Акупунктура, Аюрведа Ароматерапия и эфирные масла, Консультации специалистов: Рэйки; Гомеопатия; Народная медицина; Йога; Лекарственные травы; Нетрадиционная медицина; Дыхательные практики; Гороскоп; Правильное питание Эзотерика

Майкл Брукс
Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла. Самые интригующие научные загадки нашего времени

Господину Самнеру — в знак неизменного почтения и восхищения. Надеюсь, это отчасти окупит мой долг перед ним. А еще — Филиппе, Милли и Закари в память о каждодневной поддержке

Самая восхитительная фраза, которую можно услышать в науке, та, что возвещает о большинстве открытий, — вовсе не «Эврика!»; она звучит так: «Это забавно…»

Айзек Азимов

Пролог

Я стою в роскошном холле брюссельского отеля «Метрополь» и наблюдаю, как трое лауреатов Нобелевской премии сражаются с лифтом.

Разобраться со здешним подъемником, конечно, непросто: это открытая решетчатая клеть с такой лебедочной системой, словно над ней потрудился сам Изамбард Кингдом Брюнель (1806–1859) — знаменитейший из инженеров позапрошлого века. Три дня назад, войдя впервые в сей экспонат, я чувствовал себя путешественником по времени, решившим навестить далеких предков. Но как бы там ни было, я заставил лифт работать.

Дабы не конфузить ученых, я перевожу взгляд на великолепный интерьер. «Метрополь», построенный в конце девятнадцатого столетия, декоративен почти до смешного. Стены облицованы огромными мраморными плитами, потолки украшает изысканный геометрический орнамент в золотых и серебристо-зеленых тонах. Сияющие хрустальные люстры излучают теплоту; под ними так и тянет задремать, свернувшись клубочком. Тот же уютный свет горит во всем здании. А снаружи, на площади Брукер, ветер разносит по городу декабрьскую стужу, и, глядя на это безобразие сквозь вращающиеся двери, я чувствую, что мог бы целый век не двигаться с места.

Нобелиаты меж тем не сдаются. Кажется, никто другой не замечает их бедственного положения, и я даже задумываюсь, не пройти ли к ним от стойки дежурных через холл. Когда мне пришлось вступить в долгий поединок с лифтовой дверью, у замка обнаружилась особенность, супротивная всякой логике: если кажется, что он уже на запоре, это ошибка — необходим еще заключительный рывок. Но тут приходит в голову, что люди, носящие на лацканах значки Нобелевской академии, все-таки должны суметь разобраться сами.

Приятно бывает думать, будто ученые стоят выше житейской прозы, повелевают стихиями и способны объяснить весь мир, в котором мы живем. Но это, по всей очевидности, утешительная иллюзия. Как только я решусь наконец оторваться от фарса, разыгрывающегося в лифте, и усядусь в такси, позади останется, пожалуй, самая увлекательная конференция, в какой мне когда-либо доводилось участвовать. Вовсе не потому, что на ней открылись новые горизонты науки, — ровно наоборот. Дебаты оказались такими интересными как раз потому, что в них не обнаружилось ни грана способности проникнуть в суть вещей и сделать шаг вперед. Для науки моменты полного и окончательного «застревания» могут быть благом; они зачастую означают близящуюся революцию.

Выступления на конференции сосредоточились на теории струн, которая пытается связать квантовую механику с теорией относительности Эйнштейна. Эти две системы несовместимы, их нужно преобразовать, чтобы получить непротиворечивое описание Вселенной, и теория струн может оказаться наилучшим выбором. А может, и нет. Минувшие три дня я провел, слушая рассуждения виднейших умов современности о том, как бы объединить обе концепции. В итоге пришли к выводу, что спустя тридцать с лишним лет после появления теории струн непонятно даже, с чего начинать.

У Сольвеевского конгресса физиков богатейшая история. На первом из этих форумов в 1911 году — он же первый всемирный конгресс по физике — делегаты обсуждали, как отнестись к недавно открытому явлению радиоактивности. Здесь, в этой самой гостинице, Мария Кюри, Хендрик Лоренц и молодой Альберт Эйнштейн спорили о том, как радиоактивным веществам удается столь вызывающе игнорировать законы сохранения энергии и количества движения. Радиоактивность казалась аномалией, лишенной физического смысла. Проблема в конечном счете разрешилась с появлением квантовой теории. Однако на конгрессе 1927 года странная природа последней вызвала очередные затруднения, заставив Эйнштейна и Нильса Бора, Лоренца и Эрвина Шрёдингера, Эрнеста Резерфорда и Джона фон Неймана погрузиться в обсуждение новых законов физики с той же степенью произвола, с какой в свое время они подошли к радиоактивности.

То был особый момент в истории науки. Квантовая теория несла в себе свежую идею: некоторые природные явления полностью случайны, они происходят без всяких причин. Такое положение не удовлетворяло ни Эйнштейна, ни Бора, и все время встречи они провели вдвоем в стороне от формальных дискуссий, препираясь о том, что бы это могло значить. В итоге их философские подходы к загадке разошлись. Для Бора она означала, что наука не всесильна. Для Эйнштейна — что в теории имеются изъяны: именно здесь он впервые произнес свою знаменитую фразу: «Бог не играет в кости». Ответ Бора выдавал величайшее огорчение ученых, а именно — то, что они не властны устанавливать правила игры. «Эйнштейн, — сказал Нильс Бор, — перестаньте указывать Богу, что надо делать».

Ни один из них не дожил до того момента, когда мог бы лично убедиться в окончательном решении загадки — да оно фактически не найдено по сей день. Но если положиться на мнение иных участников нынешнего конгресса, то выходит, что прав был Бор, усмотревший предел возможностей науки. Половина собравшихся теоретиков струн, включая лучшие умы сообщества, высказала убежденность: постичь до конца Вселенную нам не дано. Другие, разрабатывающие универсальную «теорию всего», считают, что должно быть некое доступное объяснение. Но где искать таковое, они не имеют понятия. В чем причина этой чрезвычайной ситуации? В еще одной аномалии.

Ее обнаружили не так давно, в 1997 году. Анализ вспышки далекой сверхновой звезды привел астрономов к поразительному заключению: процесс разбегания Вселенной идет с постоянным ускорением. Открытие ошеломило космологов; никто не понимал, отчего так происходит. Все, что они смогли предположить, — это лишь то, что Вселенную распирает загадочная «темная энергия».

Сия аномалия — в сущности, простой наблюдательный факт — буквально раздавила теорию струн, опровергая сразу все, чего, казалось бы, достигли ее сторонники. Короче говоря, не умеют они объяснить этот феномен — и многие уже готовы отступиться от дальнейших усилий. Если верить их словам, напрашивается прямой и очевидный ответ: наша Вселенная, должно быть, одна из очень многих и основные законы физики везде разные. Пытаться объяснить эту разницу за счет свойств единственно доступного нам мира, утверждают они, — пустое дело.

Ничуть не бывало. В этой научной аномалии, как и во всякой другой, кроется нечто весьма обнадеживающее. Когда Томас Кун в начале шестидесятых писал статью для энциклопедии — первый вариант своей книги «Структура научных революций», — он намеревался исследовать историю науки, чтобы получить ключи к природе открытия. Эта задача потребовала ввести новый термин, ставший теперь крылатым: смена научной парадигмы. Ученые работают с ограниченным набором идей о том, что представляет собой мир. Что бы они ни делали, будь то эксперимент или теоретическое исследование, — все основано на информации, лежащей в пределах этого фундаментального знания. Но вот появляются данные, противоречащие установленной парадигме. На первых порах они будут игнорироваться или саботироваться научным сообществом. Однако в конце концов необъяснимых аномалий накапливается столько, что на них уже невозможно просто закрывать глаза. И тогда в науке происходит кризис.

Он, по мысли Куна, вскоре приводит к смене господствующей парадигмы, и все принимают радикально обновленный взгляд на мир. Именно так утвердились теории относительности, квантовой механики или тектоники плит.

Ситуация с темной энергией — очередной подобный кризис. Можно ее воспринимать как печальное свидетельство факта, что наука снова уткнулась лбом в стенку. Или же — как бодрящий импульс к новым открытиям. Прорыв явно на подходе и может случиться где угодно, в любой момент. Еще замечательнее то, что с некоторых пор это не единственная аномалия, озадачивающая современную науку.

Она и в космологии не единственная. Другая проблема, свалившаяся на наши головы из той же космической бездны — темная материя, — впервые заявила о себе в тридцатые годы прошлого века. И ее, почти в точности по схеме Куна, игнорировали без малого сорок лет. Астроном Вера Рубин^[1] из вашингтонского Института Карнеги первой открыла ученым глаза на эту загадку и заставила их взяться за обсуждение. В начале 1970-х Рубин доказала, что формы, размеры и скорости вращения галактик означают: либо с законом тяготения что-то не так, либо в космосе имеется гораздо больше вещества, чем мы в состоянии наблюдать. Никто особенно не рвется перетолковывать почтенного старца Ньютона, но в то же время природа темной материи остается непонятной.

Иногда утешительно бывает думать, что наука овладела тайнами мироздания, но факты говорят о другом. Темная материя и темная энергия составляют в совокупности 96 процентов Вселенной. Всего лишь два «ненормальных» научных результата показали: мы способны разглядеть только крошечную долю того, что называем космосом. Хорошая новость в данном случае заключается в том, что теперь космологи, возможно, преодолеют кризис, соберутся с духом и устроят «перезагрузку» Вселенной — или, во всяком случае, это произойдет, как только им удастся договориться, в какую сторону разворачивать парадигму.

Не менее увлекательные парадоксы, они же возможные предпосылки будущих научных революций, дожидаются совсем рядом. Например, эффект плацебо: целый ряд тщательно спланированных и строго контролируемых исследований показал, что психика может повлиять на биохимию тела, подавляя боль и принося впечатляющие лечебные результаты. Притом, как и с темной материей, нет полной уверенности в реальности этого явления. Или опыты с холодным ядерным синтезом, когда внутриатомные реакции без всякой опасности для окружения производят энергии больше, чем расходуют. Над этой идеей тоже издевались без малого двадцать лет, и лишь недавно Министерство энергетики США признало результаты лабораторных экспериментов достаточно убедительными, чтобы продолжить финансирование. Дело в том, что холодный термояд противоречит всей мудрости физиков, накопленной веками; нет никакого приемлемого объяснения, отчего эта штука должна работать, ни даже стопроцентно убедительных доказательств, что такое осуществимо в принципе. Но феномен, несомненно, заслуживает изучения: реально имеющиеся данные указывают, что он может породить новую, более глубокую физическую теорию, способную кардинально повлиять на целый ряд научных дисциплин.

Идем дальше: сигнал «внеземного разума», за тридцать лет так и не получивший объяснения; загадка свободы человеческой воли, вопреки всем строго научным доказательствам обратного; космические корабли, отклоненные от расчетного курса неведомой силой; проблемы происхождения пола и смерти, не поддающиеся самолучшим биологическим теориям… список можно продолжать.

Философ Карл Поппер однажды с немалой безжалостностью заметил, что науку можно определить как искусство систематических упрощений. Хотя сей афоризм — сам по себе упрощение, ясно, что у науки еще довольно поводов обуздывать свою гордыню. И здесь кроется секрет, который слишком часто игнорируют ученые, жаждущие утвердиться в собственном всезнании. Темная энергия считается самой досадной проблемой современной физики. Это неверно: она — величайший шанс для исследователей, побудительный мотив вникнуть в допущенные нами упрощения, исправить их и войти в новое царство знаний. Будущее науки зависит от способности постичь кажущиеся нонсенсы; именно старания объяснить любой абсурд движут ее вперед.

В шестнадцатом столетии многочисленные «неправильности», постоянно отмечавшиеся астрономами в движении небесных тел, привели ученого Николая Коперника к заключению, что на самом деле Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. В 1770-е годы химики Антуан Лавуазье и Джозеф Пристли открыли элемент кислород путем экспериментов, нарушавших все теоретические представления эпохи. Не одному географу веками бросалось в глаза странное сходство линий восточного побережья Южной Америки и западного берега Африки со смежными фрагментами мозаики, но лишь в 1915 году нашелся тот, кто осознал, что это может оказаться не простой случайностью. Проницательность Альфреда Вегенера в итоге породила современную теорию тектоники плит и континентального дрейфа; его выводы одним махом перечеркнули коллекционирование «следов на камне» как былую основу геологической науки и заложили фундамент целостной теории, открывшей людскому глазу миллиарды лет истории Земли. Еще раньше Чарльз Дарвин совершил подобный подвиг в биологии, объяснив эволюцию как результат естественного отбора. И точно так же в одночасье завершились времена, когда его наука могла лишь констатировать замечательное разнообразие форм жизни, не понимая, как связать их воедино.

Все это относится не только к наблюдениям и экспериментам; известны аномалии чисто теоретического свойства. Например, Альберта Эйнштейна несовместимость двух научных концепций побудила разработать революционную теорию относительности, навсегда изменившую наши представления о пространстве, времени и границах Вселенной.

Однако свою Нобелевскую премию Эйнштейн получил не за это. Наивысшую почесть в науке ему принесла другая аномалия — фотоэлектрический эффект. Наблюдения за высокотемпературными процессами подсказали Максу Планку гипотезу, что при тепловом излучении энергия испускается квантованными порциями. Для него самого эта идея была вряд ли чем-то большим, нежели изящная математическая уловка, но Эйнштейн воспользовался ею, чтобы пойти гораздо дальше. Отталкиваясь от работ Планка, он доказал, что свет не только переносится, но вообще существует лишь в виде квантов, каждый из которых «поддается учету» экспериментальным путем. Именно это открытие, показавшее, что вся материя Вселенной выстроена из квантовых «блоков», удостоилось Нобелевской премии по физике за 1921 год.

Конечно, Нобелевка по физике — еще не абсолют, и мои наблюдения в холле «Метрополя», похоже, это подтверждают. Почему ярчайшие умы поколения не сумели втроем одолеть одну тупую железяку? Я не могу отвязаться от мысли: а великому Эйнштейну тоже приходилось биться с этим же самым лифтом? Если да, то сейчас, верно, и он, грозя кулаком Всемогущему, воззвал бы о помощи.

Всякий раз ученым нелегко бывает согласиться с тупиком; они отвыкли видеть в подобных ситуациях первый шаг на новом увлекательном пути. Но стоит лишь это признать, стоит лишь предложить коллегам подключиться к решению неотвязной проблемы, вместо того чтобы сообща обливать ее горделивым презрением, — и можно отправляться на любой этаж. В науке топтание на месте может быть предвестником гигантского скачка. Вещи, по видимости лишенные смысла, — это и есть самое важное.

1. Пропавшая Вселенная

Мы можем поручиться лишь за четыре процента космоса

У индейцев, живущих в окрестностях сонного аризонского городка Флагстаффа, интересный взгляд на борьбу человека за мировую гармонию. По их преданиям, все тяготы и превратности жизни берут начало в порядке — или, сказать вернее, в беспорядке — звезд небесных. Эти драгоценные камни должны были помочь людям обрести мир и благоденствие. Но когда Первая Женщина собрала звезды, дабы запечатлеть на черноте неба нравственный закон, торопыга Койот выхватил их из горшка и разбросал как попало. От его нетерпения приключились и путаница созвездий на небесах, и хаос людского бытия.

Астрономы, ночи напролет всматривающиеся в небо над Флагстаффом, могут найти в этом мифе известное утешение. На холме над городом установлен телескоп; полученные с него данные о звездах и их путях в космическом хаосе сильно добавили разрухи в головах ученых. В первые годы двадцатого века звездный свет, проходивший сквозь линзы телескопа Кларка в тамошней обсерватории Лоуэлла, положил начало цепочке наблюдений, которая привела к одному из самых странных открытий во всей истории науки: большая часть Вселенной попросту отсутствует.

Если будущее науки зависит от постижения вещей, лишенных смысла, то у космоса есть что предложить на этот счет. Мы стремимся узнать, из чего состоит Вселенная и как она работает, — иными словами, определить составляющие ее элементы и взаимодействующие в ней силы. В этом суть единой универсальной теории, о которой мечтают физики: установить «совокупное содержимое» космоса и управляющие им законы. Время от времени та или другая газета, журнал либо телепередача объявляют, что мы почти у цели. Но это не так. Тяжело создать всеобщую теорию, когда приходится иметь дело с фактом, что большинство частиц и сил, подлежащих каталогизации, совершенно неведомы науке. Нам выпало счастье жить в золотом веке космологии; мы собрали огромное количество информации о том, как зародился космос и как он развивался до своего нынешнего состояния, но, по сути, не знаем, что представляет собой его большая часть. «В нетях» без малого вся Вселенная; если совсем точно — 96 процентов.

Звезды, которые мы видим на периферии далеких галактик, движутся словно по мановению незримой руки, которая удерживает их на местах и не дает унестись в пустоту. Согласно самым точным вычислениям, «плоть» этой невидимой руки, известная ученым под именем темной материи, составляет почти четверть совокупной массы космоса. Однако подобное обозначение — всего лишь словесная этикетка. На деле мы не знаем, что такое темная материя.

Кроме нее, есть еще и темная энергия. Когда Альберт Эйнштейн показал, что масса и энергия подобны двум сторонам медали и одна может быть преобразована в другую по формуле Е = mc², он тем самым невольно создал наиболее каверзную из всех проблем современной физики. «Темная энергия» — название, используемое учеными для той призрачной сущности, что заставляет ткань Вселенной расширяться все быстрее, образуя все больше пустого пространства между галактиками. Примените уравнение Эйнштейна для преобразования энергии в материю, и окажется, что темная энергия составляет 70 процентов массы космоса (а после его открытий массу — энергию и приходится рассматривать как двуединое целое). Никто не знает, откуда берется эта энергия, какова ее природа, будет ли она без конца ускорять разбегание Вселенной или выдохнется когда-нибудь. Как только дело доходит до главных элементов, составляющих мироздание, остается разводить руками. Знакомый мир атомов, из которых сделаны мы сами и все наше окружение, — лишь мизерная доля вселенской массы — энергии. Весь гигантский «остаток» — загадка, ждущая своего решения.

Как мы об этом узнали? Благодаря навязчивому стремлению одного человека открыть жизнь на Марсе. В 1894 году богатый массачусетский промышленник Персиваль Лоуэлл загорелся идеей, что на Красной планете существует развитая цивилизация. Презрев издевки ученых современников, Лоуэлл захотел найти неопровержимое астрономическое доказательство своей мечты. Он разослал агентов во все уголки Соединенных Штатов и в конце концов решил, что для выбранной цели идеально подходит ясное небо Аризоны в окрестностях Флагстаффа. Промаявшись несколько лет с небольшими телескопами, Лоуэлл купил у изготовителей в Бостоне огромный по тем временам 60-сантиметровый рефрактор и доставил его во Флагстафф по железнодорожной ветке из Санта-Фе.

Так началась эпоха большой астрономии. Телескоп конструкции Элвина Кларка, обошедшийся в двадцать тысяч долларов, был установлен в куполе среди величавых сосен, в конце крутой тропинки на вершине Марсианского холма, названного в честь путеводной звезды Лоуэлла. Этот прибор основательно вошел в историю: в 1960-е годы он применялся для определения самых подходящих точек высадки на Луну астронавтов по программе «Аполлон». Но еще задолго до того не по годам серьезный и задумчивый молодой человек по имени Весто Мелвин Слайфер употребил телескоп Кларка в качестве «заводной ручки» всей современной космологии.

Слайфер родился в 1875 году в фермерской глубинке штата Индиана. В 1901 году, окончив университет с дипломом инженера-механика и астронома, он приехал во Флагстафф как помощник Персиваля Лоуэлла. Лоуэлл нанял его на короткий срок, да и то с неохотой, только ради одолжения своему старому учителю. Но договоренность пошла насмарку: бывший ассистент покинул обсерваторию пятьдесят три года спустя, уйдя на покой с директорского поста.

Хотя к мании своего босса Слайфер относился не без сочувствия, охота на марсиан его не слишком занимала. Гораздо сильнее Слайферу хотелось понять, как неразумные сферы, слепленные из газа и пыли — звезды и планеты, — перемещаются по Вселенной. Одной из самых больших загадок для астрономии того времени были спиральные галактики. Эти слабые мерцания в ночном небе представляли собой, по мнению одних, обширные скопления звезд — «острова Вселенной», как некогда назвал их философ Иммануил Кант. Другие считали их просто отдаленными планетными системами. И вот парадокс: исследования Слайфера, решив эту загадку, в итоге заставили нас озаботиться не столько тем, что мы видим своими глазами, сколько тем, чего мы увидеть никак не можем.

В 1917 году, когда Альберт Эйнштейн вносил последние штрихи в свой «кондуит Вселенной», ему недоставало для полной ясности одного эмпирического факта, который связал бы всю картину в единое целое. Ко всем астрономам мира он обращался с одним и тем же вопросом: космос расширяется, сжимается или пребывает в равновесии?

Уравнения Эйнштейна описали, как ведет себя пространство — время (трехмерное пространство плюс временное измерение, в совокупности образующие ткань Вселенной) во взаимодействии с массой — энергией, заключенной в этих пределах. Из первоначальных уравнений следовало, что Вселенная может либо раздвигаться, либо уплотняться под воздействием гравитации. Если же космос статичен, это означает наличие еще некоторого фактора, «расталкивающего» материю, которую сила притяжения стремится сжать. Эйнштейна такая мысль нисколько не тешила: если законы тяготения применительно к массе — энергии вполне обоснованны, то для существования каких-то противодействующих сил не было ни малейшего резона.

К несчастью для него, все астрономы в то время считали Вселенную равновесной. Вот и пришлось, скрепя сердце, вписать в систему уравнений «антигравитационный» член для удерживания массы — энергии, обозначив его греческой буквой лямбда. Это добавление впоследствии получило известность как космологическая константа (поскольку предполагалось, что ее влияние начинает ощущаться лишь на расстояниях в световые годы, а в пределах Солнечной системы оно пренебрежимо мало) и было сделано с множеством извинений и оговорок. По признанию самого Эйнштейна, космологическая постоянная «не подтверждается нашим действительным знанием о гравитации». Появилась она единственно затем, чтобы свести концы с концами в уравнениях статичной Вселенной. Жаль, никого в тот момент не заинтересовали расчеты Весто Слайфера.

Слайфер воспользовался телескопом Кларка, чтобы установить, перемещаются ли галактики относительно Земли. Для этого он применил спектрограф — прибор, который разлагает свет, попадающий в телескоп, на хроматические составные части. Анализируя спектры свечения далеких галактик (как думали в то время — спиральных туманностей неясной природы), Слайфер обнаружил, что цветовые составляющие света изменяются в зависимости от того, приближается к нам туманность либо удаляется от нас. Видение цвета — это наш способ воспринимать частоту электромагнитного излучения в оптическом диапазоне, а частота эта — не что иное как количество световых волн в единицу времени. Когда мы любуемся радугой, то видим излучение разных частот. Фиолетовый цвет соответствует относительно высокой частоте и малой длине волн, красный — наоборот; все остальные занимают определенные места между красным и фиолетовым.

