, эта креветка убьет вас примерно за 0,1 с.

И все же самое прекрасное в этом создании – не способ охоты, а глаза. Мы можем различать три цвета, которые создают для нас палитру радуги. Рак-богомол в этот же момент видит 12 цветов. Попробуйте представить цвет, который вы никогда не видели, а теперь помножьте его на 8. Эта креветка-переросток видит все, что видим мы (впрочем, наши цвета он плохо различает), а еще ультрафиолет, инфракрасное излучение, линейную и круговую поляризацию. Поляризация – явление, при котором из света «убираются» все электромагнитные волны, кроме тех, что лежат в определенной плоскости. Мы пользуемся этим явлением, когда носим дорогие солнечные очки или сидим в 3D-кинотеатре. Когда снимают 3D-кино, его снимают двумя камерами отдельно для каждого глаза. В кинотеатре такое кино также показывают двумя проекторами. Картинка для левого глаза проецируется на специальный серебристый экран (он отражает поляризованный свет именно так, как он на него попал), затем попадает только в левый глаз, потому что линза в ваших очках пропускает только, например, горизонтально поляризованный свет. Такая же ситуация с правым глазом, но там уже будут вертикальные волны. Очки-поляризаторы являются своего рода решетками, пропускающими только правильный свет. У рака-богомола такие «решетки» вшиты в глаза, поэтому он видит все. Он видит все, что видим мы, по красоте возведенное в восьмую степень. Он заглядывает в параллельные миры, наблюдает прошлое, настоящее и будущее, любуется ангелами и демонами, он видит все. Это, конечно, преувеличение, но понять, что видит он, мы не можем. Величие этой креветки недоступно для нас.

Схема линейной и круговой поляризации

Все живые существа воспринимают мир по-своему, и не стоит думать, что наши шикарные вывернутые наизнанку глаза являются вершиной инженерной и технической мысли. Да, мы к ним привыкли и не представляем себе другого восприятия, однако оно есть, и мы можем к нему подобраться. Когда-нибудь мы взглянем на небо и увидим не только несчастные 200–300 звезд за городом или 2–3 тыс. в оптимальных условиях, но и настоящее небо. Потоки гамма-излучения, льющиеся из центра нашей галактики, где сверхмассивная черная дыра жадно поглощает все вокруг себя, разгоняя вещество на границе своей воронки до скорости света и превращая его в чистую энергию. Мы посмотрим в дальний космос, и кто знает, может, нам подмигнет своим древнейшим светом пульсар, возникший совсем скоро после рождения Вселенной. Глаза могут стать настолько чувствительными, что вы увидите красное смещение из-за бесконечного расширения нашего мироздания. Космос потихоньку умирает, и вы увидите его неумолимое увядание, длящееся от начала времени до тех пор, пока наблюдать за этим будет некому. Вы увидите, как магнитные поля планеты проседают под солнечным ветром, искажаются, переливаются цветами, которых никто никогда не видел и даже представить не мог. Сделаете вы это не потому, что эволюция подарила вам эти глаза, нет. Это будет не прихоть истории, как с восприятием человеком красного цвета, чтобы искать спелые манго в зеленой листве, но это будет ваша собственная воля. Потому что вам интересно, потому что вы знаете, что Вселенная не показала вам и капли того, что в ней скрыто. Когда-нибудь мы увидим настоящий мир. И помогут нам в этом наши собственные глаза.

Вы – это ваш мозг

В процессе эволюции мы удостоились чести носить в своих черепах самую сложную вещь, известную в биологическом мире, а именно наш мозг. И сейчас мы поговорим о некоей биологической сути нашего естества.

Наверняка вы в жизни испытывали такое чувство, как любовь или привязанность. Скорее всего, на вашем пути встречались и дружба, и злоба, и нетерпение. Может быть, у вас есть вредные привычки, а может, не вредные, но все равно привычки? Вы когда-нибудь задумывались, почему в какой-то момент в своей жизни вы поступили именно так, а не по-другому? Сейчас я попробую показать вам новый взгляд на самих себя. Он, скорее всего, не будет для вас инсайтом, но, возможно, откроет глаза на многие процессы, которые с каждым из нас происходят. Главный тезис этой главы: мы – это наш мозг.

Все, что вы когда-либо чувствовали, будь то боль, эмоция, желание, потребность, величайшее блаженство, – это все порождения нашего мозга. То, как вы поступите в следующий момент, будете ли вы продолжать читать эту книгу, размышляя о нашей сущности в самом базовом биологическом ее понимании, либо решите заглянуть в телефон, ожидая очередного лайка в аккаунте в «Фейсбуке» или «Инстаграме», может, вы захотите чашечку кофе, а может, закроете книгу и решите немного прогуляться – это все будут, разумеется, ваши желания, но ваши в том смысле, что вам сказал так сделать мозг.

По факту мы – это наши мозги, которые заточены в робота из мяса и костей. Наш кишечник нужен для того, чтобы питать энергией мозг и обеспечивать топливом себя и машину, кости нужны, чтобы мозг мог перемещаться с места на места в этом большом мире, глаза нужны, чтобы мозг понимал, где находится, и т. д. Человек в его сущностном понимании на самом деле выглядит примерно так:

Нервная система человека

На просторах Интернета я наткнулся на замечательное размышление на эту тему: «Не понимаю, как люди могут считать себя лучше других из-за внешности. Мы в буквальном смысле мешки с мясом, которыми управляет вот это». Подобный взгляд на вещи сам по себе может сильно упростить жизнь. Многие комплексы можно убрать, если помнить, что наше тело – это робот под управлением макаронного монстра.

Есть, кстати, много психологических тренингов, когда человеку предлагают взглянуть со стороны на то, что он делает (если ему скучно чем-то заниматься, когда неинтересно, но надо). Представить, будто вы смотрите сами на себя со спины или сбоку, а наблюдать, как кто-то другой работает (неважно, что другой в данном случае – вы сами), намного проще, чем работать самому. Это позволяет отвлечься от рутины, наблюдая процесс отстраненно. Глаза боятся, а руки делают. Вот мы и «перенесли» глаза туда, где им будет не страшно. Этот метод можно изменить. Вы можете попробовать смотреть изнутри себя, словно ваше тело послушно выполняет команды своего макаронного монстра, а непосредственно «вы» как бы и ни при чем.

Мы – это наш мозг. Из этого вытекает, что наши поступки и действия определяются деятельностью мозга и нервной системы. И зная это, можно попробовать разобраться, как же он работает и принимает решения, отвечает за наши желания и потребности и, главное, можно ли на это повлиять.

Как работает мозг

Я не буду сильно углубляться в тонкости строения мозга, поскольку мне никогда не нравилась эта тема. Бесконечные зоны: мозжечки, кора, гипоталамусы, ядра мозга. Мы коснемся лишь одной вещи – как работают клетки мозга, нейроны, на базовом уровне.

Большинство людей в курсе, что по нейронам передаются какие-то сигналы. Часто художники рисуют передачу сигнала в нашем мозгу как нечто очень красочное. Искры и светящиеся импульсы пробегают в черепной коробке, перепрыгивают с нейрона на нейрон, все крайне похоже на фейерверк, однако в реальности такого не происходит. Не будем рассуждать на тему, что у нас в головах ничего не светится. Мы просто вспомним, что в голове 90–95 млрд нейронов, эти клетки утрамбованы как селедки в бочке, и если бы сигнал между нейронами разлетался так, как часто показывают в фильмах, то наш мозг был бы сплошной электрической кашей. Сигналы передаются очень локально.

Строение нейрона

Посмотрим на нейрон, главную клетку нашего мозга. Именно эти клетки позволяют вам читать книги, думать, анализировать, а еще дышать, есть, спать и, если суммировать, быть человеком. Мы могли бы дышать и без них, поскольку дышат в широком смысле все существа на нашей планете, однако вдохнуть полной грудью могут вам позволить только они.

Аксон нейрона и миелиновая оболочка

Посмотрим на строение нейрона повнимательнее. У нейрона есть «тело», основная масса клетки, и есть разные отростки. Малые ветвистые отростки, их бывает очень много, называются дендриты. Они принимают сигнал. Далее этот сигнал передается на тело, а от него на аксон – провод, который передает сигнал дальше. На аксоне можно заметить странные специфические наросты. Эти наросты, называемые «миелиновая оболочка», образуют клетки Шванна. Это изоляция, чтобы, во-первых, сигнал не убегал на другие нейроны. Прямая аналогия с проводами. Представьте, что у вас есть коробка с новогодней гирляндой, и весь провод этой гирлянды лишили изоляции. Вы вставляете вилку в розетку и наслаждаетесь… зрелищем. Будет очень красиво, но недолго. А вторая функция этой оболочки, о которой стоит упомянуть, – это ускорение передачи сигнала.

Если вы крупное существо, то вам нужно как-то решать проблему быстрого реагирования на внешние импульсы. Это можно сделать двумя глобальными путями. Первым путем пошел гигантский кальмар, прекрасное существо длиной около 8 м. Если вы аквалангист и вам нечем заняться, можете поплавать с гигантским кальмаром и при желании пнуть его в одно из щупалец. Он это быстро почувствует и отреагирует, потому что у него есть огромной толщины нервные волокна. Некоторые из них почти в 100 раз толще, чем у человека, и это, кстати, самая массивная нервная система в природе. Поэтому с 1930 года, когда нервные волокна кальмара впервые были обнаружены, их постоянно изучают, и многим современным знаниям о действии нервов человека, их физиологии, биохимии и биофизики мы обязаны кальмарам. Мы себе позволить настолько толстые нервы не можем по одной простой причине – наш размер не 8 м в длину. Поэтому эволюция нашла другой выход – покрыть все клетки изолирующим материалом, позволяющим сигналу двигаться скачками.

Нормальный нерв – миелиновая оболочка не повреждена

Клетки Шванна отвечают за изоляцию и оборачивают собой аксон нейрона, словно изолента. Количество таких слоев может доходить до сотни, и эта оболочка на 75 % состоит из жира как изолирующего материала. Поскольку миелиновая оболочка по объему больше, чем сам нейрон, то, как ни странно, по химической структуре наш мозг по большей части жир. Белое вещество мозга названо так потому, что проводящие миелинизированные отростки нейронов из-за этого сочетания жира и белка имеют белый цвет. Сами тела нейронов выглядят серыми, поэтому называются серым веществом мозга. Кстати, в некоторых кухнях мира ценятся блюда из мозгов, и если вы пробовали подобное, то наверняка не забудете ощущение структуры этого деликатеса. Это, по сути, кусочки рыхлого жира. Так что нашими телами управляет не только страшный макаронный монстр, но еще и жирный. Миелиновая оболочка обязательно нужна, так как без нее начинается череда серьезных проблем, например рассеянный склероз.

Поврежденный нерв – миелиновая оболочка повреждена или разрушена

Напомню, что рассеянным склероз называется так не потому, что человек становится рассеянным, а потому, что поражается множество участков миелиновой оболочки. Поражение «рассеяно» по мозгу, оно «множественное». А «склероз» означает «рубец», то есть замену нормальной ткани тела соединительной тканью, не выполняющей основной функции. Заболевание аутоиммунное, то есть изоляцию ваших собственных мозгов начинает пожирать иммунная система. Описывать всю палитру проявлений этого заболевания нет смысла, это займет ближайшие несколько страниц, но все эти симптомы будут проявлением снижения скорости передачи сигналов между нервными клетками. Если вы успешно читаете эту книгу, ходите, общаетесь с друзьями, у вас нет двигательных проблем, а даже если и есть, но вы все равно понимаете эти строки и можете потом их вспомнить, то ощутите немного радости от текущего момента. Многим людям на свете такое уже неподвластно.

Вернемся к нейрону. По нейрону сигнал бежит в виде электрического импульса. Именно «по» нейрону, а не «в» нейроне, потому что главный передатчик импульса – это именно мембрана клетки. Передает сигнал электрический ток, но не в виде электронов, как в розетке. Электрический ток – это движение заряженных частиц, в том числе ионов. Если бросить кристаллик поваренной соли в стакан с водой – он растворится. Подобное удивить уже не может, хотя в этот момент проявится одно из ключевых свойств воды, а именно свойство диполя. Вода по химической формуле H_2O, то есть два атома водорода прикреплены к атому кислорода.

Структура молекулы воды и ее взаимодействие с поваренной солью

Молекула сама по себе электронейтральна, то есть не имеет заряда (H_2O^0). Однако тут идет речь о суммарном заряде: атом кислорода с зарядом «2–» (O2–) компенсирует два атома водорода с зарядом «+» (2H+). Проблема в том, что атом кислорода жадный, он хочет подвинуть электроны поближе к себе, что и делает, приобретая локальный отрицательный заряд прямо внутри молекулы. Водород в свою очередь приобретает положительный, и внутри самой себя молекула воды превращается в диполь, то есть имеет два разных заряда на концах. Как мини-магнит она может растаскивать ионы из других материалов, что делает ее универсальным растворителем.

Если кристаллик поваренной соли попадет в воду, то молекулы воды растащат NaCl (соль) на составляющие: Na+ и Cl—. Этот процесс происходит и в нашем теле, нам жизненно необходимы подобные ионы для работы. Если же ионы начнут перемещаться куда-либо под каким-либо воздействием, например вы опустили в стакан два электрода либо повысили концентрацию конкретного иона в одном месте и понизили в другом, то движение ионов (заряженных частиц) будет называться электрическим током (направленное движение заряженных частиц). Именно подобный электрический ток работает в вашей голове, когда вы читаете эти строки.

Электричество мозга

Примерно половина энергии нервных клеток уходит на превращение информации в сигналы. Сигнал по мембране нейрона передается в виде коротких электрических импульсов – потенциалов действия (ПД). Как будто вы включаете и выключаете фонарик, ПД – вспышка света. Все ваши мысли, чувства, ощущения и эмоции сводятся к одному – зажиганию и тушению ПД нейронов. Самая прекрасная в мире симфония, картина, самая страшная идея или поступок – это все результат действия нейронов, которые имеют лишь два состояния: 0 или 1. Словно двоичный код в компьютере. И для того, чтобы компьютер или фонарик работал, вам нужна батарейка или другой источник питания. В случае нейрона таким источником служит постоянный внутриклеточный заряд – потенциал покоя (ПП).

Потенциал покоя (ПП) нейрона – его постоянный отрицательный заряд, равный –70 мВ или –0,07 В. Перед тем как мы двинемся дальше, вдумайтесь. Для того чтобы узнать цифру –70 мВ, у ученых ушли десятилетия напряженной работы, как и для выяснения любого другого факта из мира науки. Исследователи вгрызаются в пласты неисследованного, чтобы вы, если вдруг случится беда, например страшная интоксикация, могли выжить. Многие токсины способны сдвинуть баланс заряда мембран клеток, и тогда вы не сможете вдохнуть или вдохнете и не сможете выдохнуть. И в тот момент, когда рядом окажется врач со спасительным шприцем или таблеткой в руке, лишний раз будет повод поблагодарить тех людей, которые свои жизни положили на кропотливую и нудную работу в лаборатории. Или у вас разболелась голова, и вы идете в домашнюю аптечку за средством против головной боли. Вы его выпиваете, и через пять минут боли как не бывало. Мы воспринимаем это как обыкновенную действительность – «ну да, есть таблетки, что в этом такого». Но вот не было раньше таблеток, и не было раньше «аптечки», был шаман, который сказал бы вам засунуть в уши помет священного козла. И вы послушно это сделали бы как минимум по двум причинам. Во-первых, непререкаемый авторитет шамана, «способного на многое». А во-вторых, вы в любом случае почувствуете себя лучше, голова не будет болеть бесконечно, если у вас нет страшных патологий. И тогда кто вам помог? Шаман. Какое счастье жить в современном мире, где можно взять тысячу человек, засунуть им в уши шаманское снадобье, взять еще тысячу человек и дать им таблетку против головной боли, а еще двум тысячам засунуть в уши или дать внутрь мел и посмотреть, какое же средство будет работать лучше. И понять, что три тысячи лет шаманского опыта зачастую сводились к ошибке выжившего.

Схема изучения внутреннего заряда нейрона с помощью микроэлектрода

Как ученые поняли, что внутри клетки относительно внешней среды есть заряд и этот заряд равен –70 мВ? Они придумали иглу с полостью внутри. Что-то наподобие шприца, но настолько маленькое, что им можно проколоть мембрану отдельной клетки, причем шприц не пройдет насквозь, а его конец останется внутри. Иглу делают из стекла: помещают стеклянную трубочку толщиной 1 мм в нагревательный прибор, и, как только стекло начинает плавиться, две пружины резко растягивают эту трубочку в противоположные стороны. В месте, где стекло было нагрето, создается настолько тонкая струна, что ее не видно. Пустой канал внутри иглы вы заполняете токопроводящим раствором, например раствором соли, а затем с помощью специальных держателей под микроскопом вводите эту иглу внутрь клетки.

И как только игла окажется внутри клетки, прибор покажет, что относительно окружающего раствора клеточное содержимое имеет отрицательный заряд в –70 мВ. И эти показания будут стабильны, пока игла находится внутри клетки и пока клетка жива.

Работа натрий-калиевого насоса

Пока клетка жива, на ее мембранах работает так называемый натрий-калиевый насос (Na+-K+-насос). Этот белок, словно насос, закачивает из окружающей среды в клетку ионы K+ и при этом выкачивает из цитоплазмы клетки ионы Na+. Стоит подчеркнуть, что этот насос – не эфемерная штука, а реальная физическая конструкция, которая работает что есть силы. Внутри конструкции белка есть полости, в которые могут попасть ионы, и эти полости разные. Есть полости для ионов Na+, если полости для ионов K+, причем для натрия таких полостей три, а для калия две.

Мозг – самая энергозатратная структура тела. Так вот, она такая энергозатратная как раз из-за этих насосов – именно они тратят большую часть энергии, поддерживая батарейку клетки в постоянно заряженном состоянии. Во время работы насоса происходит своеобразный обмен, расходуется энергия молекул АТФ. В результате снаружи клетки концентрация ионов Na+ становится в 10 раз больше, чем внутри, а внутри клетки в 30 раз больше ионов K+, чем снаружи.

