2
Волшебный ковер Джима Ловелла
Чарльз Дарвин (1809–1882) писал, что «человек… носит в своем физическом строении неизгладимую печать низкого происхождения», но даже он, возможно, удивился бы, узнав, что наши глаза и глаза кубомедуз, кальмаров, пауков и насекомых имеют общее происхождение.
На протяжении сотен миллионов лет беспощадный испытательный стенд естественного отбора работал над созданием глаз и мозга, которые позволяют нам (и другим животным) легко выбирать те объекты, которые нам действительно нужно видеть, – и запоминать их. Зрение не только помогает животным находить пищу и половых партнеров и избегать опасности. В отличие от других органов чувств оно позволяет нам получать исключительно подробную информацию об объектах как удаленных, так и близких к нам. Для многих животных глаза являются самым важным навигационным прибором, и человек постоянно опирается на зрение для ориентирования и навигации.
По сравнению со многими другими животными средний человек, живущий в городе, – не слишком одаренный «штурман». Но, потренировавшись, почти все мы можем достаточно хорошо ориентироваться при помощи заметных объектов. На самом деле наша зрительная память весьма хороша, если не лениться ее использовать. Например, мы способны узнавать по меньшей мере 10 000 изображений, увиденных до этого лишь мимолетно.
С нашими способностями в этой области трудно состязаться даже очень мощным компьютерам. Обучение их весьма простым функциям зрительного распознавания оказалось задачей чрезвычайно трудной. Компьютеру, ищущему совпадения на двух фотографиях одного и того же дома, одна из которых сделана солнечным утром, а другая – ночью и в дождь, приходится нелегко. Изменения положения тени или внезапного отражения света от оконного стекла будет достаточно, чтобы привести его в полное замешательство. Простое увеличение вычислительной мощности проблемы не решает – по меньшей мере не решает ее полностью. Суперкомпьютеру тоже будет трудно решать задачи визуального распознавания, пока он – в подражание нам – не «научится» сосредоточивать свое внимание на деталях стабильных и существенных и игнорировать весь визуальный «шум». «Машинному зрению» все еще свойственна масса элементарных ошибок, которые никогда не сделал бы человек: это очень ясно иллюстрируют аварии с участием автоматических автомобилей без водителя.
Все мы знаем, какими обычно бывают заметные ориентиры – взять хотя бы Эйфелеву башню или надпись «Голливуд» в Лос-Анджелесе, – но их формы могут быть очень разными и иногда неожиданными. Ориентиры могут быть огромными, как озеро Мичиган или пирамида Хеопса, или совсем маленькими, как одиночный след на земле. Маршрут может быть специально помечен цепочкой камешков (как это было в старой сказке) или зарубками, сделанными топором на коре деревьев. Моток нити, который Ариадна дала Тезею, можно считать единым, растянутым в пространстве ориентиром, надежно отметившим его путь в лабиринте.
Визуальные ориентиры могут не только помочь нам идентифицировать цель и промежуточные точки маршрута, но и дать информацию, полезную для определения направления. Взять, например, статую Свободы, которая возвышается над Нью-Йоркской бухтой. Поскольку ее фигура несимметрична, по ее силуэту можно определить, с какой стороны мы на нее смотрим.
Разумеется, самое важное свойство хорошего ориентира – это его заметность на окружающем фоне. Кроме того, он может быть полезен, только если достаточно долго остается на месте, хотя, как ни странно, ему совсем не обязательно быть единым неподвижным объектом.
В фильме «Аполлон-13» астронавт Джим Ловелл, которого играет Том Хэнкс, собирается отправиться в свой злополучный полет к Луне. Пытаясь приободрить беспокоящуюся жену, он вспоминает, как однажды, в 1950-х годах, будучи молодым летчиком американского ВМФ, он совершал с авианосца вылет над Японским морем. Дело было ночью, у него скоро должно было кончиться горючее, и, если бы ему не удалось быстро найти свой корабль, ему пришлось бы совершать аварийную посадку на воду посреди «большого темного океана». Но авианосец шел без огней, в самолете был неисправен радар, а сигналы корабельного приводного радиомаяка случайно заглушила одна местная радиостанция.