Добавив к этому фактор скорости движения, мы получаем так называемый эффект Доплера: частота светового излучения меняется таким же образом, как частота (длина) звуковых волн, испускаемых автомобильной сиреной, когда карета «скорой помощи» проносится по улице мимо нас. Если бы радуга, как та машина, надвигалась на наблюдателя с огромной скоростью, то ее спектральные линии сместились бы в фиолетовую зону: количество волн, принимаемых каждый миг, растет по мере приближения. Это называется фиолетовым или синим смещением. Если же источник света помчится прочь, то количество волн будет ежесекундно сокращаться, а частота излучения — сдвигаться в красную зону: это красное смещение.

То же самое происходит со светом далеких звезд. Если «туманность» двигалась к телескопу Слайфера, то в ее свечении обнаруживалось фиолетовое смещение. Галактики, удаляющиеся от Земли, давали красное смещение. Величина смещения позволяет судить о скорости движения.

К концу 1912 года Слайфер завершил анализ четырех спектрограмм. Три из них имели красное смещение, у одной — туманности Андромеды — обнаружилось фиолетовое. За следующие два года он измерил параметры движения еще двенадцати галактик. Все они, кроме трех, оказались «красными». Результаты были настолько поразительны, что в августе 1914 года, когда Слайфер представил их на собрании Американского астрономического общества, весь зал встал и устроил овацию.

Слайфер — один из невоспетых героев астрономии^[2]. Согласно биографии, изданной Национальной академией наук США, он, «очевидно, совершил больше фундаментальных открытий, чем любой другой астроном-наблюдатель двадцатого века». И при таком вкладе основное признание ему досталось лишь на двух космических картах — Луны и Марса. Там, за пределами небес, его имя носят два кратера.

Причина в том, что Слайфер не имел привычки обнародовать свои открытия по всей форме. Иногда он публиковал краткие сообщения о результатах, в большинстве же случаев ограничивался перепиской с коллегами. Как сказано в официальной биографии, Слайфер был «сдержанным, осторожным, скрытным человеком, всячески избегал рекламы и даже редко посещал научные собрания». Августовский бенефис 1914 года стал, судя по всему, исключением. Но именно он указал английскому астроному Эдвину Пауэллу Хабблу путь к личной славе.

Космолог из Кембриджского университета Стивен Хокинг в своей книге «Мир в ореховой скорлупке» делает колкое замечание. Сопоставив хронологию научных результатов Слайфера и Хаббла, из которой фактически следует, что второму приписали приоритет в открытии разбегающейся Вселенной, сделанном в 1929 году, Хокинг обращает внимание на первое публичное обсуждение спектрограмм Слайфера — то самое, когда аудитория, встав с мест, разразилась аплодисментами. Хаббл, как пишет Хокинг, присутствовал на этой презентации.

В 1917 году, пока Эйнштейн выяснял у астрономов их взгляды на динамику Вселенной, наблюдения Слайфера уже показали, что из двадцати пяти туманностей двадцать одна мчится прочь от Земли и лишь четыре приближаются. Все они движутся с огромной скоростью, в среднем более двух миллионов километров в час. Это вызвало настоящий научный шок, поскольку звезды, видимые на небе, ничего подобного обычно не совершают; а ведь в то время считалось, что Млечный Путь и есть вся Вселенная, практически неподвижная относительно Земли. Слайфер перевернул прежние представления. Спиральные туманности, по его предположению, — это «звездные системы, наблюдаемые с очень больших расстояний». Тем самым он как бы невзначай открыл, что космос полон роями галактик, которые стремительно движутся куда-то прочь.

Когда эти вычисления были опубликованы в «Ученых записках Американского философского общества»^[3], им никто не придал особого значения, — а Слайферу, разумеется, характер не позволял требовать внимания к себе. Однако Хаббл, по всей очевидности, взял его успехи на заметку. Он попросил у Слайфера подборку данных для своей работы по теории относительности, и тот в 1922 году послал ему таблицу галактических скоростей. Семь лет спустя Хаббл, объединив результаты наблюдений Слайфера и еще нескольких астрономов со своими собственными, сделал сенсационный вывод.

Если взять галактики, удаляющиеся от Земли, и сопоставить распределение их скоростей с расстояниями от наблюдателя, то выяснится: чем дальше от нас галактика, тем больше ее скорость. Если одна убегающая галактика находится вдвое дальше другой, то она и движется в два раза быстрее «ближней». Если дальше втрое — скорость возрастает соответственно. У Хаббла имелось лишь одно вероятное объяснение. Галактики можно уподобить конфетти, облепившим воздушный шарик; если тот начнет раздуваться, а затем лопнет, бумажные кружочки не продолжат плавно раздвигаться, а разлетятся в разные стороны. Так Хаббл установил, что Вселенная разбегается.

То было бурное время для науки. Идея Большого взрыва, впервые зародившаяся в 1920-е годы, очутилась на острие космологических теорий. Но если Вселенная расширяется, значит, в некий предыдущий момент она была и меньше, и плотнее. Астрономы стали задаваться вопросом, как выглядел космос в исходном состоянии. Работа Весто Слайфера послужила первым свидетельством об истоках всего нашего мироздания. Но она же в конечном счете привела к открытию, что большая часть Вселенной непостижима для нас.

Чтобы понять, откуда стало известно о «выморочности» значительной доли космоса, привяжите грузик к концу длинной нитки и начните вращать над головой. Полет грузика будет довольно медленным, за ним можно следить без риска головокружения. Теперь подберите нить, чтобы она стала покороче, и орбита станет совсем маленькой. Дабы сохранился импульс кругового движения, грузик не упал вам на голову и нитка не захлестнулась на шее, вертеть все это хозяйство приходится гораздо быстрее, так что разглядеть «спутник» едва удается.

Тот же самый принцип действует при движении планет. Земля, будучи сравнительно близка к Солнцу, мчится по орбите значительно быстрее, чем далекий от светила Нептун. Причина проста: она в равновесии сил. Гравитационное поле Солнца сильнее действует на радиальном расстоянии до Земли, чем на расстоянии до Нептуна. Тело, обладающее массой Земли, должно двигаться относительно быстро, чтобы удержаться на своей орбите. Нептуну, испытывающему меньшую силу притяжения, для равновесия достаточно небольшой орбитальной скорости. А если бы он двигался так же быстро, как Земля, то покинул бы Солнечную систему и улетел в космическую пустоту.

Этому правилу должна следовать динамика любых орбитальных систем. Баланс центростремительной и центробежной сил означает: чем дальше помещается масса от центра притяжения, тем медленней она будет двигаться. Но как раз этой закономерности не обнаружил в 1933 году швейцарский астроном Фриц Цвикки.

В тот год, когда в Сан-Франциско началось строительство моста Золотые Ворота, а сорокатрехлетний Адольф Гитлер был назначен рейхсканцлером Германии, Цвикки нашел нечто странное в скоплении галактик Кома (скопление Волос Вероники). Говоря упрощенно, звезды испускают определенное количество света на килограмм массы; таким образом, проанализировав свечение Комы, наблюдатель мог оценить, сколько в ней содержится вещества. Странность заключалась в том, что звезды на периферии галактик двигались слишком быстро, чтобы их могло удержать притяжение расчетной массы. Вычисления определенно показывали, что скопление Кома примерно в четыреста раз массивнее, чем представляется визуально.

Одно это могло бы послужить достаточной причиной начать погоню за темной материей. Но не послужило, увы, — по самым что ни на есть неприятным, околонаучным мотивам. Наберите фамилию Цвикки в интернетовском поисковике, и вы найдете эпитет «блестящий» рядом с «рехнувшимся», а «гениальный» — через строчку от «невыносимого». Цвикки, как и Слайфер, нечасто упоминается в учебниках астрономии, несмотря на все важные открытия, которые он сделал. Цвикки первым установил, что галактики образуют скопления, и ввел в научный оборот термин «сверхновая». Он, конечно, был большой оригинал — устроил, например, лыжную трассу под боком у астрономической обсерватории Маунт-Вилсон в калифорнийских горах Сан-Габриэль и зимой притаскивал на работу спортинвентарь, чтобы не терять навыков слаломиста. Но главное, в общении с окружающими у него имелись серьезные трудности. Цвикки был тяжелый, язвительный человек, убежденный, что его гениальность не получает должного признания. Всех своих коллег по обсерватории он скопом обзывал «шаровидными ублюдками». Почему так? Да потому, что ублюдки, с какой стороны ни глянь. Не приходится удивляться, что коллеги просто проигнорировали его открытие невидимой массы в скоплении Кома.

Однако же Цвикки был прав. При измерении галактических масс концы не сойдутся с концами без допущения, что значительная часть Вселенной заполнена темной материей. В 1939 году на торжественном открытии обсерватории Макдональд в Техасе это подтвердил голландский астроном Ян Оорт. Он прочитал лекцию, в которой утверждал, что распределение массы в одной из эллиптических галактик разительно противоречит характеристикам ее свечения. Данные своих наблюдений Оорт опубликовал три года спустя, специально подчеркнув этот момент в резюме статьи. И опять, точь-в-точь по Куну, никто не счел нужным отреагировать. Изумительная тенденция отворачиваться от неудобных данных длилась десятилетиями, пока наконец ученый люд не прислушался по каким-то резонам к Вере Рубин.

Рубин сейчас за восемьдесят, а ее серьезный дебют в космологии состоялся в 22-летнем возрасте. В канун нового 1950 года газета «Вашингтон пост» сообщила о докладе в Американском астрономическом обществе под пафосным заголовком: «Юная мать вычислила центр мироздания по бегу звезд». В редакционном вступлении говорилось: теория Рубин «настолько смела, что большинство астрономов находит ее пока что невозможной». Но самое дерзновенное из дел, затеянных Рубин, — борьба за то, чтобы темную материю приняли всерьез, — было впереди.

Начнем с того, что Рубин и себя-то принимала не вполне всерьез. Эта история, по ее собственным словам, дает поучительный пример «ученой глухоты». В 1962 году Рубин преподавала в Джорджтаунском университете в Вашингтоне. Ее слушатели в большинстве были сотрудниками Военно-морской обсерватории США, находившейся по соседству, и, как ей вспоминается, отлично разбирались в астрономии. Общими усилиями им удалось рассчитать кривую вращения галактики. Этот график отображает зависимость орбитальной скорости звезд от их расстояния до центра галактики. Скорость должна падать по мере удаления, как в примере с человеческой головой и ее «спутником», грузиком на нитке. Однако Рубин со своими флотскими астрономами ничего подобного не обнаружила: кривая и вдали от центра оставалась плоской. Опубликовав три научных сообщения, они благополучно забыли о проблеме.

В шестьдесят пятом Рубин перешла в вашингтонский Институт Карнеги. Проведя год в изматывающей гонке за квазарами — самыми активными и далекими из всех известных объектов во Вселенной, — она задумала взяться за что-нибудь поскромнее, что могла бы проделать своими силами. И решила всмотреться в пространство у границ галактик, поскольку никто эти области толком не изучал, все сосредоточились на центрах скоплений. Но Рубин не только запамятовала напрочь об университетской находке — по ходу дела ей пришлось усомниться и в собственных результатах. Она измеряла скорости звезд, наблюдая, как меняется световой спектр в зависимости от параметров движения. Каждую ночь Рубин составляла в среднем по четыре спектрограммы, постепенно уходя все дальше от центра галактики. Однако, несмотря на любые уточнения на этом пути, все результаты выглядели примерно одинаково, не сходясь с условиями задачи.

«Я постоянно ждала, что при следующем измерении монетка выпадет правильной стороной, — вспоминает Рубин. — А она всякий раз не хотела упасть, как надо».

Так или иначе, дело было сделано. К 1970 году Рубин закончила расчеты ротационной кривой для туманности Андромеды. Скорость движения звезд практически не менялась, как бы далеко от центра ни заглядывал наблюдатель. При таком сумасшедшем коловращении на периферии галактики центробежная сила неизбежно должна была вышвырнуть ее внешние звезды в открытый космос. По всем законам физики Андромеда обречена рассыпаться. Если этого не происходит, значит — она окутана галактическим гало, невидимым ореолом темной материи.

Из чего сделана сама темная материя, не знает никто. Кембриджский профессор Малькольм Сим Лонгэйр в своем «букваре» по космологии «Наша эволюционирующая Вселенная»^[4] привел список кандидатов на темную материю. Этот перечень открывается одиночными планетами и звездами-карликами, а завершается обыкновенными кирпичами и подшивками старых журналов по астрофизике. Последний вариант — неслабый образчик научного юмора: именно в «Астрофизическом журнале» в 1970 году вышла работа Веры Рубин, впервые пролившая свет на темную материю.

Нельзя сказать, что та статья напрашивалась на сенсацию. Заголовок выглядел вполне нейтрально: «Вращение туманности Андромеды согласно спектральному анализу эмиссионных областей». Резюме как будто не содержало спорных утверждений, и броских выводов тоже не было. Автор просто сообщала о результатах измерения круговых скоростей звезд в галактике, не более того. Однако же график с двенадцатой страницы журнала до сих пор висит на стене кабинета Рубин в отделе геомагнетизма Института Карнеги. Он и сегодня столь же точен… и столь же загадочен, как в момент первой публикации.

Представления о незримом сгустке материи, удерживающем в своем гравитационном поле внешние звезды Андромеды, далеко не сразу завоевали популярность, но, во всяком случае, на сей раз привлекли к себе внимание. Для начала астрономы приоткрыли один глаз, который крепко зажмуривали тридцать семь лет кряду. Они принялись строить собственные ротационные кривые, порой придумывая самые диковинные объяснения, отчего галактическая масса распределяется так, а не иначе. Как говорит Рубин, ни одна из этих потуг ее не убедила: во всех альтернативных версиях часть точек на графике устанавливалась произвольно, часть попросту опускалась, в результате всякий раз выходил абсурд.

В начале следующего десятилетия астрономы перестали уклоняться от фактов. Наилучшим объяснением «неправильностей» в полях притяжения галактик было признано наличие некоего вещества, которое не светится, подобно звездам, не отражает свет, не испускает никаких волн или частиц, поддающихся обнаружению, и вообще не заявляет о своем существовании ничем, кроме гравитации. Теперь оставалось определить природу этого странного явления.

Первый симпозиум, посвященный новооткрытому феномену, состоялся в 1980 году в Гарвардском университете. Рубин уверенно заявила перед аудиторией, что проблему темной материи мы сможем решить не раньше чем через десять лет. Назначенный срок наступил и миновал, но ничего нового мы так и не услышали. В 1990 году на конференции в Вашингтоне британский королевский астроном — директор Гринвичской обсерватории Мартин Рис просто повторил обещание раскрыть тайну до начала очередного десятилетия. Но в девяносто девятом, за год до им же названной даты, пошел на попятную, объявив: «Нет сомнений, если бы я писал эти строки не сегодня, а пять лет спустя, то сумел бы объяснить, что такое темная материя».

И опять надежды не оправдались. Объяснений по-прежнему нет. За минувшие годы был предложен целый ряд экзотических версий — от черных дыр до не открытых пока частиц с необычными свойствами. Однако ни одна из них не соответствует всем положенным требованиям. Такое едва ли вдохновляет на продолжение поисков.

Ловля темной материи в черном пространстве — занятие не для малодушных, коль скоро попытки тридцать с лишним лет не приносили успеха. Однако за этот срок ученые разжились некоторыми идеями о том, где и как искать разгадку. Физики построили теоретические модели, объясняющие, какие частицы могли образоваться в момент Большого взрыва и до сих пор присутствовать во Вселенной, создавая эффект темной материи. Самый многообещающий кандидат на эту роль — гадательное нечто, получившее имя слабовзаимодействующих массивных частиц. Их чаще называют просто «вимпы», пользуясь английским сокращением^[5]. Если теория верна, то темного вещества полно и вокруг нас. Специалисты по физике частиц считают, что Земля как раз сейчас проходит через облако темной материи; стало быть, каждую секунду нам на головы падает примерно миллиард вимпов.

В пестрой компании вимпов имеется свой ВИП: нейтралино. Эта гипотетическая частица, как полагают, достаточно устойчива, чтобы сохраниться в космосе спустя 13 миллиардов лет после Большого взрыва. Нейтрали-но невозможно увидеть и очень трудно уловить, так как оно совсем не участвует в сильных взаимодействиях, скрепляющих атомные ядра, и не фиксируется детекторами электромагнитных полей. При этом массы нейтралино — ее раз в сто больше, чем у протона, — вполне хватит для эффекта темной материи в галактиках. Вот только никому не известно, существует ли оно в действительности.

Чтобы экспериментально подтвердить существование темной материи, нужно заставить ее вступить во взаимодействие с чем-нибудь — лучше всего с атомами, имеющими тяжелое ядро. Охотники за темной материей используют для этого глыбы кристаллического кремния или германия либо большие емкости со сжиженным ксеноном. Они рассчитывают, что рано или поздно какой-нибудь вимп в своем полете по Вселенной угодит прямиком в одно из массивных атомных ядер. Когда это произойдет, ядро должно чуточку «отскочить» (если оно находится в кристаллической решетке) или испустить электрический импульс (в жидком ксеноне). Однако здесь возможны осложнения.

Во-первых, ядра атомов постоянно испытывают те или иные природные колебания, следовательно, физики должны удерживать их в полном покое, дабы избежать ложных показаний приборов. Кристаллы, например, приходится охлаждать до температуры, предельно близкой к абсолютному нолю, при которой прекращается всякое движение. Но на таком морозе и датчики замрут; добиться от них нормальной работы будет невероятно сложно. Вторая помеха — космическая радиация.

Земную поверхность непрерывно бомбардируют потоки быстрых частиц из космоса. При каждом их попадании аппаратура выдает показания, ничем не отличающиеся от предполагаемой поимки вимпа. Значит, поиски нужно вести глубоко под землей, куда не проникнет посторонний космический мусор. Из-за этого экспериментаторам приходится устраивать лаборатории в самых труднодоступных местах планеты. Итальянская исследовательская группа поместила датчики под подошвой горы. В Соединенном Королевстве охота за нейтралино идет на километровой глубине, в залежах калийной соли, где штреки давних выработок тянутся под океанское ложе. Американцы выслеживают темную материю в заброшенных железных копях на севере Миннесоты, в семистах метрах под поверхностью земли.

Представив себе труд в подобных условиях, можно оценить серьезность намерений ученых. Тем не менее пока им ничего не удалось поймать. Экспериментальные поиски темной материи ведутся второй десяток лет, а многие исследователи посвятили этой проблеме вдвое больший срок жизни. Приборы постоянно совершенствуются, их чувствительность повышается, однако по-прежнему нет сколько-нибудь отчетливых представлений о том, что создает странные гравитационные поля в космосе.

Невероятно, но факт: полная четверть вселенской массы для нас даже не темный лес, а просто тьма непроглядная. Остается утешать себя тем, что эту «неявную» долю удалось хотя бы вовремя заметить. В противном случае даже представить трудно, что сотворилось бы в головах ученых в 1997 году, как только была обнаружена очередная брешь в мироздании. Если темная материя оказалась крепким орешком, то открытие темной энергии стало без малого катастрофой для теоретической физики.

Допустим, что открытое Хабблом расширение Вселенной — непреложный факт. Тогда сразу возникают два вопроса. Первый: с какой скоростью идет процесс? Второй: будет ли он идти и дальше?

На первый вопрос ответ дает измерение скоростей разбегающихся галактик и их расстояний от Земли. Однако нельзя просто подсчитать, насколько быстро галактика уносится прочь, и объявить полученную величину коэффициентом расширения: реальное поведение Вселенной противоречит здравому смыслу. Чем дальше от нас галактика, тем проворнее она убегает, потому что пространство между нею и Землей увеличивается тоже. Коэффициент расширения исчисляется так называемой постоянной Хаббла; ее сейчас считают близкой к 70 кмсек/Мпк (мегапарсек — около 3,2 млн световых лет). Для нашего рассказа довольно и такого приближения: ведь любые цифры после запятых всегда меняются с совершенствованием измерительной техники.

Ответ на второй вопрос выглядит гораздо интереснее во многих отношениях. Если Вселенная продолжает разбегаться после Большого взрыва, этот процесс неизбежно должен тормозиться: против него, по идее, работает гравитация всей космической материи. Таким образом, наша будущность во вселенской перспективе зависит от того, сколько там вещества и как оно распределено.

Кое-что об этом космологам уже известно благодаря одному простейшему наблюдению: мы с вами существуем. Чтобы Вселенная начала свой разлет из сверхплотной раскаленной точки, ей нужен был импульс энергии определенной величины. Окажись он чрезмерно мощным, и тогда бы любая образующаяся материя «размазалась бы тонким слоем» — настолько дисперсным, что гравитация, вполне возможно, не смогла бы слепить атомную пыль в звезды и галактики. Значит, и жизнь не зародилась бы, и не возникло бы человечество. По мере распространения материи от центра притяжение продолжало бы слабеть, а центробежная сила, напротив, доминировала бы все больше. И пошла бы Вселенная вразнос задолго до образования в ней сколько-нибудь сложных объектов и высокоорганизованных систем, не говоря уже о людях.

Если бы энергия расширения, наоборот, была слишком мала, то гравитация сжимала бы вещество в ходе обратного цикла; центростремительный импульс нарастал бы вместе с уплотнением. В конце концов ткань Вселенной «схлопнулась» бы, как выражаются астрономы, в Большом коллапсе.

Этот пороговый эффект энергии для так называемой Вселенной Златовласки — зоны, где условия в самый раз подходят для зарождения жизни и разума, — неизбежно должен распространяться и на массу, требуя строго определенной плотности материи в гравитационном поле. Отношение сил притяжения и отталкивания во Вселенной космологи условно обозначают символом омега. При ? = 1, что соответствует всего лишь массе шести атомов водорода на кубический метр Вселенной (для сравнения: в кубометре воздуха, которым мы дышим, содержится, в грубом приближении, 10²⁵, или десять септиллионов, атомов), гравитация более или менее устойчиво уравновешивает центробежную силу.

Согласно теории образование звезд и галактик становится возможным, начиная с омеги в одну квадриллионную долю единицы. А в силу циклической обратной связи равновесное начало ведет к сохранению равновесия в дальнейшем. Если теоретики правы, сегодня величина омеги должна оставаться близкой к единице. Проблема в том, что во всей Вселенной для этого не наберется материи — ни темной, ни какой-либо другой.

Именно этот момент совершенно неожиданно возвратил к жизни космологическую константу Эйнштейна. Ее, казалось, окончательно похоронил триумф хаббловской концепции разбегающейся Вселенной. Уравнения ОТО перестали нуждаться в натяжке ради обоснования вселенского равновесия, и к 1930 году антигравитационная сила превратилась в типичную избыточную сущность, годную лишь для смущения умов. Кто мог бы тогда предположить, что без малого семьдесят лет спустя она вновь заявит о себе, превратившись в призрак темной энергии?