Изначально, когда нервная клетка только появляется, она не несет в себе заряда. В таком состоянии они находятся у эмбрионов до двух-трех первых месяцев развития. Поэтому говорить о каких-либо чувствах эмбриона как минимум до этого срока преждевременно, его нервные клетки не выполняют свои функции. Компьютер еще не включен в розетку. Концентрация положительных и отрицательных ионов внутри клетки одинакова. Затем происходит следующее.

1. На мембране у нейрона появляются каналы, способные пропускать K+. Внутри клетки концентрация K+ высокая, снаружи низкая, и K+ начинает потихоньку покидать клетку. Представьте, что вы едете в переполненном общественном транспорте, и тут открываются двери. K+, по идее, должен выходить из клетки до тех пор, пока его концентрация снаружи не сравняется с концентрацией внутри, однако полностью ему выйти помешают оставшиеся в клетке отрицательные ионы. Плюс притягивает минус.

Выход ионов калия из клетки

Оставшиеся отрицательно заряженные ионы (это может быть Cl—, PO_43–, остатки органических кислот и пр.) не полностью останавливают поток K+ из клетки, но делают так называемое динамическое равновесие. Сколько K+ покидает клетку, столько же из-за притяжения проникает в клетку.

2. Если бы все заканчивалось на K+, то внутри клетки заряд был бы равен –91 мВ. Но в игре еще участвует Na+, и он тоже не прочь попасть в клетку. Во-первых, ему тесно снаружи в окружении таких же, как он, и во-вторых, внутри клетки есть отрицательный заряд, который притягивает его. Натрий вытягивает заряд клетки в положительную сторону, и сила этого сдвига зависит от типа нервной клетки и количества таких натриевых каналов на ее мембране.

Проникновение ионов натрия в клетку

3. Если оставить все на этом моменте, нетрудно догадаться, что рано или поздно клетка обменяется с внешней средой всеми ионами и ее внутренний заряд станет равен 0. Чтобы не допустить подобного, и существует Na+-К+-насос, постоянно поддерживающий динамическое равновесие на уровне –70 мВ.

Работа Na+-К+-насоса

Вся активность нашего мозга по большому счету сводится к постоянному закачиванию в клетки ионов. И это закачивание должно быть беспрерывным, так как если его прекратить, то сдвигается ПП (потенциал покоя). Сдвигаться он не должен, поскольку чем меньше внутри клетки отрицательный заряд, тем она становится возбудимее. Но если вам нужно, вы можете сломать собственную систему транспорта ионов. Например, вы можете взять растение-лиану строфант комбе и выделить из него строфантин. Этот токсин сломает Na+-K+-насос, и теперь нечему будет выкачивать лишний натрий из клеток вашего мозга. ПП начнет сдвигаться в сторону –60 мВ и выше.

Зачем растения придумали массу разнообразных интересных токсинов? Это их защита от травоядных животных. Вы можете придумать колючки, быть горьким, кислым, острым, твердым или настолько жухлым, что жевать вас будет совсем не классно. Но самое крутое, что вы можете сделать, это придумать яд, способный убить абсолютно любое животное. У растений такой же план на жизнь, как и у всех других существ, – жить, размножаться, по возможности захватить мир. То, что животные вас едят, не входит ни в коем разе в ваши планы, только если вы этого не хотите и ваши семена не распространяются по окрестностям посредством кишечника лемура. Так что лиана строфант – хитрая.

Человек оказался еще более хитрым. Он догадался взять страшный яд и сильно его разбавить. Так получают лекарство на основе строфантина, кардиостимулятор, способный усилить работу сердца (то есть сделать клетки сердечной мышцы более возбудимыми). Все дело в дозировках. Когда вы пьете чай, не думайте, что мята, ромашка или календула придумали все свои вещества просто так или для нашего с вами удовольствия. В подавляющем большинстве случаев растение пыталось кого-нибудь отравить, будь то млекопитающее или насекомое. Но человек – исключение из правил, мы можем разбавлять эти вещества и получать полезный для себя продукт. В следующий раз, когда будете пить чай с горными травами, порадуйтесь собственному величию, ведь какая-нибудь травка в вашем чае точно намеревалась вас убить, но вы оказались хитрее.

Попробуем же теперь возбудить нервную клетку. Допустим, стеклянная трубочка до сих пор торчит из нее, а мы наблюдаем за нейроном в микроскоп. Подадим через трубочку слабый электрический сигнал и посмотрим, как отреагирует клетка. Если сигнал будет недостаточно сильный – ничего не произойдет. Клетка вернется в нормальное состояние. Но нам же интересно. Будем повышать дозу воздействия до тех пор, пока что-нибудь не случится. Пять милливольт, десять, пятнадцать. Ничего. Но как только мы подадим разряд в 20 мВ, то нервная клетка возбудится, у нее поменяется полярность внешней и внутренней мембраны, а затем все вернется на свои места. Это и есть потенциал действия – нейрон «включился». Напомню, что вся ваша память, все эмоции, чувства и прочее работают на нейронах, у которых два состояния – «вкл» и «выкл».

Возбуждение нервной клетки при преодолении порога ПД

Почему клетка возбудилась именно при воздействии в 20 мВ? Тут дело скорее не в силе воздействия, а в том, какой изначально у нее был потенциал покоя. Он может быть –70 мВ, может быть –80 мВ, но все нервные клетки ждут, пока электрический стимул не сдвинет их мембранный потенциал до уровня –50 мВ. Наша клетка под микроскопом не исключение и ждала именно такого сигнала. Ей хватило воздействия в 20 мВ, но если бы у нее ПП был –80 мВ, то сила воздействия должна быть, соответственно, –30 мВ.

Потенциал действия длится 1–2 мс. Амплитуда такая: все начинается на –70 мВ, затем выходит в положительную область – на +30 мВ и более, затем мембранный потенциал возвращается. Вершина называется овершут.

Деполяризация и реполяризация нервной клетки

Разберемся, что происходит с клеткой в момент возбуждения. Когда ее мембранный потенциал начинает резко расти и выходит в положительные значения – этот процесс называется «деполяризация мембраны», или «восходящая фаза». В этот момент на ее мембране открываются натриевые каналы, и в клетку входит порция ионов Na+. Реполяризация же мембраны, или «нисходящая фаза», обусловлена выходом из клетки ионов K+. Почему же натриевые каналы были закрыты, а потом вдруг резко открываются и начинают пропускать ионы? Дело в том, что каналы имеют створки, реагирующие на заряд цитоплазмы клетки (такие каналы называются электрочувствительными).

Открытие малой створки натриевого канала

Створка, как и сам канал, – белок, а значит, состоит из аминокислот. Большая часть аминокислот створки заряжены положительно, то есть будут как магнитом удерживаться отрицательно заряженной цитоплазмой. Когда заряд цитоплазмы повысится до –50 мВ, то сил держать створку не останется – и она откроется. Удивительно, весь наш мыслительный процесс сводится к постоянному хлопанию натриевой калиткой.

Натриевый канал очень быстрый, его створка открывается почти мгновенно, но потом он так же быстро и закрывается, примерно через 0,5 мс. То есть он пропускает натрий порциями. У клетки же еще есть и калиевые каналы, которые тоже электрочувствительные, но работают медленнее. Они открываются как раз примерно через половину миллисекунды после стимула, когда натриевые каналы уже позакрывались, позволяя калию покинуть клетку. На графике возникает потенциал действия.

Во время обсуждения натриевого канала мы сделали небольшое упрощение. На самом деле натриевый канал имеет две створки. Малая створка действительно находится внутри прохода, но есть и вторая, большая створка, она находится снаружи канала и в самом начале открыта. Ее свойства похожи на свойства малой: ее движение тоже обусловлено зарядом цитоплазмы, но двигается она медленнее, чем малая. Когда отрицательный заряд цитоплазмы уменьшается, малая створка быстро откроется, а вот большая начнет постепенно закрываться, давая порции натрия проникнуть в клетку. Суммарно весь процесс выглядит следующим образом.

Полный механизм работы нервной клетки при ее возбуждении

Клетка получает стимул, ее мембранный потенциал доходит до –50 мВ. В этот момент отрицательного заряда цитоплазмы перестает хватать, чтобы держать малую створку натриевых ворот, и она распахивается. Натрий начинает бежать в клетку, пока не закрылись большие ворота (их теперь тоже не держит заряд цитоплазмы) (2). Когда натриевые ворота закрыты, открываются калиевые ворота, восстанавливающие баланс (3). Все заканчивается возвращением натриевых ворот в исходное состояние (1 или 5) через промежуточную стадию, где обе створки закрыты (4) – малая уже вернулась в закрытое состояние, а большая еще не успела открыться. Интересно, сколько таких каналов успело открыться/закрыться, пока вы читали эти строки.

Выключаем нервную систему

Человеку всегда было любопытно, что произойдет, если что-то сломать. Нервная система не исключение. Далеко в поисках подходящего инструмента ходить не нужно, природа давно уже все придумала за нас. В мире есть сотни токсинов, способных поломать нервную систему всеми возможными способами.

Например, есть замечательная молекула тетродотоксин. Она известна тем, что любит накапливаться в рыбе фугу. Эти иглобрюхие принадлежат семейству четырехзубых, или тетрадонов, отсюда и такое название. Едят рыбки морских звезд, грызут кораллы, а сами рыбки входят в меню восточной кухни. Только вот трапеза с рыбой фугу может закончиться плачевно, если ту неправильно приготовить. Тетродотоксин представляет собой молекулярную пробку, способную буквально заткнуть натриевый канал. В прямом смысле, это микропробка для микрогорлышка. Неработающий калиевый канал означает, что у вас не будет потенциала действия. Сигналы по нервной системе перестанут передаваться, сначала вы потеряете чувствительность, а потом может возникнуть паралич, остановка дыхания и смертельный исход. Впрочем, именно это и принесло рыбке ее славу. На вкус она не отличается ни от какой прочей, но вот щекотливое ощущение возможной смерти при трапезе заставляет людей раз за разом заказывать ее в дорогих ресторанах. Токсин все же может быть в блюде, причем он не сделает его смертельным. Дело, как всегда, в концентрациях. Небольшое количество тетродотоксина принесет ощущения накатывающих волн тепла и холода по коже и прочие иллюзии кожной чувствительности. Не уверен, что ради этого стоит рисковать своей единственной жизнью, но, как говорится, на вкус и цвет.

Тетраэтиламмоний (ТЭА) – другое интересное вещество. Работает как пробка к калиевому каналу, причем в природе не встречается – его придумали химики. Вспомним, ПД длится примерно 1 мс. Половина миллисекунды на восходящую фазу, половина на нисходящую. ТЭА удлиняет нисходящую фазу, и теперь она длится 50 мс вместо 0,5 мс. Нейрон вернется к потенциалу покоя, так как у него остаются открытыми другие калиевые каналы, неэлектрозависимые, открытые всегда. К сожалению, их примерно в 100 раз меньше, чем электрозависимых, поэтому придется ждать возвращения нейрона к готовому состоянию. Благодаря такой особенности ТЭА используют для глубокого наркоза, поскольку удлинения ПД достаточно, чтобы лишить человека сознания, но недостаточно, чтобы убить.

Чудесные ощущения при посещении зубного врача подарит вам новокаин. Как комарик укусит, обещает врач, только вводит он в ваше тело вещества, никак с комаром не связанные. Новокаин действует так: он приклеивается к большой створке натриевого канала и не дает ей раскрыться после захлопывания. В результате часть нервного волокна просто не проводит ПД – возникает анестезия. Напомню, что анестезия бывает местной и общей. Местная анестезия подарит вам потерю чувствительности в локальной зоне, общая анестезия же называется наркозом и полностью выключит сознание. Фраза «общий наркоз» – это масло масляное, поскольку наркоз уже есть «общая анестезия» и местным не бывает. Кстати, когда врач-стоматолог делает вам анестезию, в шприце помимо новокаина обычно находятся и сосудосуживающие препараты, чтобы новокаин далеко не растекался по вашей голове.

Красивые разноцветные амфибии Южной Америки, лягушки-листолазы, содержат в себе батрахотоксин. Сами они его не вырабатывают, но едят жуков, которые содержат молекулу – предшественник батрахотоксина, то есть лягушка рождается неядовитой. Как и у рыбы фугу, именно ее диета позволяет накапливать яд. Токсин работает с точностью до наоборот, нежели новокаин, – он прикрепляется к большой створке натриевого канала и не дает ей закрыться. В результате бесконтрольного проникновения натрия в клетку батарейка нейрона быстро разряжается, и он теряет способность проводить сигнал. У животного, по неосторожности или незнанию касавшегося листолаза, сперва развивается судорога, а потом паралич. Этих лягушек используют испокон веков местные племена для охоты за разнообразной живностью. Если встретите подобную лягушку в джунглях Амазонки, можете делать что угодно, только не трогайте ее. Касание кожи симпатичной лягушки, особенно в брачный период, может быть смертельно.

Мы разобрали, как работают наши нейроны на базовом уровне. Их количество и многообразие связей друг с другом создают как невообразимо сложную структуру, так и невероятно прекрасную. Но работа нашего мозга сводится не только к перекачиванию в разные места ионов, то есть к электрическому току. Между нейронами существует причудливая связь, обусловливающая химию мозга.

Химия мозга

Между нейронами сигнал передается не в виде электричества. Иначе этот процесс сложно было бы контролировать, и любая информация разлетелась бы по всему мозгу бесконтрольно. Между нейронами есть специальная структура, называемая синапс. В синапсе происходит передача сигналов между нейронами с помощью специальных молекул – медиаторов. Или нейромедиаторов, как угодно. Это знакомые всем серотонин, дофамин, ацетилхолин, эндорфин и прочие.

У разных нейронов разные медиаторы. С помощью них можно усилить сигнал, ослабить или же полностью заблокировать. На их работе основывается вся итоговая работа мозга: поведение, эмоции, потребности, зависимости. На этих молекулах (а точнее, похожих на них) основываются действия большинства наркотиков. Героин, кокаин, амфетамины, каннабиноиды, никотин, кофеин, алкоголь – они все воздействуют на наш мозг именно на уровне медиаторов.

Строение синапса

Синапс состоит из трех главных частей: аксона, передающего сигнал, дендрита, принимающего сигнал, и пространства между ними. Внутри кончика аксона копятся медиаторы, готовясь к высадке. Когда приходит сигнал, они, упакованные в пузырьки, двигаются в сторону пресинаптической мембраны. Мембрана пузырька сливается с внешней мембраной клетки, и медиаторы выходят в межнейронное пространство, называемое «синаптическая щель». Там медиаторы садятся на структуры постсинаптической мембраны, называемые рецепторами. Узнавание рецептором медиатора происходит по механизму «ключ – замок».

Взаимодействие медиатора и рецептора по механизму «ключ – замок»

Происходит прямое физическое взаимодействие между медиатором и рецептором, который, в свою очередь, даст сигнал о том, что на него сел медиатор. Если таких сигналов на мембране будет достаточно, то клетка, принявшая сигнал, сгенерирует свой и продолжит распространение импульса дальше по нерву или мозгу. Медиаторы на рецепторе находятся не вечно: спустя непродолжительный срок они отсоединяются и возвращаются в пространство синаптической щели. Оттуда их будут выкачивать обратно в кончик синапса специальные белки-насосы. Медиатор – штука ценная, и терять молекулы не стоит. Ниже приведены самые знаменитые медиаторы, определяющие, что вы будете чувствовать в любой конкретный момент своей жизни.

Главный медиатор нашей периферической нервной системы – ацетилхолин, именно он передает сигналы мышцам. Также он играет важную роль в засыпании и пробуждении, в памяти и обучении. Ацетилхолин может действовать на два типа рецепторов своими разными участками. Первый тип рецепторов назван «никотиновыми», поскольку находящаяся в природе молекула никотина оказалась похожа именно на участок ацетилхолина, взаимодействующего с этими рецепторами. Никотин содержится в пасленовых, то есть в табаке, томатах, картофеле, баклажанах. И разумеется, эти растения придумали никотин не просто так – он инсектицид, то есть травит жуков. Чрезмерные концентрации никотина настолько забивают ацетилхолиновые рецепторы, что они блокируются у жука, и тот погибает. Но на нашей планете жил человек, который был не против поэкспериментировать и в какой-то момент истории понял, что табак при правильном потреблении вызывает стимулирующий эффект. Тут может возникнуть сочувствие к несчастному растению табака, которое пыталось спастись, защититься от зловредных жуков, а тут нашелся человек и начал его сушить и курить. Однако с какой стороны посмотреть. Табак был дикорастущим невзрачным кустом, абсолютно непримечательным на фоне другой растительности, а теперь он выращивается на огромных территориях по всему свету. Интересно, как будут оценивать выдумку никотина существа, которые станут жить на нашей планете через миллион лет. Зачем растение придумало это вещество? Чтобы жуков травить или чтобы подсадить на себя миллиард человек, способных разнести его на полпланеты и ухаживать за ним, не жалея себя? Какой из эффектов никотина внес больший вклад в успех растения как вида?

Для человека нужны гораздо более значительные дозы никотина для смертельных побочных эффектов, нежели для жука, и в малых дозах никотин вызывает знакомое многим учащение сердцебиения, повышение давления и приятное ощущение в голове. Причем никотин обладает «усредняющим» действием на мозг: если мозг находится в неактивном состоянии, никотин его взбодрит (первая сигарета с утра), а если перенапряжен, то никотин будет обладать успокаивающим средством (нервное курение).

Второй тип рецепторов назвали мускариновыми в честь мускарина, содержащегося в больших количествах, например, в мухоморах. Мухомором отравиться легко, а вот для смертельного исхода нужно постараться: необходимо съесть от 2 до 4 кг свежих грибов. В большинстве случаев мухомор приведет к усилению слюноотделения, моторики кишечника и мочевого пузыря, брадикардии и диарее. Хотя мухоморы также вызывают галлюцинации, повышение агрессивности и уменьшение болевой чувствительности (именно для этого отвары мухоморов использовали берсеркеры), в качестве источников необычных ощущений они не очень популярны. Немногие хотят иметь проблемы с сердцем, дыханием, а потом еще и диарею для заветных галлюцинаций. Итоговый эффект при передозировке мухоморами будет похож на эффект от зарина, боевого отравляющего вещества, блокирующего необходимое разрушение ацетилхолина в синапсах. Происходит чрезмерное накопление этого медиатора, и он начинает гиперстимулировать синапсы с закономерным эффектом. В качестве антидота используют атропин из белены, он заблокирует рецепторы постсинаптической мембраны к мускарину.