Когда Ловелл попытался включить освещение кабины, чтобы посмотреть на карту, в электросистеме произошло короткое замыкание, и все приборы самолета отключились. Оставшись в полной темноте, он начал думать об аварийной посадке – операции, рискованной даже при дневном свете. Ему наверняка было очень страшно. Но потом, взглянув вниз, на море, он увидел длинный, светящийся «зеленый ковер» биолюминесцентного планктона, отмечавший кильватерную струю того самого судна, которое он искал: «Он вел меня прямо к дому». Если бы освещение в кабине Ловелла не отключилось, он так и не заметил бы этого свечения.
До сих пор существуют некоторые племена, не отказавшиеся от своих традиционных навыков в области навигации. Если бороздящие океаны моряки с тихоокеанских островов активно используют для ориентирования солнце и звезды, то иннуиты Крайнего Севера полагаются в основном на наземные ориентиры, встречающиеся на их пути, – по той простой причине, что на чистое небо им рассчитывать не приходится. В некоторых местах – например, на побережье Гренландии – нет недостатка во впечатляющих элементах рельефа, заметных с большого расстояния: горах, скалах, ледниках и фьордах. В районах же с более однородным пейзажем иннуиты сооружают свои собственные ориентиры, которые называются словом «инукшук». Они напоминают человеческие фигуры и устанавливаются обычно на возвышенностях, причем руки такой фигуры указывают направление ближайшего жилья.
По словам Клаудио Апорты, специалиста по иннуитской культуре, совершившего множество долгих наземных путешествий по Арктике, опытные иннуитские проводники знают тысячи километров троп и способны узнать бесчисленные ориентиры, встречающиеся в пути. Возможно, иннуиты обладают необычайно цепкой зрительной памятью, но кроме того они в полной мере используют и способность, имеющуюся у всех нас, – речь:
Поскольку у иннуитов не было карт, которые они использовали бы для путешествий или представления географической информации, это огромное собрание данных с незапамятных времен распространялось и передавалось из уст в уста и через опыт путешествий.
Для таких устных воссозданий необходима «точная терминология для описания элементов рельефа и ледяных образований, направлений ветра, состояний снега и льда, а также географических названий».
Путешествия иннуитов бывают чрезвычайно трудными. Нередко случаются долгие периоды ожидания в тумане и «белой мгле», но для представителей старшего поколения, которые научились ориентироваться еще до появления спутниковой навигации, «мысль о том, что человек может заблудиться или быть не в состоянии найти дорогу, [была] несовместима с их опытом, языком или пониманием». Они существуют в полной гармонии с окружающим их миром и максимально эффективно используют все навигационные подсказки, имеющиеся в их распоряжении.
То же можно сказать и об аборигенах страны, которую мы называем теперь Австралией. Они прибыли туда по морю около 50 000 лет назад и, как и иннуиты, приобрели высокоразвитые способности к навигации, в которой они в основном полагаются на местные ориентиры. Они способны проходить длинные маршруты по ненаселенным внутренним областям Австралии при помощи долгих и сложных песен.
Эти песни помогают им узнавать природные объекты, встречающиеся на пути, вызывая в памяти мифические образы из «Времени сновидений». Как красноречиво сказал один знающий (европейский) наблюдатель, методы навигации у аборигенов отличаются «верой в духовную силу, захватывающую материальные вещи и возвышающую их с неподвластной времени целью, частицей которой ощущает себя и человек».
Хотя у горожан Запада нет никакой надежды понять тесную взаимосвязь, существующую между австралийскими аборигенами или иннуитами и местностью, в которой они проживают, наши далекие предки, возможно, тоже использовали похожие методы навигации. Печально сознавать, что теперь они не подлежат восстановлению, и тем важнее сделать так, чтобы знания тех, кто все еще обладает таким необычайным искусством, не были безвозвратно утрачены.
Некоторые люди говорят на языках, которые постоянно заставляют их думать о том, в каком направлении они движутся.