В тридцатые годы астрономы впервые заинтересовались омегой как оракулом для предсказания судьбы Вселенной. Если омега действительно равна единице, то расширение будет продолжаться прежними темпами. Если теоретики ошиблись и ? < 1, то сила, стоящая за расширением Вселенной, продолжит нарастать и материя будет «истончаться». Если же омега окажется больше единицы, то в конечном счете победит гравитация и Вселенную ждет Большой коллапс.

Сперва астрономы попробовали подступиться к омеге с инструментарием Хаббла и Слайфера, анализируя свечение галактик. Но из-за бесчисленного множества отдельных источников света в каждой из них положиться на такой метод нельзя: это все равно что для лингвиста — изучать фонемы, вслушиваясь в гомон разноплеменной толпы болельщиков на футбольном матче. Ученым нужен был единичный объект с измеримыми свойствами, из коих можно делать дальнейшие выводы. В 1987 году такой объект был найден. Чтобы узнать участь Вселенной, надо заняться сверхновыми — взрывающимися звездами.

Люди столетиями наблюдали их в небесах; об одной такой вспышке сообщил датский астроном Тихо Браге еще в 1572 году, за тридцать с лишним лет до изобретения телескопа. Звезда становится сверхновой, когда ее масса превышает критический размер и разрушается под собственной тяжестью. В течение нескольких земных недель или месяцев, пока гибнущее светило превращается в нейтронную звезду или даже в черную дыру, оно пылает в десятки миллиардов раз ярче и жарче, чем наше Солнце. Подобную картину земляне наблюдали, например, в понедельник 23 февраля 1987 года. Взрыв голубого сверхгиганта под названием Сандулик-69202 в галактике Большое Магелланово Облако получил широкую известность по двум причинам. Во-первых, это самая мощная вспышка сверхновой, отмеченная с 1604 года. Во-вторых, она впервые дала стандарты для измерения расстояний в космосе.

Вспышки некоторых сверхновых — их обозначают как тип Ia (или SN Ia) — имеют специфические характеристики, чрезвычайно важные для астрономов. Звезды этого типа взрываются, потому что своим притяжением «высосали» слишком много вещества из соседних небесных тел. Проанализировав световой спектр такой вспышки и скорость ее затухания, можно определить, какое расстояние свет прошел до Земли и насколько сильно его на этом пути «растянуло» расширение Вселенной.

Единственное неудобство такого метода — слишком тесные временные рамки. В изучении сверхновых без синхронизации не сделать ни шагу. Если хотите добыть действительно ценную информацию, ее поиски должны уложиться в считанные недели с того момента, как свет вспышки дошел до Земли. А поскольку взрыв сверхновой в какой-нибудь галактике случается примерно раз в сто лет, необходим постоянный телескопический мониторинг несметного множества звездных скоплений.

Тяготы этого монотонного труда — давнишняя головная боль астрономов. Скажем, в обсерватории Лоуэлла во Флагстаффе можно познакомиться с утомительными методами наблюдений, практиковавшимися в дни Слайфера. Он, изучая Плутон, пользовался астрономической версией игры «найди разницу». Два фотоснимка одного и того же участка звездного неба, сделанные в разные ночи, помещаются в устройство под названием «блинк-компаратор», снабженное окуляром с подвижной заслонкой. Затем надо внимательно рассматривать снимки, чередующие друг друга. Побеждает тот, кто укажет единственную светлую точку среди множества других, меняющую положение от снимка к снимку. Это мигающее пятнышко и есть искомая планета.

Хорошо, что на фотографиях, выставленных в музее обсерватории Лоуэлла, кто-то догадался пририсовать к мерцающей точке жирную белую стрелку. Конечно же, современная технология обработки цифровых изображений несравненно облегчает локализацию сверхновых: сегодня компьютер сопоставит за нас фотографии, сам установит различия между ними и даст все нужные подсказки. Некоторые находки окажутся на поверку астероидами, другие — пульсацией черных дыр в центрах галактик; еще один вид ложных сигналов — яркие следы от субатомных частиц, бомбардирующих земную атмосферу. И лишь изредка обнаружится среди них свет далекой «лопнувшей» звезды.

Первые ценные интерпретации данных о ярчайшей сверхновой представила в июне 1996 года группа сотрудников Национальной лаборатории имени Эрнеста Лоуренса при Калифорнийском университете в Беркли (или, как нередко сокращают специалисты, Лоуренс-Беркли). Об этом было объявлено на космологической конференции по случаю 250-летия Принстонского университета, приемной альма-матер Эйнштейна. Весьма удачный, как выяснилось, повод воскресить космологическую константу.

Когда астрономы приступили к исследованиям сверхновых, чтобы с их помощью составить своего рода карту разбегания космоса, они были уверены, что обнаружат признаки замедления. В конце концов, должна же энергия Большого взрыва когда-нибудь иссякнуть; тут гравитация вступит в свои права и крепко надавит на тормоз. Но оказалось, не так-то просто устроена Вселенная.

На первый взгляд результаты Лоуренс-Беркли подтверждали ожидания. Свечение сверхновой показало, что расширение Вселенной замедляется: рано или поздно притяжение ее массы обуздает разбегание и установит коэффициент омега на отметке, близкой к единице.

И тем не менее это открытие было спорным. Вся известная науке масса Вселенной, включая пресловутую темную материю, дает омеге значение не более чем 0,3. Исследователи «недоучли» невидимое? Такое казалось маловероятным: они к тому времени уже овладели дифференцированными методами подсчета массы галактик. Любой из способов показывал, что вещества там гораздо больше, чем можно наблюдать. И все эти способы давали примерно одинаковые результаты.

Если концепция темной материи обоснованна, тогда за чем дело стало? Космологи Майкл Тернер и Лоуренс Максвелл Краусс явились на принстонскую встречу с готовым ответом. Почему бы, сказали они, не признать темную материю равной 0,3, при этом позволяя некоторой иной сущности внести остальные семь десятых. Вместо того чтобы разыскивать какую-то там недостающую массу, не резонно ли допустить, что эта доля принадлежит дополнительной энергии? Надо вернуть космологическую константу Эйнштейна, заявили Тернер и Краусс.

Экспериментаторы, как водится, добились успеха вопреки построениям теоретиков. Из результатов Лоуренс-Беркли, опубликованных Солом Перлмуттером, следовало, что гравитация вещества может составить чуть ли не всю омегу. Так что нет нужды возвращать космологическую константу, надо просто разобраться в неполадках с темной материей. Ее масса явно должна быть больше.

Однако в расчетах Перлмуттера обнаружились свои собственные проблемы. Если известны плотность Вселенной, текущий коэффициент ее разбегания (постоянная Хаббла) и темпы замедления, это позволяет установить, сколько времени прошло с начала расширения — проще говоря, возраст Вселенной. По данным Лоуренс-Беркли, где омега равна или близка к единице и задана исключительно наличной материей, выходило, что Вселенной не больше 8 миллиардов лет. Увы, астрономы, проанализировавшие свечение самых древних звезд, называют другое число: в пределах 15 миллиардов. Для понимания, что вся Вселенная просто не может оказаться почти вдвое моложе своих элементов, совсем не нужен гарвардский диплом. Помимо трудностей с «кастингом» космологической константы на роль омеги, возникла еще и проблема с омегой-единицей, обусловленной массой. Казалось, единственный достоверный факт — то, что темная материя составляет 0,3 ?; все остальное предстоит еще выяснять и объяснять.

Однако не все были разочарованы этим тупиком: по крайней мере один гарвардский астроном остался доволен. Роберта Киршнера беспокоило другое: его исследования сверхновых продвигались слишком медленно, и это внушало опасения, что в соперничестве с Лоуренс-Беркли его группа будет разбита наголову. Между тем гонка за научный приоритет в предсказании судеб Вселенной все еще была далека от завершения.

В своей книге «Экстравагантная Вселенная» Киршнер весьма изящно и остроумно изложил подноготную изучения сверхновых и восстановления космологической константы. В конечном счете именно он решил исход дела и первым вышел с результатами, открывшими новую эпоху в космологии. Однако для этого ученый должен был преодолеть собственную предвзятость.

Группа Киршнера, куда входили исследователи со всех континентов, вела наблюдения сверхновых с горных вершин в Чили, Аризоне и на Гавайях. Как и ученые в Лоуренс-Беркли, они месяц за месяцем разыскивали новые вспышки, затем отслеживали наиболее перспективные варианты, уточняя необходимые детали с помощью космического телескопа «Хаббл». Будучи установлен в автоматической обсерватории на околоземной орбите, он мог извлечь из собираемых данных информацию о расстоянии сверхновой от Земли и о том, как меняется спектр излучения по мере распространения света от точки взрыва.

В конце концов ученые получили то, чего добивались. И это им совсем не понравилось.

Взрывы сверхновых были «слабее», чем следовало: свет, по идее, должен был распространиться дальше, чем показывали наблюдения. Адам Рисс, астроном из группы Киршнера, работавший в Калифорнийском университете в Беркли, первым объявил во всеуслышание: данные свидетельствуют об ускорении. Вселенная расширяется все быстрее.

Такого просто не могло быть. Но с гибнущими звездами не поспоришь. Всякий раз, когда Рисс, рассчитывая омегу, обращался к характеристикам сверхновой — яркости, красному смещению и скорости затухания, — его вычисления показывали отрицательную величину массы Вселенной. Единственное разумное объяснение состояло в том, что эта масса со своим притяжением — не единственный фактор, влияющий на разбегание Вселенной. Если же добавить «расталкивающую силу» в виде космологической константы, то картина обретала хоть какой-то смысл. Так, в выборе между несусветной массой со знаком минус и долго пребывавшей в забвении математической уловкой победила вторая. Но не окончательно.

На конференции в январе 1998 года выяснилось, что данные, полученные группой Лоренс-Беркли, указывают в том же направлении. Исследователи усовершенствовали методику анализа и разобрались с некоторыми проблемами — в частности, научились вводить поправку на искажения, которые вносит в результаты наблюдений межзвездная пыль Каждый опасался первым совершить роковую промашку. Кто первым объявит о возвращении космологической константы Эйнштейна? Это стало настоящей «войной нервов» для соперничающих группировок, испытанием веры ученых в их экспериментальные способности. Огласить информацию или выждать еще немного, перепроверить несколько раз и вновь поискать огрехи в обработке данных? Приз достанется тому, кто первым объявит о научной находке десятилетия. Проигравший рисковал сесть в лужу вместе с Эйнштейном.

Киршнеру полученные результаты не нравились, и он, конечно же, не хотел становиться посмешищем. По его собственному признанию, он делал все возможное для устранения досадной помехи. 12 января 1998 года Киршнер отправил Риссу по электронной почте нечто вроде полезного совета: «Признайтесь самому себе, положа руку на сердце: эти данные неверны».

Рисс откликнулся в тот же вечер пространным письмом, обращенным сразу ко всей группе. Его ответ был достоин героев Шекспира; так мог бы высказаться, к примеру, Генрих Пятый, будь он астрофизиком. «Посмотрите на них не сердцем или умом, но попросту открытыми глазами, — писал Рисс коллегам. — Ведь мы же наблюдатели, в конце концов!»

В последних числах февраля результаты наблюдений увидели свет. Затем последовала буря в СМИ. Рисс красноречиво поведал аудитории телеканала Си-Эн-Эн, что расширение Вселенной ускоряется, космос буквально разлетается на части и константа Эйнштейна наконец вернулась, чтобы вращать маховики мироздания. Киршнер, напротив, выступил совсем не по Шекспиру, заявив 27 февраля 1998 года газете «Вашингтон пост»: «Выглядит как полный бред. Но что поделаешь — это самое удобное объяснение».

Нельзя сказать, что даже и теперь исследователи были обрадованы. Похоже, точнее всего их общее состояние определил руководитель группы Брайан Шмидт. В интервью журналу «Сайенс» он описал свою реакцию как «нечто среднее между изумлением и ужасом».

Тем не менее группа Лоуренс-Беркли вскоре обнародовала, по сути, такие же выводы. Они и сейчас никем не оспорены. Но все же — что разрывает Вселенную на части? Не известно. Однако именно это непонятное нечто держит за ниточки «основной вопрос физики».

Изумление и ужас Брайана Шмидта не шли ни в какое сравнение с эмоциями, разыгравшимися после откровений его группы. Ситуация выплеснулась за рамки загадок космоса. «Полностью бредовые» характеристики света взорвавшихся звезд раскололи круг виднейших ученых. Теперь, когда космологическая константа вернулась на поле, они не могут договориться друг с другом, как и во что играть дальше. Пол Стейнхардт, физик-теоретик из Принстонского университета в Нью-Джерси, всерьез расстроен тем, что из-за проблем с этой константой лучшие умы как будто утратили и надежду, и всякое стремление когда-нибудь постичь Вселенную. «Смирение большинства наших теоретиков меня разочаровывает», — сообщил он журналу «Нейчур» («Природа») в июле 2007 года.

Все эти взаимные претензии, образно говоря, — много шума из ничего. Под «ничего» в данном случае подразумевается «пустующее» пространство Вселенной, которое на самом деле вовсе не пусто.

Космос, невзирая на то, есть ли в нем вообще какая-либо масса или нет, бурлит энергией. В 1920-е годы, вскоре после рождения квантовой теории, описавшей поведение природы на уровне атомов и субатомных частиц, британский физик Пол Адриен Морис Дирак воспользовался этим, чтобы построить свою квантовую механику на основе свойств электрических и магнитных полей. Квантовая теория поля в итоге привела Дирака к заключению, что пустота обладает энергией. А поскольку в лексиконе физики пустое пространство принято называть вакуумом, энергия Дирака получила известность как вакуумная.

Самое разумное, что можно предположить, — как раз эта энергия и ускоряет «антигравитацию», убедительно продемонстрированную сверхновыми; это она и есть космологическая константа. Вся проблема в том, что параметры сверхновых показывают ничтожно малую величину вакуумной энергии. Измеряется она обычно в граммах (как мы помним, в знаменитом уравнении Эйнштейна Е = mc² масса и энергия взаимно обратимы). Так вот, количество энергии в вакууме, равном по объему земному шару, — около сотой доли грамма. Смотреть не на что.

Зато когда величину вакуумной энергии вычисляют физики-теоретики согласно квантовой теории поля, у них, наоборот, получается излишек. Фантастически огромный. Если верить их расчетам, вакуумная энергия до того велика, что Вселенная уже давно должна была разлететься на субатомные частицы в порыве сверхмощного ускорения. Эту широко известную проблему даже сторонники космологической константы признают самым вопиющим из когда-либо отмеченных расхождений между постулатами теории и экспериментальными данными. Миллион — большое число: единица с шестью нолями. У триллиона двенадцать нолей. А «ножницы» между постулируемой и эмпирически полученной величинами космологической константы выражаются числом со 120 (ста двадцатью!) нолями.

Столкнувшись с этим несоответствием, многие физики приняли концепцию, впервые предложенную нобелевским лауреатом Стивеном Вайнбергом в 1987 году. В книге «Мечты об окончательной теории» Вайнберг предположил, что космологическая константа существует в нашей Вселенной совершенно независимо от человеческой способности когда-либо определить ее величину. Если наша Вселенная одна из многих, то каждая может иметь свои собственные мировые константы, иные, чем у «соседки». Некоторые вселенные, несомненно, остаются бесплодными, другие порождают жизнь; среди последних, вероятно, найдется по меньшей мере одна, где может развиться и разум, подобный человеческому. Таков антропный принцип в объяснении мира («антропос» по-гречески — человек). В сухом остатке он постулирует, что наша Вселенная такая, какая есть, ибо в противном случае не существовало бы нас, чтобы ее описать. Иначе говоря, человек — необходимый элемент Вселенной, без которого она не могла бы существовать, во всяком случае, в присущем ей виде. Это вовсе не обязательно подразумевает конструкторский план или вообще какой-либо «промысел»: просто, будь условия иными, осознать их и зафиксировать было бы некому. К тому же, по сути, подводят и наши наблюдения, указывающие, что формы, в которых может развиваться Вселенная, имеют ограниченный диапазон. Антропный взгляд подкреплен утверждением физиков, что наша Вселенная отличается чрезвычайным разнообразием «ландшафта»; она подобна лоскутному одеялу, скроенному из множества субвселенных, и у каждой — собственные неповторимые свойства, установившиеся путем случайного подбора. Так что нет необходимости определять значения постоянных для каждой из них.

Такое толкование космологической константы раздражает многих физиков. Например, Леонард Сасскинд из Стэнфордского университета счел предположение Вайнберга «немыслимым, вероятно, самым шокирующим признанием, какое только может в наши дни сделать ученый».

Идея потому встречает столь сильное сопротивление, что ставит вверх дном всю науку. Философ Карл Поппер создал целую доктрину о том, что науку движут вперед исключительно фальсификации и опровержения: некто подбрасывает гипотезу, а затем каждому вольно попытаться «сбить» ее зарядом эмпирических данных. Если эксперименты опровергли данную гипотезу, теоретики переходят к следующей. И лишь тогда, когда гипотеза выдержит много «попаданий» подряд, появляются основания говорить о ее научной достоверности.

В случае с антропной Вселенной такой подход бесполезен, потому что другие вселенные для нас недосягаемы. Концепцию, которая не проверяется экспериментально, нельзя опровергнуть. Значит, не стоит и пытаться объяснить, отчего у Вселенной такие свойства: они именно потому таковы, что делают ее пригодной для нашего обитания. И вот это называется наукой? Наверное, и это тоже, говорит Сасскинд; он не исключает возможной правоты Вайнберга. Если нам суждено постигать Вселенную, то теперь, видимо, придется отвергнуть Карла Поппера со всеми его последователями (которых Сасскинд иронически окрестил «попперацци») как высокую инстанцию в вопросе о том, что является наукой и что ею не является. И признать, сколь бы ни возмущались «попперацци», что физические законы Вселенной действуют благодаря нашему бытию в ней.

Как ни трудно переваривать подобные идеи, есть причины отнестись к ним всерьез. Квантовая теория поля предполагает, что если для завершения описания Вселенной требуется точное значение космологической константы, значит, наше мироздание действительно должно быть одним из великого множества. Может статься, как писал поэт Эдвард Эстлин Каммингс, «за углом чертовски славный мир»^[6].

В основе этой аргументации — принцип неопределенности квантовой механики, который гласит, что фундаментальные свойства любой системы никогда не могут быть определены в точности, но имеют присущие им допуски. Применительно к квантовой теории поля этот принцип вызывает естественные колебания характеристик в тех или иных областях Вселенной. Здесь опять-таки можно привести сравнение с надувным мячом, имеющим множество «слабых точек» на оболочке; по мере «раздувания» Вселенной флуктуации могут нарастать, порождая новые пространственно-временные континуумы. Иными словами, Вселенная, которая обладает космологической константой, выводимой из вакуумной энергии, непрерывно создает новые «пузырьковые» подобия. Те, в свою очередь, рождают собственные дочерние вселенные, и так до бесконечности. То, что нам угодно считать Вселенной, — лишь один из островков пространства — времени в океане квантовой пены мини-миров.

У антропного принципа сейчас много сторонников, особенно в теоретической физике; именно поэтому упомянутый Пол Стейнхардт относит себя к меньшинству. Но если нет возможности изучить «пузырьковые вселенные» и определить, разнятся ли их законы, не означает ли это, что физика окончательно сдалась на милость неведомых сил?

Этот вопрос стал главным на конгрессе в Брюсселе, где призрак Альберта Эйнштейна витал повсюду, заглядывая каждому через плечо. Что дальше: сложить руки и ограничить действие космологической константы рамками той конкретной Вселенной, где мы живем? Следует ли отсюда, что мы так никогда и не узнаем, из чего состоит большая часть мироздания, не разгадаем природу темной энергии?

Ответ был — и да, и нет: да, это возможность, с которой надо считаться; нет, надежду терять нельзя. Дэвид Гросс, председательствовавший в собрании, не преминул напомнить, что на первом Сольвеевском конгрессе в 1911 году физики были точно так же растерянны. У отдельных веществ обнаружилась способность испускать элементарные частицы особым манером — казалось, при этом нарушались законы сохранения массы и энергии. Объяснение феномена нашлось через несколько лет, с появлением квантовой теории. «Они упустили из виду нечто совершенно фундаментальное, — сказал Гросс Сольвеевскому конгрессу — 2005. — Возможно, и мы не замечаем чего-то столь же важного, как наши предшественники в свое время».

Так что же это за фундаментальное нечто? Существуют ли какие-то подсказки? Смотря кого спрашивать. Адам Рисс, чьи радикальные речи в шекспировском духе открыли для нас эпоху темной энергии, выдвинул провокационную идею. Вдруг в наших знаниях о гравитации недостает какой-то малости? Возможно, никакой темной материи и темной энергии вообще нет в природе — просто за четыреста лет никто не углядел крошечную погрешность в ньютоновском законе тяготения, а именно в ней таится ключик, который откроет замок и явит нашим глазам «пропавшую» часть Вселенной.

Рисс не первый задался этим вопросом и не настаивает на его исключительной важности. Но считает такое вполне вероятным и ничего не исключает априори. То же самое ощущает Вера Рубин. Она думает, что девяносто девять физиков из сотни лишь по инерции цепляются за веру в некое темное вещество, которое заполняет Вселенную, скрепляя галактики своим тяготением. Но ей уже начинает казаться более продуктивным решением модификация основных физических законов.

На первый взгляд из затруднительного положения можно найти относительно простой выход. Новую альтернативу предложил в 1981 году израильский физик Мордехай Милгром. В его теории закон тяготения Ньютона подправлен таким образом, что на сверхдальних расстояниях, скажем в пространстве между галактиками или их скоплениями, гравитация несколько сильнее ожидаемой. Идея получила имя «модифицированной ньютоновской динамики» (МОНД) и, несмотря на свою очевидную безвредность, вызвала новый наплыв проблем.

Не так-то просто взять творение человека, признанного величайшим мастером своего дела, — к тому же творение, которое безупречно отслужило четыреста лет, — и объявить: «Вот здесь у нас перевес, а там недовес; вот сейчас мы тут подложим, а там подтянем». Подобный шаг требует известного мужества. Идею Милгрома поначалу не принимали всерьез, но все же нескольких сторонников она приобрела. Среди них самым известным оказался молодой астроном Стейси Магоу.

Защищая МОНД, Магоу вызвал на себя столь ожесточенный огонь, что ему впору было обзаводиться бронежилетом. Сорок лет всеобщего безразличия к темной материи открыли Вере Рубин глаза на феномен «ученой глухонемоты». А Магоу, в свое время один из ее аспирантов, преподал другой важный урок: как побеждать «сопромат» академической среды.