За ощущение стресса отвечает норадреналин. Он позволяет нам сосредоточиться на тех сигналах, которые наиболее значимы здесь и сейчас. Обезболивает, ярко проявляя себя при экстремальных ситуациях (стресс-вызванная анальгезия). Этот механизм эволюционно создан для того, чтобы вы могли разобраться с проблемой, несмотря на боль. Боль придет позже, а сейчас нужно заниматься делами. Такой своеобразный кредит. Может быть, вы сталкивались с такой ситуацией: едете, например, на велосипеде, упали на асфальт, отряхнулись и поехали дальше, а при подъезде к дому обнаруживаете, что у вас половины бедра нет. Это все норадреналин постарался. Такое действие норадреналина проявляет себя и в состоянии аффекта, когда люди не замечают даже серьезных травм и физических повреждений.

Норадреналин участвует в процессах обучения и запоминания информации, действуя на положительное и отрицательное подкрепление мозга. Именно поэтому в состоянии легкого стресса мы учимся лучше. Главное, чтобы стресс не был чрезмерным, иначе из-за переутомления работа мозга, направленная на восприятие информации, просто отключится. Норадреналин способен вызвать снижение уровня тревожности и рост проявлений агрессивности. Если вы импульсивны, склонны к внезапным и даже неадекватным вспышкам агрессии, в выборе «беги либо дерись» скорее выбираете второе – возможно, у вас повышенный уровень норадреналина.

Благодаря ему у нас есть положительные эмоции, когда мы справляемся с кризисной ситуацией. Чувство собственного величия после преодоления проблемы – это норадреналин. Но есть и обратная сторона – он подсаживает нас на азартные игры, компьютерные шутеры, экстремальные виды спорта. Азартная игра – это стресс, это неизвестность исхода. Когда вы выигрываете один раз, знатная доза норадреналина вызовет у вас чувство царя на троне, а дофамин, о котором мы еще поговорим, подкрепит это чувство желанием повторить. Похожая ситуация с экстремальными видами спорта. Когда человек прыгает с парашютом – это стресс. Наш организм не особо привык лететь кирпичом со скоростью свободного падения на твердь земную. И когда парашют раскрывается, а потом вы успешно касаетесь земли, то ваш мозг начинает просто бурлить химией нейромедиаторов. В результате вы захотите повторить это приключение.

Когда мы говорим о счастье, мы часто упоминаем серотонин, называя его «гормоном счастья», однако это не совсем так. Начнем с того, что это не гормон. Гормоны выделяются в кровь и в малых количествах действуют на все тело, а медиаторы работают локально в синапсах. Во-вторых, это медиатор «несчастья». Упрощенно, ваше текущее состояние базируется на двух чашах весов, на двух эмоциональных центрах в вашей голове. В мозгу есть центр положительных эмоций, и на его подкрепление работают дофамин и норадреналин, и есть центр негативных эмоций, за контроль которого отвечает серотонин. Почувствовать себя хорошо можно двумя путями: усилить положительные эмоции либо погасить отрицательные. За удержание отрицательных эмоций на приемлемом уровне отвечает серотонин, именно поэтому многие антидепрессанты работают как раз на повышение уровня серотонина в головном мозге.

Если говорить суммарно о функциях серотонина в мозге, то они в основном носят подтормаживающий, успокаивающий характер. Еще одна важная функция серотонина – это контроль общего уровня болевой чувствительности. Если вы не боитесь боли, зубного врача и других страшных, физически болезненных событий нашей жизни, то, возможно, в вашем мозге выделяется много серотонина.

Еще серотонин гасит «шумы» в мозге. У нейронов существует множество боковых ответвлений, и когда приходит входящий сигнал, то он перескакивает и в соседние центры. То есть, когда вы смотрите на котика, информация о котике идет по структурам, отвечающим за зрение в вашей голове. В норме вы должны «увидеть» нормального котика, а не двух котиков, жидкого котика, светящуюся оболочку света-котика или почувствовать котика в себе. Вы не должны слышать котика, если он не мяукает, или почувствовать, что котик есть все сущее. Вы должны увидеть кота, и точка. Чтобы сигналы по нейронам не разбегались куда не нужно, есть серотонин, подавляющий этот «шум». Эту функцию серотонина можно заблокировать разными веществами, самым знаменитым из которых является ЛСД. При приеме ЛСД ваш мозг открывается для «нового», но подобные вещества таят в себе опасность. Если у вас есть хоть малейшая склонность к шизофрении или депрессивное состояние, то прием подобных препаратов может отправить вас в кошмар наяву на много часов, и вы с этим ничего не сделаете. Память при этом часто остается незатронутой. Представьте ситуацию: вы идете по коридору и вдруг видите, что у него начинают расти зубы, и он принимается вас пережевывать. Или возникают челюсти в ботинках, которые вы хотите надеть. Пережитый шок может очень на долгий срок привнести в вашу жизнь паранойю во время хождения по коридорам или отвадить вас от кроссовок. В общем, с восприятием лучше лишний раз не шутить, адекватная картина мира – уже ценность сама по себе, в чем мы убедимся далее в главе «Шутки восприятия».

И кстати, эффекты, подобные ЛСД, были известны давно, как минимум со Средних веков. Оговоримся, ЛСД – вещество, полученное химиками. Однако его основа, лизергиновая кислота, находится в природе, а именно в грибках. Грибок спорынья, поражающий злаковые, вырабатывает лизергиновую кислоту, как и многие другие алкалоиды. В частности, в ней накапливается и эрготамин, вещество, способное вызвать эрготизм, или антонов огонь («огонь святого Антония»). В Средние века случалось так, что из-за низких температур и повышенной влажности летом большая часть зерна могла быть заражена спорыньей. Хлеб, приготовленный из зараженной муки, вызывал судороги, конвульсии и галлюцинации. Токсины спорыньи влияют на серотониновую систему, которая способна вызывать спазм гладкой мускулатуры. В итоге хлеб настолько сильно сокращал сосуды, что у людей начиналась гангрена участков тела, вызывая сильнейшую боль. Ощущения, будто тело жарится на костре, отсюда и название – антонов огонь. Но это мы знаем сейчас. В Средние же века была простая логическая цепочка. Все начинается с холодного и дождливого лета, при котором случается неурожай. Из-за нехватки ржи крестьяне начинают молоть муку из любого зерна, что осталось, в том числе из зараженного грибком. Впрочем, отличить зараженную муку от нормальной было трудно – ржаная мука сама по себе имеет темный цвет, и перемолотые рожки спорыньи не выделялись на общем фоне. Итак, неурожайный год, у людей начинает болеть голова («серотониновый синдром»), у них начинаются судороги, а потом и галлюцинации, поскольку эрготамин обладает эффектом, схожим с эффектом от приема ЛСД. Крестьяне видят демонов, у них повышается агрессивность. Кто виноват во всех этих несчастьях? Конечно, ведьмы. По одной из теорий, столь массовая охота на ведьм в Средние века была вызвана в том числе бушевавшими эпидемиями эрготизма, имевшими для местного населения вполне логичное объяснение.

Вернемся в современные данные о мозге. Когда вы испытываете стресс и преодолеваете его, у вас последует эмоциональное подкрепление. За это подкрепление будут ответственны не только адреналин и норадреналин, но и эндорфины. Они помимо подкрепления преодоления стресса способны подарить ощущение, что стресса нет. Бывало ли у вас так, что вы работаете по 12 часов в день последние две недели без выходных? Вам уже настолько плохо, насколько возможно, и тут вы говорите: «Ай, ладно, подкидывай еще документов, справимся!» В спорте это называется вторым дыханием. Эволюционный механизм эндорфинов в данном случае схож с норадреналином – вот тебе кредит на решение проблемы, не обращая внимания на стресс. Также они отвечают за базовые стимулы: пищевое, родительское, сексуальное поведение. На этом их функции только начинаются, поскольку эндорфины, ко всему прочему, гасят легкие боли. Это нужно для того, чтобы мы не умирали каждый раз в мучениях от удара коленом о стол. В том числе они гасят и «болевой шум». Болевые рецепторы работают всегда: при движении, касании одеждой кожи. Эту фоновую активность болевых рецепторов необходимо гасить, и отвечают за это эндорфины.

На эндорфиновую систему действуют опиаты. Представьте, вас спросили: «Как вы думаете, в какой момент своей жизни человек может испытать максимально приятные чувства?» Вы можете придумать разные варианты: победа на чемпионате, свадьба, рождение ребенка и т. д. Но на самом деле наивысшее блаженство человек может испытать под героином. Наши ощущения, наши эмоции – это все химия мозга, и есть молекулы, за это отвечающие. Если мы впрыснем в мозг молекулы удовольствия, причем в десятикратной концентрации относительно нормы, – мозг испытает бесконечное блаженство. Я не буду вдаваться в рассуждения, что это удовольствие ненастоящее. Оно не менее настоящее, чем удовольствие, испытываемое при обычной стимуляции. Отличие лишь в том, что подобные вещества могут выжечь центр удовольствия словно напалмом. Чем больше подобных веществ поступает извне, тем меньше ваш организм начинает вырабатывать собственных, а при опиоидном воздействии к тому же ломаются еще и рецепторы к эндорфинам. То есть даже при непродолжительном приеме можно добиться того, что всю оставшуюся жизнь вы будете испытывать удовольствие лишь на 80 %. А может, и меньше. Даже если отказались от веществ, вы уже сломали свой мозг, а значит и самих себя, навеки. Еще одним бонусом при приеме таких веществ может стать ломка. Настоящая ломка, не такая, как при отказе от курения. Поскольку эндорфины гасят фоновую боль, при поломке рецепторов к ним этот эффект пропадает. Любое движение, касание кожи, поворот сустава – все будет вызывать жуткую боль, и единственное спасение – принять новую дозу.

По моему личному мнению, не надо «пугать» людей наркотиками – достаточно лишь со всей научной скрупулезностью объяснить последствия того или иного вещества. Иначе получается ситуация, напоминающая сказку о мальчике и волках. Если равнять все вещества под одну гребенку, у кого-то может возникнуть впечатление, что они одинаково страшны, однако это не так. Жизнь одна, и с какой стати кто-то вас должен запугивать, как маленького ребенка? Но когда все карты лежат у вас перед глазами, и вы сами делаете осознанный выбор – здесь начинается ответственность. Не перед родителями, государством или обществом, но перед самим собой. И когда вы вспоминаете, что все ваше естество является уникальным даром Вселенной на существование, что одним движением вы можете этот дар сломать и выбросить на помойку, то сделать правильный выбор становится проще. Впрочем, правильного выбора нет, не так ли? Есть только вы и ваша жизнь.

Вернемся в эмоциональную сферу. За ощущение комфорта, покоя и безопасности будет отвечать анандамид. Эта необычная жироподобная молекула синтезируется в нейроне, принимающем сигнал, и влияет на нейрон, который сигнал передает, то есть действует в обратную сторону. Если принимающий нейрон выделяет анандамид, то предстоящий нейрон снижает выработку нейромедиаторов. Рецепторы к анандамиду называются каннабиноидными, и в природе похожие на анандамид вещества содержатся в конопле. Поскольку каннабиноидные рецепторы разбросаны по всему мозгу, действие марихуаны имеет многочисленные проявления, но обычно это усиление деятельности мозга, повышение пищевой мотивации, подъем настроения со снижением двигательной активности. Анандамиды снижают выработку ГАМК (см. ниже) и тем самым «растормаживают» мозг. Постоянное же употребление марихуаны приведет к ухудшению памяти и жизненной мотивации.

Окситоцин отвечает за привязанность. Вы приходите домой и видите любимого человека. Сакральное чувство, возникающее где-то внутри вас, – это выделяемый в голове окситоцин, позволяющий вам любить и доверять партнеру. Если заблокировать окситоцин, то вы дорогого вам человека разлюбите. «Да как так! – подумают многие из вас. – Такое невозможно! Любовь же суть больше, нежели химические молекулы в голове!» Любовь, без сомнений, прекрасное чувство, и какое счастье, что наш мозг устроен так, что мы субъективно можем испытывать эти ощущения. Но факт остается фактом – любовь, какой бы прекрасной она ни была, является, как и все наши эмоции, проявлением нашего мозга, а мозг работает на химии. Как проверяли действие окситоцина? Есть два вида мышей-полевок. Одни из них моногамны и образуют долгосрочные пары, другие полигамны. Если моногамному виду мышей заблокировать синтез окситоцина, например изменить экспрессию отвечающих за синтез медиатора генов или заблокировать соответствующие рецепторы, то мышка станет полигамной и долгосрочные пары образовывать не будет. Соответственно, если поиграть с медиаторами, то можно полигамную мышку-самца сделать верным любящим супругом на всю его жизнь. У человека экспрессия соответствующих генов и синтез медиаторов также влияют на поведение. Тут возникает много вопросов. А может ли производитель товара опрыскивать их окситоцином, вызывая чувство доверия у потребителя к собственной продукции? Будет ли подпольный рынок спреев для носа (окситоцин легко проникает в мозг через слизистую носа), позволяющих влюбить в себя любого? Может ли человек перед вступлением в брак проверять экспрессию генов планируемого супруга/супруги, чтобы выяснить вероятность того, насколько брак будет удачным и останется ли партнер ему верен? Интересно, что нас ждет в будущем, а пока мы можем наслаждаться этой замечательной молекулой, позволяющей нам испытывать такое прекрасное чувство, как любовь.

Большую часть сигналов в головном мозге передают глутамат и ГАМК (гамма-аминомасляная кислота). Вся компания под названием «мозг» работает благодаря их усердию. Они соревнуются между собой в главном: усилить или ослабить сигнал, передающийся между нейронами. Это буквально газ и тормоз всей мозговой машины. В частности, глутамат будет участвовать в запоминании информации и суммарно в том, что мы называем обучением. ГАМК тормозит нервные импульсы, успокаивает нервную систему, переводит ее в режим экономии энергии и расслабления.

Дофамин – молекула, которая усиливает действие остальных, которая формирует наши пристрастия и привычки, которая говорит нам, что такое хорошо и что такое плохо. Ощущения во время выработки дофамина многим знакомы – это желание что-то сделать. Это не счастье, не эйфория, а мотивация. Все ваши внутренние порывы, даже волевое решение встать и пройтись – это дофамин.

Зачем же нам нужен дофамин?

1. Система поощрения. Дофамин является одним из факторов внутреннего подкрепления и служит важной частью «системы поощрения» мозга. Когда у нас возникает потребность, то выделяется дофамин, который заставляет нас шевелиться и предпринимать действия, чтобы достигнуть цели. В том числе дофамин вырабатывается, когда человек переживает позитивный для себя опыт. Это может быть хороший обед, теплая сухая одежда после дождя, секс. Дофамин позволяет запомнить эти моменты и подсказывает, к чему стремиться в дальнейшем. На этом же процессе завязаны и многие зависимости.

2. Радость от движения. Дофамин прочно связан с радостью от какого-то физического действия. Люди, которые любят танцевать, двигаться, заниматься спортом, – у них, скорее всего, повышенный уровень дофамина, и они получают реальный кайф от самого процесса движения. Интересно, что это работает и в другую сторону: если вам плохо, можно выйти на прогулку или пойти в тренажерный зал и получить лишнюю порцию дофамина себе в мозг. Поскольку дофамин завязан на движении, при его недостатке или заболеваниях мозга, связанных с ним, возникает болезнь Паркинсона (тремор рук, качание головы, вам нужно прилагать очень большие усилия, чтобы совершить какое-либо мышечное действие).

3. Переключение внимания. Если дофамина мало, то человек часто зависает, мусолит одну тему без перерыва, а если много, то он не может сосредоточиться – мысли скачут в голове одна за другой, не сидится на месте. Поэтому нам порой трудно сосредоточиться на работе, дофаминовые ловушки вокруг нас (социальные сети, сахарная пища или призыв на перекур) повышают уровень медиатора и не дают нам сосредоточиться на чем-то одном.

4. Обещание награды. Поскольку дофамин связан с центром положительного подкрепления, он заставляет нас хотеть то, что когда-то принесло удовольствие или радость. Он выделяется при мыслях о награде, это жажда действия. Благодаря ему, собственно, человечество пришло к тому уровню, что есть сейчас. Эти же бесконечные обещания – основы также и всех зависимостей.

5. Помогает вам фокусироваться на том, что для вас важно. Это последний пункт. Он может показаться противоположностью пункта 3, но это не так. Хоть дофамин и позволит переключить внимание, он также усилит внимание и концентрацию на той деятельности или мысли, которую вы выбрали. Он дает энергию как выбора, так и действия в этом выборе.

Надо понимать, что все должно быть в меру. Если дофамина недостает, то человека постигает апатия, депрессия, нежелание ничего делать, даже двигаться. Если дофамина много, то возможны вспышки агрессии (как с норадреналином, тем более что эти молекулы похожи и превращаются в друг друга), импульсивное поведение, а если еще больше, то начинает колбасить мозг – шизофрения. Так что все должно быть в меру.

Если суммировать все вышеперечисленное, то дофамин побуждает нас к действию, которое принесет нам пользу, и запоминанию этого действия. Эта молекула двигает цивилизации, но проблема в том, что, как и у многого в этой жизни, у дофамина есть и обратная сторона.

Свою дофаминовую систему можно стимулировать непосредственно, например, наркотиками, которые относятся к группе психомоторных стимуляторов. Классическим психомоторным стимулятором является амфетамин. Его пытались использовать как препарат, вызывающий похудание, и как психомоторный стимулятор, и как спортивный допинг (в XX веке). В настоящее время он является запрещенным наркотиком, но при этом иногда используется в клиниках при тяжелых депрессиях. К этой же категории относится очень мощный и опасный наркотический препарат, который называется кокаин. Он тоже чрезмерно увеличивает активность дофаминовой системы и очень быстро вызывает привыкание и зависимость, серьезно меняя состояние нейронных сетей, и особенно центров положительных эмоций.

В принципе действие почти любых наркотиков сопровождается выбросом дофамина. Те положительные эмоции, которые получает наркоман, закрепляются в памяти с помощью дофамина, а затем, при предложении принять наркотик в следующий раз, дофамин побуждает человека к действию, напоминая, насколько замечательно ему было. Те наркотики, что стимулируют непосредственно дофаминовую систему, вызывают активное поведение. Видели когда-нибудь в клубах «слишком активных» ребят? Которые и в пять утра продолжают танцевать, даже когда музыку выключили час назад. Вот это действие амфетаминов и кокаина.

