Глава тридцать шестая

К вопросу о тупиках

То ли все дело в необходимости привлечь и удержать читателя. То ли общественности очень нравится узнавать о тех редких случаях, когда ученый оказывается в тупике. Так или иначе, иные популяризаторы науки не могут написать статью о Вселенной, не упомянув о том, что кое-кто из астрофизиков, с которыми они беседовали, «оказались в тупике» из-за последних научных открытий.

Ученые в тупике так занимают журналистов, что в августе 1999 года передовица в «Нью-Йорк Таймс» – которая могла бы стать первым сообщением в СМИ о великом научном открытии – повествовала лишь о космическом объекте с совершенно загадочным спектром (Wilford 1999). Ведущие астрофизики оказались в полной растерянности. Невзирая на высокое качество данных (наблюдения были сделаны на телескопе им. Кека на Гавайях – самом мощном на тот момент оптическом телескопе в мире), объект не удавалось причислить ни к одной известной разновидности планет, звезд или галактик. Представьте себе, что биолог расшифровал геном недавно открытого вида и при этом не может понять, животное это или растение. Из-за этой фундаментальной ошибки, вызванной невежеством журналиста, в статье на 2000 слов не было ни анализа, ни выводов – ни намека на науку.

В конкретном случае вскоре оказалось, что объект наблюдений – странная, однако по сути не очень примечательная галактика, но это выяснилось уже после того, как перед миллионами читателей прошла целая череда самых известных астрофизиков, которые сказали «Понятия не имею, что это». Подобные методы подачи материала цветут пышным цветом и формируют у читателя катастрофически искаженное мнение о преобладающих в научном сообществе настроениях. Если бы журналисты говорили всю правду, то писали бы, что все астрофизики оказываются в тупике каждый день, и неважно, попадают их открытия в газеты или нет.

Ученые не имеют права утверждать, что работают на переднем крае науки, если они ни из-за чего не оказываются в тупике. Тупики – двигатель открытий.

Легендарный физик XX века Ричард Фейнман скромно заметил, что формулировать физические законы – это как наблюдать за игрой в шахматы, не зная правил. Хуже того, писал он, не получается наблюдать все ходы по очереди. Можно лишь время от времени поглядывать, как дела на доске и что изменилось. А при этом, несмотря на колоссальные пробелы в знаниях, стоит задача вывести правила игры. Рано или поздно заметишь, что слоны остаются на клетках какого-то одного цвета. Что пешки передвигаются не очень быстро. Что все фигуры боятся ферзя. Но вот игра близится к финалу, и остается всего несколько пешек. Представьте себе, что вы возвращаетесь к доске в очередной раз и обнаруживаете, что одна из пешек исчезла, а на ее месте возник ферзь, которого вроде бы недавно съели. Попробуйте-ка понять, в чем тут дело! Большинство ученых согласятся, что законы Вселенной, как бы ни выглядели они в целом, несопоставимо сложнее шахматных правил и остаются для нас неисчерпаемым источником бесконечных тупиков.

* * *

Недавно я узнал, что астрофизики оказываются в тупике чаще некоторых других ученых. Казалось бы, напрашивается вывод, что астрофизики глупее ученых других пород, но я думаю, что мало кто воспримет подобное заявление всерьез. Я думаю, что астрофизические тупики объясняются тем, как поразительно огромен и сложен космос. С этой точки зрения у астрофизиков много общего с нейрофизиологами. Любой нейрофизиолог легко подтвердит, что о человеческом сознании мы не знаем гораздо больше, чем знаем. Вот почему из года в год публикуют столько популярных книг и о Вселенной, и о человеческом сознании: никто пока не разобрался, как там все устроено на самом деле. Можно позвать в этот клуб незнаек еще и метеорологов. В атмосфере Земли столько всего происходит, что просто удивительно, что метеорологам хотя бы иногда удается дать точный прогноз. Те, кто составляет прогноз погоды для вечернего выпуска новостей, – единственные репортеры, от которых ждут предсказания завтрашних событий. И они изо всех сил стараются не промахнуться, однако в самом лучшем случае способны лишь измерить степень попадания в тупик: «Вероятность дождя – 50 %».