В марте 1999 года он выступил с докладом о МОНД в Институте Макса Планка в Германии. Там никто не загорелся энтузиазмом. Магоу заявили: не хотите дурной славы — предскажите результаты какого-нибудь эксперимента, и, если прогноз подтвердится, вот тогда мы, так и быть, согласимся вас послушать.

Магоу вынашивал ответ ровно девять месяцев, а затем опубликовал в «Астрофизическом журнале» заметку, где все так же бесцеремонно вопрошал: «Есть ли темная материя?» Если ее действительно нет, то обнаружится серьезное расхождение между определенной характеристикой реликтового излучения — космического эха Большого взрыва — и ожиданиями поборников темной материи. Должен выявиться «спектр мощности» — нечто вроде распада излучения. Как теория МОНД, так и модели темной материи предполагали, что на полученной спектрограмме будут чередоваться пики и впадины. Только «темные материалисты» утверждали, что второй пик окажется ниже первого, но незначительно. А Магоу предсказал: если темной материи не существует, второй пик будет совсем крошечным; так давайте убедимся в этом, как только появятся данные.

Летом следующего года Вера Рубин приехала на конференцию в Рим, ожидая услышать показательное выступление Магоу перед астрономами. Благо эмпирические данные теперь уже имелись. И в них не было второго пика — ни высокого, ни низкого. Вообще никакого.

Магоу отвели на сообщение десять минут. Рубин была поражена, когда он закончил, — ничего не произошло! «Даже ни единого вопроса не задали», — вспоминает Рубин. И добавляет: на следующее утро некий выдающийся космолог, приступив к обсуждению новых результатов, ни словом не упомянул об их расхождениях с общепринятой моделью темной материи.

С того момента Рубин серьезно заинтересовалась МОНД. Отчасти потому, что ей не по вкусу сама идея привлекать новые виртуальные частицы для истолкования прямых наблюдений, и еще потому, что астрономический истеблишмент погряз в пресловутых связях с общественностью, а слишком хороший пиар, по мнению Рубин, вредит нормальной научной дискуссии. Она всегда была поклонницей «беспородных собак» в науке.

Между тем МОНД долгое время не тянула и на такую участь. Как пошутил Магоу, сравнить ее можно было разве что с паршивой псиной, которую не впустили в зал заседаний и оставили скулить за порогом. Большинство ученых отказывались понять, почему теорийка, наскоро слепленная израильским физиком, должна быть лучше заклинаний темной материи, великой и ужасной. Но затем, в 2004 году, в дело вмешался Якоб Бекенштейн.

Бекенштейн родился в Мехико, изучал физику в Политехническом институте Бруклина и в Принстонском университете, а сейчас профессорствует в Еврейском университете Иерусалима. В молодости он докучал Стивену Хокингу разными спорными гипотезами насчет черных дыр (все они подтвердились), а сегодня признан одним из крупнейших авторитетов теоретической физики. И когда Бекенштейн сформулировал свою версию эйнштейновской теории относительности, недвусмысленно дав понять, что модифицированная гравитация заслуживает лучшего отношения, сообществу физиков не оставалось ничего, кроме как занять места в аудитории и внимательно слушать. Когда же у релятивистской МОНД по Бекенштейну стали обнаруживаться точные и изящные совпадения с результатами наблюдений за галактиками, теория, вчера считавшаяся маргинальным вздором, оказалась вдруг в центре внимания. Однако массовое «прозрение» адептов темной материи смотрелось далеко не столь красиво.

У расхожего представления, будто наука нейтральна, беспристрастна и лишена предубеждений, бывают порой «критические дни». Один из таких дней случился 21 августа 2006 года, когда пресс-релиз американского Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (НАСА) прокричал граду и миру: «Мы нашли прямое доказательство существования темной материи!»

Весь шум был по поводу грандиозного столкновения двух скоплений галактик, получивших в результате общее имя Пуля. Наблюдая последствия этого события, астрономы обнаружили явные признаки пространственного разделения между обычным газом и гало — предполагаемой темной материей. Они проанализировали эффект гравитационного линзирования, когда лучи света отклоняются в поле тяготения. (Одна из вершин теории Эйнштейна — открытие, что масса — энергия искривляет пространство. Любое излучение, будь то фотоны или гамма-кванты, проходит мимо массивных скоплений звезд и планет не прямо, а по кривой, огибает их.) И когда космический телескоп НАСА «Чандра» зафиксировал отклонение рентгеновских лучей словно бы на пустом месте, без наблюдаемых тел вокруг, многим померещилось, будто вся критика темной материи идет ко дну под звук пощечины смутьянам, посмевшим утверждать, что картина мироздания не нуждается ни в вызове духов, ни в эльфийской пыльце, ни в каком-либо ином «волшебном космическом бланманже» (по выражению одного сатирика).

Гвоздь программы преподносился с немалой помпой. «Вселенная, отданная во власть темной материи, казалась нелепостью, и мы решили убедиться, нет ли в наших рассуждениях принципиального изъяна, — рассказал руководитель исследовательской программы Дуг Клоу из Аризонского университета в Тусоне. — Полученные результаты дали прямое доказательство того, что темная материя реально существует».

Все здесь правда, кроме «полученного доказательства». Впрочем, дальше составители пресс-релиза сбавили тон: дескать, это пока всего лишь «самое яркое из свидетельств в пользу того, что большая часть вещества Вселенной — темная материя».

Затем весь пыл обрушился на неких скептиков, имевших наглость сомневаться. Теперь эти кое-кто посрамлены, кончилось их время. «Невзирая на весомые признаки существования темной материи, отдельные ученые предлагали альтернативные модели тяготения, согласно которым в межгалактическом пространстве оно действует сильнее, чем указывали Ньютон и Эйнштейн; тем самым темная материя отрицалась. Но подобное теоретизирование бессильно объяснить наблюдаемые эффекты столкновения галактик».

Это могло показаться крахом модифицированной ньютоновской динамики. Однако никто в НАСА как будто не поинтересовался у гравитационных ревизионистов, действительно ли им не под силу объяснить упомянутые эффекты. Никто даже не потрудился заглянуть на сайт arXiv.org, где физики размещают препринты новых экспериментальных и теоретических работ.

Сторонники релятивистской теории Бекенштейна еще за два месяца до ликования НАСА приглядывались к скоплению Пуля. Их работа, опубликованная под игривым заголовком «Поймает ли МОНД Пулю?» в респектабельном и реферируемом астрономическом журнале, — весьма любопытное чтение. По утверждению авторов, показания спектрометров «Чандры» ни в чем не противоречили МОНД. Реакция Милгрома также заинтриговала. Все эти претензии, заявил он, мы слышали еще три года назад; у «мондистов» было время обдумать проблему, обсудить ее на конференциях и познакомить оппонентов со своей точкой зрения, но те, «сдается, просто не желали слушать». Магоу, в свою очередь, заметил, что объяснить феномен Пули с позиций МОНД довольно сложно, если не затрагивать при этом некоторые скользкие вопросы, но все же никакая экзотика тут не нужна. Достаточно учесть присутствие некоторого количества нейтрино — они, как известно, во-первых, реально существуют, во-вторых, трудноуловимы и, в-третьих, согласно стандартной теории темной материи составляют в последней определенную долю. Кроме того, Магоу напомнил еще об одном виде элементарных частиц — барионах. Все вещество в мире, как принято считать, на четыре процента состоит из них, но до сих пор прямыми методами удалось обнаружить от силы десятую часть расчетной массы барионов; где находятся все остальные — не известно. Быть может, эти, скажем по аналогии, «темные барионы» и проявили себя в скоплении Пуля?

Помимо МОНД вкупе с нейтрино и барионами появилась и еще одна альтернатива. На десятый день после пресс-конференции НАСА канадский физик Джон Моффат разместил в электронном архиве свое сообщение. Там утверждалось, что его интерпретация закона тяготения также способна объяснить результаты «Чандры», не прибегая к темной материи.

Моффат — редкая птица в мире ученых: космолог-самоучка, уехавший из Парижа вольным художником без гроша в кармане, он сумел подняться на академические вершины. Биография Моффата читается как волшебная сказка: в 1953 году, будучи двадцати лет от роду, он послал Эйнштейну свои работы, в которых попытался продолжить и развить некоторые идеи великого физика. Эйнштейн, распознав единомышленника и оценив его труд, написал доброжелательный ответ, и с тех пор перед юношей, как вспоминает он сам, «начали распахиваться двери». Пять лет спустя Джон Моффат, не имея высшего образования, защитил диссертацию в Тринити-колледже Кембриджского университета.

Но удача сопутствовала ему не во всем. Нетрадиционный стиль мышления подталкивал Моффата к разработке непопулярных идей, а в науке мода не менее важна, чем в искусстве. Самая смелая его гипотеза — о переменной скорости света, которая в космическом прошлом могла сильно отличаться от наблюдаемой ныне, — опередила свое время почти на десяток лет. Хотя в 1990 году Моффат обнародовал ее в малоизвестном научном журнале, физики всерьез заинтересовались этим вопросом лишь в 1998-м. Да и то пришлось постараться, прежде чем теория получила признание.

Дерзания Моффата продолжаются, на сей раз в царстве темной материи. Ряд его теорий, обосновывающих плоские кривые вращения галактик, известен под общим именем без претензий на изысканность — МОГ, то есть модифицированная гравитация. МОГ немного «подправляет» ньютоновскую гравитацию: на больших расстояниях она действует малость сильнее, чем обычная, привычная нам сила тяготения. И эта «малость», по мнению Моффата, вполне удовлетворительно объясняет результаты наблюдений «Чандры».

Может, там на самом деле есть темная материя, а может, и нет. Остаются альтернативы, и любой беспристрастный наблюдатель должен признать: проблема не решена. Прошло больше шестидесяти лет с тех пор, как обнаружены странности во вращении галактик, и может статься, никто из ныне живущих так и не узнает всей правды о темной материи. А возможно, это случится уже завтра. Но до тех пор, как подчеркивает Адам Рисс, мы не сможем разобраться и с темной энергией.

Исследователи этого феномена тоже не опускают рук. НАСА, Национальный научный фонд и Министерство энергетики США подрядили ученых на дальнейшее изучение темной энергии, и в сентябре 2006 года созданная для этой цели группа опубликовала свой доклад. Большинство авторов рекомендовали развивать «наступательную программу» астрономических наблюдений и экспериментов, направленных непосредственно на разгадку этой тайны. Однако самое любопытное здесь то, что руководитель группы, невзирая на все программные призывы броситься в атаку, смотрит на проблему скорее с позиций фаталистического непротивления. Чего на самом деле нам недостает, считает профессор Чикагского университета Эдвард «Роки» Колб (Роки — это его прозвище, означающее «Каменный»), — так это нового Эйнштейна.

Колб полагает, что природу темной энергии можно постичь, открутив физику назад без малого на девяносто лет. В решении проблемы, по его словам, может серьезно помочь предположение, сделанное теоретиками 1920-х годов в попытках найти окончательное решение уравнений Эйнштейна — и, по существу, завершить математическое описание Вселенной. Они исходили из гипотезы, что Вселенная изотропна, то есть ее физические свойства одинаковы во всех направлениях, куда бы и откуда ни двигаться.

Если такое звучит для вас не слишком внятно, тогда представьте, что вы очутились в самой середке огромного черничного пудинга и из этого положения пытаетесь оглядеться кругом. Запеченные ягодки окружают вас со всех сторон, и кажется, что они рассредоточены в тесте абсолютно равномерно. Взгляд изнутри Вселенной — по сути, то же самое. Конечно, пока мы рассматриваем пространство в пределах Солнечной системы или Млечного Пути, обязательно видны хорошо знакомые приметы, но ориентиры исчезнут, стоит лишь выбрать другую область космоса. Если мы выйдем за свою галактическую «околицу», Вселенная станет совершенно одинаковой во всех направлениях, куда ни обрати взор.

Точно ли это так? Мы не знаем наверняка. Среди астрономов есть и иное мнение: характеристики реликтового излучения подсказывают, что Вселенная, наоборот, анизотропна. Некоторые космологи даже всерьез подумывают о реабилитации отвергнутого еще в начале прошлого века «светоносного эфира» — призрачной субстанции, которая в каких-то направлениях облегчает прохождение лучей через пространство, а в каких-то — нет. В этом старинном сценарии изотропия тоже не предусмотрена. Пока у нас слишком мало информации, чтобы судить с уверенностью о подобных вещах; ясно лишь одно: чтобы хоть как-то приблизиться к истине о «вселенских лакунах», необходима теория, свободная от произвольных допусков. Только она сможет гарантировать, что космологи не впадут в очередное заблуждение.

Такое легче провозгласить, чем сделать. Сказать по совести, мы еще не дотянулись умом, чтобы описать Вселенную без подобных — возможно, губительных — упрощений. Однако, насколько известно, задача все же имеет решение. Дело не только в неспособности ученых к научным озарениям, но еще и в неполноте математического аппарата. В этом смысле сегодняшние ученые подобны своим предшественникам из доэйнштейновской эпохи. В один прекрасный день, по убеждению Эдварда Колба, кто-нибудь поймет, как решить уравнения Эйнштейна без притянутой за уши изотропии, и тогда сумеет совершить нечто выдающееся: допустим, объяснить природу темной энергии. Тут и множественность вселенных — если она реально существует — перестанет тяготеть над нашим пониманием космоса.

Этого, разумеется, стоит ждать с нетерпением. А пока самое лучшее, что можно сделать, — это уверенно повторить вслед за Слайфером его консервативную максиму: Вселенная неизмеримо больше того, что нам известно о ней в данный момент. И уж космос-то всегда готов к новым открытиям.

Кто знает, какие сюрпризы он для нас припас? Тем более что темная энергия и темная материя — не единственные явления, потенциально способные войти в новый канон физики. Есть причины сомневаться, что ее основные законы непреложны во всем космическом пространстве или действуют одинаково в любой момент времени. Доказательство этого, разумеется, в корне изменило бы все представления о развитии Вселенной. Но прежде чем идти по такому следу, стоит вспомнить о двух исследовательских зондах, запущенных в космос в семидесятые годы. Они сейчас удаляются от Солнечной системы — довольно странным путем, отклонившись от заданного курса на некоторую величину. Быть может, аномалия «Пионеров» подскажет, что же не так в нашем мироздании?

2. «Пионер» — не пример

Как два звездолета ослушались Ньютона

Судьба Исаака Ньютона дает надежду всем, кому сызмальства не везло. Родился он недоноском и выглядел до того маленьким, жалким и противным, что родная мать, по преданию, изрекла: «Этого посадить бы в дырявый кисет». В школе его числили самым безнадежным тупицей. А когда Ньютону исполнилось двадцать три, он открыл закон всемирного тяготения, гласящий: между любой парой тел действует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная обеим массам и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними.

На первый взгляд проще простого, однако эта формула — в буквальном смысле альфа и омега любых аэрокосмических исследований. Всеми аппаратами, которые мы запускаем в небеса, правит закон обратных квадратов; ракетчики руководствуются им, чтобы понять, как будет маневрировать их корабль в полях притяжения планет и лун Солнечной системы или — в нашем случае — вне ее.

По идее, космические зонды «Пионер-10» и «Пионер-11» уже не представляют особого интереса для жителей Земли. Запущенные в 1970-е годы, они сейчас плавно дрейфуют в пустоте за пределами Солнечной системы. Последний сеанс связи с «Пионером-10» состоялся 10 января 2003 года, на Земле был принят слабый сигнал. Сейчас зонд удалился от нее на четырнадцать миллиардов километров, миновав орбиту Нептуна, и связи больше не будет, потому что в аппарате не осталось энергии на отправку нового сигнала. Следующий важный момент полета ожидается примерно через два миллиона лет, когда «Пионер-10», согласно закону Ньютона, должен упасть на Альдебаран в созвездии Тельца.

Однако история «Пионеров» заставляет заподозрить: либо этот закон не всеобщий, либо, в лучшем случае, в расчеты конкретной исследовательской задачи вкралась ошибка. Потому что оба зонда сбились с пути. Каждый год полета они отклоняются от расчетной траектории на двенадцать тысяч километров. Вроде бы сущая безделица, особенно если учесть, что за этот срок они проходят по 330 миллионов километров; какая бы сила ни вызвала сбой, она в 10 миллиардов раз меньше той, с которой Земля удерживает любого из нас. Тем не менее это факт — и он ставит под сомнение универсальную ценность одного из величайших открытий Ньютона.

Идея, что полет «Пионеров» грозит обрушить всемирные законы физики, непопулярна даже среди тех, кто старается разгадать причины аномалии. Однако о том, что НАСА как раз и планировало проверить с помощью зондов принципы классической механики, сейчас вспоминают с явной неохотой. А коль скоро испытуемый «провалил экзамен», не следует ли сделать из этого афронта серьезные выводы?

В 1969 году, когда всеобщее внимание было приковано к посадке «Аполлона» на Луну, Джон Андерсон сосредоточился на миссии «Пионеров». Как ведущий исследователь проекта он отвечал за то, чтобы беспилотные аппараты наилучшим образом выполнили все положенное — провели наблюдения внешних планет Солнечной системы. Однако Андерсона осенило, что они способны на большее.

Зонды «Пионер» — уникальные аппараты. Вообще, любой космический корабль оснащен средствами проверки местоположения и траектории: например, триангуляции по определенным звездам. Если обнаружено отклонение от курса, его можно подкорректировать, включая и выключая ракетные двигатели. Между тем десятый и одиннадцатый «Пионеры» сохраняют устойчивость благодаря техническому приему, похожему на тот, что удерживает в стоячем положении детский волчок: они как бы ввинчиваются в космическое пространство, двигаясь вдоль силовых линий гравитационных полей. Такой способ движения — пертурбационные маневры — создает равновесие сил и ориентирует «верхушку юлы» в нужном направлении; автоматам не нужно подрабатывать двигателями, чтобы удержать корабль на курсе.

Андерсон понял, что полет «Пионеров», основанный исключительно на силе притяжения космических тел, может стать отличной проверкой законов небесной механики. Он предложил руководству НАСА включить эти исследования в основную программу миссии, которая заключалась в изучении Юпитера и внешнего пояса Солнечной системы. Начальство с идеей согласилось и выделило добавочные средства.

Первый «Пионер» стартовал с мыса Канаверал 2 марта 1972 года. Второй взлетел 5 апреля 1973-го. Миновало еще семь лет; за это время ушел в отставку Ричард Никсон, пал Сайгон, Маргарет Тэтчер стала премьер-министром Великобритании. Только тогда Джон Андерсон обнаружил что-то неладное.

Все первые годы полета бортовые приборы «Пионеров» исправно посылали на Землю показания. В 1980-м их траектории превратились в абсурд: судя по записям, оба зонда замедляли полет, словно притягиваясь к Солнцу. Андерсон обсуждал эту странность с астрономами в своей группе, но не решался на широкую огласку, поскольку сам не мог ничего объяснить. А в 1994 году с ним связался физик из Лос-Аламосской национальной лаборатории в штате Нью-Мексико.

Майкл Мартин Ньето задался целью выяснить, насколько надежны теоретические принципы гравитации. Всякий раз, беседуя с коллегами, он рвался обсудить один и тот же вопрос, смахивавший на риторический: можно ли надежно вычислить траекторию движения искусственных тел, пользуясь законом обратных квадратов Ньютона, если эти тела вышли за пределы Солнечной системы? И когда однажды он встретился с кем-то из группы Андерсона, тот заметил, что вопрос не такой уж праздный — стоит поинтересоваться мнением ведущего исследователя. Ньето позвонил Джону Андерсону.

— Да уж, вот такие тут дела с «Пионерами», — только и вымолвил тот.

Едва опомнившись, Ньето принялся обсуждать проблему во всеуслышание. Так о «пионерской» аномалии узнал Вячеслав Турышев.

Турышев, которого американские коллеги зовут просто Славой, — первый ученый родом из Советского Союза, устроившийся на работу в Лабораторию реактивного движения НАСА в калифорнийской Пасадене. Когда Слава услышал рассказ Ньето, он был приглашенным экспертом в проекте разработок по общей теории относительности (ОТО) — уравнениям Эйнштейна, описывающим, как материя и энергия формируют ткань Вселенной. Предполагалось, что Турышев проведет в Калифорнии год, и ему тогда казалось, что времени разобраться с «Пионерами» будет в избытке. Пятнадцать лет прошло, а он все еще там — и возглавляет исследовательский проект по этой теме.

Если бы Слава Турышев остался верен своей первой привязанности, то наверняка стал бы конструктором космической техники, а не физиком-теоретиком, специалистом по ОТО. Вырос он в предгорьях Алтая, на восточной окраине союзной республики, которая сейчас сделалась независимым государством Казахстан. Из дома Турышевых можно было видеть взлеты на знаменитом космодроме, откуда человек впервые шагнул на орбиту. Именно с Байконура в 1961 году стартовал Юрий Гагарин. Наступили семидесятые; Советский Союз все уверенней осваивал околоземное пространство. С балкона своей квартиры юный Турышев в восхищении смотрел, как небо пронзают иглы ракет. Во время походов в горы они с отцом нередко натыкались на искореженные останки металлических конструкций. Слава отлично знал, что это такое: ему не раз случалось наблюдать, как от ракеты отделяется в облаке газов отработанная ступень и несется к земле, словно Люцифер, низринутый с небес.

Увлеченные успехами отечественной космонавтики, Слава и его друзья начали мастерить собственные космические корабли. Даже сейчас, на пятом десятке лет, Турышев гордится двухступенчатой ракетой по имени «Ультрафотон», которую они построили с двоюродным братом. Двухметровый аппарат работал на самодельном порохе; сера добывалась из такого бросового материала, как обычные спички. Топливной камерой служил стеклянный елочный шар, а искру давала карманная батарейка (4,5 вольта) на конце тридцатиметрового провода. Запуск, по воспоминаниям Славы, захватывал дух. Но должно быть, еще сильнее колотилось сердечко пассажира — ручного мышонка.

Все шло к тому, что Турышев станет инженером-ракетчиком. Но когда Славе исполнилось шестнадцать, кто-то показал ему уравнения Эйнштейна. Это было озарение. Ракеты вдруг представились детской забавой; таинственные извивы пространства — времени, величественной сцены, на которой разыгрываются житейские драмы людей и звезд, без остатка захватили ум.

В 1990 году Турышев защитил кандидатскую диссертацию по теоретической физике и астрофизике в Московском государственном университете. А три года спустя уехал в Калифорнию.

В проекте «Пионеров» Турышеву поначалу отводилась роль «чистильщика», нанятого для решения чужих проблем. Подобно герою Харви Кейтеля в фильме «Криминальное чтиво», он должен был навести порядок там, где другие натворили глупостей. В данном случае опрометчиво было бы, планируя космическую миссию, упустить из виду некие трудноуловимые, но важные нюансы ОТО, она же гравитация по Эйнштейну. Но Турышев, к своему удивлению, не обнаружил в расчетах явных погрешностей. Так родилась его увлеченность «пионерской» аномалией.