В нашей повседневной жизни мы также испытываем непрерывное воздействие дофамина, а именно выбросы дофамина, когда нам это не нужно. В современном мире потребления все, кому не лень, пытаются поймать нас на дофаминовый крючок – так развивается индустрия нейромаркетинга. Огромные деньги вкладываются в исследования влияния разных способов рекламы и завлечения на человеческий мозг. Самое идеальное воздействие – то, что не было замечено сознанием, а таких воздействий может быть много.

Социальные сети подсаживают нас на лайки. Лайк – это быстрое социальное одобрение. Человек – существо коллективное, и ему постоянно нужно подтверждение своей принадлежности к группе. Группы или структуры могут быть различны, но вот доказательство своей принадлежности должно быть непременно. Вы сделали публикацию в социальной сети, и вроде бы можно заняться другими делами, но вместо этого начинается период ежеминутного просматривания обновлений в смартфоне. Приходят заветные лайки. Они говорят нам, что мы кому-то нравимся, кто-то поддерживает нас или солидарен с нашими мыслями. В любом случае задача лайка в том, чтобы показать, что мы не одни. Это приятно, к этому мы стремимся, только вот вашу психическую энергию, если можно так выразиться, круглосуточное ожидание одобрения в Интернете сжирает полностью. Вы не можете сосредоточиться на сиюминутных делах, и это логично. Социальное одобрение – очень важный эволюционный стимул и для выживания мог быть важнейшим, так что внимание переключается именно на него. Сейчас другие условия, но мы до сих пор пытаемся найти одобрение всех и каждого. В следующий раз, когда вы потянетесь рукой к смартфону, задумайтесь, зачем вы это делаете? Нужно ли это вам или это нужно социальной сети, которая конвертирует ваше внимание в деньги с рекламы. Ваше время – чьи-то деньги.

Другая история происходит с индустрией питания. Пища, насыщенная сахаром или другим источником быстрых калорий, делает массовый выброс дофамина в голове. Никогда за всю историю нашего вида человек не находился в условиях избытка калорий вплоть до XX века. Почти все время у большинства населения уходило на поиск пищи или работу за пропитание. Если утрировать, то мозг до сих пор думает, что тело находится в каменном веке. Если вы нашли что-то вкусное, это что-то надо срочно съесть, а еще лучше – найти побольше такого и тоже съесть. Пища долго не хранится, тем более сладкая, поэтому ждать нет времени. Сейчас подобные вкусности не редкость, и, когда мы видим калорийную пищу, мозг взрывается желанием съесть побольше. Мало ли когда в следующий раз выпадет такая удача? Сейчас придется возвращаться на место стоянки, а там опять проблемы, никто ничего не собрал, охота была неудачная, да и похолодает скоро. Надо срочно съесть эту вкусность перед собой. Не позволяйте пище контролировать ваше настроение и самочувствие, иначе получается какой-то нонсенс: повсюду воспевается наш безграничный интеллект, превосходство, воля и отвага, честь и достоинство, а мы не можем сдержать собственное обещание не есть сладкого хотя бы пару дней.

Окружающее пространство нас подталкивает к срыву. Вы идете по улице и видите беспрерывный поток рекламы вкусной и жирной пищи. Бургер на билборде даже не настоящий, фотографы снимают пластик, так как ни один гамбургер не переживет и пяти минут съемок. Вы смотрите на картинку, а там ненастоящая булочка не расплывается под жиром от ненастоящей котлеты, вечнозеленый салат и идеально расплавленный сыр. Вы захотели есть, хотя минуту назад и не думали об этом. Вы приходите, покупаете бургер, вам приносят непонятную скошенную, как Пизанская башня, конструкцию, с которой стекает струями жир, и вы чувствуете себя обманутыми. Но делать нечего, вы едите, в принципе вкусно, а на следующий день, глядя на очередной билборд, вы забываете реальность и вспоминаете не свой вчерашний ужин, а картинку с билборда. И вы опять хотите есть. Даже крохотные бутербродики в торговом центре призваны вас подловить. Если вы и не купите продукцию промоутера, у вас все равно заводится дофаминовая пружина, поскольку вы что-то попробовали. А как можно реализовать этот дофаминовый зуд в торговом центре? Верно, что-нибудь купить.

Вы продолжаете гулять по торговому центру и чувствуете приятный запах. Вам захотелось выпить чашечку самого популярного в мире бодрящего напитка. Вы никогда не задумывались, почему вокруг популярной кофейни так пахнет кофе? Причем пахнет так, словно в подвале арабы жарят зерна. Секрет прост: в мире сейчас существует большой ассортимент ароматизаторов для заведений, чтобы привлечь клиентов и заставить их совершить импульсивную покупку. Если у вас есть два кофейных аппарата, кофе будут покупать больше не в том, что готовит лучший напиток, а в том, что сильнее пахнет. Вам не хотелось ничего покупать, и вот вы идете со стаканом.

Как работает кофе? Кофе – самый продаваемый в мире легальный наркотик, и все из-за кофеина. У нас в клетках есть молекулы энергии – АТФ (аденозинтрифосфорная кислота, или аденозинтрифосфат). Эта молекула состоит из двух частей: аденозин присоединяет себе три остатка фосфорной кислоты и действует наподобие пистолета с тремя патронами. АТФ в случае необходимости подплывает к работающему белку и отстреливает последний из фосфатов, словно патрон. Во время отстреливания АТФ механически передает импульс белку, и тот меняет свою конфигурацию. Если был отстрелен один патрон фосфата, то АТФ превращается в АДФ (аденозиндифосфат). Если еще раз, то в АФМ (аденозинмонофосфат), а потом и просто в аденозин. Когда в клетке появляются молекулы аденозина, это означает, что садятся батарейки. Есть уже полностью израсходованные молекулы, и пора отдыхать, набираться сил. Существуют, соответственно, и рецепторы к аденозину, которые дадут сигнал об усталости. Кофеин является блокиратором аденозиновых рецепторов. Это значит, что он может сесть на рецептор как аденозин, но сигнала при этом не даст, не замкнет цепь. Он просто заблокирует рецептор, и мы почувствуем себя лучше и бодрее. Не из-за того, что у нас появилось больше энергии, а из-за того, что мы теперь не чувствуем ее недостатка. Мы обманули собственное тело и мозг. Это похоже на ситуацию, как если бы вы ехали на машине, и тут загорается красная лампочка – поломка двигателя. Вы решаете исправить проблему и наклеиваете на лампочку кусок изоленты – лампочка не горит, проблема решена. Поэтому на кофе можно сидеть целыми днями, но потом вас все равно отключит – вы не отдыхали и не восстанавливали свои батарейки в виде АТФ.

Вы обошли еще не весь торговый центр, а в кошельке уже негусто. Мелкие траты на сиюминутные хотелки почти израсходовали ваш дневной бюджет, но тут вы видите заветное слово «скидка». Скидка никогда не бывает бесконечной, иначе это просто снижение цены. «Только сегодня и только у нас приобретите товар на 20 % дешевле». Или на все 50 %. И вы думаете, что сейчас сэкономите, но ваш мозг думает иначе. Скидка работает не по принципу «сейчас куплю дешевле», а по принципу «потом куплю дороже». Это называется «риск потери». Когда мы смотрим на скидку, в нашем сознании тут же всплывает образ, как мы приходим завтра и выкладываем все свои деньги. Нас буквально обкрадывают завтра, и мы не должны этого допустить! Купим сейчас, чтобы избежать неприятностей. Некоторые люди буквально не могут остановиться, настолько силен этот страх. Однако, если вы спросите их, почему они тратят столько своих финансов и времени на подобные траты, они могут ответить, что действуют с позиции выгоды и экономии. Но нет выгоды в том, что вы купили что-то не особо нужное, даже по цене ниже, чем завтра. Вы достали свои деньги и положили на кассу. Особенно этот фарс заметен в дни так называемой «черной пятницы», когда на предмет можно наклеить ценник в пять раз больше, чем в обычные дни, зачеркнуть цену, и написать цифру в два раза больше, чем обычно. Порой оригинальная цена просвечивает через новые этикетки, но люди в потребительском восторге этого не замечают. Не позволяйте водить вас за нос таким примитивным образом. Обман должен быть красив, а подобные механизмы – это просто неуважение к вам как к мыслящим существам. Знание таких механизмов может сделать вас спокойнее и увереннее, вы больше не будете волноваться, что не успели на скидку. Лишний раз при покупке задайте себе вопрос: «А мне это нужно вообще? Или меня сейчас контролирует отдел маркетинга магазина, в котором я нахожусь?» Стоит тратить деньги на стоящие хорошие вещи, способные принести вам радость надолго, и не гоняться за мелочью по скидке.

Подводя итог этого большого раздела, я хочу привести в пример эксперимент, проведенный Джеймсом Олдсом и Питером Милнером в середине XX столетия. Они вживили крысе электроды в голову и проверяли, будут ли крысы испытывать дискомфорт при стимуляции. Стимуляция проводилась, когда крысы наступали на панель в клетке, и, по идее, крысы должны были забиться в угол клетки и бояться сделать шаг на панель, если бы стимуляция приносила дискомфорт. Однако крысы начали буквально жить на этой панели. Затем крыске дали рычаг, позволяя напрямую проводить стимуляцию собственного мозга. Подопытные животные стали нажимать на рычаг до 700 раз в час, доводя себя до полного истощения. После этого исследователями было выдвинуто предположение, что они открыли «центр удовольствия» – как минимум у крысы. Сейчас, когда повторяют этот эксперимент, есть другая версия. Крыса, нажимая на рычаг, возбуждала не центр удовольствия, а центр подкрепления – центр ожидания удовольствия, центр дофамина. Крыса не испытывала наркотического блаженства в момент нажимания на рычаг и не поэтому не ела и не пила. Каждое нажатие на рычаг обещало награду, но не приносило ее, зато обещало, что следующее нажатие на рычаг принесет несметные богатства. Крыса умирала не от удовольствия, а в бесконечном ожидании награды.

Наш мозг – огромная молекулярная кухня. Бесчисленные молекулы снуют туда-сюда, определяя нас, наше поведение и наши эмоции. Тело материально, по сути, материально и наше сознание. Оно закодировано в движении, в бесконечном потоке информации в виде солей в растворе внутри черепной коробки. В тот момент, когда вы осознаете свою полную материальность, без сказок про душу и нематериальную сущность внутри себя, вы начинаете ощущать свободу. Свободу и ответственность за собственное тело. Поговорка «в здоровом теле здоровый дух» начинает приобретать смысл. «Вы» являетесь материальным объектом внутри вашего черепа. И «вы» будете деформироваться, если неправильно поступаете с собственным телом, потому что вы и есть ваше тело. А быть деформированным по собственной воле в мире, где можно достичь острого ума и прекрасного сильного здорового тела, может оказаться недальновидным. Если человек поступает отвратительно по отношению к себе или другим, если его действия приводят к разрушению, а он оправдывает это обстоятельствами – он обманывает и себя, и окружающих. Нас часто охватывают эмоции, мы идем на поводу у тех молекул, что начинают бурлить в нашей голове. Но наш мозг не ведро, заполненное химической жижей. У нас есть возможность понять и осознать, почему мы поступаем в разные моменты соответствующим образом, и, если вам эти поступки не нравятся, вы можете исправить свои дальнейшие реакции через анализ.

Допустим, вы находитесь в гипотетической ситуации: вас начинает захлестывать волна нейромедиаторов, приводя вас в состояние стресса и агрессии, однако, когда вы знаете, что именно происходит в вашей голове в этот момент, вы способны отстраниться и посмотреть на происходящее со стороны. Осознав происходящее, вы можете принять правильное рациональное решение, вспоминая о котором будете гордиться собой. Неприятно лежать в постели, не в состоянии уснуть, прокручивая без конца в голове ситуации далекого прошлого, в которых вы неправильно поступили, пойдя на поводу у эмоций. Эмоции – мощный источник силы, и именно из-за этого они могут стать обоюдоострым мечом. С помощью нужного настроя можно свернуть горы, а можно сломать себя и свою жизнь. Человека, который во взрослом возрасте не в силах сам себе шнурки завязать, если только это не объективное заболевание или иная патология, мы называем ущербным. Он не в состоянии сделать элементарную вещь. При этом человека, который не может контролировать себя во время накала страстей, мы называем темпераментным. Получается какая-то несправедливость. К неспособности пользоваться собственным телом мы относимся пренебрежительно, а к отсутствию контроля над собственными эмоциями – более чем терпимо. Если вы не можете сдержаться при виде пончика, если не способны отказаться от лишней сигареты, если начинаете в ссоре бить посуду, знайте, что все исправимо. Недаром вам дан неокортекс, лобные доли, отвечающие за осознанное мышление. Каждое ваше действие – это ваш выбор. И в тот момент, когда вы до конца это осознаете, вы испытаете невиданную ранее свободу. Ибо все у вас в голове.

Шутки восприятия

Адекватное восприятие окружающей действительности – ценность, которую стоит беречь. Мы часто слышим замечательные истории про великих людей искусства, видевших мир иначе вследствие расстройств нервной системы, позволяющей им писать уникальные картины или сочинять гениальные романы. Льюис Кэрролл, Чарлз Диккенс, Федор Достоевский, Никколо Паганини, Петр Чайковский, Людвиг ван Бетховен, Ван Гог, Леонардо да Винчи, Микеланджело – это список лишь немногих известных личностей истории, страдавших эпилепсией и, соответственно, подверженных периодам изменения сознания. Возникает ощущение, будто измененное восприятие или невольно возникающие образы в сознании обязательно приведут к творческому таланту и успеху, но это не так. К чему гадать, каким будет итог такого изменения, если можно об этом узнать? В свое время на меня произвели сильное впечатление книги знаменитого психиатра и писателя Оливера Сакса, а именно книги «Галлюцинации» и «Человек, который принял жену за шляпу», многие примеры в следующих главах взяты из его книг.

Ценность памяти

Наша память – удивительная штука. До сих пор не совсем понятно, как 100 млрд нейронов, существующих по принципу бита в компьютерном мире, способны воспроизводить картины и ощущения прошлого. Напомню, что нейрон не является стабильной структурой, способной поддерживать долгосрочное состояние нуля или единицы, а лишь вспыхивает, словно лампочка, и затем идет на перезарядку. И все же это как-то работает, и ученые пытаются понять как. Задача усложняется спецификой работы мозга. Память, как и мозг, пластична, мы запоминаем не объективно происходившую реальность, а, во-первых, нашу интерпретацию той действительности, что происходила, и, во-вторых, лишь часть случившегося процесса. Мозг экономичен: это не жесткий диск, ожидающий, пока его емкость заполнят до отказа, а затем прикупят еще. Нет, это динамичная экономная машина. Мы запоминаем суть событий, в сокращенном виде добавляются наши ощущения, а точные расстановки предметов, формулировки, цвет стен отсекаются за неимением смысла. Но память в текущем состоянии у человечества – поразительный феномен, в котором имеет смысл покопаться.

Память в общем смысле – способность организма сохранять информацию, модифицировать ее и воспроизводить. У кишечнополостных, например медуз, память ограничивается лишь базовыми суммационными рефлексами, наподобие того, что происходило с собаками Павлова. Но даже это поразительно. Существо, состоящее на 98 % из воды, плавающее в виде пассивного прозрачного зонтика в океане, что-то помнит. Губки, фильтрующие воду на дне, тоже что-то помнят. Немного, но один только этот факт завораживает. Мы это обсуждали, но напомню, что у медуз даже есть глаза. Если вы возьмете маленькую кубомедузу Tripedalia cystophora, то обнаружите на специальных выростах, ропалиях (их у нее четыре), по четыре простых глазка и по два камерных глаза. В структуру камерного глаза входят все те элементы, что мы привыкли видеть у человека: роговица, диафрагма, хрусталик, сетчатка и пигментный слой. Нижний и верхний камерный глаз отличается лишь способностью менять диафрагму у нижнего глаза, чтобы регулировать количество проникающего света. Судя по всему, медуза обладала бы отличным зрением, если бы не одно «но»: фокусировка изображения из-за структуры глаза происходит не на самой сетчатке, а позади нее, что делает медузу неспособной различать мелкие объекты. Впрочем, ей это и не особо нужно: крохотных рачков-копепод, на которых она охотится, медуза и так не смогла бы различить, а вот столбы света, проникающие между мангровых зарослей, где эти рачки обитают, она видит. Несколько гребковых движений в этом столбе, и ужин на щупальцах готов. Вероятно, такие глаза также помогают лавировать между стеблей и подводных корней. То есть медуза, которую вы берете в руки, вас видит, поскольку вы крупный объект. Не знаю, насколько она вас запомнит, но подмигнуть одним из 24 глаз может. Разумеется, это шутка, она не способна это сделать, у нее нет век – под водой нет особого смысла моргать, если ты медуза. Хотя, может быть, мы просто еще не нашли подмигивающую медузу, кто знает.

Если мы говорим о памяти, то, беря в руки кого-нибудь из членистоногих или моллюсков, вы вправе рассчитывать на то, что это крохотное существо умеет «привыкать» к окружающей среде, а именно регулировать паттерны своего поведения в зависимости от условий, делая их более адекватными текущей реальности. В случае головоногих моллюсков обучаемость осьминогов сопоставима с обучаемостью птиц и млекопитающих.

Существует три типа памяти: сенсорная, кратковременная и долговременная. Кратковременная память хранит информацию ~20 секунд, затем либо отправляет ее на фиксацию в долговременную, либо удаляет. Удаление происходит под действием следующей поступающей информации, а запись в долговременную требует некоторой перестройки мозга. Информация записывается не в конкретную «ячейку памяти» – она размазывается по мозгу, фиксируясь не в нейронах, а в дорогах, проложенных этими нейронами, то есть в нейронных сетях. Когда вы что-то запоминаете, мозг меняет свою структуру. Он либо усиливает уже проложенные нейронные пути, увеличивая выработку специфических белков и делая мембраны синапсов более восприимчивыми к действию соответствующих медиаторов, либо прокладывает новые. Еще раз: когда вы запоминаете чье-нибудь имя, дату, событие, да что угодно – в этот момент крохотные клеточки в вашей голове начинают расти по направлению друг к другу и формируют новую электрическую цепь, гирлянду, которая когда-нибудь зажжется. Благодаря этому вы что-то запомните.