Живущие в Квинсленде носители языка кууку йимитирр, от которых капитан Кук (1728–1779), по-видимому, узнал слово «кенгуру», никогда не используют слов вроде «направо» или «налево». Они говорят только о сторонах света:
Если носители кууку йимитирр хотят, чтобы кто-то подвинулся в машине, потому что тесно, то они скажут «нага-нага манаайи», что значит «сдвинься слегка к востоку»… Когда старшим носителям кууку йимитирр показывали короткий немой фильм по телевизору, а потом просили описать движения персонажей, их ответы зависели от того, куда был направлен экран телевизора, который они смотрели. Если телевизор стоял экраном на север, а человек на экране приближался, то старики говорили, что герой фильма «приходил на север»… Если вы читаете книгу лицом на север, а носитель кууку йимитирр хочет сказать вам, чтобы вы пролистали вперед, он скажет: «Пройди дальше на восток», – потому что страницы перелистывают с востока на запад.
Как говорит Гай Дойчер:
Если вам нужно постоянно знать свое положение, вы разовьете привычку вычислять и запоминать стороны света в каждый момент жизни. А поскольку эта мыслительная привычка будет внедряться почти с младенчества, она скоро станет второй натурой, не требуя ни усилий, ни сознательного применения.
Эти лингвистические особенности, вероятно, отражают особые навигационные задачи, с которыми сталкиваются носители языка кууку йимитирр. Возможно, постоянное осознание своего положения в пространстве – осознание, зафиксированное в самой структуре их языка, – было необходимо для их выживания.
Шестиногие тайны прованского сада
С тех самых пор, как я познакомился с книгами Жана Анри Фабра (1823–1915), я питаю слабость к работам этого французского энтомолога. Главная из них, «Энтомологические воспоминания» (Souvenirs entomologiques), первая часть которых вышла в 1879 году, стала весьма необычным явлением в мире книгоиздания: бестселлером, посвященным исключительно членистоногим. Жан Анри Фабр был не только автором некоторых из наиболее лирических и увлекательных описаний жизни насекомых, созданных на каком бы то ни было языке, но и первопроходцем в области исследований бионавигации.
Хотя Фабр далеко не соответствовал традиционному образу ученого мужа, его необычайная наблюдательность сочеталась с любопытством, терпеливостью и изобретательностью, свойственными истинным ученым. Значительную часть своей жизни он проработал школьным учителем на Корсике и в Провансе, и его зарплаты едва хватало на содержание большой семьи. Фабра часто называют самоучкой, но на самом деле у него были тесные связи с научным миром; он получил университетский диплом и докторскую степень. В поисках дополнительного заработка он в конце концов занялся составлением школьных учебников, и эта деятельность оказалась настолько прибыльной, что он смог отказаться от преподавания и посвятить себя своим исследованиям.
Фабра увлекали насекомые и пауки, которых в то время в полях и на холмах Прованса было, должно быть, гораздо больше, чем сейчас; в особенности его интересовали загадки роющих ос. Эти животные-паразиты откладывают яйца в норки и складывают там для личинок, которые должны из них вылупиться, запасы еды – парализованных насекомых. Личинки могут питаться в этой жуткой кладовой, когда захотят. Фабр наблюдал, как осы, собирающие запасы для своего гнезда, улетают иногда на удивительно большие расстояния, и обнаружил, к своему удивлению, что они всегда могут найти дорогу обратно, даже если их унести за несколько километров.
Зная из других наблюдений, что, когда оса ищет добычу, ключевую роль в этих поисках играют два ее усика, он задался вопросом, не зависят ли от этих органов чувств и навигационные способности осы. Чтобы узнать это, Фабр попросту отрывал осам усики, пытаясь выяснить, как это скажется на их поведении. Как ни странно, эта жестокая операция никак не повлияла на способность ос находить гнездо, хотя можно предположить, что эти несчастные насекомые остались голодными.
Отчаявшись разобраться в поведении ос, Фабр сосредоточил свои исследования на свирепых рыжих муравьях, живших в его большом саду, – муравьи этого вида совершают набеги на гнезда черных муравьев и уносят их куколки. Следить за ними должно было быть гораздо удобнее, потому что за их вылазками из гнезда легко было наблюдать. Прибегнув к помощи своей шестилетней внучки Люси́, Фабр поставил ряд простых, но поистине революционных опытов.