И Андерсон, и Ньето, и Турышев ломали головы над возможными упущениями. Им совсем не улыбалось переписывать основные законы физики, и Ньютона с Эйнштейном они предпочли бы не трогать. Увы, самый тщательный анализ не выявил в начинке космического зонда ничего такого, что могло поломать его курс. В 2002 году трое ученых опубликовали совместную работу на пятидесяти пяти страницах, где перебрали все возможные объяснения. Ни одно не годилось. Это было, напомню, уже после турышевской «зачистки», когда любой, самый микроскопический эффект он поверял общей теорией относительности. А еще прежде Андерсон целое десятилетие в одиночку бился над проблемой. Ясно было лишь одно: какое-то слабенькое, но устойчивое гравитационное поле замедляет «Пионеры», словно отталкивая их назад, к Солнцу. Это «нечто» остается загадкой без малого тридцать лет.

Именно поэтому исследователи по всему миру непрерывно моделируют полет «Пионеров». Турышев придумал обобщить колоссальный массив данных и написать на их основе компьютерную программу-симулятор.

Сделать такое было очень непросто. Вспомним для ясности, как выглядели информационные технологии в начале 1970-х, в годы запуска «Пионеров». Тогда игольчатые матричные принтеры были довольно-таки крутой новинкой. Билл Гейтс не только не успел придумать операционную систему MS-DOS, но еще не бросил учебу в Гарварде, чтобы вместе со школьным приятелем учредить небольшую компанию под названием «Майкрософт». Это произойдет через два года; а всего двумя годами ранее появился первый компактный носитель — дискета диаметром восемь дюймов. «Пионеры» же, спроектированные в шестидесятые, большую часть данных выводили по старинке на перфокарты. Кое-что записывалось на примитивную магнитную ленту с помощью компьютерной «латыни» — различных языков программирования.

Но даже не это оказалось для Турышева самым сложным. НАСА не имеет обыкновения бережно сохранять всю информацию о любой своей миссии. Что за нужда припоминать, скажем, в какой момент включился корректирующий движок или какое положение занимала космическая станция в ночь с пятницы на субботу четверть века назад? Подобные сводки совершенно не важны, — если, конечно, они не бросают вызов непреложным законам физики. Но кто же мог предвидеть, что такое случится?

В НАСА — явно никто. В конце концов Турышев раскопал большинство данных о полетных траекториях «Пионеров»: четыреста бобин магнитной ленты с космическими координатами были погребены в груде картонных коробок под лестницей в лаборатории. За долгие годы лента испортилась от жары и сырости, но коллеги помогли восстановить данные и перезаписать на DVD. Затем Турышев отправился искать отчеты бортовых приборов, фиксировавших все перемещения «Пионеров» и все их обороты вокруг осей. Пропажа нашлась в принадлежащем НАСА Исследовательском центре Эймса в Кремниевой долине: шестьдесят стеллажей, доверху набитых записями приборных показаний. На всех была пометка: «Уничтожить».

Администрация аэропорта Моффет-Филд, на чьей территории расположился Исследовательский центр, как раз задумала освободить место для текущих хозяйственных нужд и собиралась отправить списанный инвентарь вместе со всем содержимым на свалку. Первый мусорный контейнер уже ждал загрузки на стоянке. Турышев, справившись с эмоциями, растолковал чистильщикам, что такие научные ценности выбрасывать ни в коем случае нельзя, и поклялся нанять за свой счет грузовик для самовывоза. Завхоз, впечатленный его напором, не решился возражать. Эти данные теперь тоже переписаны на DVD и стали общедоступными. Сейчас исследователи в целом мире стараются заново осмыслить полет «Пионеров».

Все втянутые в игру считают, что причина, скорее всего, находится на борту. Она, возможно, смехотворно мала; для объяснения с лихвой хватило бы мощности одной комнатной лампочки. Выстрели в космос порцией теплового излучения — он ответит легоньким толчком в противоположном направлении. Что характерно, в точности по канонам классической ньютоновской механики.

Оба аппарата действительно имеют нагревающиеся детали: электрогенераторы на плутонии. При запуске эти устройства, смонтированные на длинных штангах за бортом, чтобы максимально защитить приборы от радиационных помех, давали 2,5 кВт. Что-нибудь около 70 ватт они вполне еще способны производить и сейчас.

Если так, то зонды действительно «уедут косо вбок». Но дело в том, что генераторы как раз и установлены по бокам корпусов. Чтобы отталкивать корабль вспять, им следовало бы находиться прямо по носу.

В итоге тщательного изучения вероятных причин сбоя все механические устройства пришлось исключить из длинного перечня унылых догадок. Протестирован и софт: там тоже нет никаких дефектов, способных повлиять на работу приборов или траекторию полета. Ее могла бы изменить потеря топлива, но для этого утечка должна происходить сразу на обоих зондах совершенно одинаковым образом и остаться незамеченной датчиками.

В общем, так ничего и не решили за тридцать лет. Огорчительно, конечно, но вместе с тем и интригует — настолько, что задело за живое даже самого главного начальника НАСА Майкла Гриффина. Турышев не раз беседовал с ним о «Пионерах». Возможно, благодаря этому исследовательской группе, которая много лет занималась «Пионерами» в свободное от основных обязанностей время, наконец выделили деньги на собственный проект.

Что ж, награда по заслугам. Исследователи «Пионеров» с самого начала держались практически безупречно, столкнувшись с явной бессмыслицей. Они, во всяком случае, не собираются заказывать волшебное бланманже, пока досконально не изучат основное меню. Турышев почти болезненно не выносит разговоров обо всяких физических чудесах, даже столь незамысловатых, как модифицированная гравитация. Ньето их тоже не признает: он гордится тем, что исследователи сумели исключить все дурные случайности, и считает это достижением. Ньето не отказывается от мысли, что однажды ларчик откроется очень просто — как если бы кто-то, уходя, забыл щелкнуть выключателем. Или чем там у них положено щелкать в аэрокосмическом управлении…

Сейчас что ни месяц выходят одна-две статьи с новыми, нередко экстравагантными гипотезами насчет судьбы «Пионеров». Попадаются и совсем «отвязные», например: а что, если расширение Вселенной заставляет бортовые хронографы зондов спешить относительно друг друга? Будь это истинно так, тогда уже и специальная теория относительности Эйнштейна потребовала бы серьезного пересмотра. Увы, сей диковинный феномен (да и не он один из предлагавшихся на рассмотрение) неминуемо отразился бы также на движении внешних планет Солнечной системы, а они-то ни малейших странностей не проявляют.

Или может быть, это самое расширение сбило частоты радиоволн, несших информацию с борта на Землю? Впрочем, сами исследователи, выдвинувшие такое предположение, признали, что оно не выдерживает критики: в этом случае отклонение проявилось бы гораздо раньше, пока зонды еще можно было наблюдать визуально. А вдруг аномалия связана с тем, что фотоны сигнала изменили свои квантовые состояния или ускорились по законам нелинейной электродинамики (эту концепцию разработали в 2001 году двое бразильских физиков)? Или может быть, ответ надо искать в «экстрагравитации» Джона Моффата, сулящей заодно и разгадку темной материи? Приверженцы МОНД тоже считают, что их теория объясняет аномалию «Пионеров». Или, если взглянуть с изнанки, убедительно подтверждается таковой.

Ньето с ними не согласен. Гипотеза МОНД, по его мнению, вовсе не сочетается с данными зондов, поскольку не объясняет регулярный характер отклонения. Впрочем, к любым спекуляциям он относится достаточно снисходительно, во всяком случае, спокойнее Турышева. Ему важно расширить границы науки, узнать больше, чем сегодня. Но только не ценой безрассудства: он сознает опасность ученых, желающих во что бы то ни стало добиться признания своих сверхъестественных истин. «Если кто-то готов ввязаться в этакое, думая обрести нечто ценное, так он, помилуй Господи, просто вредитель!»

Ньето не сомневается, что в конце концов они найдут верное объяснение аномалии, обойдясь без великих потрясений основ. Такой перспективой он, как уверяет ученый, ничуть не обескуражен. Все равно мы получим не один новый метод анализа и научимся обрабатывать данные с изящной точностью. Изучим анатомию космических аппаратов и пространства — времени, в котором они движутся, так полно, как не сумели бы, не будь «Пионеров».

Ну а если Ньето не прав и все труды приведут к созданию новой физики — еще лучше! Для науки это в любом случае игра с ненулевой суммой, объясняет Ньето. Андерсон тоже считает, что проблема «Пионеров», скорее всего, ложная тревога. Однако и он не исключает научной революции, ибо видит в этой аномалии сходство с другой, которую невзначай разгадал Эйнштейн, создав совсем не с той целью общую теорию относительности.

В 1845 году французский астроном Урбен Жан Жозеф Леверье, известный как первооткрыватель Нептуна, изучал смещение перигелия Меркурия — ближайшей к Солнцу точки эллиптической орбиты планеты. Это явление, именуемое в астрономии прецессией, обусловлено гравитационным влиянием других тел Солнечной системы. Оно не уникально: то же происходит с любой планетой при каждом обороте вокруг Солнца. У Меркурия, однако, перигелий смещался с некоторым избытком. Когда Леверье вывел величину отклонения из закона Ньютона, та разошлась с результатами наблюдений на сорок три угловые секунды — немногим более сотой доли градуса — в столетие.

Заметить столь незначительное отклонение было для той эпохи настоящим подвигом — это все равно что предельно точно измерить диаметр однопенсовой монетки с дистанции в тридцать миль. Однако бурных восторгов не последовало: ученым предстояло найти причину неожиданной аномалии. Попробовали импровизировать. Сам Леверье решил — по всей вероятности, вдохновившись своим удачным предсказанием существования Нептуна, исходя из орбит других планет, — будто пути Меркурия свидетельствуют о наличии еще одного, пока не обнаруженного небесного тела. Другие предполагали неравномерное распределение солнечной массы или возмущение орбит, вызванное пылевыми облаками между Солнцем и Меркурием. Все было «мимо». Лишь в 1915 году Эйнштейн доказал, что столь массивные тела, как звезды, искривляют окружающее пространство, и тем самым объяснил отклонение ближайшей к Солнцу планеты.

С помощью одних лишь уравнений ОТО он рассчитал, что это искривление вкупе с гравитационными возмущениями других небесных тел дает для Меркурия прецессию перигелия в 42,9 угловых секунд за сто лет. Это послужило важным испытанием на прочность новаторской теории и привело к ее скорому триумфу. Джон Андерсон видит здесь урок и для тех, кто недооценивает потенциальную важность странного поведения «Пионеров».

Если аномалия имеет тривиальное объяснение, то Турышев со своей дотошностью докопается до него почти наверняка. Если же тут вмешалось нечто необычное — не поможет и самый тщательный отсев банальных вероятностей. История с прецессией Меркурия показала, что исключение тривиальностей само по себе еще не гарантирует успеха.

Хорошо, говорит Андерсон, пускай зонды дали недостаточно информации, чтобы выстроить целостную картину загадочных сил Вселенной, но даже если эта аномалия не приведет к прорыву в физике, она, во всяком случае, может пригодиться для проверки других теорий. Ведь Эйнштейн создавал ОТО не из-за проблем с перигелием, однако те сыграли важную роль в доказательстве правоты его радикальных идей. Если расчеты орбиты Меркурия облегчили одно из величайших научных озарений, то зонды «Пионер», вполне возможно, послужат той же цели.

Суждено ли совершиться внезапному прорыву? Пока мы располагаем данными, что состав Вселенной нам по большей части не известен; что многовековое учение, не исключено, потребует ревизии, а столкнуть с курса две космические станции — запущенные, кстати сказать, и для проверки законов Ньютона — могла неведомая сила. Томас Кун отнес бы все это к симптомам надвигающегося кризиса. Такое, конечно, неприятно отдает «скрипом небесных сфер», но, быть может, сулит изменить наше видение космоса в самом недалеком будущем.

Мысль захватывающая, однако никаких конкретных указаний на будущность науки она не дает. Все, что мы можем сделать, — это не оставлять усилий и складывать в копилку новые факты.

3. Постоянные склонны к переменам

Картина мира под вопросом

Помашите руками и убедитесь, не летите ли вы. Скорее всего, нет. Давление рук на воздух, направленное книзу, и противодействие в обратном направлении недостаточно сильны, чтобы вы преодолели земное притяжение. Необходимые физические величины диктуются законом всемирного тяготения Ньютона. (Независимо от его применимости на космологических расстояниях, здесь он работает превосходно.) Подъемная сила, нужная для полета, складывается из взаимодействия массы Земли, массы вашего тела, его расстояния от центра Земли и гравитационной постоянной, обозначаемой буквой G.

Уравнение Ньютона явилось результатом простого наблюдения: два тела притягивают друг друга, и G служит мерой силы этого притяжения. Любопытно, что данная константа не имеет теоретического объяснения. Ученые вывели ее экспериментальным путем, определив соотношение гравитации с другой известной силой — центробежной: той, что стремится сорвать Землю с орбиты. Но им не известно происхождение всемирного тяготения, а равно и то, почему его сила выражается именно этой величиной.

Гравитационная постоянная — пожалуй, самая известная из фундаментальных констант физики, коллекции чисел, которые описывают, насколько велики силы природы. Хотя все константы выведены эмпирически, а не из глубинного постижения природы вещей, они — неотъемлемая часть того, что мы называем законами физики: при описании природных явлений фундаментальные постоянные как раз и служат «законодательством». А поскольку мы привыкли думать, что взлететь, помахивая руками, человеку будет завтра не проще, чем сегодня, — то есть считаем законы вечными и неизменными, — то резонно предположить, что константы также не меняются со временем. Потому австралийский физик Джон Вебб связался с этой проблемой, можно сказать, на свой страх и риск.

Законы и константы помогают людям описать и освоить мир природы. Но что, если они изменяются с течением времени? Как говорит сам Вебб с ироническим смешком: «Кто сказал постоянным, что они всегда должны быть постоянными?»

Сейчас Джон Вебб — профессор в университете Нового Южного Уэльса в Сиднее, а впервые он занялся этим вопросом еще в те годы, когда учился в аспирантуре в Англии. Его научный руководитель, математик и космолог Джон Барроу, предложил Веббу заново рассмотреть проблему, впервые поднятую в 1930-е годы британским физиком Полом Дираком: всегда ли неизменны физические законы?

Универсальная теоретическая конструкция, именуемая стандартной моделью физики, оперирует двадцатью шестью числами, которые фигурируют в уравнениях, составленных для того, чтобы описать величины различных сил природы. Эти равенства выведены в ходе экспериментов, проделанных на поверхности планеты Земля, притом по преимуществу в двадцатом веке. Но кто поручится, что аналогичные опыты дали бы те же самые результаты, если бы они были поставлены на Альфе Центавра или даже в нашей Солнечной системе, но десятью миллиардами лет раньше?

Если требуется проверить, оставался ли объект неизменным в течение очень долгого времени, нужен как можно более старый образец. Вебб и Барроу быстро разыскали такой эталон: свет, испущенный 12 миллиардов лет назад квазарами — ядрами самых далеких и активных галактик. Световое излучение звезд описывает константа, известная под официальным именем «постоянная тонкой структуры», но чаще обозначаемая как альфа. Зафиксированное в наши дни свечение квазара соответствует альфе, какой она была все эти миллиарды лет назад, что и дает самый верный шанс «закрыть» вопрос Дирака. В 1999 году ответ, кажется, был получен.

Фотоны, принесшие его Джону Веббу, преодолели 12 миллиардов световых лет космоса, пока не добрались до гавайской обсерватории Кека на вершине горы Мауна-Кеа. Но самый большой интерес, как выяснилось, представляет не свет, попавший в линзы телескопа, а тот, что потерялся в пути. Так же, как Весто Слайфер в обсерватории Лоуэлла восемьюдесятью годами ранее, Вебб со своей группой составлял хроматические спектрограммы. Но в его «радуге» на месте некоторых цветов зияли пустые промежутки. Само по себе это не столь примечательно: следует ожидать, что в своем бесконечно долгом путешествии свет встретит те или иные препятствия — как правило, газовые облака, — которые поглощают волны строго определенной длины. Этот эффект и придает спектру такой вид, будто посреди оранжевой стены в вашей спальне декоратор оставил пару вертикальных пробелов.

Главной неожиданностью для Вебба оказалось то, что разрывы были «не на своих местах». Любой атом, будь он в межзвездном газовом облаке или на подошве ботинка, поглощает свет на строго определенных резонансных частотах. Для каждого вида атомов эти частоты индивидуальны, как отпечатки пальцев у людей. Таким образом, проанализировав спектр поглощения — то есть выяснив, что в нем есть и чего не хватает, — легко понять, с какими химическими элементами столкнулись фотоны на своем пути.

«Дактилоскопия» в спектрограмме Вебба соответствовала двум типам поглощения: можно было с уверенностью сказать, что свет квазара прошел через газовые облака, насыщенные магнием и железом. Но здесь обнаружилась проблема. В точности соответствуя известным распределениям, пустые промежутки в спектрограмме в то же время были слегка смещены, словно кто-то смазал всю картину. Одни спектральные линии сползли немного влево, другие — столь же незначительно вправо.

Озадаченный Вебб перепроверил расчеты. Тут-то и выяснилось: искажения спектра сразу приобретают смысл, если ввести одну небольшую поправку. А именно допустить, что во времена, когда свет пробивался сквозь облака металлических атомов, величина альфы несколько отличалась от своего нынешнего значения.

Умозаключение вполне логичное, но выйти с ним на публику было не так-то просто. Вебб тут же подвергся атаке; как он деликатно выражается, «люди усомнились в его здравомыслии», услышав, что мировая физическая константа могла измениться за длительный срок. Тем более такая фундаментальная, как альфа.

Альфа описывает процесс, происходящий всякий раз, когда световое излучение встречается с той или иной элементарной частицей. Взгляните на стену перед собой. Каков бы ни был ее цвет, вы его видите благодаря альфе — силе электромагнитного взаимодействия. Фотон сталкивается с атомом краски. Тот поглощает его энергию и использует ее, чтобы послать фотон, который попадет на сетчатку вашего глаза. Энергия этого фотона определяет длину его волны, а тем самым — видимый цвет. Если стена воспринимается как оранжевая, значит, у отраженных от нее фотонов энергия одной величины; если цвет сиреневый — величина другая, несколько выше (при этом речь идет об эквивалентах энергии, содержащейся в миллиардной части миллиардной доли изюминки). Это чистая эмпирика, а можно вычислить цветовые характеристики определенного красителя теоретическим путем, обратившись к альфе и квантовой структуре элементарных частиц краски.

На первый взгляд альфа — всего лишь число. Значение его примерно равно 0,0 072 974, или 1/137, если вы предпочитаете простые дроби. Вывести эту величину достаточно просто (правда, смотря какими единицами измерения пользоваться). Возводим в квадрат заряд электрона, затем делим на число, известное как постоянная Планка. Эта фундаментальная константа квантовой физики, обозначаемая символом h, описывает отношение энергии фотона к длине его волны (цвету лучей). Полученное частное делим на скорость света и умножаем на 2?. Результат и есть альфа.

Загвоздка в том, что альфа — не пособие по оформлению интерьеров, а теоретический фундамент всех наших знаний о мире, начиная… в общем, от нее самой и до омеги. Эта константа описывает, в частности, сколько энергии содержится в «пустоте» и как расширялась новорожденная Вселенная. В первые, условно говоря, три минуты после взрыва альфа включилась в игру, установив электромагнитные взаимодействия между новорожденными протонами; это определило, какие виды фотонов заполнят вакуум.

Когда начали формироваться первые звезды, водородные атомы в них стали сливаться, и ядра сплавила воедино огромная сила тяжести; именно альфа задала мощность световой и тепловой эмиссии. А поскольку эти излучения — единственное свидетельство о первых днях Вселенной, то почти все, что нам известно об истории космоса, поведала альфа. Пускай в ее формулу входят всего только скорость света, некая довольно скучная величина из квантовой физики, число «пи» и заряд электрона, на деле альфа участвует практически во всем, что происходит во Вселенной. Главная же загвоздка в том, что ее величина, вполне может статься, некогда отличалась от ныне установленной.

Альфа важна еще и потому, что служит основной константой одной из фундаментальных физических теорий: квантовой электродинамики (КЭД). Последняя описывает любое и каждое взаимодействие между заряженными субатомными частицами: протонами и электронами. КЭД сводит воедино квантовую теорию, теорию относительности, электричество и магнетизм, дабы изложить происхождение электромагнитных явлений. Через теорию «электрослабых взаимодействий», принесшую Стивену Вайнбергу, Абдусу Саламу и Шелдону Глэшоу Нобелевскую премию по физике за 1979 год, альфа связана также со слабым взаимодействием, отвечающим, в частности, за радиоактивный распад в атомных ядрах. Поскольку электромагнетизм и слабое взаимодействие — это два из четырех фундаментальных взаимодействий в природе, не будет преувеличением утверждать, что альфе принадлежит центральная роль во Вселенной.

Однако величину альфы определили не теоретические модели: ученым понадобилось провести сложные опыты с электронами, чтобы решить, какое число проставить в уравнениях КЭД. Подобно тому как эксперименты дали гравитационную постоянную, показывающую, с какой силой Земля и Солнце притягивают друг друга по теории Ньютона, полученное эмпирическим путем значение альфы описывает силу взаимодействий заряженных частиц. Ему непозволительно резко меняться.

Сделайте альфу слишком слабой, и легкие атомные ядра — например, гелия — разорвутся на части, потому что протоны будут отталкивать друг друга своими положительными зарядами. Тогда звезды не засияют в небесах. Если же увеличить альфу всего на четыре процента, то звезды не смогут производить углерод, и, следовательно, мы с вами никогда не появились бы на свет.

Стало быть, у Джона Вебба нет никакого резона сильно исправлять значение альфы. Полученные им спектральные линии поглощения имеют смысл при условии, что 12 миллиардов лет назад альфа была меньше нынешней на одну миллионную долю.

Поправка, на первый взгляд почти неощутимая. Ну хорошо, некая физическая константа, о которой люди, не погруженные в тему, вряд ли вообще когда-либо слышали, чуточку отличалась в прошлом. За миллиарды лет она подросла всего на миллионную долю. Эка невидаль! Да в том-то и дело, что невидаль! Если это предположение истинно — а Вебб до сих пор сопровождает этой осторожной оговоркой любые свои утверждения, — всевозможные неприятности хлынут как из ведра. Все представления об истории Вселенной, так же как объяснения происходящего в ее пределах, основываются на неизменности констант. Только тронь их — неизбежно придется менять и законы. Словом, наблюдения Джона Вебба грозят развязать анархию вселенского размаха.