Сенсорная память является первичным источником информации, переводя регистрируемые рецепторами вашего тела сигналы в необходимую для передачи форму. Для зрительного восприятия она делает фотографию, которую затем необходимо разбить на десятки разных деталей. К 2000 году было найдено более 30 различных участков мозга, обрабатывающих разные аспекты воспринимаемой картинки. Интересно, что в мозге могут быть центры, ответственные, например, исключительно за восприятие лиц и вообще за концепцию лица. Люди, страдающие прозопагнозией, не способны узнавать лица. У них пропадает само понятие лица. Болезнь возникает при поражении правой нижне-затылочной области, часто с распространением очага на прилегающие отделы височной и теменной долей. Мы себе с трудом это представляем. Как так, человек забыл, что такое лицо? Мы можем пофантазировать, поставить себя на место человека, забывшего день, два, своих знакомых, а вот представить, что человек забыл само понятие, – трудно. Причем в некоторых случаях мозг считывает информацию с лиц, но человек их не видит. В ряде исследований показано, что у пациентов, страдающих прозопагнозией, при просмотре ими фотографий испуганных лиц повышалась активность миндалевидного тела, при этом сами лица они в текущий момент «не видели». То есть мозг регистрировал опасность, поскольку перед ним были испуганные лица, но человек не понимал, чем вызвано такое беспокойство. Сенсорная память, связанная со зрением, называется иконической и имеет свои ограничения. Она способна воспринимать большие объемы информации, но при этом часто обновляется, и, если частота этого обновления велика, картинки накладываются друг на друга, сливаются в одну. Если человеку показывать букву, а затем почти тут же кольцо вокруг буквы, то человек увидит букву в кольце. На основе ограничений по частоте обновления иконической памяти работают форматы кино, а именно обновление картинки в 24 кадра в секунду.

Существует также эхоическая (слуховая), тактильная, вкусовая, обонятельная память. Социальная память способна фиксировать социальное положение своего обладателя, а также отличительные черты других людей. Считается, что число комфортно поддерживаемых связей в обществе – около 150 человек, и размер этой памяти напрямую связан с размерами неокортекса. Интересные размышления на тему ограничения в 150 особей можно найти на страницах известной книги Юваля Ной Харари «Sapiens. Краткая история человечества». В ней автор предполагает, что по мере развития общества оно будет претерпевать два этапа, как раз ограниченные цифрой в 150 особей. Если говорить о человеческом обществе, то первобытный строй мог поддерживаться системой сплетен, и, возможно, именно сплетни повлияли на такое развитие неокортекса, какое наблюдается у человечества. Но в какой-то момент наступает время, когда население общины преодолевает эту планку, и стабильное существование уже невозможно. Тогда на помощь приходят интерсубъективные сущности, а именно мифы, легенды, религия, кампании. Они способны объединить больше 150 человек, скрепить их взаимодействие чем-то общим, близким каждому.

Разговор о памяти не может быть полным, если не коснуться темы амнезии. Лично я в свое время задумался над гипотетической ситуацией. Согласно популярному представлению, у человека есть бессмертная душа, которая после смерти отправится в соответствующее верованию место. Рай, ад, что угодно, но все же обыватель чаще всего представляет перед глазами именно рай. Не будем касаться темы, что рай в нашем сегодняшнем понимании – абсолютный фольклор, придуманный совсем недавно, и представления родоначальников основных мировых религий, скорее всего, сильно отличались от текущих, но наверняка это что-то прекрасное. Так вот, в глазах обывателя посмертная жизнь часто связана с воссоединением с почившими близкими, а это, в свою очередь, предполагает, что вы своих близких узнаете. Если мы представим, что душа обладает памятью, то возникают некоторые логические проблемы. Мы знаем, что существуют случаи амнезии, когда человек забывает какой-либо период своего прошлого. В случае такой травмы возникает закономерный вопрос: пострадала ли душа? Предполагается, что душа есть нечто неуничтожимое и неделимое, она не может поломаться, не так ли? В таком случае можно выкрутиться и сказать, что, пока душа находится в теле, неполадки в теле будут первичны, и именно они станут проецироваться во внешний мир при сохранении нетронутой души. Хорошо. Допустим, мужчина в 40 лет потерял память. У него была семья, пара детей, собака, но он всех забыл. Не вынеся такого потрясения, семья распалась, при этом покинутая супруга сохранила верность своему избраннику до самой старости. Он же, не помня абсолютно теперь незнакомых для себя людей, попытался вести полноценную жизнь, и у него получилось – он вновь нашел любовь и образовал новую семью. Теперь внимание, вопрос! Что случится после его смерти? Если его душа все помнит, то к какой семье она полетит в загробном мире, к первой или второй? Если же она так и не вспомнит первую семью, то получается, что душа есть нечто, навеки деформируемое при жизни. В таком случае душевнобольные люди останутся такими навсегда, даже после смерти. Это жутко, и я надеюсь, что так дела не обстоят. Если же она вовсе не обладает функцией памяти, то… само понятие души в современном бытовом представлении абсолютно бесполезно. Она перестает выполнять свою основную функцию, а именно гарантировать жизнь после смерти. Без сомнения, может, я чего-то не понимаю, но если спросить десять священнослужителей и услышать от них разные ответы, не являющиеся вариацией первого, то от прелести обладания душой ничего не остается. Неотвратимость смерти не дает права придумывать всякие небылицы по этому поводу, тем более обещающие вторую попытку или вечную жизнь. Подобными историями можно лишь принизить жизнь текущую, сделать ее несущественной, ведь ждет «другая» жизнь, вечная и прекрасная. Но зачем выдумывать сказки, зачем верить тысяче и одной байке про загробную жизнь, когда прямо сейчас вы живете? В вашу жизнь не надо верить, она есть, вы это знаете, поскольку сейчас способны читать эту книгу. У соседа трава зеленее, но не будет следующей прекрасной жизни, как минимум в бытовом варианте. Случай вам дал шанс, шанс поиграть в этом парке аттракционов. Вы можете сделать это как угодно, но неужели не обидно прожить свою единственную жизнь, надев шоры баек из старых суеверий, нужных для поддержания общества в доинформационную эпоху? Вы можете сделать максимально близкий вам выбор, лишь обладая полнотой информации. Вселенная удивительна, и вы являетесь ее мыслящей частью, так не смешивайте дар мышления с грязью. Вы являетесь вашим телом, берегите его, а особенно сознание, другого у вас не будет.

Одна из самых страшных историй, которые я когда-либо слышал, случилась с пациентом доктора Сакса в начале 1975 года. С диагнозом «слабоумие» Джимми Г. был достаточно бойким и общительным мужчиной 49 лет. У него была необычная форма амнезии, синдром Корсакова, при котором разрушаются мамиллярные тела в мозге из-за хронического употребления алкоголя. Каждую одну-две минуты он забывал все, что происходило в этот период, его память обнулялась. Самое жуткое в том, что обнуление шло не к его возрасту, а к его состоянию в 20 лет. Он был уверен, что ему 20, а в клинике он оказался для планового приема. Попробуйте представить случай, описанный Оливером Саксом. Вы обычный человек, живете своей обычной жизнью, занимаетесь повседневными делами и по каким-то причинам решили пойти к врачу. И на обычном плановом осмотре врач спрашивает вас: «Вы не замечаете ничего необычного?» Не поняв вопроса, вы сидите в ожидании. Почему-то врач выглядит так, словно этот разговор с вами он ведет не в первый раз и теперь решил попробовать что-то новое. Он достает зеркало и дает вам. В нем вместо здорового двадцатилетнего юноши, встречающегося с девушками, успешного в спорте и готовящегося поступать в колледж, вы видите седого, потрепанного жизнью мужчину. Вы видите сеть морщин по всему лицу, мешки под глазами, обращаете внимание на свои руки – они все покрыты старой кожей. «Что случилось?!» – восклицаете вы, а врач вам объясняет, что вы находитесь в психиатрической лечебнице, вам в районе пятидесяти, у вас повреждение мозга, из-за которого вы не помните свои последние тридцать лет. У вас начинается паника, вы начинаете метаться по кабинету, не в состоянии придумать ни одного решения этой трагедии. Врач же в какой-то момент останавливает вас, приглашает подойти к окну, и, наблюдая, как детишки играют на площадке в соседнем дворе, вы забываетесь. Затем поворачиваетесь к врачу: «Доктор, добрый день! Что будем обследовать?» Такие истории из психиатрической практики напоминают, как важно ценить и осознавать, что вы психически здоровы и помните свою жизнь, поскольку эта привилегия может в одночасье исчезнуть. Бывает, жизнь людей меняется лишь тогда, когда им ставят страшный диагноз или они переживают жуткую катастрофу. Ощущение второго шанса насыщает их жизнь, она начинает играть новыми красками, но, увы, часто они уже не способны действовать в этой жизни настолько полноценно, насколько позволяло бы вам здоровое тело или разум. Почему бы не попробовать оценить прелесть жизни не тогда, когда она повисла на волоске?

У меня в повседневной жизни есть психологический прием, способный иногда выдернуть из удручающего состояния. Может быть, кто-то возьмет его на заметку. Скорее всего, кто-то его уже давным-давно придумал, однако для себя я его открыл после прочтения книг Оливера Сакса, а именно после конкретной истории, истории Джимми Г. в главе «Заблудившийся мореход». Представьте, что вы стары. По-серьезному стары, вы находитесь почти на смертном одре. Вам тяжело двигаться, каждый ваш шаг требует невероятных усилий, зрение почти покинуло ваши глаза, слух приказал долго жить еще лет пять назад. Может быть, вы прожили счастливую жизнь, у вас любящая семья, помогающая вам справиться с этим состоянием. Может быть, ваша жизнь обернулась совсем иначе, в ней было много плохого, вы совсем один, не в силах исправить то, что давно кануло в Лету. И в порыве угасающей жизни из последних усилий вы кричите в пространство, почти не слыша себя: «Пожалуйста, умоляю, дайте мне шанс! Я не хочу умирать, верните меня, верните меня в то время, когда у меня еще были силы! Я хочу прожить жизнь еще раз, хочу повторить ее, выньте меня из этого умирающего куска материи и поместите в мое же тело, еще способное менять этот мир и собственную судьбу!» Тут прилетает волшебная фея верхом на крохотном невидимом розовом единороге и говорит: «О’кей, друг». И тут вы оказываетесь в том возрасте, когда читаете эту книгу. У вас еще все впереди. У вас есть еще один шанс. Так вот, уважаемый читатель, фея исполнила ваше желание. Вы попросили об этом, и она вас вернула в возраст, когда еще можно что-то поменять. После такого мысленного эксперимента бессилие и апатию как рукой снимает.

Вкус к жизни

Представьте, вы живете своей абсолютно нормальной жизнью, вам предстоит обычная плановая операция, никак не связанная с мозгом. Операция проходит успешно, но через четыре месяца вы начинаете замечать странные изменения – у вас полностью меняется восприятие вкуса и запаха.

«Сначала изменения были постепенными. В сентябре помидоры и апельсины стали отдавать железом и гнильцой, а деревенский сыр стал пахнуть как скисшее молоко. Я перепробовала несколько сортов, но все они оказались подпорченными. В течение октября салат латук начал пахнуть скипидаром, а шпинат, яблоки, морковь и цветная капуста стали казаться мне гнилыми. Рыба и мясо, особенно курятина, стали пахнуть так, словно их специально неделю продержали на батарее центрального отопления. Мой муж не чувствовал никаких посторонних запахов. Я решила, что у меня какая-то пищевая аллергия…

Вскоре мне стало казаться, что от ресторанных кухонь несет страшной тухлятиной. Хлеб вонял гноем, а шоколад – машинным маслом. Единственное, что я могла еще есть, – это копченый лосось. Я начала есть его три раза в неделю», – один из примеров на страницах книг Оливера Сакса.

Помимо изменений вкусовых ощущений человек может столкнуться еще и с потерей вкуса. Это намного более редкое явление, чем потеря запаха, но все же встречающееся в результате повреждения вкусовых рецепторов или соответствующих нервов. После такой потери люди фактически перестают есть, доводя себя до полного истощения. Ощутить что-то подобное можно, например, основательно прополоскав рот раствором хлоргексидина, одним из самых популярных антисептиков в аптеке. Помимо неприятного окрашивания эмали в желтый цвет при регулярном полоскании хлоргексидин обладает и необычным эффектом – он блокирует рецепторы к соленому. Если же вы после хлоргексидина повторите процедуру полоскания, используя чай из южноамериканского растения джимнемы, то вы потеряете еще и сладкий вкус. Попробуйте что-нибудь съесть после такой двойной блокировки, и жизнь заиграет для вас новыми красками.

Говоря о вкусе, нельзя не обсудить, а с какой стати человек вообще различает такую палитру ароматических и вкусовых впечатлений. Будучи частью социального существа, наш мозг адаптировался к поиску массы нюансов, в первую очередь в лицах и повадках соплеменников. Однако этим поиск не ограничился, он распространяется на массу направлений человеческой деятельности, в том числе и на вкус. Базовая задача вкуса – отличать съедобное от несъедобного, это буквально задача жизни и смерти. Если вы съедите что-то не то, вы умрете. При этом анатомия человеческого тела, а именно вертикальное положение туловища и необычная форма головы по сравнению со многими другими животными, приводит к тому, что наши чувства вкуса и запаха направлены не на улавливание внешних сигналов, а на восприятие того, что находится у нас во рту. Во время поглощения пищи мозг активизируется по максимуму: вовсю работают сенсорные системы, ответственные за вкус, запах, текстуру пищи, не отстают даже системы слуха и зрения, двигательная система обеспечивает работу наших мышц, бессознательные связи регулируют наше ощущение сытости и аппетита, память фиксирует съеденное, ставя ярлык, стоит ли потреблять что-то подобное впредь. И все это происходит одновременно, как только вы начинаете что-то жевать.

Вкус действительно придает «вкус к жизни». Если посмотреть на опросы потребителей в продуктовом магазине, понятие «вкусно» определенно доминирует в решении о покупке чего-либо, изрядно опережая такие понятия, как польза для здоровья, цена или экологическое воздействие. Удовольствие от вкусной пищи люди зачастую оценивают выше, чем эмоции от спорта, развлечений, хобби. Почти всегда понятие вкуса определяет наше пищевое поведение, которое, в свою очередь, влияет на поведение обычное. Забавно, что на принципиальное восприятие вкуса влияет и наше тело, а точнее, наши гены. Быть может, вам не нравится вкус цветной капусты, и вы не любите ее с детства, уверяя себя и окружающих, что это связано с бесконечным впихиванием ее вам в рот под эгидой полезности в первые десять лет вашей жизни. Такой результат при подобном воздействии весьма вероятен, но столь же вероятен и вариант, что вы являетесь носителем определенного набора генов, ответственных за рецепторы к горькому вкусу, что делает легкую горьковатость овощей семейства крестоцветных невыносимой для вас. Все мы чувствуем вкусы по-разному. Мы не обращаем в повседневной жизни особого внимания на заявления другого человека «а мне невкусно!», но ведь это действительно интересный феномен. Другой человек действительно чувствует вкусы по-другому: обычная для вас сладость газировки превращается в приторное пойло, с его стороны, а приятная горечь тоника, с его точки зрения, ощущается для вас как отрава. Мы все разные во всех возможных смыслах.

Разные мы и по отношению к другим животным. Если говорить о вкусе, то, например, представители семейства кошачьих, будучи чистыми хищниками, не воспринимают сладкого вкуса. Это связано с отсутствием ключевого гена за ненадобностью при таком рационе. Многие другие хищники, такие как гиены, морские львы, выдры, также не способны различать сладость, что связано с поломками в ключевых генах. Вероятно, такие поломки происходят каждый раз, когда животное перестраивается на плотоядный рацион. Похожая ситуация происходит и с травоядными, например с пандами, потерявшими способность чувствовать вкус белковой мясной пищи (умами) из-за исключительно бамбукового рациона. Забавно, что летучие мыши, питающиеся кровью, потеряли способность к ощущению почти любого вкуса: сладкого, горького и белкового, – различая лишь оттенки солености.

За восприятие сладкой и белковой пищи у нас отвечает по одному типу рецепторов, а за восприятие горького – не менее 25. Это объяснимо, так как сладкая пища и в Африке сладкая, ее можно и хочется есть, ошибка в восприятии нюансов сладости простительна, а вот ошибка в восприятии горьковатости может быть фатальной. Большинство бактериальных токсинов обладают горьким вкусом, и этот вкус явно означает, что потреблять в пищу данный продукт не стоит. Но и с горечью человек научился справляться и даже радоваться ей в некоторых продуктах, хотя стоит обратить внимание, что не за горечью человек гонится, а за сторонними бонусами от того или иного продукта. Так дела обстоят с кофе, цикорием, грейпфрутом, шоколадом, пивом. Со временем мы привыкаем, и нам начинает нравиться определенная горечь, однако это больше походит на условный рефлекс. Первый раз попробовав кофе или горький шоколад, мало кто восклицает: «Какая вкуснятина!» Обычно все заканчивается гримасой на лице и высунутым языком, что, вероятно, также является эволюционным механизмом, призванным облегчить выплевывание ядовитой пищи, и показывает соплеменникам, что кушать подобное блюдо не нужно.

Удивительно, как участок из всего десяти квадратных сантиметров нашей носоглотки обеспечивает нам восприятие стольких граней вкуса. За это отвечают около 6 млн сенсорных клеток, на каждой из которых располагается около четырех сотен рецепторов к различным веществам. Причем эти клетки – единственные в нашем организме, связанные с мозгом напрямую. За рецепторы к ароматическим молекулам в нашем геноме так или иначе было ответственно около тысячи различных генов. Это поразительно, если вспомнить, что в нашем геноме всего 20 тыс. функциональных генов, отвечающих за все то, чем мы являемся. Тут, правда, есть допущение, поскольку примерно половина этих обонятельных генов не работают и являются псевдогенами, когда-то игравшими роль в эволюции, но сейчас пребывающими в поломанном состоянии. По современным оценкам, в данный момент в человеческом теле работает порядка 350 генов, кодируя рецепторы к ароматам, что тоже огромная цифра. Суммарно было обнаружено 413 возможных работающих «ароматических» генов, отвечающих за выработку соответствующих рецепторов. Правда, способность человека определять тот или иной запах, судя по всему, является результатом не работы лишних генов, а его опыта. Опытный дегустатор на то и опытный дегустатор. Способность отличать тона и полутона различных блюд и напитков доступна каждому в результате проделывания соответствующих упражнений. Впечатляющих результатов можно добиться упорной тренировкой, прислушиванием к собственным ощущениям, а также, что немаловажно, расширением собственного лексикона описания вкуса и аромата. Способность различать оттенки вкуса у разных народов напрямую коррелирует со способностью описать их словами.