Одно несомненно: чем больше времени проводишь во всякого рода тупиках, тем шире становится мировоззрение и тем охотнее воспринимаешь новое. Это я знаю не понаслышке.

Однажды я выступал в телепередаче Чарли Роуза на канале «Пи-Би-Эс» и участвовал в дебатах с известным биологом: мы должны были обсудить и оценить, насколько вероятно, что некоторые соединения, обнаруженные в трещинках марсианского метеорита ALH-84001, свидетельствуют о существовании внеземной жизни. Этот межпланетный странник, размерами и формой вылитая картофелина, был выбит с поверхности Марса в результате падения высокоэнергичного метеорита – примерно то же самое происходит с просыпанными на покрывало чипсами, когда вам приходит в голову попрыгать на матрасе: их сбрасывает с кровати. Марсианский метеорит пространствовал в межпланетном пространстве десятки миллионов лет, рухнул в Антарктиде, примерно 10 000 лет пролежал погребенный во льду – и вот в 1984 году его наконец обнаружили.

В первоначальной научной статье Дэвида Мак-Кея и его сотрудников, опубликованной в 1996 году, приводились самые разные косвенные данные. Каждый пункт в отдельности вполне можно было бы объяснить каким-нибудь небиогенным процессом. Однако все вместе они убедительно свидетельствовали, что на Марсе когда-то существовала жизнь. Одно из самых соблазнительных доказательств, которые приводил Мак-Кей, была простая фотография этого камня, сделанная в микроскоп с высоким разрешением: на ней видно нечто крохотное и червеобразное, примерно в десять раз меньше самого мелкого из известных на Земле видов червей. Однако с научной точки зрения эти данные оказались несостоятельны. Меня подобные открытия всегда приводили в восторг – и до сих пор приводят. Однако выступавший вместе со мной биолог отнесся к этому доказательству скептически и аргументировал свою точку зрения. Повторив сентенцию Карла Сагана «Сенсационные открытия требуют сенсационных доказательств», он объявил, что червеобразная штучка не может быть живой, поскольку там нет никаких следов клеточных оболочек и потому что это существо должно быть гораздо меньше самых мелких известных живых организмов на Земле.

Что-что, простите?!

Вроде бы речь у нас идет о марсианской жизни, а не о земной, которую мой собеседник привык изучать в своей лаборатории. Такой узколобости я себе и представить не мог. Правда, может быть, это я слишком уж широко смотрю на вещи. Ведь и правда – иной раз так раздвинешь границы мировоззрения, что порушатся самые опоры здравого смысла – и тут уж, чего доброго, уподобишься тем, кто безо всякого скептицизма верит в летающие тарелки и в инопланетян, похищающих людей. Неужели мой мозг настолько отличается от мозга этого известного биолога? Мы с ним оба учились сначала в университете, потом в аспирантуре. Защитили диссертации каждый в своей области и посвятили свою жизнь научным методам и инструментам.

Возможно, далеко ходить за ответом и не придется. Биологи и публично, и в общении между собой превозносят многообразие жизни на Земле – вот сколько возникло всевозможных разновидностей благодаря естественному отбору, вот как различаются между собой ДНК соседних видов. Однако в конечном итоге их признания никто не слышит, ведь они работают с одним-единственным научным образцом – с жизнью на Земле.

* * *

Готов спорить почти на что угодно, что жизнь на другой планете, если она возникла и сформировалась независимо от земной, будет отличаться от всех видов живых существ на Земле гораздо сильнее, чем любые два земных вида – друг от друга. С другой стороны, объекты исследования, схемы классификации и выборки данных астрофизики черпают во всей Вселенной. По этой простой причине новые данные с завидной регулярностью заставляют астрофизиков «мыслить по-новому» и «выходить за рамки». Иногда выходить за рамки мы вынуждены буквально всем телом.

За примерами можно обратиться к древности, однако обойдемся без этого. Нам вполне сгодится и XX век. К тому же многие примеры мы уже обсуждали.

Стоило нам решить, что мы вправе считать Вселенную часовым механизмом и почивать на лаврах, сформулировав свод детерминистских законов классической физики, как Макс Планк, Вернер Гейзенберг и прочие взяли и открыли квантовую механику – и доказали, что на самых микроскопических масштабах Вселенная от рождения недетерминирована – пусть даже на более крупных масштабах она подчиняется детерминизму.