Вебб отдает себе в этом отчет и придерживает язык за зубами. Он вообще человек на редкость осмотрительный — вот уже без малого десять лет старается отыскать ошибку в собственных вычислениях. Его исследовательская группа многократно перепроверила результаты, провела четкий и беспристрастный статистический анализ, изучив буквально каждую запятую на предмет некой досадной случайности. И ничего-то не нашла. В итоге их работы переменный характер альфы получил гораздо более глубокое обоснование, чем требуется для принятия любой гипотезы в физике. Даже больше того, что нужно соискателям Нобелевской премии за открытие принципиально нового вида частиц.

Тем не менее все обсуждения результатов Вебба обыкновенно сосредоточиваются на возможных погрешностях и на том, как их обнаружить. Могут ли эти результаты вообще быть проверены? Несомненно — при условии, что для таковой цели удастся воспользоваться иными объектами, нежели свечение звезд, и каким-нибудь другим инструментом вместо телескопа. Трудность состоит в том, что процесс невозможно воспроизвести в обычной лаборатории, поскольку речь идет о космологической временной шкале. Что толку выяснять, как волны взаимодействовали с частицами за июнь, июль и август, чтобы выстроить последовательность параметров и уличить Вебба в ошибке. Он ведь не говорил, будто альфа меняется на глазах, его тезис сводится лишь к тому, что 12 миллиардов лет назад ее величина совсем микроскопически отличалась от нынешней. И если проверять эту гипотезу опытным путем, понадобятся такие «вещественные доказательства», какие можно извлечь только из самого давнего прошлого. К счастью, они существуют. Для этого придется сменить лабораторный халат на пробковый шлем и отправиться в Африку эпохи колониализма.

Загляните на сайт eBay во французском Интернете и введите запрос: Brazza. Для вас это слово, возможно, ничего не значит, но электронный аукцион предложит богатый выбор предметов для винтажной коллекции: спичечные коробки, авторучки, портреты, сигары и не только… В 1880-е годы бренд «Бразза» был в большой моде. Французский мореплаватель Пьер Поль Саворньян де Бразза (точнее, Пьетро-Паоло Саворньян ди Брацца, так как родом он был итальянский граф, но отечественный флот не смог бы утолить его тягу к путешествиям и приключениям) подарил своей второй родине западноафриканское владение Габон. Это возвело его персону в ранг национального достояния.

Хотя фамилию Пьера Поля до сих пор носит столица бывшего Французского Конго — Браззавиль, вся прочая мирская слава оказалась быстротечной. Сделавшись губернатором габонской колонии, де Бразза обустраивал ее с редкой по тем временам справедливостью и гуманностью — честная торговля, запрет рабства и вообще никакого насилия. При богатых природных ресурсах Габона такая политика не могла не нажить графу врагов, и свои последние годы он провел в тщетных усилиях одолеть коррупцию и невольничество, расползавшиеся по колонии, словно лесной пожар. За что и был оклеветан, опозорен, а в конце концов, как уверяла его жена, отравлен.

Одним из последних свершений де Браззы стала постройка поселка Франсвиль на восточной окраине Габона, задуманного как приют для освобожденных рабов. А уже в нашу эпоху совсем неподалеку, в местечке Окло, французские ученые-ядерщики сделали необычайное открытие, имеющее важные последствия для работы Джона Вебба.

В 1972 году физик Франсис Перрен изучал по заданию Французской комиссии по атомной энергии изотопный состав образцов с уранового рудника Окло. В то время Франция развивала программу строительства АЭС, работающих на богатом габонском уране. Одним из пунктов было решение проблемы ядерных отходов. Их следовало каталогизировать по уровню радиоактивности и для каждой позиции найти максимально надежный способ хранения. Выполняя эту задачу, Перрен не мог не обратить внимание на сходство рудных образцов из Окло с отработанным реакторным топливом.

Атом урана имеет несколько весовых разновидностей, или изотопов. Перрен заметил, что одного из них, урана-235, в образцах содержится меньше, чем обычно можно встретить в природе, словно он частично «выгорел» в какой-то ядерной топке. Потребовалось сделать немало вычислений, провести подробный геологический анализ региона и, разумеется, изрядно поломать голову, но в конце концов Перрен объявил — к почти всеобщему недоумению, — что некогда в Окло сама природа построила атомный реактор. Около двух миллиардов лет назад динамика грунтовых вод вкупе с высокотемпературными процессами создали под землей идеальные условия для самопроизвольной цепной реакции деления урановых ядер.

В тот момент большинство авторитетов во Франции сочло более вероятным объяснением случайное загрязнение образцов. Но впоследствии в окрестностях Окло были найдены другие природные реакторы, и открытие Перрена получило общее признание.

Для науки это открытие — подлинное Эльдорадо. Два миллиарда лет назад тонкой механикой ядерных реакций в недрах Африки управляла все та же константа, которую мы зовем альфой. Если надо выяснить, действительно ли она постоянна, Окло послужит наилучшим испытательным стендом в нашей части Галактики (во всяком случае, лететь за ответом к Альфе Центавра пока не надо).

Одним из первых за находку Перрена ухватился Фримен Дайсон. Этот физик-теоретик, прослывший в кругу коллег неисправимым фантазером, уже давно, подобно Дираку, задавался вопросом: правда ли, что константы и законы никогда не меняются? Природный реактор в Окло дал ему верный шанс получить ответ. Заручившись помощью французского коллеги, ядерщика Тибо Дамура, Дайсон приступил к анализу. Их совместное заключение, вероятно, не слишком порадовало застрельщика исследований: если альфа и изменилась, то уж совсем микроскопически, не более чем на миллиардную долю нынешней величины.

Когда Вебб обнародовал свое открытие, результаты Окло позволили большинству ученых его проигнорировать: эти данные противоречили Веббу, будучи гораздо надежнее света древних звезд. Но в конце концов, поскольку погрешностей в его концепции так и не обнаружилось, некоторые физики решили более пристально изучить выводы Дайсона и Дамура — и нашли изъяны уже в них. Впрочем, по-настоящему убедительные опровержения Окло не появлялись вплоть до 2004 года. Когда же такие данные были получены, они стали не просто погибелью очередной гипотезы. То было четкое свидетельство в пользу изменчивости альфы.

Стив Ламоро и Джастин Торгерсон из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико, где воплощался Манхэттенский проект атомной бомбы, проделали «более реалистичные», по выражению Ламоро, расчеты энергетики различных ядерных процессов в прошлом и в настоящем. И не только сами авторы, но даже Тибо Дамур согласился, что их вычисления ближе к истине. Каков же результат? С той поры, как реактор Окло самопроизвольно потух, альфа уменьшилась более чем на сорок пять миллиардных.

Идея, что последние два миллиарда лет — именно столько времени прошло с момента «выключения» реактора — альфа уменьшалась, а десять миллиардов лет до этого она, наоборот, росла (о чем говорит свет звезд, прошедший сквозь газовые облака), кажется абсолютно противоречивой. Но поскольку свидетельства непостоянства констант всё прибывают, эта несуразность вполне может оказаться частью некоего «заговора космических сил».

В 1935 году британский астрофизик Артур Стэнли Эддингтон опубликовал в журнале «Сайенс» статью «Новые пути». В ней он привел четыре числа, которые сам назвал «окончательными мировыми константами». Первое из них, сконструированное Эддингтоном во время плавания через Атлантику, — количество протонов в наблюдаемой Вселенной. Второе — альфа или, скорее, ее инверсия: 1/. Третье представляет собой соотношение гравитационной и электромагнитной сил, которые притягивают электрон к протону. Четвертое еще проще: отношение массы протона к массе электрона.

Убеждение, что эти четыре величины без каких-либо дополнений позволяют описать всю Вселенную, воодушевляло Эддингтона; по его мнению, физика могла прекрасно обойтись только ими. Но, будучи ученым и близким другом Альберта Эйнштейна, который в то время пробовал создать всеобъемлющую «унификацию» теоретической физики, Эддингтон досадовал, что их несколько, а не всего одна. «Нынешнее положение с четырьмя константами вместо единственной, — писал он, — показывает, к какому итогу должна стремиться всеобщая теория». Наверное, Эддингтон расстроился бы куда сильнее, если бы узнал, как мы знаем сегодня, что по меньшей мере две из этих «постоянных», судя по многим признакам, склонны к переменам.

Вторая «коварная изменщица» показала себя в свете, уловленном телескопами Европейской южной обсерватории в Чили. В 2006 году группа физиков опубликовала сообщение, что отношение массы протона к массе электрона, обычно обозначаемое греческой буквой «мю», в далеком прошлом было больше. На сей раз сдвиги в спектрограмме касались световых лучей, прошедших через облака водородного газа. Атом водорода состоит из одной пары протон — электрон; его параметры поглощения и отражения фотонов дали точное значение ?. Только не то, какое ожидали исследователи.

Как и в случае с альфой, эта разница затрагивает очень давнее прошлое и крайне незначительна: за 12 миллиардов лет ? «похудела» примерно на 0,002 процента. Но редакционный совет одного из самых престижных журналов — «Физикал ревью леттерс» — счел этот результат достаточно весомым.

Важен он потому, что масса электронов и протонов играет основную роль в измерении сильных взаимодействий, скрепляющих атомные ядра. Ими же связаны кварки — фундаментальные точечные частицы, из которых состоят протоны и нейтроны. А поскольку альфа характеризует слабые взаимодействия, управляющие радиоактивным распадом, и заодно электромагнитные, то теперь уже три из четырех фундаментальных взаимодействий (за вычетом лишь гравитации) начинают казаться довольно шаткими.

Ну и что прикажете с этим делать? Возможно, на австралийца Вебба так повлияла жизнь среди антиподов, но он предлагает самый простой ответ: не напрягайтесь. В то время как многие физики (если не большинство) спокойствия ради отворачиваются от полученных свидетельств изменчивости постоянных, Вебб на это смотрит совсем иначе, но по-своему не менее практично. Альфа, как он любит напоминать, установлена в качестве константы только в 1938 году. Мю и того позже — в 1953-м. И совсем не потому, что ученые якобы как раз тогда додумались, отчего фундаментальные величины, включая гравитационную постоянную, именно таковы. Нет, их вообще никто не может обосновать: отсутствует глубинная теория, которая объясняла бы экспериментально выведенные значения констант. Следовательно, нет вроде бы никаких оснований отчаянно цепляться за убеждение, будто они обязаны хранить постоянство. В 2003 году в своей статье «Меняются ли со временем законы природы?», опубликованной в январском номере журнала «Мир физики», Джон Вебб попробовал охладить иные горячие головы:

«Когда мы ссылаемся на законы природы, то на самом деле подразумеваем строго ограниченный набор концепций, которые подкупают простотой, представляются универсальными и проверены опытным путем. Тем самым люди выдают за законы природы свои собственные научные теории, что сплошь и рядом неправомерно».

Что же отсюда следует, если не впадать в панику? Этот вопрос Вебб и Барроу обдумывали долго и трудно. Их вывод: переменные константы могут принести некое важное знание. Экспериментальный факт, что альфа как будто изменяется неравномерно — 12 миллиардов лет назад она была меньше нынешней, а ближе к концу этого срока сделалась больше, — подсказывает: константы (а возможно, и законы) способны изменяться во времени — пространстве. Быть может, если доведется когда-нибудь попутешествовать по необъятной Вселенной, там повсюду, куда ни пойди, мы столкнемся с несхожими наборами физических констант и разнобоем законов — космическим аналогом местного самоуправления. Отсюда остается только шаг до предположения, что в одном и том же пространстве законы физики могут меняться со временем. Нет ли здесь связи с расширением Вселенной?

Концепция не нова. Джона Вебба хулители объявляли невеждой, а еще чаще старательно игнорировали, но все его предположения согласуются с мыслями одного из самых уважаемых в мире ученых. Тридцать лет назад нобелевский лауреат по физике Джон Уилер^[7] задался вопросом: с чего мы взяли, что законы стабильны? Действие природных сил может зависеть от условий среды, проявляясь по-разному в раскаленной сверхплотной плазме зарождавшейся Вселенной и в теперешнем, постаревшем и похолодевшем космосе. Кто запретит законам реагировать на смену агрегатных состояний, когда Вселенная то плавится и течет, то застывает, словно язык метафизической лавы? Хотя идея сформулирована весьма произвольно — сам Уилер назвал ее «мыслью о мысли», — но в ней есть здравое предположение, что все наши попытки проследить историю Вселенной с момента Большого взрыва до образования первых частиц и звезд, вполне вероятно, упрощены донельзя.

У Ричарда Филлипса Фейнмана были свои сомнения насчет действия физических законов. В 1985 году, через двадцать лет после того, как он вместе с Джулианом Сеймуром Швингером и Синъитиро Томонагой получил Нобелевскую премию за исследования КЭД, Фейнман опубликовал теоретический труд. В последней главке-лекции, названной «Нерешенные вопросы», он сделал откровенное признание — даже несколько странное, учитывая полный успех и быстрое принятие его идей: «Мы не имеем добротного математического метода для разработки теории квантовой электродинамики».

Объясняя эту фразу, Фейнман указывает, что взаимодействие света и вещества описывается подборкой чисел, представляющих собой «фокус-покус», а не результат строгого эксперимента. Вдобавок сюда пришлось ввести, по Фейнману, «одну из самых заклятых загадок физики — магическое число, принятое людьми без малейшего понимания его природы». Речь идет, разумеется, об альфе. Это из-за нее одна из самых успешных теорий в современной физике фактически «проклята» устами собственного творца. «Она остается тайной с тех пор, как была найдена больше полувека назад; все толковые теоретики повесили это число на стенку и ломают над ним головы».

У Джулиана Швингера на пороге смерти было больше поводов озаботиться проблемой альфы, чем у кого-либо другого: исследования основанной на ней теории КЭД поломали его карьеру. Эксперимент, о котором пойдет речь, был поставлен химиками Стэнли Понсом и Мартином Флейшманом. Сегодня они высмеяны почти всеми как мошенники, маньяки или в лучшем случае — халтурщики от науки, а решительная поддержка Швингером их работы подорвала его репутацию, завоеванную немалыми трудами. Вот уже третий десяток лет судьба Понса, Флейшмана и Швингера служит предостережением для всех их коллег. Несмотря на все возможные блага и великие открытия — а таковых, надо думать, обещается немало, — ученым приходится заниматься нашей следующей по порядку аномалией — холодным ядерным синтезом — на свой страх и риск.

4. Лютый холод термояда

Атомная энергия «без проблем»

СОЛТ-ЛЕЙК-СИТИ. — Двое ученых успешно осуществили в химической лаборатории Университета Юты устойчивую реакцию ядерного синтеза при комнатной температуре. Этот прорыв означает, что будущий мир может воспользоваться термоядерными процессами в качестве чистого, практически неистощимого источника энергии…

С этого пресс-релиза, выпущенного 23 марта 1989 года, начался закат научной карьеры Мартина Флейшмана. Сам ученый вспоминает свои мотивы иначе. «Я вовсе не собирался спасать мир, — объясняет он. — У меня и мысли такой не было!»

Флейшман говорит с неясным восточноевропейским акцентом (он родился в Чехословакии) и весьма немногословен. О чем ни спроси, ответ он будет обдумывать целую минуту, а то и дольше. Возможно, те дни научили его осторожности.

Он с горечью вспоминает университетский релиз и последующую пресс-конференцию, а еще сильнее жалеет, что никогда не говорил всей правды до конца: «Я ни разу не признался, что меня интересовало только понимание квантовой электродинамики».

Встретиться с Флейшманом мне впервые довелось летом 2007 года. Повидаться с человеком, вписавшим в историю науки одну из самых курьезных страниц, было немалой удачей. Его напарник по ютскому эксперименту Стэнли Понс сейчас живет на юге Франции и избегает любых контактов, особенно с журналистами. Флейшман же, которому идет девятый десяток, наглухо замкнулся от внешнего мира; мой визит смог состояться лишь благодаря длинной цепочке посредников. И мне еще повезло. Всего через несколько месяцев после той мартовской сенсации нобелевский лауреат Джулиан Швингер попробовал сделать то же самое — и не смог увидеться с Понсом и Флейшманом. В раздражении он даже опубликовал в «Лос-Анджелес таймс» открытое письмо с просьбой о встрече. В конце концов ее удалось устроить одному из друзей, и ученый приехал в Солт-Лейк-Сити, где трое физиков стали увлеченно обсуждать возможности теории, принесшей Швингеру нобелевскую награду.

Флейшман тоже был гостем в столице Юты, а Стэнли Понс здесь жил, и именно в его лаборатории были поставлены опыты низкотемпературного ядерного синтеза, ныне печально известные как «холодный синтез». Вдвоем они вложили в эксперименты сотню тысяч собственных долларов, но затем уперлись в глухую стену. Для продолжения требовались еще 600 тысяч. Они подали заявку на грант, где отмечалось, что углубленное понимание физических процессов в атомном ядре, включая возможность получения энергии при низких температурах, может положить начало принципиально новой энергетике. Реакция управляемого термоядерного синтеза (УТС) высвобождает больше тепла, чем поглощает, — это то же самое, что происходит в атомной бомбе, но далеко не столь драматично. За подобные посулы и ухватился университет штата Юта, когда убедил Понса с Флейшманом, гордых полученными результатами, созвать пресс-конференцию: дескать, УТС поможет сохранить нашу планету. Услышав такое, Флейшман содрогнулся, но все же решил продолжать игру, о чем впоследствии ему пришлось пожалеть. Упрямство стоило ему репутации и карьеры. Месяца два мир сходил с ума от новой сенсации, а потом ажиотаж без остатка выгорел в затяжном скандале. Отчасти по той причине, что опыт никому не удалось повторить, но главное, результаты его выглядели физическим абсурдом.

Ядерный синтез — реальное природное явление. Если с достаточной силой сжать два легких атома, их ядра соединятся, образовав более тяжелую частицу и испустив энергию. Это и есть источник всей жизни на Земле: гигантский реактор Солнца работает на термоядерном топливе. В нем атомы водорода сливаются под действием мощнейшей гравитации: каждая пара превращается в один атом гелия. При этом выделяется колоссальное количество тепла; неудивительно, что ученые столько лет мечтают осуществить управляемую термоядерную реакцию в земных условиях.

Идея «сделать Солнце на Земле» в большинстве вариантов основывается на синтезе тяжелого водорода. В ядре обычного водородного атома нейтронов нет, но его изотопы имеют один (дейтерий) или даже два нейтрона (тритий). Такие утяжеленные атомы лучше подходят для задачи, чем простой водород, потому что для их слияния требуются меньшие температура и давление. Ведь на Солнце синтез идет при температуре 10–15 миллионов градусов и давлении в сто раз большем, чем на дне самых глубоких океанских впадин. На Земле создать такие условия, позволяющие преодолеть взаимное отталкивание положительно заряженных ядер, неимоверно трудно. Любая помощь — тот же неприхотливый дейтерий — здесь во благо.

Тем более что дейтерий и тритий легко получать из морской воды. Теоретически мировой океан содержит в себе достаточно энергии для удовлетворения любых потребностей человечества на неограниченный срок. Но на практике все далеко не так просто: не один десяток лет ученые пытаются выполнить УТС. И вот ирония судьбы — всякий раз, как ни спроси, «до решающего прорыва» остается ровно столько же: «не один десяток лет». Не факт, что вообще когда-либо удастся воспроизвести на земле термические и гравитационные условия звездных тел.

Вот почему заявление Понса — Флейшмана прозвучало столь вызывающе. Неужто все долголетние усилия и миллионы долларов были потрачены впустую, а осуществлять УТС и получать атомную энергию можно при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении, в обычной склянке?

Верно, оборудование у наших исследователей было не простым, а очень простым. В лабораторный стакан налили тяжелую воду, у которой каждая молекула кислорода связана с двумя атомами дейтерия (вместо обычного водорода). В нее был опущен пруток из палладия. Этот пруток подсоединялся к одному полюсу батареи, а от другого полюса шла платиновая проволока, которая обвивала спиралью внутреннюю стенку стакана. Ток батареи шел по этому проводнику через тяжелую воду в палладиевый электрод. Понс с Флейшманом утверждали, что в ходе реакции атомы дейтерия заняли свободные промежутки в атомной решетке палладия и там уплотнились настолько, что начали сливаться, высвобождая тепловую энергию.

Во всяком случае, первая половина объяснения выглядит правдоподобно. Еще в 1866 году шотландский химик Томас Грэм установил, что палладий поглощает водородный газ. Более того, «аппетит» у этого металла небывалый. Даже при нормальных температуре и давлении палладий может адсорбировать в девятьсот раз больший объем водорода, чем занимает сам. Но достаточно ли этого для ядерного синтеза?

Понс с Флейшманом стояли на своем, утверждая, что в ходе их опыта выделилось аномальное количество тепла. Температура воды в стакане поднялась гораздо выше уровня, который могла дать мощность батареи. Энергия поступала из неустановленного источника; единственно возможное объяснение — синтез атомных ядер дейтерия.

После сенсационного заявления двух химиков немедля началась сумасшедшая погоня за повторением их результата. Министерство энергетики США собрало ведущих ученых в рамках Консультативного совета по энергетическим исследованиям, чтобы обсудить собранные данные. В ноябре 1989 года совет вынес вердикт. «Отдельные лаборатории подтвердили результат Университета Юты в части избыточного тепловыделения (данный эффект носил, как правило, кратковременный и неустойчивый характер), но большинство сообщений — отрицательные», — говорилось в нем. Консультанты пришли к заключению, что замеры температуры «не предоставляют надежных доказательств возможности получить полезный источник энергии на основе явлений, приписываемых эффекту синтеза атомных ядер… полученные свидетельства не могут убедить в открытии принципиально нового ядерного процесса, называемого холодным синтезом». В итоге совет высказался «против создания специальных исследовательских программ или научных центров с целью развития холодного ядерного синтеза». Самое обнадеживающее, что изрек ареопаг ученых мужей, — «некоторые наблюдения, предполагающие реальность холодного синтеза, могут быть признаны не лишенными достоверности». Венцом же всему стало предложение «оказывать разумную поддержку консолидированным экспериментам, строго сосредоточенным в рамках существующих лимитов финансирования». Академическое большинство, возжелав скальпов Понса и Флейшмана, вовсе не собиралось следовать рекомендации; никто даже не попытался просить денег. По тогдашнему выражению журналиста Беннетта Дэвисса, холодный термояд стал «науке мил, как порнография церкви».

Впрочем, нашлось одно место, где к холодному синтезу отнеслись получше: Управление военно-морских исследований ВМС США. Мартин Флейшман был консультантом при этом учреждении; многие флотские исследователи публиковались в соавторстве с ним, разрабатывая собственную тактику наступления на проблему низкотемпературных ядерных реакций. Уж они-то ни за что не спутали бы Флейшмана с проходимцем. И то сказать, за три года до скандала его избрало своим действительным членом Королевское общество — британская академия, сосредоточившая лучшие научные мозги Соединенного Королевства и Содружества. Ему же принадлежали сотни работ, принятых на высочайшем уровне, и репутация одного из ведущих электрохимиков мира. Когда весь фурор вокруг открытия Понса — Флейшмана угас, начальник управления ВМС спросил на общем собрании, работает ли кто-либо из сотрудников над чем-нибудь подобным. В зале поднялось множество рук. Экспериментаторам разрешили продолжать.