Существует мнение, что человеческий нос менее восприимчив к восприятию запаха, чем носы других животных, но это не так. Исследователи из Университета Линчепинга в Швеции провели тестирование восприятия человеком и другими животными различных 40 химических соединений. Оказалось, что, даже несмотря на специфическое устройство черепа, человеческий нос лучше, чем крысиный различает 30 из 40 предложенных химических соединений и лучше, чем сабачий – 5 из 15 протестированных запахов. При этом на таможне мы до сих пор используем нюх собак, но это связано, во-первых, с постоянной тренировкой наших пушистых братьев, во-вторых, с тем, что нос собаки всегда ближе к земле, где максимальная концентрация пахучих соединений. Ну и в-третьих, человек привык получать информацию об окружающем мире с помощью зрения и слуха, обоняние зачастую отходит на второй план в бытовых ситуациях. Собака же использует нос на полную катушку. Все-таки человек больше полагается на так называемое ретроназальное обоняние, то есть на стимуляцию рецепторов, находящихся в задних частях носовой полости – в носоглотке. Это позволяет ему по максимуму чувствовать вкус и запах пищи, уже попавшей в рот. В следующий раз, как будете есть что-нибудь аппетитное и ароматное, обратите внимание, как усиливается вкус пищи, если вы выдыхаете воздух через нос. Судя по всему, к такой чувствительности способен только человек. Никто из окружающего мира не почувствует всю прелесть какой-нибудь вкусности так, как это делаем мы, что дает нам повод лишний раз порадоваться, что мы родились именно в человеческих телах.

Когда мы говорим о маленьких радостях жизни, мы часто упоминаем что-нибудь вкусное. Удивительно, как вселенского масштаба трагедию в нашей голове может свести на нет сытный ужин или даже крохотный кусочек шоколада. Мы привыкли к тому, что ощущение вкуса – неотъемлемая и банальная часть нашей повседневности, но мы и представить не можем, что подобной вещи можно лишиться напрочь. Или еще хуже – что подобный инструмент познания мира восстанет против нас. Когда вы путешествуете, приезжаете в другую страну, вы окунаетесь в чуждую для вас, необычную культуру. Ощущение иной культуры по большей части даст вам не созерцание бесконечных соборов, мечетей, синагог, дворцов, памятников архитектуры, представлений и т. д., – а запах и вкус. Вообразите, вот вы идете по восточному базару. Вы как будто пропитываетесь теми специями, что лежат на бесконечных прилавках местных торговцев. Эти пряности обволакивают вас, неисчислимое сочетание ароматов, по большей части вам незнакомых, навсегда поселится в вашем сознании. Вы становитесь частью этого места не благодаря зрению, но благодаря вкусу и обонянию. Вы выходите с базара, идете по местным улочкам, улавливаете едва различимый запах наргиле, раскуриваемого местными стариками за углом, и ощущаете удовольствие. Какое счастье, что наше тело способно воспринимать действительность на таких разных уровнях ощущений. Вечернее солнце греет вашу кожу, небанальная для вас туристическая одежда также вносит свой вклад в ощущение чего-то «другого». Вечно висящая в воздухе песчаная пыль и крохотные частички пряностей, до сих пор находящиеся на рецепторах в вашем носу, а еще контраст между шумным восточным рынком и тишиной надвигающейся арабской ночи – все это татуируется в вашем мозгу комплексно. Именно это вы будете вспоминать про себя, обращаясь к памяти, вернувшись домой. Если честно, я никогда не понимал людей, не выпускающих из рук фотоаппарат во время поездок. Щелк, щелк, щелк. Храм – щелк, закат – щелк, пляж – щелк. Гигабайты фотографий, которые никто потом не будет смотреть. Без сомнения, есть люди, для которых вся жизнь проходит через видоискатель фотоаппарата, это их выбор для своего срока на этой планете. Однако в попытке запечатлеть максимально полно происходящий момент они сперва пропускают его через себя и лишь затем производят снимок, это их способ испытать счастье. Возможно, их степень осознанности ощущений даже выше, чем у человека, пытающегося просто осознать себя в текущем моменте. Но таких людей мало, очень мало, их мы называем настоящими профессионалами. В большинстве же случаев прекрасные моменты настоящего будут помножены на ноль, как только вы достанете фотоаппарат или телефон и начнете смотреть на ваше окружение через экран.

Загляните на курортный пляж вечером и обратите внимание на количество парочек, снимающих друг друга на фоне заката. Закат длится не так долго, нужно успеть сделать фотографии себя в максимальном количестве ракурсов. И вот солнце село, теперь же можно любоваться закатом через экран телефона, выбирая понравившийся кадр. Но разве это не чушь? Текущий момент уникален, уникален настолько, насколько это вообще возможно, и люди сводят его на нет заботой о том, удачно ли получилась фотка. Кому она нужна? Вам она не нужна. Вашим друзьям, поверьте, на нее тоже плевать. Откройте социальную сеть, посмотрите на это бесчисленное количество постов ваших друзей с фотографиями из путешествий и прислушайтесь к собственным ощущениям. Вы в восторге? Человек, выложивший фотографию, начал нравиться вам больше? Вы оставляете хвалебный комментарий и жмете лайк, если вам не жалко на это времени. И… ничего более. Вы дальше листаете ленту новостей социальной сети. И так же поступят все друзья этого человека, создавшего пост. А теперь вспомните, что таким же человеком являетесь и вы. Вы сидите в приморском ресторанчике, вечер, вам приносят какой-то невообразимой красоты блюдо, вы восклицаете: «Вау!» – и… тянетесь за телефоном. Все должны узнать, какую красоту я буду есть. Всем это очень интересно. Нет, неинтересно, это интересно только вам, в попытке получить толику призрачного социального одобрения вы только что упустили уникальный момент вашей жизни. Вы в полной мере оценили то, что вам принесли? Какой чудесный вечер, какой запах, как еще свежий салат блестит на фоне желтых ламп террасы, как приятно вам находиться рядом с тем человеком, кто составил вам компанию в этой поездке. Вместо того чтобы успеть попробовать вкус блюда, что способен исчезнуть буквально через минуту после подачи в результате естественных процессов, чтобы успеть окунуть кусочек в еще горячий соус, который является неотъемлемой фишкой этого блюда, чтобы ощутить всю полноту этого момента – вы сливаете все это в унитаз. Потратив пару минут на невообразимо важную фотографию, вы возвращаетесь в текущий момент, и он – какой сюрприз – уже обычный. Почему обычный? Потому что ваша голова будет занята не ощущением текущего момента, а тем, как вы выложите фотографию в Сеть и как на нее отреагирует ваше социальное окружение, а это уже обыкновенность вашей действительности.

Загляните на рок-концерт, и вы ощутите то, о чем я говорю, во всей красе. Огромная толпа, колонки такой мощности, что способны порвать легкие, любимая группа. Выступление в самом разгаре, из сцены начинает вырываться огонь, адская феерия, адреналин, ритм, мурашки по коже, вокалист берет соло, а сзади его группа чуть ли не срывает с себя кожу. В этом момент посмотрите вокруг и сосчитайте количество телефонов, торчащих на вытянутых руках зрителей. Их сотни! Люди, пришедшие на концерт, даже боятся потанцевать, потому что будет трястись картинка. Большая часть из них даже не смотрят на сцену, оценивая происходящее через экран смартфона. А ради чего? Показать кому-то? Человек никогда не сможет оценить крутость концерта на экране телефона, более того, это даже раздражает. Для себя? Да эти кадры вам особо и не нужны, вы же были там, зачем вам это пересматривать? Снятые минуты, а порой часы концерта будут мертвым грузом лежать у вас на карте памяти, а вот момент уйдет безвозвратно. Вы его променяли, променяли на пустоту. Не меняйте свою единственную жизнь на ничто, хотя бы не таким отвратительным образом, как попытка обязательно снять все вокруг, а потом выложить. Поверьте, от того, что вы не фиксируете каждый свой миг на смартфон, от вас не отвернутся ни друзья, ни коллеги. Ощущая в полной мере уникальные моменты, вы становитесь глубже, многограннее, вы становитесь интересным. Это чувствуется, к вам начнут тянуться люди, потому что вы излучаете счастье и удовольствие от жизни. В современном мире это качество настолько же ценно, как гигантский алмаз, найденный в вагоне угля. Впрочем, решайте сами. Щелк. И прошла юность. Щелк. И прошла зрелость. Щелк. Старость. И нет вас. До свидания.

Иллюзия знания

Наш мир не перестает меня удивлять. Объем информации, протекающий через наш мозг каждый день, воистину огромен. По большей части эта информация не представляет никакой ценности, лишь сплошной шум. Однако она забивает разум, не дает ему заниматься тем, на что он действительно способен. При такой информационной атаке люди перестают искать корни информации – они видят лишь ее проявление и принимают как данность. Так зарождается невежество.

Сейчас невежество приобрело массовый и, главное, агрессивный характер. Люди хотят иметь мнение обо всем на свете, не позволяя себе честно сказать: «Я не знаю». «Я не знаю, какая сейчас на планете ситуация с глобальным потеплением» или «мне не хватает компетенции для ответа на вопрос, как прививки влияют на здоровье». Случайно обнаружив одну-две статьи в желтой прессе, человек выносит суждение об очень сложном феномене и, что самое коварное, начинает его защищать так, словно он посвятил его изучению пару десятков лет. Возникает известный парадокс. Когда происходит прилюдный спор двух людей, обычно выигрывает наиболее невежественный из спорщиков. Его убежденность в своей правоте играет ему на руку, его пылкая речь затмевает неуверенные высказывания специалиста. Профессионал в курсе своего невежества, знает, как много подводных камней скрывается в обсуждаемой теме, поэтому не позволяет себе категоричных высказываний, чего не скажешь о его оппоненте. Если вам приходится попадать в такие споры, вы точно знаете, что лучше разбираетесь в теме, и это вас сковывает – не расстраивайтесь, если вам не удается убедить противоположную сторону. Задумайтесь – действительно ли это вам надо? Каждый человек воспринимает действительность в меру своих способностей. Порой, как бы вы ни старались, вы не сможете ни в чем убедить оппонента, даже если приведете убийственные аргументы. Почему? Потому что признание вашей правоты, даже в самых незначительных вещах, будет являться посягательством на картину мира вашего собеседника. Он не для того выстраивает свой хрупкий мир, чтобы вы пришли и все сломали. Да, это раздражает. Но задумайтесь над следующей дилеммой. Если изменение картины мира человека, с которым вы общаетесь, для вас не очень важно – в таком случае не стоит переживать по поводу провала. У нас у всех разная жизнь, и каждый решает, в каких иллюзиях ему пребывать, если только он, следуя им, не начинает приносить вред окружающим. В таком случае невежество должно быть порицаемо. Невежество имеет свойство распространяться как зараза, захватывая все новые и новые слабые умы. Если не предпринимать никаких действий, подобная эпидемия может привести к печальным последствиям. Вернемся к гипотетическому спору. Если человек, с которым вы общаетесь, важен и дорог для вас, можно задуматься, насколько вам необходимо менять его картину мира, если ему комфортно в ней. Можно испортить с ним отношения, посягательство на сакральное не пройдет без последствий. Глупые приметы, гороскопы, вера в предназначение стабилизируют его мир, делают его понятным и предсказуемым. Часто, приняв вашу позицию, человек останется ни с чем. Принять и понять – разные вещи.

Возможно, многие не поймут или не примут то, что написано в этой книге. В ней описана магия случайности, счастье в отсутствии всякого смысла, благоговение перед миром, на который мы в конечном счете никак не повлияем. Такая философия отсутствия смысла многим покажется ересью. Как с такой позицией просыпаться по утрам? Да вот, как-то получается, и миллионы людей по всему свету также просыпаются и радуются ощущению, что им удалось появиться в этом удивительном мире. Забавно, но такая научная философия кажется мне максимально стабильной. В ней не может быть кризиса веры, так как не надо ни во что верить. Не может случиться так, что космоса нет. Он был, есть и будет независимо от нашего желания. Вселенная продолжит свое расширение к максимальной энтропии. Мироздание медленно живет своей жизнью, а мы стали свидетелями этого процесса. Неужели роль простого наблюдателя столь многих оскорбляет? Неужели нужно обязательно приписать Вселенной понятный для одного из существ голубой планеты смысл, виду которых от силы 200 тыс. лет? Для чего? В этом действительно есть необходимость? Может, все-таки просто насладимся нашим существованием в этой Вселенной, уж коли выдалась такая возможность? В любом случае максимально испытать счастье от этого процесса поможет знание. Знание о мире имеет свойство меняться, и это круто. То, что мы принимаем как данность сегодня, может показаться глупостью завтра, но это движение направлено только вперед. Уточнение, дополнение модели. Красота мира лишь начала раскрывать перед нами свои секреты, и какое счастье, что есть люди, посвящающие свою жизнь раскрытию этих тайн!

Человек не может знать всего, мы любим упрощать и обобщать. Упрощение позволяет нам оперировать внешним миром интуитивно, неосознанно. Чрезмерное усложнение способно свести на нет любую деятельность. Шагая, человек не задумывается, каким таким образом он это делает. Как напрягаются поочередно мышцы – сгибатели и разгибатели его ноги, как более тонкие мышечные волокна стабилизируют его походку, чтобы он сохранял вертикальное положение, как двигается корпус, обеспечивая плавность движения. Нет, он просто идет, и это хорошо. Если нам предстоит писать письмо, мы не особо задумываемся, как работает ручка, причем, даже если задуматься, мы до конца не найдем правильный ответ. В таком случае нам придется точно знать состав материала ее корпуса, как его изготавливают, как скручивают пружины, если она автоматическая, как производят и из чего состоят стержни, какие силы смачивают шарик на конце ручки (если это шариковая ручка) и т. д. В какой-то момент нам придется дойти до взаимодействия атомов всей конструкции ручки, и только тогда мы приблизимся к разгадке, что такое ручка и как она функционирует. Но нам никогда не потребуется такое усложнение, если только вы не специалист по канцелярским товарам. Доскональное понимание любого предмета требует такого совокупного знания, что вряд ли его способен постичь человеческий мозг в его нынешнем состоянии. Требование к пониманию будет расти лавинообразно, обязывая знать все большее количество законов, пока человек не сдастся. Но еще раз: радость в том, что нам такое усложнение обычно не требуется. Мы оперируем обобщенными представлениями о реальности, общими понятиями. Ручка – предмет с чернилами, созданный для письма, а какими такими капиллярными силами чернила удерживаются в стержне, нас не касается.

Спроси любого: «Знаешь ли ты, как работает ручка?» – и утвердительный ответ не заставит себя долго ждать. Попроси расписать на листе бумаги механизм работы ручки, раз собеседник так в себе уверен, и тут начнутся трудности. Мы склонны переоценивать собственные знания по теме, пока нам не предложат объяснить непосредственный механизм работы устройства или процесса. На этом знание закончится. Почему мы склонны переоценивать собственную компетенцию? Почему мы утверждаем, что понимаем, что происходит вокруг нас, и убеждены, что наши поступки и мнения основываются на объективном знании об окружающей действительности, хотя на деле это не так? Потому что это внутренний компромисс. В детстве мы задаем массу вопросов: что, зачем, почему? Наше любопытство безгранично, мы пытаемся узнать об этом мире как можно больше. В какой-то момент на наши вопросы последует раздраженный ответ: «Потому что». Что означает это «потому»? Взрослый человек не может сам себе признаться, что не знает ответа на вопрос, и ссылается на некий правильный порядок вещей? Или он осознает, что не знает верного ответа, и боится потерять авторитет перед ребенком, если покажет собственное невежество? В любом случае этих «потому что» становится так много, что ребенок сам начинает осознавать сложность мира, в который ему довелось попасть, и принимает правила игры. Он делает логичный для него вывод, что стоит просто прекратить задавать лишние вопросы и погрузиться в теплые объятия иллюзии знания. И когда уже его ребенок спросит: «Почему?» – он найдет самый очевидный для себя ответ: «Потому что!» Остается один важный вопрос: каким образом человечество смогло добиться таких высот, учитывая, что каждый отдельный человек по большей части невежествен? Что за магия такая? Ответов может быть масса, и один из них – способность к коллективному мышлению.

Люди – существа социальные, мы привыкли работать в группе. В группе знание размывается по ее членам, приобретает общий характер. Запомнить все нереально, но это не мешает единому коллективному мышлению справляться с поставленной задачей. Допустим, ваша цель – охота, и вы хотите загнать стадо антилоп в ловушку. В одиночку вам не справиться: вы не знаете всех повадок антилопы, как именно и приманить все стадо, и справиться с загоном, и завершить дело. Зато у вас есть товарищи, с которыми можно разделить этот процесс. Одни изучают повадки добычи, вторые начнут ее запугивать, третьи – мастера по изготовлению ловушек, четвертые специализируются на разделке и хранении пищи. Знает ли каждый охотник, как происходит охота? В общих чертах – безусловно. Сможет ли он самостоятельно провернуть эту затею в масштабах стада? Вряд ли. В современном мире перед человеком стоят задачи в тысячу раз сложнее, чем загнать стадо антилоп. Даже самый высококлассный инженер, посвятивший своей профессии полвека, не скажет, как в итоге летит космическая ракета, к созданию которой он приложил свои усилия. Вы можете быть специалистом по программному обеспечению (причем не всему, а какой-то его части), по материалам корпуса, по оснащению экипажа, по топливу, но нельзя быть специалистом по суммарному продукту, он слишком сложен. Вы на 95 % невежественны в создаваемом продукте, но зато вас много, и вы можете довериться коллегам. Над проектом будет работать масса высококлассных специалистов, и в какой-то момент ракета пронзит небеса.