Стоило нам решить, что все звезды на ночном небе – это и есть Вселенная, как Эдвин Хаббл взял и открыл, что пушистые спиральные штучки в небе – это далекие галактики. Самые настоящие «островные Вселенные», дрейфующие далеко-далеко за звездами Млечного Пути.

Стоило нам решить, что мы разобрались в форме и размере нашей якобы вечной Вселенной, как Эдвин Хаббл взял и открыл, что Вселенная расширяется и что Вселенная галактик простирается дальше пределов, за которые не могут заглянуть даже самые мощные телескопы. В частности, из этого открытия следовало, что у Вселенной было начало: для предыдущих поколений ученых такое было немыслимо.

Стоило нам решить, что теории относительности Альберта Эйнштейна дадут нам возможность объяснить природу гравитации, как астрофизик Фриц Цвики из Калифорнийского технологического института открыл темное вещество – загадочную субстанцию, которая отвечает за 90 % всей гравитации во Вселенной и при этом не испускает никакого излучения и больше никак не взаимодействует с обычным веществом. Темное вещество по сей день остается загадкой. А затем Фриц Цвики выявил и описал класс так называемых сверхновых – космических объектов, которые представляют собой одинокие взорвавшиеся звезды, в течение короткого времени испускающие энергию, эквивалентную сотне миллиардов солнц.

Вскоре после того, как мы разобрались в целях и средствах взрывов сверхновых, кто-то взял и открыл гамма-всплески на краю Вселенной, которые на время способны затмить все вместе взятые энергичные объекты во всей остальной Вселенной.

И едва мы привыкли к тому, что вынуждены влачить жалкое существование, ничего не зная о подлинной природе темного вещества, две независимые исследовательские группы – одна во главе с астрофизиком из Беркли Солом Перлмуттером, другая – во главе с астрофизиком из Гарварда Робертом Киршнером, – обнаружили, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Почему? Есть свидетельства того, что вакуум пространства создает какое-то загадочное давление, противодействующее гравитации, и это давление остается тайной – даже большей, чем темное вещество.

Это лишь несколько разрозненных пунктов из бесконечного списка головоломных явлений, которые не давали покоя астрофизикам за последние сто лет. Я бы мог на этом и остановиться и больше ничего не перечислять, однако было бы большим упущением не включить в мой рассказ историю открытия нейтронных звезд, масса которых, сопоставимая с солнечной, упакована в шар, насчитывающий в поперечнике лишь десяток-другой километров. Чтобы получить подобную плотность в домашних условиях, затолкайте стадо из 50 миллионов слонов в объем наперстка.

Нет, сомневаться не приходится. Мой мозг устроен иначе, чем мозг биолога, поэтому можно понять или даже предсказать, что мы по-разному отреагируем на данные о следах живой материи в метеорите с Марса.

Чтобы у вас не сложилось впечатления, будто поведение ученых-исследователей напоминает привычки только что обезглавленных куриц, которые бесцельно носятся по двору туда-сюда, поясню, что тех знаний, которые не ставят ученых в тупик, накопилось поистине внушительное количество. Они составляют и основной объем учебников для младших курсов, и общепринятое в наши дни представление о мироустройстве. Эти идеи поняты уже так хорошо, что перестали быть интересной темой для исследований и источником путаницы.

Однажды мне случилось организовывать и проводить диспут по «теориям всего» – плодам отчаянного стремления привести все силы природы к одному понятийному «знаменателю». Участвовали в нем пять выдающихся и хорошо известных физиков. В разгар дискуссии мне пришлось практически разнимать спорщиков – один из них, похоже, был готов полезть в драку. Это нормально. Я не против. Мораль здесь в том, что если вам доведется видеть, как ученые ведут жаркий спор, знайте: спорят они именно потому, что оказались в тупике. В моем случае ученые спорили о достоинствах и недостатках теории струн – а не о том, вращается ли Земля вокруг Солнца, качает ли сердце кровь в мозг и проливается ли дождь из облаков.