Однако их деятельность перешла на полуконспиративный режим: отныне выражение «холодный ядерный синтез» исчезло из бюджетных росписей военного флота. Расходы проводились по графе «прочее» и обозначались как поддержка изучения «аномальных явлений в дейтерийсодержащих системах». Тем не менее флотские химики сумели немало сделать своими силами. В докладе Консультативного совета по энергетическим исследованиям, опубликованном в ноябре 1989 года, можно найти, например, информацию Мелвина Майлса.

В истории Майлса все превратности холодного синтеза отразились, можно сказать, как в капле воды. Сейчас он ушел из флота, но в 1989-м работал в лабораториях Исследовательского оружейного центра ВМС США, расположенного в городе Чайна-Лейк (Калифорния). Будучи автором около ста отреферированных работ, Майлс отлично разбирался в жестком регламенте научных экспериментов и был уверен, что сумеет проверить результаты Понса — Флейшмана не хуже любого другого. В итоге и его карьеру это привело к унизительному краху.

Первое сообщение Майлса, впоследствии включенное в доклад Консультативного совета, отметало любую мистику. Он, недолго думая, разыскал у себя в лаборатории подходящий кусок палладия и неделю подряд вымачивал его в тяжелой воде, рассчитывая, что металл «пропитается» дейтерием. Затем снятую с него стружку Майлс поместил в гальваническую ванну, включил питание и… Ничего не произошло. Ни избыточного тепловыделения, ни единого намека на ядерную реакцию. Полный ноль. О чем Майлс и сообщил, присоединив еще один отрицательный отзыв к растущей стопке свидетельств против Понса и Флейшмана.

Возможно, для него дело этим и кончилось бы, однако некоторые коллеги, с чьим мнением Майлс привык считаться, продолжали сообщать о хаотических колебаниях температуры во время своих опытов. Майлс решил возобновить попытки. Вплоть до августа 1989-го ничего не менялось. А затем Флейшман прислал ему письмо с советом испытать палладий марки «Johnson Matthey Material А», которым пользовался сам. Майлс заказал партию этого сплава и стал работать с ним. Результаты были опубликованы в декабрьском номере «Журнала электроаналитической химии» за 1990 год. В каждом из восьми серийных экспериментов новые образцы палладия выделили энергии на 30–50 процентов больше, чем поглотили.

Смысл журнальной заметки был куда глубже, нежели подсказывало ее скромное оформление. Пресса на сей раз не выказала внимания, хотя Майлс, по сути, сообщал, что подтвердил открытие Понса — Флейшмана, получив аналогичный результат при равных исходных условиях. Однако даже такая сдержанность его не спасла.

До 1996 года Майлс имел довольно надежное прикрытие. Начальник его лаборатории в управлении ВМС, химик Роберт Новак, добился скромного финансирования для программы холодного синтеза и долгое время защищал ее от нападок скептиков, не желавших отдавать ни крохи федерального бюджета в руки тех, кого они прозвали «холодняком». Новак не отвернулся от Майлса и в тяжелые дни: в 1992–1994 годы тому ни разу не удалось повторить первоначальный успех. Металлурги из соседней лаборатории, снабжавшие Майлса палладиевыми электродами, убили следующие два года на поиски правильного рецепта плавки, — и тут терпение боссов лопнуло. В тот самый момент, когда нужный состав был наконец найден и дейтериевая грелка Майлса снова начала выдавать на 30–40 процентов больше энергии, чем было на входе, программа попала под секвестр.

Многим исследователям удалось перевестись в другие подразделения, но только не Мелвину Майлсу. Его шеф Роберт Новак перешел в Агентство по перспективным оборонным проектам, преемник же объявил Майлсу, что тот «практически нетрудоспособен». Время Пентагона — деньги налогоплательщиков, а в новой атмосфере никто не желал покупать труд прожектера, запятнавшего себя возней с «холодняком». Тут уже и сотни статей и сообщений за подписью Майлса, одобренных ведущими научными изданиями, не значили больше ничего. Автора отправили заниматься конторской работой на складе. Так по милости холодного синтеза флотский ученый завершил свою исследовательскую карьеру и вместо атомов стал рекомбинировать картонки в дискретных структурах стеллажей. Мораль? Связаться с данной темой — вернейший способ погубить свою репутацию. Участи сей не смог избежать даже нобелевский лауреат.

Джулиан Швингер скончался в июле 1994 года от рака поджелудочной железы. В его некрологе, опубликованном в журнале «Нейчур», прямо не говорилось об опытах с холодным синтезом, зато там содержался намек на некую «ложку дегтя в бочке меда, омрачившую последние годы его жизни». Правда, вспомнили и об отказе Швингера следовать новым веяниям и модам в теоретической физике — «спекуляциям, не получившим адекватного экспериментального подтверждения», — но наряду с этим сообщили о его «все большем отдалении и даже некотором отчуждении от мирового сообщества физиков».

Дегтя Швингеру пришлось отведать, несомненно, больше, чем меда. Самой обычной реакцией штатных критиков на его интерес к холодному синтезу было пренебрежение. В 1991-м, за три года до смерти, он говорил: «…тяга к конформизму переходит все границы. В этом я убедился, когда редакции одна за другой стали отклонять мои статьи, ссылаясь на желчные выпады анонимных рецензентов. Для науки замена объективного анализа цензурой смерти подобна»^[8].

Своему «роману» с холодным синтезом Швингер подвел итог в записках, увидевших свет лишь через пять месяцев после его смерти, на конференции по УТС. «Как мог бы высказаться шекспировский Полоний: ни в вере, ни в неверье не упорствуй… — писал Швингер. — С самого начала меня волновала не корректность результатов Понса и Флейшмана, но принципиальная возможность дать определение тому механизму, что производит ядерную энергию в ходе взаимодействий на атомном, химическом уровне».

Швингер не раз пытался объяснить эту аномалию, написав восемь теоретических работ. Ни одна гипотеза не пригодилась, однако ученый не сдавался: похоже, эксперимент Понса — Флейшмана поставил перед ним вопрос, волновавший Швингера до конца дней. И вопрос этот заключался не в том, всё ли правильно делали эти двое, а в том, что дал их опыт для постижения стоящей за ним проблемы. Возможно ли получать ядерную энергию, манипулируя атомами в ходе химических реакций? Как бы то ни было, человек, приложивший руку к созданию научной теории, которую газета «Нью-Йорк таймс» в своем номере от 9 апреля 1989 года назвала «одним из немногих безусловных триумфов физики в двадцатом веке», счел поиски ответа достойным завершением своей жизни.

Одно только это заставляет отнестись к холодному синтезу всерьез, и тут стоит отметить, что особый интерес Швингера к аномалиям проявился еще в некоторых его ранних работах. Вскоре после Второй мировой войны эксперименты показали, что сверхтонкая структура спектральных линий водорода, обусловленная взаимодействием магнитного момента атомного ядра с магнитным полем электронов, расходится со стандартной теоретической моделью, построенной британским физиком Полем Дираком. Швингер загорелся идеей объяснить это, но проявил предусмотрительность. Один из тогдашних исследователей нового феномена, гарвардский физик Норман Рамси, вспоминал, что Швингер не собирался тратить свое время, если проблема окажется пустышкой:

«Швингер пригласил меня на ленч и стал выпытывать о надежности экспериментов с аномальной сверхтонкой структурой. Он сказал, что мог бы, как ему казалось, дать объяснение, но для этого нужно было сформулировать релятивистскую теорию КЭД; больше всего его волновал вопрос: а стоит ли вообще браться за такую работу — вдруг сверхтонкая аномалия окажется фикцией? Я ответил, что убежден в ее реальности. Только тогда он энергично занялся этой проблемой».

30 декабря 1947 года редакция журнала «Физическое обозрение» получила его трактовку аномалии. Для этого понадобилась оригинальная комбинация эйнштейновской теории относительности с квантовой электродинамикой. В журнале к работе Швингера отнеслись с должным вниманием, и она стала первым опытом применения релятивистской КЭД, ныне важной составляющей теоретической физики. Но если Швингер предпочел убедиться в реальности водородной аномалии, прежде чем включаться с полной отдачей в ее изучение, то он, надо думать, удостоверился аналогичным путем и в перспективности холодного синтеза.

Впрочем, наука, она не о людях и их судьбах, и, что бы ни происходило, подлинные аномалии остаются на своих местах, потому как им просто некуда деваться. Загадка холодного синтеза пережила смерть Швингера, отставку Майлса и публичное бичевание, которому подверглись Понс с Флейшманом; в конце концов в 2004 году Министерство энергетики США признало в отчетном докладе, что опыты холодного синтеза могут иметь некоторое значение, и порекомендовало финансирующим организациям «поддержать наиболее обоснованные и тщательно рассмотренные заявки» на эксперименты в этой области.

Упомянутый документ стал итогом первой ревизии свидетельств, которые копились со времен доклада Консультативного совета по энергетическим исследованиям, выпущенного на скорую руку в 1989 году. С тех пор, конечно, изменилось многое: к примеру, флотские ученые издали двухтомный сборник, посвященный десятилетию изучения холодного синтеза. Однако самое интересное, что выплыло на свет за минувшее время, — это то, каким образом были внесены поправки в одно из первых заключений (и самое проклятущее из них!) по поводу эксперимента Понса и Флейшмана.

Когда эти двое выступили на пресс-конференции, началась гонка за то, чтобы подтвердить или опровергнуть результаты эксперимента, и в этой гонке были три главных бегуна — Массачусетский технологический институт, Калифорнийский технологический институт и британский Исследовательский центр по атомной энергии «Харуэлл». Заключение, сделанное в каком-либо из этих влиятельных научных учреждений, перевесило бы положительные или отрицательные отзывы любых других исследовательских коллективов в целом мире. Когда же все три тяжеловеса заявили в унисон, что они не наблюдали ни малейшего повышения температуры, это прозвучало панихидой по холодному термоядерному синтезу.

Однако сообщение из Массачусетского технологического института было не совсем точным. Впоследствии специалисты МТИ признали, что в их попытке повторить эксперимент Понса — Флейшмана вода действительно нагрелась сильнее, чем можно было ожидать. Хотя этот отчет никогда не публиковался отдельно, необходимые данные имеются в позднейшем приложении к экспертной документации.

Поворот на 180 градусов произошел после того, как окончательное заключение МТИ попало в руки видного научного автора, преподавателя этого института, ныне покойного Юджина Франклина Маллова. Заключение было датировано 13 июля 1989 года. В нем не отмечалось повышенного тепловыделения при повторном эксперименте, и тем самым на холодном синтезе ставился жирный крест. Однако потом Маллов раздобыл более ранний проект отчета, детализирующий результаты той же серии опытов. Этот отчет был датирован 10 июля, и в нем фигурирует избыточная температура. То есть надо понимать, что три дня спустя данные были подвергнуты коррекции в «правильную» сторону. Маллов официально обжаловал заключение, а затем уволился из института в знак протеста.

В итоге его разоблачений пришлось добавить упомянутое приложение к экспертному заключению МТИ. Правда, на доклад Консультативного совета это повлиять никак не могло, потому что он уже был представлен Конгрессу в качестве доказательства заблуждений Понса и Флейшмана, но теперь, по крайней мере, можно было убедиться, что температурный график отредактировали. Причина заключалась в том, что экспертная группа решила не придавать значения повышенной температуре как таковой — вот если бы наблюдался скачкообразный рост, тогда, мол, другое дело, а скачка-то как раз и не было… Но сдается, научные ревизоры были и сами не очень уверены в своей правоте; во всяком случае, Маллов в статье «Десять лет, которые потрясли физику» вспоминал, как профессор Рональд Паркер из Центра исследований плазмы и ядерного синтеза МТИ публично заявил: мол, этаким калориметрическим данным «грош цена».

Калориметрия — наука об измерении количества теплоты, — как известно, одна из самых суровых дисциплин, и в этой связи надо отметить, что ее данные по сей день ничем не помогли холодному синтезу: те же флотские исследователи пока не добились результатов, которые можно было бы признать и достоверно измеримыми, и устойчиво повторяемыми. Тем не менее за пятнадцать лет общая ситуация изменилась настолько, что ученый ареопаг Министерства энергетики все же снизошел к проблемам холодного синтеза. За годы, минувшие с первого доклада, был сделан еще один шаг вперед. У «холодняка» есть теперь надежное подтверждение, что, несмотря на обманчивые температурные графики, какие-то ядерные реакции в этих опытах определенно происходят.

Чтобы извлечь энергию из атомов, нужно либо взломать их ядра — это явление известно как ядерное деление, — либо, наоборот, соединить путем термоядерного синтеза. Оба процесса высвобождают энергию, а также создают целый спектр побочных продуктов, в зависимости от типа реакции и от того, какие химические элементы использованы. Среди этих отходов — множество высокоэнергетических частиц, которые как бы «выстреливают наружу», оставляя четкие следы.

Для изучения этих следов ядерщики широко применяют мономер под названием аллил дигликоль карбонат (АДК) — проще говоря, пластик CR-39, — используемый, в частности, при изготовлении светофильтров и глазных линз. Поместите кусочек этого материала перед камерой, где идет ядерная реакция, и эмиссия частиц разрушит структурные связи между молекулами, оставив на нем, словно на контрольно-следовой полосе, узор из микроскопических «воронок» и трасс. Они подобны отпечаткам пальцев: если известно, что именно надо найти, то легко установить, какие виды частиц и с какой энергией врезались в полимерную пластинку, а также определить тип реакции в камере.

Флотские экспериментаторы показывали пластинки CR-39, выдержанные в ваннах холодного синтеза, нескольким независимым специалистам-ядерщикам. Те пришли к единодушному заключению: на «микрофотографиях» запечатлены следы ядерных реакций. Если положить CR-39 рядом с образцом обедненного урана, на поверхности полимера останутся хаотичные черточки и концентрические круги. После опытов с холодным синтезом результат был тот же самый.

Это, возможно, не так уж много, но CR-39 дает практически неоспоримое свидетельство: какие бы неизвестные реакции ни происходили в этих несложных опытах, в них имеется ядерная компонента. А это уже немалый шаг вперед; флотские исследователи не только смогли уверенно отчитаться перед начальством об успехе, но впервые за долгие годы «пробили» публикацию в ведущем научном издании. В июне 2007 года результаты экспериментов с CR-39 обнародовал журнал «Натурвиссеншафтен» («Естественные науки») — тот самый, где в свое время печатался некий Альберт Эйнштейн. Все это убедило командование ВМФ США продолжить финансирование программы.

Чего пока не хватает флотским физикам, так это надежных доказательств избыточного тепловыделения. Соответственно они и не претендуют на то, что их опыты суть термоядерный синтез. Да что там, сами слова на букву «т» или «с» фактически остаются табу: предмет поисков обозначен как низкоэнергетические ядерные реакции. Так или иначе, проблема досадная: какими бы методами ни осуществлялся УТС, калориметрия в нем, можно сказать, самое важное. Остается исходить из того, что реально имеется в наличии. Пока совсем немного: «черты и резы» на пластинах CR-39. Может быть, эти опыты когда-нибудь дадут нам чистый, практически неистощимый источник энергии. А может, не дадут. Но уже сейчас не приходится сомневаться: насытьте палладий молекулами тяжелого водорода, пропустите через него ток — и какая-то ядерная реакция в нем, судя по всему, пойдет.

Одна из немногих публикаций, непосредственно касавшихся перспектив УТС в свете скандального эксперимента Понса — Флейшмана, появилась в журнале «Экономист». Через месяц после мартовской пресс-конференции 1989 года этот журнал сообщил в редакционной статье: попытка этих двух ученых — и есть «именно то, чем должна заниматься наука». Пускай они ошиблись, но их заблуждение никому и ничему не повредило; все разговоры о напрасной трате времени и денег — просто причитания трусов. Пусть Понс и Флейшман не сумели подарить человечеству энергетическое изобилие, зато «воодушевления и волнующих переживаний хватило с избытком». Учитывая все дальнейшее, эти слова могут показаться до смешного наивными, но по большому счету редакция была права: цель любого научного исследования — поиск новых путей и истин; рано или поздно он завершится не тем, так другим успехом. Сейчас уже ясно, что ядерные реакции «без шума и пыли», то есть без раскаленной плазмы и страшных взрывов, — не гипотеза, а реальность, пусть пока не очень-то явная. И если продолжить развивать ядерную физику за пределы стандартной теории квантовой электродинамики, то первые опыты с холодным синтезом вполне могут оказаться «прыжком с завязанными глазами», который унесет нас на твердую почву новой атомной науки.

Сдается, точнее всего на этот счет высказался еще в позапрошлом веке Джозеф Пристли. За свою жизнь естествоиспытателя он открыл кислород и углекислый газ, а тем самым невольно изобрел газированные напитки. «В этом деле, — говорил он, имея в виду научное знание, — мы более обязаны тому, что зовем удачей, то есть наблюдению за событиями, происходящими по неведомой нам причине, нежели любым предвзятым теориям».

История холодного термоядерного синтеза началась с попытки проверить фундаментальную теорию и разразилась погромным скандалом, выставив напоказ неприглядные стороны людской натуры (и человеческого фактора в науке). Эта история продолжается и, быть может, принесет однажды плоды, лишенные скверного привкуса. Вот тогда можно будет порадоваться, что задолго до всех научных скандалов и курьезов Мартина Флейшмана и Стэнли Понса одолевало простое любопытство.

5. Жизнь, какова она есть

Сосуд ли мы, в котором пустота?

Наш рассказ об аномалиях шел до сих пор дедуктивным путем, от необъятного к микроскопически малому: от фундаментальных констант мироздания к реакциям в ядрах атомов; от предсказаний окончательной участи Вселенной — к производству нового вида энергии в земных условиях. Однако ни один из этих феноменов нельзя счесть столь важным для человеческого рода, как наш следующий научный абсурд. Роль его так велика, что, по мнению теоретика комплексных систем Стюарта Кауфмана из Института Санта-Фе, справиться с этим вопросом — значит основать целую новую дисциплину в науке. Что же это такое? Мы говорим просто — жизнь.

Конечно, усмотреть в ней отклонение от нормы очень непросто. Но тут все дело в устоявшейся привычке. Давайте отрешимся на минуту от данностей и задумаемся о том, что же отделяет живой мир от неживого. Все научные исследования неоспоримо свидетельствуют лишь об одном: целый ряд форм материи имеет свойство, которое мы называем жизнью. И есть много других форм, которые никто не считает живыми. Однако ни один ученый на свете не может точно определить, где проходит граница между этими двумя состояниями, описать их фундаментальные различия. Равным образом ни один из них не способен превратить частицу неживой материи в нечто безусловно признаваемое живым. На самом деле ученые даже не пришли до сих пор к общему мнению, что и как для этого нужно делать.

Наши тела состоят из молекул; свойства и поведение каждой из них по отдельности поддаются научному описанию: принципиальное объяснение дано квантовой физикой. Однако в нашем случае молекулы соединяются друг с другом таким образом, что они обретают свойства, противоречащие любым теориям. Эти свойства мы и признаем жизнью. Однако в биологической науке слово «жизнь» не более чем этикетка — такая же, как ярлык «темная энергия» для космологии. Недаром сам отец-основатель квантовой теории Эрвин Шрёдингер в 1944 году озаглавил свою книгу «Что такое жизнь?».

Большинство ученых предпочитает отвечать на этот вопрос: «Ничего сверхъестественного». Нет ни малейшей причины верить в какой-нибудь эфир, мировой дух или «жизненную искру», однажды оплодотворившую группу молекул. Равно как нет поводов тем или иным образом выносить ответ за пределы естествознания, в мистику либо философию. Нет, по общему мнению, и причин сомневаться в возможности окончательного ответа. Просто мы пока не уверены, где и даже что именно надо искать.

К разгадке можно идти разными путями. Один из них — выяснить, с чего все начиналось, пробраться по древу жизни к самым его корням, когда все сущее было просто набором химических элементов. Другой — попробовать получить нечто «жизнеподобное» из неживого, соединив определенные вещества таким образом, чтобы получилась работающая клетка. Третий способ — усесться поудобней и размышлять о том, где проходит граница между живой и неживой материей, в надежде найти формулу жизни. Этот последний путь, видимо, самый истоптанный. Он же признан и самым бесперспективным.

Как истолковать жизнь? Как самовоспроизводящуюся систему? Тогда множество компьютерных программ можно назвать живыми, а немалое число людей — например, бесплодных мужчин и женщин или монахинь — так не назовешь. Ну хорошо: живые существа способны передвигаться, потребляют энергию и выделяют шлаки. Правильно? Но все это свойственно автомашинам, а их никто не спутает с живыми.

Шрёдингер пришел к мысли, что жизнь — единственная из природных систем, которая разворачивает вспять естественную последовательность событий, именуемую энтропией, — движение от порядка к хаосу. То есть живые существа — не что иное, как машины, которые действуют вопреки заведенному порядку вещей: в окружающей их среде они из беспорядка создают порядок. Именно в этом, по Шрёдингеру, заключается сущность процесса, который откладывает наступление смерти. Увы, и здесь чего-то не хватает: горящая свеча тоже упорядочивает пространство вокруг себя, а она уж точно неживая.

Английский физик Пол Чарлз Уильям Дэвис сделал, возможно, больше других для объяснения феномена жизни, но и он затрудняется с окончательным ответом. Дэвис выделил целый ряд характеристик, из которых ни одна не определяет жизнь как таковую и саму по себе, зато многие в равной степени присущи неживой материи. В его книге «Пятое чудо: в поисках происхождения и значения жизни» перечислены эти признаки (а также присущие им недостатки) — скорее их можно назвать объяснениями и описаниями жизни, чем ее определениями. Живое существо перерабатывает материю, усваивая энергию (точно так же ведет себя Большое Красное Пятно на Юпитере). Живое существо самовоспроизводится (однако мулы этого не делают, в отличие от лесных пожаров и кристаллов). Оно представляет собой высокоорганизованную сложную систему, состоящую из ряда взаимозависимых подсистем, скажем сосудов и опорно-двигательного аппарата (подобно современным автомобилям). Оно растет и развивается (как ржавчина). Оно содержит в себе информацию, копирует ее и передает другим системам (компьютерные вирусы с этим делом справляются не хуже). Жизнь сочетает постоянство с изменениями, эволюционируя путем мутаций и отбора. Наконец — и это, по Дэвису, возможно, важнейший из всех признаков — живые существа автономны, они способны самостоятельно выбирать образ действий.