Находясь в команде, люди инстинктивно начинают разделять обязанности. Представьте себе, что вы сидите дома и общаетесь со своим другом, который считается специалистом по крафтовому пиву. Сейчас таких уж больно много развелось, но что поделать. Вы общаетесь на какие-то свои темы, и тут к вам в квартиру врывается радостный сосед и начинает взахлеб рассказывать, что в ближайший бар завезли новые сорта отличного неосветленного, нефильтрованного, непастеризованного и еще масса «не-» пива. Вы бы с удовольствием его попробовали, но будете ли вы сейчас запоминать все названия новинок, что потоком льются из вашего соседа, или же доверитесь сидящему напротив вас приятелю? Зачем вам напрягаться? Вы с легкостью пропускаете все названия мимо ушей, благодарите информативного соседа, провожаете его, жмете руку, целуете в щечки и возвращаетесь к беседе. Вечером вы заглянете в местный бар, где ваш друг без каких-либо проблем найдет в меню новинки и даже расскажет о них в красках. В описанной гипотетической ситуации вы сэкономили массу психических сил, доверившись специалисту. Вы, считайте, сформировали ячейку групповой памяти, где каждый слот специализируется на конкретной информации, причем сделали это неосознанно. Если в рамках эксперимента разделить людей, знакомых друг с другом не менее трех месяцев, на пары и дать задание на запоминание, история повторится. Например, если один из партнеров – специалист по недвижимости, а второй – повар в ресторане, то при выполнении задания запомнить характеристики условных квартирных помещений первый полностью возьмет на себя всю ответственность за решение поставленной задачи, а второй полностью доверится первому. Такая же история в обратном порядке случится, если предложить задание на запоминание ингредиентов блюд. Люди автоматически запоминают то, что необходимо в рамках выполнения группой конкретного задания, внося максимальный вклад в разделение умственного труда.

Этот способ разгрузить свой мозг, позволяющий каждому в группе выполнять исключительно свое конкретное дело, имеет свои последствия. В частности, размываются границы между знаниями и идеями конкретного человека и знаниями других членов группы, как и группы в целом. Базовым примером будет ситуация, когда новая стратегия или идея появляется через совместное обсуждение. В таком случае понять, кто же был истинным автором, весьма затруднительно. Мало того, если и существовал конкретный человек, впервые высказавший предложение, то его идея будет дополнена и переделана всей группой под нужды конкретной ситуации, так что назвать финальный результат исключительно его заслугой можно получится только с большой натяжкой. В большинстве же случаев идея, родившаяся у кого-либо в голове, окажется не новой. Скорее всего, она уже озвучивалась когда-то внутри группы и стала общим знанием, но тогда ее отвергли по соображениям того времени. Теперь же, высказанная еще раз, она может быть принята в нынешних условиях как новинка. Неприятным примером такой ситуации станет случай, когда начальник, сам забраковавший вашу идею пару месяцев назад, теперь выдает ее за свою. Это сильно обижает, но не принимайте это близко к сердцу, возможно, он действительно не помнит, что вы ее озвучивали когда-то. Идея, высказанная в присутствии других людей, моментально становится общественной, и если ее автора сразу не приметили, то, считай, его и не было. Не стоит переоценивать собственные идеи. Скорее всего, их уже кто-то озвучил до вас. Просто цените то, что они есть у вас в голове, и будет круто, если вы сможете реализовать их на практике.

Крайняя форма группового знания выражается во фразе «так заведено». Выбраться из рамок «так заведено» очень трудно, особенно если обсуждаемые идеи имеют под собой сакральные ценности. Эта ситуация часто возникает при столкновении науки и религии. Наука и религия в принципе несовместимы по одной простой причине: наука изучает фальсифицируемые концепции. Ученые оперируют моделями, которые могут быть опровергнуты. Пример: я держу в руках яблоко. Если я отпущу его, то, согласно теории гравитации (которая, по сути, утверждает, что есть такая штука, как «гравитация»), оно упадет на пол. Если в какой-то момент времени случится так, что в стандартных условиях яблоко полетит вверх, то это будет означать, что теория гравитации должна быть дополнена или пересмотрена. То есть можно придумать эксперимент, по результатам которого докажут, что действующая модель либо неверна, либо недостаточно точна. Так работает наука. Если мы найдем в кембрийских отложениях следы людей или мамонтов, то нужно будет пересмотреть теорию эволюции или действующие модели истории. С концепцией Бога так сделать нельзя. Мы не в состоянии придумать эксперимент, в котором будет четко видно, что Бога нет. Любой результат эксперимента может быть описан фразой «так Ему угодно». Почему мы не видим чудес, которые описаны в Ветхом и Новом Завете? «Потому что такова Его воля». Почему мы не обнаруживаем влияния на наш мир этой всемогущей сущности? «Потому что такова Его воля». Почему в мире столько зла? «Пути Господни неисповедимы». На любой вопрос или эксперимент, пытающийся опровергнуть религиозную модель мира, найдется ответ, подразумевающий, что модель всегда верна. Это нефальсифицируемая концепция, поэтому наука с ней не имеет дела. Та же ситуация с концепцией, что весь мир есть глобальная виртуальная симуляция типа Матрицы. Попробуйте придумать эксперимент, доказывающий, что это не так. Любая ваша попытка будет обречена на провал, поскольку любой итог будет объяснен «условиями Матрицы». Поэтому нефальсифицируемые идеи просто не рассматриваются как не имеющие ценности.

Вернемся к коллективному мышлению и сакральности. Та же религия, по большому счету, имеет дело с верой. Обычно именно это вы услышите из уст священника. Верой в какие-то ценности, моральные установки и правила жизни. Допустим, что это вера во что-то доброе, истинное и вечное, без привязок к оригинальному сюжету. Если всматриваться в оригинал, можно такое отыскать, что волосы встанут дыбом, но не будем об этом. Так вот, почему-то эти ценности у людей переплетены с фактологической стороной вопроса. Если Земле не 6 тыс. лет, значит, это нападение на их веру. Если теория эволюции работает, значит, Бога нет, ну и т. д. Отделить собственное понимание божественного от постулатов религиозной организации становится все труднее. Причем, скорее всего, человек сам по себе достаточно лоялен и к эволюции, которая ничего плохого не сделала и является лишь правилом развития биологического мира, и к Большому взрыву, и к другим научным открытиям, но вот признаться в этом другим и самому себе он не может. Ведь в таком случае это будет предательство веры, сакральности, а на это мало кто согласится. Если вы, дорогой читатель, сталкиваетесь с категоричным отпором людей при попытке объяснить им простые законы, по которым работает мироздание, не расстраивайтесь. Люди не глупы, большая часть людей на нашей планете несут в себе свет, радость и стремятся к знанию. Просто у кого-то возникает иллюзия, что знание может противоречить их сакральным установкам, и они входят в режим категорической защиты. Вы бы и сами так сделали. С чужим миром нужно работать уважительно и аккуратно и тем более знать, что предложить взамен. Если же, дорогой читатель, вы относите себя к какой-либо религии, то тоже не обижайтесь на всякие научные вещи. Наш мир удивителен и прекрасен, позвольте показать, насколько он таким является. В нем много такого, от чего дух захватывает, и пусть это нисколько не противоречит вашим базовым сакральным установкам. Сохраняйте веру в то, во что вы верите, но помните, что научный факт не просто так называется фактом. Постарайтесь отделить свое сакральное от мирового фактологического, и будет вам счастье.

В конце обсуждения группового мышления я хочу немного обнадежить вас. И сделаю я это, приведя в пример известный эксперимент с обезьянами. Опишу его полностью.

Клетка. В ней пять обезьян. К потолку подвязана связка бананов. Под ними лестница.

Проголодавшись, одна из обезьян подошла к лестнице с явными намерениями достать банан. Как только она дотронулась до лестницы, вы открываете кран и из шланга поливаете ВСЕХ обезьян очень холодной водой. Проходит немного времени, и другая обезьяна пытается полакомиться бананом. Те же действия с вашей стороны. Третья обезьяна, одурев от голода, пытается достать банан, но остальные хватают ее, не желая холодного душа.

А теперь уберите одну обезьяну из клетки и замените ее новой обезьяной. Она сразу же, заметив бананы, попытается их достать. К своему ужасу, она видит злые морды остальных обезьян, атакующих ее. После третьей попытки она поймет, что достать банан ей не удастся.

Теперь уберите из клетки еще одну из первоначальных пяти обезьян и запустите туда новенькую. Как только она попытается достать банан, все обезьяны дружно атакуют ее, причем та, которую заменили первой, – еще и с энтузиазмом.

И так, постепенно заменяя всех обезьян, вы придете к ситуации, когда в клетке окажутся пять обезьян, которых водой вообще не поливали, но которые не позволят никому достать банан. Почему?

Потому что тут так принято…

Описание этого знаменитого эксперимента легко встретить на просторах Всемирной паутины. На него ссылаются многие книги по человеческой психологии, маркетингу и саморазвитию. Вот, посмотрите, что такое стадное мышление, и мы такие же обезьяны! Так вот, не надо оскорблять обезьян. Тем более, что не было никогда этого эксперимента.

Если вы попробуете найти первоисточник, наткнетесь на статью Г. Р. Стивенсона от 1966 года под названием Cultural Acquisition Of A Specific Learned Response Among Rhesus Monkeys. И в этой статье нет ни шланга с водой, ни пяти обезьян. Стивенсон хотел узнать, может ли одна обученная обезьяна оказать долговременное воздействие на поведение неопытной второй обезьяны. Он вообще не изучал групповую динамику или стадное поведение. Он исследовал четыре пары однополых обезьян, а не пять случайных обезьян в группе. Предметами, которые он использовал, была пластиковая кухонная утварь, а не банан. В качестве наказания выступал поток воздуха, а не водяной душ. Даже лестницы не было – объект был просто размещен на одном конце контролируемой области. Что связывает «знаменитый эксперимент» с реальным? Только то, что там были обезьяны.

Результаты эксперимента были не так однозначны, как в выдуманной истории с бананом. В некоторых парах новая «наивная» обезьяна научилась бояться объекта, увидев, как «бывалая» его боится. Однако в других парах бесстрашное поведение наивной обезьяны привело к тому, что она научила старожила клетки больше не бояться подходить к заданному объекту. Забавно, что результаты были гендерно-специфичными: в тех случаях, когда в клетке сидели самцы, чаще всего опытный самец принимал физическое участие в обучении новичка, оттаскивая его от опасной, по его мнению, зоны клетки. В тех же случаях, когда изучались самки, так не случалось. Самки, знавшие об угрозе воздушного удара, предпочитали не вмешиваться в поведение новенькой, оставаясь в стороне и наблюдая за ней. В этих случаях они убеждались на примере, что никакой угрозы больше нет, и у них проходило избегающее поведение. Даже видя явную гендер-специфичность, Стивенсон, как и полагается ученому, не делает далеко идущих выводов. Так и поступает настоящий профессионал своего дела, а не гуру социальной психологии Интернета.

Что показывает этот эксперимент, так это то, что результаты нашего взаимодействия могут быть разными. Даже если вы являетесь носителем информации и считаете ее непреложной истиной, может возникнуть новичок, который перевернет ваши представления о реальности. Или же, наоборот, вы можете быть новичком и принять правила игры, даже если не понимаете, почему они такие, какие есть. Ситуации бывают разные, и стоит просто помнить о них. Вдруг воздушная пушка уже выключена?

Оборотная сторона иллюзии понимания – феномен, при котором для нас является большой проблемой осознание, что кто-то не знает того, что знаем мы. Если вы станете напевать мелодию вслух, то вас будет преследовать непонимание, как другие люди сразу ее не узнают. Если вы знаете ответ на какой-либо вопрос, он вам покажется очевидным, и при отсутствии такого же ответа у других людей вы посчитаете их недалекими, раз они не могут постичь очевидных истин. Это звучит довольно грубо, но реальность именно такова. Разумеется, если вы сами не знаете ответа на вопрос, найдутся тысячи причин, объясняющих, почему он ускользнул от вас. Вам что-то помешало, отвлекло, вы не являетесь специалистом в столь узкой области и т. д.

Чаще всего мы считаем, что знания, лежащие у нас в голове, есть и у других людей. Это прямое следствие из иллюзии понимания и знания мира. По той же причине мы уверены, что люди думают так же, как и мы, особенно по отношению к нам. Это явление особенно заметно в волнении относительно собственной внешности или поведения. Вы едете в общественном транспорте, выступаете на публике, общаетесь с друзьями. Допустим, у вас есть изъян в одежде, макияже или прическе. Большинство ваших мыслей в момент появления на людях могут быть поглощены переживаниями, что все окружающие только и делают, что обращают внимание на этот ваш изъян. Забавно, что, скорее всего, никто его даже не заметит либо же не придаст ему никакого значения. Но наши переживания очень сильны по одной простой причине – мы не можем отделить собственное знание от знания окружения. Раз вам известно о вашей проблеме, то и ваш собеседник обязательно в курсе, особенно если она на виду. Так и живем: все поглощены переживаниями о том, как нас оценят другие, и при этом нам плевать, что там, собственно, с этими другими происходит. В то же время эта иллюзия мешает нам наслаждаться текущим моментом. Мы усиливаем проблему собственным переживанием о том, как нас оценит окружение, хотя окружению по большей части все равно. Если в следующий раз вас охватит тревога по поводу собственной внешности, того, как вы себя ведете, или того, достаточно ли вы контролируете собственную мимику на публике, попробуйте поставить себя на место вашего окружения. Вам сразу станет очевидно, что ваши заморочки мало кого интересуют, у всех и так своих проблем по горло. Наслаждайтесь текущим моментом без переживаний, не давайте им отравлять свою жизнь хотя бы по таким глупым поводам.

Еще одним следствием иллюзии знания является ретроспективное суждение. После произошедших событий мы склонны считать, что изначально были в курсе, как все произойдет. Если ваша любимая команда победила, когда вы болельщик, или акции компании, в которую вы вложились, подросли, если вы инвестор, вы будете абсолютно уверены в собственном знании, что так оно и планировалось с самого начала. В текущий момент ваше представление о самом себе в прошлом будет завышено. Вас удивит, как остальные люди могли думать по-другому, нежели вы. Такой же феномен возникает при изучении истории. На страницах книг все выглядит лаконично и складно, и некоторые решения исторических персонажей могут показаться глупостью. Как можно было совершить такую ошибку? Это же очевидно! Так вот, ничего не было очевидно в тот момент, но мы не можем это осознать по причине коллективного мышления. Если вы сейчас возьмете блокнот и ручку и напишете предсказание, что станет через пять лет в интересующей вас области, а потом спрячете на указанный срок вашу бумажку, то через пять лет вы очень удивитесь собственному невежеству в прошлом. Особенно это касается наших жизней. Вот вроде бы что-что, а собственную жизнь мы должны контролировать как ничто иное. К счастью, это не так. Мы не можем предсказать, что нас ждет через десять лет, или пять, или даже через год. Мы живем в мире случайных событий, они несут нас по течению жизни. Шансы появляются и исчезают, словно вспышка, только успевай или не успевай за них хвататься. Они наполняют нашу жизнь радостной неопределенностью, делают ее интересной. Отчасти поэтому концепция «судьбы» кажется мне уничтожающей счастье пребывания в этом мире. Какой интерес быть в мире, где все для всех предрешено высшим роком? В такой действительности не будет места понятию собственной воли, а это лишь то немногое, что дала нам эта Вселенная. Этот дар мне кажется слишком ценным, чтобы его просто уничтожить понятием «судьба такая».

Какое счастье – влиять на собственную жизнь, пусть и не все в ней происходит по нашей воле! На то она и жизнь, а не компьютерная игра. И не расстраивайтесь из-за осознания, что большинство наших решений в жизнь происходит в контексте иллюзии понимания того, что происходит. Большинство наших решений будут приняты в невежестве относительно вопроса, но мы можем попробовать хотя бы минимизировать это невежество и приблизиться к знанию, что покажет правильный путь. Впрочем, какой путь правильный, тоже трудно сказать, будущее непрогнозируемо. Так что отбросьте сомнения и поступайте смело, идеальных решений не бывает. Зато точно не побеждает тот, кто ничего не делает.

С невежеством необходимо бороться, оно тормозит развитие нашей цивилизации, особенно в отношении технологий. При этом не стоит смешивать такие понятия, как невежество и здравая осторожность. Новые технологии способны принести как благо, так и вред, и абсолютно логично в самом начале относиться к ним с настороженностью. Проблемы начинаются тогда, когда здравая оценка заканчивается и начинается обычная глупость. Как пример, факультет экономики сельского хозяйства Университета Оклахомы проводил исследование по оценке людьми ГМО-продукции. Потребителей спрашивали, должны ли продукты, над которыми так или иначе проводились генно-инженерные процедуры, иметь соответствующую маркировку. Более 80 % опрошенных категорично заявили – да. Что нам это говорит? Что необходимо тут же бежать и ставить везде ярлык «ГМО» или не «ГМО», раз люди испытывают в этом необходимость? Возможно. Однако, если провести аналогичное исследование и вместо вопроса о ГМО спросить людей, нужно ли помечать подобной этикеткой продукты, содержащие ДНК, те же 80 % опрошенных ответят, что стоит. Они страстно желают знать, содержит ли продукт, который они покупают в магазине, ДНК. Это очень забавно, учитывая, что почти все продукты питания, которые находятся на нашем столе, содержат ДНК. ДНК, или генетическая информация, содержится во всем живом, в любом биологическом организме, и, разумеется, ею полны блюда на нашем столе. Когда человек ест яблоко, он поглощает уйму ДНК яблока. Когда человек ест рыбу, в его желудке начинается расщепление ДНК рыбы. Соответственно, люди, проходящие опрос, просто невежественны в этом вопросе, и таких оказывается 80 %. Стоит ли серьезно относиться к результатам подобных опросов, где люди просто не знают, о чем говорят? Значительная часть доверия к категоричным требованиям общественности улетучивается, как только начинаешь разбираться, чего же на самом деле хотят люди. Испытываемое людьми возмущение по какому-либо поводу часто не связано с глубоким пониманием проблемы, а является лишь результатом непонимания реальности.