Сначала Люси, проявляя восхитительную преданность долгу, дежурила у гнезда рыжих муравьев, терпеливо дожидаясь отправления их отряда в очередной набег. Затем она шла за колонной муравьев, отмечая их маршрут мелкими белыми камешками – в точности как мальчик в известной сказке, замечает Фабр. Когда рыжие муравьи находили гнездо черных, которое они собирались разграбить, Люси бежала звать дедушку.
Фабр знал, что рыжие муравьи, возвращаясь с добычей, всегда точно повторяют свой первоначальный маршрут, и предполагал вначале, что они, возможно, находят маршрут по каким-то запаховым ориентирам. Чтобы проверить эту гипотезу, он попытался, используя разные средства, уничтожить или замаскировать тот запах, на который они могли идти. Сначала он попробовал тщательно подмести участок земли, чтобы устранить с него этот запах. Однако целеустремленные муравьи, задержавшись лишь на короткое время, снова находили дорогу, либо проходя напролом через подметенные участки, либо обходя вокруг них.
Фабр предположил, что его щетка могла оставить на земле какие-то остатки муравьиной разметки, так что в следующий раз он полил тропу из шланга, надеясь смыть с нее все сохранившиеся запахи. Но муравьи преодолели и это препятствие. То же произошло и на следующем этапе его исследований, когда он попытался замаскировать предполагаемый запах, положив на участок тропы листья мяты.
К этому моменту Фабр начал подозревать, что рыжие муравьи, несмотря на свою явную близорукость, может быть, используют для поисков пути не обоняние, а зрение. Возможно, они запоминают какие-то визуальные ориентиры. Чтобы проверить эту идею, Фабр стал изменять внешний вид маршрута, по которому муравьи возвращались домой, – сначала он положил на их пути газетные листы, а в другой раз насыпал слой желтого песка, который резко отличался от серой почвы, окружавшей это место. Эти препятствия оказались для муравьев значительно более трудными, хотя в конце концов им все же удалось вернуться в муравейник.
Фабр обнаружил, что муравьи способны повторить путь к источнику пищи даже по прошествии двух или трех суток, но, когда он перенес муравьев в другую часть сада, в которой они никогда раньше не бывали, они были совершенно дезориентированы. С другой стороны, они легко находили дорогу к дому из уже знакомых им мест.
Исходя из этих наблюдений, Фабр заключил, что муравьи находят обратную дорогу, используя не обоняние, а зрение. Хотя Фабра поразило, что у таких маленьких животных может хватать для этого ума, он был убежден, что муравьи прокладывают маршрут по визуальным ориентирам – так же, как это делают штурманы у людей. Возможно, его кустарные методы не обладали достаточной по нынешним меркам научной строгостью, но он определенно был на верном пути.
* * *
То, как роющие осы безошибочно возвращаются в свои норы из дальних экспедиций за припасами, восхищало не только Фабра, но и великого голландского исследователя живой природы Нико Тинбергена (1907–1988). Маленькие входы в их норки казались, по меньшей мере на взгляд Тинбергена, очень малозаметными. Как же осы их находят? Он подумал, что осы вполне могут запоминать ориентиры; поэтому он расположил вокруг входа в гнездо кольцо из сосновых шишек. Когда же он втайне от ос передвинул эти шишки, он обнаружил, к своему восторгу, что осы, вернувшиеся домой, стали искать вход в норку на новом месте.
Но привлекают ли ос ориентиры любых размеров и форм, или же существуют особые визуальные характеристики, на которые они обращают больше внимания, чем на другие? Чтобы ответить на этот вопрос, Тинберген попробовал размещать вокруг норки ориентиры разных типов. Когда же осы улетели, он создал два искусственных входа, каждый из которых был окружен ориентирами только одного типа.
Оказалось, что ос сильнее привлекают темные, объемные ориентиры, чем светлые и плоские. Аналогичные эксперименты с медоносными пчелами показали, что, улетая от богатого нектаром цветка, они тщательно запоминают окружающий его ландшафт, обращая особое внимание на трехмерные ориентиры. Пчелы способны использовать для нахождения обратной дороги даже геометрические соотношения между такими ориентирами, в особенности их удаление от цветка.