В самом деле, интересно: что обычно стоит за столь категоричными высказываниями? Возможно, это просто желание людей быть здоровыми и есть полезную пищу, пусть это желание и связано с невежеством в вопросе. Человек спокойно отвечает «да» на вопрос, нужно ли маркировать продукты с ДНК, просто потому что не разбирается в теме и хочет обезопасить себя от потенциальных угроз. Мне кажется, что не стоит сильно удивляться такому. Еще раз: мы все хотим быть здоровыми и счастливыми, и если у человека действительно такая цель и именно это его мотивирует так отвечать на вопрос о ДНК или ГМО, то его позицию с легкостью можно исправить, если по полочкам разложить основы биологии и генетики. Просто необходимо напомнить, что селекция есть по сути своей неаккуратная генная инженерия. В любом случае в организме происходят мутации, которые приведут к появлению нужного вам признака. В условиях селекции это происходит случайно, вы только поможете этому, если внесете в организм в условия, повышающие мутагенность. Какие именно мутации случились, вы не знаете, вы просто пользуетесь тем, что получилось. Генная инженерия – это подход, при котором вы сами контролируете, какие мутации хотите внести, чтобы получить нужный вам признак. Сам факт воздействия, разумеется, не сделает организм более опасным, нежели это получилось бы в условиях «натуральной селекции». Да и проверок в условиях генной инженерии больше. В будущем, скорее всего, большинство продуктов станут генно-модифицированными, так как это максимально безопасный и аккуратный способ воздействия на продукт с целью изменить его свойства.

Обычные немного подзабытые знания за 7–8-й классы все расставят на свои места, и после этого вам еще скажут спасибо, что вы дополнили грамотной информацией структуру мира вашего собеседника. Это если человек действительно имеет позитивную цель быть здоровым, грамотным и счастливым. Но есть и другие люди, любящие отстаивать свою позицию с яростью загнанного зверя. В чем заключается их мотивация? В бесконечной войне против действительности, где вокруг них всегда есть агрессор, на которого можно переложить все беды в их жизни? «Почему у меня здоровье хуже, чем у других? Потому что злые корпорации наполнили магазины продуктами с пестицидами, инсектицидами, нитратами, ГМО и невесть чем еще. Разумеется, это не результат тревожно-мнительного характера, когда каждый скрип в теле воспринимается как трагедия. И не результат глубокого чувства неуверенности в себе, когда всегда нужно найти внешнюю причину своих проблем. Это все они! Злые ученые, пытающиеся заработать на моем здоровье! В смысле – метаанализ показал, что продукты, полученные с помощью генной инженерии, не более опасны, чем продукты, полученные с помощью традиционных методов селекции? Это все подделка и чушь, раньше люди жили 200 лет и бед не знали, а теперь все чахлые и больные».

Есть два типа людей. Люди, которые не являются специалистами в теме, но готовы воспринять новую информацию и дополнить свою картину мира. Такие люди вызывают лишь уважение. Все мы в чем-то невежественны, главное, чтобы была воля учиться. Второй же тип людей, которые лелеют свое невежество, оберегают его, потому что оно ставит их на позицию жертвы и дает бонусные очки, вызывает лишь сожаление. Их социальная группа позволяет им чувствовать себя частью стаи, позволяет ощущать принадлежность к своеобразной «борьбе за все хорошее», пусть они его и выдумали от начала до конца. Что ж, это тоже выбор. Все мы выбираем, в каком мире жить. Во времени и месте, где возможно исполнение мечтаний, где вам не грозит попасть в рабство, где из крана льется чистая вода, на полках магазина товар в ассортименте, который и не снился былым королям, а на каждый ваш чих найдется спасительная таблетка? Или же в мире заговоров, где из вас пытаются выкачать все здоровье с помощью продуктов, излучения, лекарств, промывания мозгов, где коварная ДНК в продуктах без маркировки пытается встроиться в ваши гены и сделать из вас помесь моркови со шпинатом? Выбор всегда за нами. Но, по моему искреннему убеждению, знание об этом мире способно принести счастье. Вывести из мрака страха и заблуждений, максимально приблизить нас к пониманию истинной красоты мироздания и нашего места в нем. Главное – помнить, что мы не в состоянии знать все и наша модель может и должна быть дополнена с поступлением новой информации.

Важный момент: я вовсе не говорю, что истины не существует и есть лишь множество мнений. Конечно, истина существует, иначе каков еще смысл науки, как не поиск этой истины. Без сомнения, есть вопросы, на которые пока нельзя ответить, и, вероятно, на некоторые из них мы ответить не сможем или сможем, но не поймем сам ответ. Но даже это не повод бросить попытки. Некоторые вещи действительно могут иметь разные объяснения с различных сторон, и это не делает реальность менее реальной. Тем более в контексте такого слова, как «мнение». Один человек может утверждать, что у него в квартире живет большая розовая мохнатая говорящая саблезубая черепаха, а второй – что это не так. И что, неужели можно считать, будто эти мнения одинаково заслуживают внимания? Если прохожему на улице задают вопрос, нужно ли маркировать продукты с ДНК, и такой же вопрос адресуют профессиональному биологу, занимающемуся этой темой последние 30 лет, стоит ли считать их мнения одинаково ценными? Чей ответ будет более близок к истинной природе вещей? Оставлю этот вопрос открытым, но, к сожалению, таков демон демократии, и ничего лучшего пока планета не придумала. Кстати, интересно, каким окажется максимально эффективный политический строй через тысячу лет? Неужели наши потомки будут смотреть на нас, как мы можем смотреть на политический строй Средневековья или Древнего Египта?

Подводя итог этой главы, хочу еще раз подчеркнуть – каждый человек по своей сути невежествен почти во всем, и есть два пути поведения: принять это или отвергнуть. Отрицание истины закрывает дорогу к развитию, ибо, как говорит популярная философская мысль, чаша этого человека полна. Признание собственного невежества есть первый шаг на пути к познанию истинной природы мира, если, конечно, у вас есть такая цель. Мудрость философа – в словах «я знаю, что ничего не знаю». Осознание собственного незнания делает вас гораздо более знающим, чем те, кто думает, будто что-то знает. Пусть это осознание не тяготит вас, наоборот, оно, во-первых, снимает с вас ответственность за обязательное знание всех вещей и, во-вторых, открывает путь к познанию. Само по себе счастье не заключается в знании. Да, знание приносит удовлетворенность, ясность мысли, ощущение чуда, но радость заключается не в конечной точке маршрута, а в пути к ней. Насладитесь собственным невежеством, ибо оно есть необходимое условие для открытия этого мира, постижения его в тех аспектах, которые вы сочтете интересными и значимыми. Для каждого эти аспекты свои, и благо, что наш мир может удовлетворить практически любой запрос. Пользуйтесь своим невежеством как точкой опоры, как отправной позицией для своего путешествия. И не позволяйте иллюзии знания поглотить вас. Когда вы принимаете решения, выносите суждения, не поленитесь лишний раз убедиться в том, что это именно ваш выбор, а не выбор вашего коллектива, семьи, социального окружения и т. п., – и даже тогда большинство наших решений будут приниматься в контексте иллюзии знания, но мы эту иллюзию способны развеять. Все в наших силах, главное, чтобы была к этому воля, а остальное приложится.

Заключение

Дорогой читатель, вот и подходит к концу наше маленькое путешествие. Мы обсудили так много, но, с другой стороны, совсем чуть-чуть. Я искренне надеюсь, что эта книга подарила вам несколько приятных моментов. Возможно, она и не оказалась для вас каким-то инсайтом, но, хочется верить, станет очередным шагом в познании самого себя и этого мироздания. Научное знание подарило мне радость, радость понимания, как работает мир вокруг и какое место занимает в нем человек. Разумеется, полностью разобраться с этим невозможно, но это не означает, что не нужно делать попыток. Счастье не является конечной целью, счастье есть само движение в интересующем вас направлении. Пусть это движение подарит радость и вам, как оно подарило радость мне. Целью данной книги и является попытка передать это ощущение вам, и я очень надеюсь, что у меня хотя бы немного получилось.

Я надеюсь, что после прочтения этой книги, если вас до сих пор не интересовала наука – она вас заинтересует. Тысячелетиями человечество жило на своей крохотной планете, не осознавая, насколько мир вокруг огромен. Он огромен и невероятен настолько, что мы не можем это осознать. В нем, как в сокровищнице, скрыты тайны, которые нам только предстоит разгадать, чтобы дополнить свою картину мира. Этих тайн с каждым годом не убывает, но лишь прибавляется, и не стоит этого пугаться – в этом весь смысл. Это разжигает интерес, желание жить и познавать, вгрызаться в гранит непознанного, пусть порой и неудачно. В любом случае наше существование в этом мире обусловлено случайностью, которой стоит быть благодарным. И какое счастье, что в этой Вселенной возможна такая случайность, что звездная пыль на одной из планет между спиральными рукавами заурядной галактики вдруг осознала, где она находится. Осознала, и ей стало интересно, а что еще есть в этом мире. Откуда она появилась, где находится и куда движется. Вероятностей такого исхода было чрезвычайно мало, но все-таки это произошло.

Эта книга не могла бы быть написана без прочтения сотни других. Ричард Докинз, Карл Саган, Мэтт Ридли, Оливер Сакс, Стивен Хокинг, Вилейанур Рамачандран, Франс де Вааль, Юваль Ной Харари, Нил Деграсс Тайсон, Джаред Даймонд, Роберт Хейзен и многие другие мыслители-ученые посвятили свою жизнь тому, чтобы дополнить нашу с вами картину мира, и я им бесконечно благодарен. Если вас заинтересовала какая-либо тема на страницах этой книги, вы можете обратиться к их трудам и углубить свои знания. Сейчас способов стать мудрее масса: и печатные книги, и отлично смонтированные ролики в Интернете, и офлайн-лекции, куда можно прийти и получить интеллектуальное удовольствие. Мир наполнен информацией, и далеко не вся она имеет ценность, но есть люди, готовые работать на то, чтобы обогатить ваше восприятие. Я надеюсь, что на вашем пути таких людей будет становиться все больше, и какое счастье, что вы можете на это повлиять!

Меня часто спрашивают про философию, которой я придерживаюсь. Как назвать философию удивления и восхищения окружающей действительностью и при этом сохранения знания о ее прекрасной бессмысленности? Лично я бы назвал ее «мирумизм», от лат. mirum (удивление, восхищение). Возможно, вы и сами ее придерживались до сих пор, просто не знали, как назвать. Я смиренно предлагаю именно такое лаконичное название, потому что сочетание «астрофизическое мировоззрение», как ее негласно прозвали, очень громоздко, тем более что не только астрофизика вносит свой вклад в ее суммарное ощущение. Теперь вы можете на вопрос: «Какого мировоззрения вы придерживаетесь?» – смело ответить: «Мирумистического». Если, конечно, у вас стоит задача как-то назвать то, что происходит у вас в голове.

Как бы то ни было, живите и наслаждайтесь жизнью. Шанс появиться на этот свет, тем более активно мыслящим существом, был ничтожно мал, но вам это удалось. Насладитесь этим, и пусть знание вам в этом поможет. Оно позволяет понять, как было до вас и как может быть в принципе. Дает осознать, насколько ценен труд предков, посвятивших свою жизнь тому, чтобы нам жилось чуточку лучше. Лекарства, водопровод, электроэнергия – мы сейчас живем в век, когда не нужно прилагать все свои силы для борьбы за физическое выживание и можно посвятить часть времени тому, что вам нравится. Это тоже позволило сделать знание. Мы живем лет на 30 дольше, чем жили люди век назад, – и этого тоже позволило достичь знание. Лично я благодарен ему и тем людям, которые двигают его вперед.

Сейчас информация окружает нас, словно многослойное плотное одеяло, и так трудно извлечь из нее какой-то прок. Мозг экономит энергию, он заточен под сохранение ресурсов, поскольку это был один из ключевых факторов выживания на протяжении почти всей истории. В XXI веке тенденция пользоваться особенностью экономии мозга набирает обороты: самая простая мыслительная жвачка идет по ТВ, в кинотеатрах популярнее всего экшен-фильмы, где минимум смысла и максимум эффектов, образование меняется в угоду вау-эффектам и не объясняет сути происходящих процессов. Этому не стоит удивляться, таково логичное развитие мира в информационную эпоху. Не стоит рвать на себе волосы и кричать налево и направо о всемирном отупении, хотя, возможно, так и происходит. Вам довелось родиться в этом времени и месте, и, поверьте, такой итог не самый плохой из тех, что были возможны. Вы могли родиться в теле раба и всю жизнь провести на хлопковых плантациях, под палящим солнцем собирая очередной ресурс для Британской империи, или же появиться на свет во владениях инков и быть принесенным в жертву ради привлечения дождя местным шаманом. Вы могли появиться через тысячу лет после текущего момента и кланяться говорящим медузам, поработившим Землю в XXVI веке, кто знает? В любом случае так получилось, что вы родились в наше время. Время, когда у вас есть доступ к неограниченным информационным ресурсам, способным изменить ваше представление о жизни, сделать ваш взгляд максимально чистым и реалистичным. Пользуйтесь этим, если хотите.

Не стоит воспринимать мои мысли как советы, я вовсе не советчик никому и на это звание никогда не претендовал. Все, что было на страницах этой книги, есть лишь выводы из тех законов, по которым работает наше с вами мироздание. Что в принципе может посоветовать одна звездная пыль другой, оформившаяся в одно из триллионов существ, населяющих крохотную планетку, вращающуюся вокруг заурядной звезды между рукавами заурядной галактики, одной из триллионов галактик данной Вселенной? Что может посоветовать медленно вибрирующая остывшая энергия, скукожившаяся до состояния вещества и работающая по принципу закачивания/выкачивания солей из жировых пузырьков, ею самой называемых клетками, другой такой же энергии, смысл существования которой сводится к фразе «так получилось»? Живи и наслаждайся. Шанс не появиться на этот свет был гораздо… гораздо больше, нежели прийти в этот мир, тем более во время, когда можно по максимуму реализовать собственную волю. Во время, когда над головой еще есть звездное небо и Вселенная достаточно молода, чтобы поделиться своими тайнами, а не распылиться в максимальную энтропию, навеки скрыв историю собственного происхождения.

В любом случае мы сами формируем свой мир. Мы не можем осознать, какой он есть на самом деле, поскольку ограничены физикой и биологией собственного мозга, но в этом отчасти есть своя прелесть. Каждый может сделать мир таким, каким захочет его увидеть. Реальность как таковая существует независимо от нас, но мы можем усвоить ее только через призму собственного восприятия, а на него вы способны повлиять. Углубите это восприятие, усильте его, сделайте свой мир краше и насыщеннее, и знание вам поможет. Надеюсь, в этом вам поспособствовала моя книга, сделав ваш мир немного интереснее. Все в ваших руках, живите в интереснейшем из доступных миров, и пусть это будет проявлением вашей осознанной воли. Вы – Вселенная, осознавшая на краткий мир сама себя, и насколько она будет красивой, зависит только от вас. Насладитесь этим парком аттракционов. Желаю вам приятного существования, и помните, что красота – в глазах смотрящего, а глаза у нас для этого просто отличные.

Благодарности

Написание этого произведения было бы невозможно без множества людей, событий и случайностей, о которых я хочу рассказать в последнем, по-настоящему завершающем разделе.

Мы все, каждый из нас, – плод лукавой случайности, определившей нашу судьбу. Я рад, что мне довелось родиться во времени и месте, где и когда можно писать книги и изучать окружающий мир. Родившись, я оказался в замечательной семье, полной поддержки и одобрения. Спасибо большое, мои дорогие, что вы у меня есть. Также эта книга не могла быть написана без множества друзей, всегда готовых прийти на помощь. Трудно быть одному, и я опять благодарю случай, что мне не доводилось никогда в полной мере быть одиноким.

Я благодарю своих великолепных учителей. Все началось в школе с уроков биологии Елены Владимировны Тынковой и математики Людмилы Васильевны Федоровой. В 10 классе я попал на день открытых дверей в биологическом факультете МГУ и без лишних раздумий выбрал кафедру микробиологии. Александр Андреевич Осмоловский, спасибо вам большое за этот выбор. Отдельно хочу поблагодарить Елену Владимировну Семенову, всегда поддерживавшую меня, пока я учился на кафедре. Также я неимоверно благодарен лекциям Вячеслава Альбертовича Дубынина, посвященным мозгу и всему, что с ним связано. Страсть к систематизации и объяснению информации я получил от своего научного руководителя в ГосНИИ Генетики, Татьяны Владимировны Выборной.

Я благодарен всем ребятам из замечательного проекта «Умная Москва». Именно «Умная Москва» стала для меня настоящей семьей. Также хочу поблагодарить коллег на популяризаторском поприще с радио «Маяк», вот уже больше года приглашающих меня на всю страну рассказывать разные интересные штуки.

В процессе написания книги мне помогали множество людей. В первую очередь, это неимоверно терпеливый редактор Мелине Ананян. С научной редактурой первой части мне помогли Алексей Бондарев, Артем Конышев и Дмитрий Побединский. Ну и, безусловно, самую большую благодарность я выражаю своей жене. Спасибо тебе, Аня, за твое тепло, заботу, терпение и ласку. А еще за первичную и вторичную редактуру. Без нее эту книгу было бы ну совсем невозможно читать.

И, конечно, спасибо тебе, дорогой читатель. Я искренне надеюсь, что ваше путешествие в мир науки только начинается. Берегите любопытство, что привело вас к этой книге и подобным ей. Поверьте, это чувство подарит вам куда больше радости, чем только можно себе представить.

Примечания

1

Здесь и далее я буду говорить именно о наблюдаемой Вселенной. Кто знает, что находится за наблюдаемыми нами пределами. Чтобы не повторяться, далее опускаю слово «наблюдаемая», но о нем всегда стоит помнить.

2

Кстати, кварки и лептоны называются вместе фермионами и выполняют роль кирпичиков, из которых состоит все, что мы наблюдаем.

Content

Евгений Плисов
Научное мировоззрение изменит вашу жизнь
Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

Введение

Часть 1 Этот Древний мир

В начале было… ничего

Один лишь свет

Звездная кузница

Безопасное место

Добро пожаловать домой

Первый дождь

Оно живое!

Снежный шар

Кембрийский взрыв

Это был палеозой, мы выживали как могли

Мезозой, или Эпоха средней жизни

В гостях хорошо, а в кайнозое лучше

Часть 2 Человек в контексте Вселенной

Тело человека как карта истории

Такие разные глаза

Вы – это ваш мозг

Как работает мозг

Электричество мозга

Выключаем нервную систему

Химия мозга

Ценность памяти

Вкус к жизни

Иллюзия знания

Заключение

Благодарности

Примечания