Другие ученые продолжают перечень. Как отметила биолог Линн Маргулис^[9], живая система, помимо всего прочего, отделена от внешнего мира оболочкой, которая является частью ее самой. Однако все эти характеристики — скорее, дискретный ряд наблюдений, они чересчур расплывчаты, чтобы закрыть вопрос. И кое-кому в научном сообществе попытки дать определение жизни уже начинают казаться просто вредительством.

В июне 2007 года в редакционной статье журнал «Нейчур» выразил надежду, что

«навязчивые позывы во что бы то ни стало провести качественное разграничение между косной и живой материей — по сути, неовитализм — скоро будут похоронены рядом с предарвинистской верой, в соответствии с которой жизнь якобы самозародилась из гниющей органики. Иные современные ученые, отнюдь не разделяя подобных суеверий, тем не менее фактически воскрешают их своими потугами разработать систему жестких критериев для определения „живого“».

Зато редакционная статья «Нейчур» воспела достижения синтетической биологии — попыток построить живую материю из атомов и молекул. Это, с точки зрения научного истеблишмента, и будет решающим шагом к усвоению того факта, что феномен жизни не вписывается ни в какие существующие рамки понимания. Правда, принесут ли такие опыты успех — еще вопрос.

Первыми исследователями, кому удалось добиться некоторых результатов в сотворении живого, были химики из Чикагского университета Гарольд Клейтон Юри и Стэнли Миллер. В 1953 году они запечатали в двух сообщающихся сосудах газообразный аммиак, метан и водород вместе с водой, имитируя первичную земную атмосферу, и стали пропускать через эту смесь электрические разряды — исходя из идеи, что первую искру жизни на Земле могли случайно зажечь атмосферные бури.

Опыт увенчался показательным успехом. Через неделю непрерывного истязания «атмосферы» электрическими разрядами примерно два процента углерода, содержащегося в лабораторном метане, связались в аминокислоты — типовые блоки, из которых строятся белки. Сенсация, не иначе!

Проблема в том, что сегодня эксперимент признан нечистым. Как полагают многие коллеги, Юри с Миллером взяли не те газы, которые на самом деле присутствовали в исконной атмосфере. И основные химические пропорции они, очевидно, выдержали неверно. К тому же подлинная основа земной жизни — белки, углеводы, жирные и нуклеиновые кислоты — в полученной взвеси не появилась. Профессор химии из Нью-Йоркского университета Роберт Шапиро сравнил полученный эффект со случайным появлением слова «быть» при хаотическом переборе клавиш на пишущей машинке — это ведь вовсе не означает, что за ним последует «.. или не быть» и дальше весь монолог Гамлета до конца. «Любой трезвый расчет вероятностей показывает: надежды сочинить таким путем трагедию или хотя бы сонет тщетны, — писал Шапиро. — Даже если бы каждый атом на Земле работал как та машинка, безостановочно выдавая текст в течение четырех с половиной миллиардов лет».

Так что эксперимент Юри — Миллера трудно назвать подлинным успехом. Однако он показал потенциальные возможности метода. В 1961 году испанский биохимик, каталонец Хуан Оро сделал следующий шаг. Из воды, синильной кислоты и аммиака он синтезировал значительное количество аденина. Это вещество — не только одно из четырех азотистых оснований ДНК, но и главный компонент аденозинтрифосфата (АТФ), соединения, которое снабжает организм биохимическим «топливом» для обмена энергии и веществ. Без него живые существа не смогут ни бегать, ни расти, ни даже дышать.

Бельгийский биолог, нобелевский лауреат Кристиан Рене де Дюв, сказал однажды: «Жизнь — это либо стандартная, почти что тривиальная форма материи, неизбежно возникающая всякий раз при определенных условиях, либо чудо. Слишком много шагов ей приходится сделать, чтобы можно было допустить какой-то промежуточный вариант». Но если синтез аминокислот и аденина на самом деле настолько прост, тогда, быть может, и жизнь сотворить несложно? Всерьез отнестись к такой возможности позволяет удивительная скорость, с которой жизнь развивалась на Земле.

В центре региона Пилбара на северо-западе Австралии солнце нещадно жжет рыжие скалы, сформированные первыми обитателями планеты. Эти удивительные геологические образования напоминают картонные ячейки для яиц или перевернутые мороженицы; их форма и состав говорят о том, что сложены они из осадочных пород — отходов жизнедеятельности микроорганизмов, населявших эту область 3,5 миллиарда лет назад. Но необычен в них не только причудливый вид.

Солнечная система сформировалась около 4,55 миллиарда лет назад. Долгие тысячелетия в ней бушевал адский смерч астероидов и комет; огромные каменные глыбы носились в космическом пространстве, бомбардируя планеты и их спутники. Согласно самой правдоподобной догадке о том, как Земля с ближайшими окрестностями приобрела знакомый нам вид, однажды в юную планету врезался камушек величиной с Марс. От страшного удара вся ее поверхность расплавилась, и на орбиту вылетела большая капля; этот сгусток стал впоследствии серебристой Луной.

После той катастрофы Земля приходила в себя еще десятки миллионов лет, и помехи остыванию прекратились далеко не сразу. Исследования кратеров на Луне, сформировавшихся, когда ее поверхность отвердела, показывают, что кометно-астероидные бури начали стихать приблизительно 3,8 миллиарда лет назад. Только тут и смогла жизнь заявить о себе; судя по всему, бактериям Пилбары понадобилось еще около 300 миллионов лет, чтобы утвердиться на планете.

Космолог и астроном Карл Эдвард Саган считал столь быстрое зарождение жизни доказательством простоты этого процесса. «Как только условия сделались благоприятными, жизнь на планете начала развиваться с поразительной скоростью, — писал он в 1995 году в эссе для журнала Планетарного общества „Новости биоастрономии“^[10]. — Возникновение жизни должно иметь высокую вероятность: едва лишь обстоятельства позволяют, она уже тут как тут!» Ученый, скончавшийся год спустя от миелодисплазии — расстройства костного мозга, связываемого с лейкемией, — был уверен, что жизнь существует и в других местах Вселенной.

Сегодня многие биохимики и биологи склоняются к более амбициозным выводам: если жизнь дается так легко, мы и сами сумеем ее синтезировать. Большинство исследователей согласилось, что задача достижима в принципе; весь вопрос в том, когда — не «если», а именно «когда»! — будет создана искусственная жизнь. В конце концов, раз однажды так вышло, что молния случайно ударила прямо в чан с первичным бульоном, то, мобилизовав все возможности современных биотехнологий, можно заставить эту случайность повториться. И конечно, «Жизнь 2.0» не заставит себя ждать так долго, как в первый раз…

Взгляд, безусловно, оптимистический, но при этом, увы, наше невежество остается вне поля зрения. Целое десятилетие ученые не сомневались, что проблема вот-вот будет решена путем надлежащего подбора первичных химических компонентов. Однако не факт, что сегодня мы к этому ближе, чем десять лет назад. Даже если сотворение жизни — это «просто-напросто» вопрос соединения нужных химикалий при нужных условиях, то о том, какова эта «нужность» — и для химикалий, и для условий, — ученые по сей день не могут договориться.

Испытания первой атомной бомбы в пустыне близ Лос-Аламоса научный руководитель Манхэттенского проекта Роберт Оппенгеймер подытожил, по воспоминаниям очевидцев, на редкость лаконично: «Получилось». Однако в снятом спустя несколько лет эпилоге к документальной хронике Оппенгеймер признался, что в тот момент мысли его были куда сложнее. Едва сдерживая эмоции, потупив взгляд и даже смахивая набегающие слезы, он вспоминал:

«Мы знали, что мир уже не будет прежним. Несколько человек смеялись, некоторые плакали, большинство молчало. Мне вспомнилась строка из священной книги индуизма — „Бхагавад-гиты“. Вишну призывает принца исполнить долг воина и, чтобы убедить его, принимает свое многорукое обличье со словами: „Я — Смерть, великий разрушитель миров, несущий гибель всему живому“. Наверное, в тот момент все мы, так или иначе, подумали о чем-то подобном».

Если миру суждено измениться столь же радикально во второй раз, эта новость, несомненно, будет связана с успешным созданием искусственной жизни. Один из таких экспериментов сейчас проводит Стин Расмуссен в сердце пустыни Нью-Мексико, в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Если проект осуществится — то есть если «лос-аламосская букашка» хоть когда-нибудь оживет, — это заставит нас пересмотреть свое место во Вселенной. То, что мы зовем жизнью, перестанет быть аномалией.

Наверное, неудивительно, что Расмуссена обвиняют в том, будто он «играет в Бога»; были даже предложения закрыть его проект. Если он хочет отвести подобные обвинения, ему достаточно лишь предъявить список компонентов «лос-аламосской букашки». Развивайся жизнь по его «рецепту», она пойдет иным путем, чем тот, по которому двигались микроорганизмы Пилбары и все остальные обитатели Земли. Собственно, можно утверждать, что «лос-аламосская букашка» — не совсем жизнь, а… крошечный мыльный пузырек. Нечто вроде обычного моющего средства: липидная основа плюс светочувствительный состав, тот самый, что после стирки придает ослепительную белизну вашим рубашкам. Расмуссен шутит — дескать, этакого голема каждый может купить себе в соседней лавке. Так что никакими научно-фантастическими ужасами по «франкенштейновской» линии здесь явно не пахнет.

Макромолекулы моющих веществ представляют собой сложные цепочки жирных кислот и других соединений с противоположными свойствами на концах: один водоотталкивающий, другой, наоборот, водолюбивый. Оказавшись в воде, они выстраиваются наподобие цветочных лепестков: гидрофильные концы обращены наружу, гидрофобные сосредоточиваются в центре. Частицы загрязнителей, будь то нефть или жир, улавливаются в водоотталкивающей сердцевине каждого «цветка» и отрываются от всего, с чем сцеплялись.

Причина, по которой для создания нового поколения жизни был выбран комочек жира (мыло имеет слабый кислотный состав — эти кислоты именуются жирными), довольно проста: он представляет собой весьма удобный контейнер. В водной среде жирные кислоты создают четкую самоподдерживающуюся структуру, для которой лабораторная пробирка — что дом родной. Остается добавить лишь толику генетического материала.

Для этого конструкторы «букашки» не стали использовать ДНК. Ее заменяет ПНК. Буква «П» здесь обозначает «пептид» — короткую цепочку аминокислот, строительных кирпичиков белков. ПНК, как и ДНК, состоит из двух перекрученных нитей аминокислот, но устроена проще, и синтезировать ее много легче. Она не несет никакого электрического заряда, а это означает, что в жировой среде она будет растворяться. Встроившись в маслянистую капельку «букашки», ПНК ждет случая самовоспроизвестись.

Такой шанс выпадает, когда становится жарковато. Если температура поднимается выше определенной отметки, двойные нити ПНК начинают расходиться. При этом на некоторых участках возникают слабые электрические заряды, которые проявляют интерес к молекулам воды. Сама цепочка, основа «букашкиной» генетики, остается внутри жировой капельки, но заряды тянут ее к оболочке. Здесь она встретится с короткими кислотными цепочками, еще более короткими, чем ПНК, — Расмуссен с коллегами предполагают, что эти цепочки будут свободно плавать в воде, образуя своего рода систему жизнеобеспечения. Некоторые из них присоединятся к «обнаженным» основаниям разошедшейся двойной пептидной нити; если какие-нибудь короткие цепочки окажутся «правильными», отделившийся фрагмент ПНК неожиданно для себя обнаружит, что у него появилась пара, которая вместе с ней образует новую двойную нить. Ее электрические заряды нейтрализуются, и она снова растворяется в маслянистой капельке. По мере температурных изменений процесс будет повторяться снова и снова, а генетический код «букашки» — постоянно самовоспроизводиться, с шансами на интересные мутации при каждом новом повороте событий.

Не то чтобы опыт уже завершился. Пока группа Расмуссена добралась только до процессов роста и деления; самовоспроизводства генов еще нет. Но Расмуссен убежден: когда это произойдет (он подчеркивает: именно «когда», а не «если»), «букашка» оживет.

Ну хорошо, как бы оживет. Расмуссен не спорит: если под жизнью разуметь точное подобие нашей с вами, тогда это нечто иное. Но для создания с нуля «настоящей» жизни, по его словам, нужны долгие годы; ведь клетка чрезвычайно сложна, мы еще и половины не знаем о ней. Тем не менее Расмуссен убежден, что по всем рабочим критериям «букашке» суждено стать живой.

У нее будет, например, примитивный обмен веществ, который позволит ей самовоспроизводиться. Некоторые из плавающих в воде кургузых «запчастей» — пептидных цепочек — обретут на одном конце группу светочувствительных молекул. Эти молекулы послужат нейтрализации электрического заряда цепочек, сделав их растворимыми в жировой среде, и «букашка» начнет «поглощать» их. Однако с наступлением утра световое излучение разрушит светочувствительные молекулы; в итоге цепочки снова обретут электрический заряд и начнут искать заряд противоположного знака в окружающей водной среде, для чего им потребуется приблизиться к оболочке «букашки». По мере увеличения уровня освещенности все больше и больше цепочек будет устремляться к поверхности капельки, и в конце концов на оболочке просто-напросто не хватит места для всех. Вот тогда-то, считает Расмуссен, капля и разделится надвое — самовоспроизведется. Этот механизм задуман весьма хитроумно: электрические свойства ПНК не позволят «сырьевым» молекулам влиять на генетику «букашки», и, следовательно, процесс роста будет замечательным образом отделен от генетических мутаций.

Впрочем, вообразить, что эта жировая капелька и есть жизнь, пока еще очень трудно. Кстати говоря, та самая редакционная статья журнала «Нейчур», которая подвергала критике само определение понятия «жизнь», задавалась еще и вот каким вопросом: а можно ли вообще попытки сконструировать организмы «с нуля» назвать «сотворением жизни»? Глядя на иные проекты, конкурирующие с идеей Расмуссена, хочется ответить: «Нет». Возьмем для примера опыты Крейга Вентера.

Ни для кого не секрет, что от мочеполовых инфекций ждать добра не приходится. Однако Вентер — человек, задумавший превратить расшифровку человеческого генома в частное предприятие, — вряд ли согласится с этим. Он тоже занимается искусственной жизнью, стараясь раскрыть загадку с помощью бактерии, портящей людям настроение при каждом заходе по малой нужде.

Mycoplasma genitalium была впервые обнаружена в начале 1980-х в моче пациента, страдавшего негонорейным уретритом. Оказалось, что болезнетворный микроб, поражающий мочеполовые пути, обладает самым куцым геномом среди всей живности на планете. У человека генов насчитывается примерно 30 тысяч, у микоплазмы гениталиум — всего 517. Да и из тех почти триста не несут, судя по всему, никакой полезной информации.

Вентер возглавлял исследовательскую группу, расшифровавшую геном этой бактерии в 1995 году. Относительная простота ее организма подсказала идею определить методом исключения гены, действительно нужные для сохранения вида. Как только их набор сведется к абсолютно необходимому минимуму, тут-то мы, по словам Вентера, и постигнем самую суть жизни. А заодно создадим ценную биофабрику: Вентер собирается заменить «лишние» гены в ДНК бактерии другими, которые позволят ей, допустим, синтезировать инсулин. Несомненно, это и есть причина, по которой Вентер собирается сделать следующий сомнительный ход — запатентовать минимальный геном.

Ученый уже выделил гены, необходимые для такого минимального организма, и синтезировал их. Сейчас, когда пишется данная книга, осталось только внедрить эти гены в бактериальную клетку, из которой удален ее собственный геном. Вентер уже доказал, что его группа в принципе способна выполнять такие генные трансплантации; стало быть, дело не в технических препятствиях. Однако, хотя Вентер похваляется, будто делает важный шаг на пути к сотворению жизни, по сути, то, что он создает, — вовсе не жизнь, а новый вид бактерии. Биофизик Дэвид Димер из Калифорнийского университета в Санта-Крусе выразился еще жестче. По его словам, тварь, которую пытается произвести на свет команда Вентера, — всего лишь «существующий организм, подвергнутый радикальной переделке».

То же можно сказать о программе, идущей в Цюрихе под научным руководством Пьера Луиджи Луизи. Его «минимальный клеточный проект» начался с крохотного пузырька, своего рода контейнера для транспортировки внутри клетки всякого добра, затем во внутриклеточную среду будут добавляться различные химикаты и компоненты — пока не получится что-то вроде полноценно работающей клетки. Джек Шостак в Гарварде тоже мастерит пузырьки с начинкой из биоматериала в ожидании, что станет свидетелем их спонтанного деления. Шостак охотно признаёт: его проект рассчитан на долгий срок и не имеет обозримого предела в будущем; как он говорит, до настоящего искусственного самовоспроизводства клетки лет десять — двадцать… плюс к тем десяти — двадцати годам, которые ожидаются сегодня.

Но даже если из выпотрошенной клетки в лаборатории Вентера или из мыльного комка в аквариуме Расмуссена в конце концов что-нибудь да вырастет, оно вовсе не обязательно даст людям новые важные знания о том, что зовется жизнью. Ну и к чему мы приходим в итоге? Кристиан де Дюв, воспитывавшийся в коллеже у иезуитов, рассуждает о «космическом императиве», согласно коему жизнь возникает при благоприятных условиях как неизбежный результат действия физических законов. Расмуссен, в сущности, ему вторит: жизнь — это просто очень эффективный способ преобразования энергии. Проблема в том, что такая точка зрения все равно оставляет нас в потемках: мы по-прежнему не очень-то понимаем, что такое жизнь и откуда она взялась на Земле. Расмуссен возражает, аргументируя это тем, что отдельно взятый элемент и всеохватный феномен — две совершенно разные вещи: внешний вид автомобиля ничего не говорит нам о дорожных пробках, напоминает он.

Возможно, именно такой взгляд на аномалию жизни и приведет к новой революции в науке. Если редукционизм — тупиковый путь, значит, надо развернуться и двигаться в противоположном направлении.

В августе 1972 года в журнале «Сайенс» вышло эссе Филипа Уоррена Андерсона. Будущего нобелевского лауреата по физике, в то время работавшего в корпорации «Лаборатории Белла», всегда отличала страсть к интеллектуальным провокациям, но нигде она не проявилась с такой силой, как в увлекательном тексте, озаглавленном: «Большее — это иное».

Опираясь на собственный опыт ведения научных исследований, Андерсон подчеркивал, что природу большой и сложной системы невозможно понять, исходя из знания ее отдельных элементов. Иными словами, разница та же, что между автомобилями и дорожными пробками: множество более высокого ранга создает принципиально новое качество, не присущее не только какому-либо из подмножеств, но даже их механической сумме. Это, по убеждению Андерсона, не голая эмпирика, а реально действующая закономерность. На каждом следующем уровне сложности «проявляются абсолютно новые свойства, и, чтобы понять новое поведение системы, требуются, я полагаю, специальные исследования, столь же фундаментальные по своей природе, как и любые другие».

Если мы стремимся познать мир, в котором живем, продолжает Андерсон, то неизбежно придется отвергнуть редукционизм — методологический принцип, сводящий любое сложное явление к его простейшим началам: целое не поддается реконструкции из деталей. «По сути, чем больше ученые, изучающие элементарные частицы, говорят нам о природе фундаментальных законов, тем меньшее отношение, судя по всему, имеют их слова к самым что ни есть реальным проблемам всех остальных наук».

Да, стараясь разобраться в устройстве любой вещи, мы по детской привычке принимаемся разламывать ее на кусочки: брусок железа — на молекулы и атомы, атомы — на электронные облака и ядра, последние — на протоны и нейтроны, те, в свой черед, на кварки и далее. Этим путем наука шла все прошлое столетие, достигнув поразительных успехов. И зачем тогда менять методологию сейчас?

Да затем, что иначе никакого прогресса не будет! — возмущается Андерсон. Уже просто некуда деваться от наглых, самодовольных молекулярных биологов, «преисполненных решимости свести все знание о человеческом организме к элементарной химии, хотя между ДНК и человеческой этологией, несомненно, намного больше уровней организации, чем, скажем, между квантовой электродинамикой и ДНК». И для каждого из этих уровней, возможно, потребуется, предполагает Андерсон, совершенно новый концептуальный подход.

Ученый завершает свои рассуждения ссылкой на исторический диалог двух писателей:

Фрэнсис Скотт Фицджеральд: «Богатые не похожи на нас».

Эрнест Хемингуэй: «Да, у них больше денег».

Всем понятно, что у толстосумов нет никакого писаного кодекса, который диктовал бы общие нормы этой непохожести. Но вероятно, каждый имел случай убедиться, что такие особенности поведения реально существуют. Точно так же, по словам Андерсона, метод редукции бессилен объяснить, как и почему возникают те или иные сложные явления; для этого мы должны наблюдать, где именно «внезапно» появляется новое «поведение» (его называют «эмерджентным» — от английского слова emergency, «появление, возникновение»), и пытаться установить принципы, на которых основано это появление.

Прошло больше тридцати лет, но за это время почти никто так и не прислушался к Андерсону. Тем не менее в конце минувшего тысячелетия идею Андерсона подхватили двое других физиков. Нобелевский лауреат Роберт Беттс Лафлин и именитый физик Дэвид Пайнс опубликовали статью в «Ученых записках Национальной академии наук США». Отталкиваясь от воззвания Андерсона: «Большее — это иное», они объявили, что главная задача физики наших дней «состоит уже не в том, чтобы записать окончательные уравнения, а скорее в том, чтобы систематизировать и понять эмерджентное поведение во всем многообразии его проявлений, включая, по возможности, саму жизнь».

Основная посылка эмерджентной теории заключается в том, что система, состоящая из большого числа взаимосвязанных подсистем, способна к самоорганизации; разнообразные взаимодействия ее частей вызывают поразительно сложные формы упорядочения. Это наглядно показал опыт американского химика Джорджа Уайтсайдса: насыпав в чашку Петри стальные шарики от подшипника, он подложил под нее вращающийся стержневой магнит. Шарики самоорганизовались в концентрические кольца, и каждое кольцо пришло в круговое движение. Конечно, такое поведение должно подчиняться неким правилам, имеющим отношение к магнитным взаимодействиям и тому, что на каждый шарик воздействуют силы трения, но… пока нет никакой надежды найти этим правилам вразумительное объяснение! Тем не менее можно, по всей вероятности, установить общие принципы самоорганизации при эмерджентном поведении и воспользоваться ими для анализа любых сложных явлений, кажущихся необъяснимыми. Таких, например, как свертывание белка или высокотемпературная сверхпроводимость. Уцепившись за кончик нити, мы сможем размотать целый клубок загадок, в том числе тайну жизни.

Энтузиасты идеи считают, что игра стоит свеч. По мнению Стюарта Кауфмана — ученого, занимающегося теорией сложности, — «живые организмы не просто хитромудрая новинка, сляпанная на скорую руку, но порождение глубинных законов природы». По Лафлину, эти глубинные природные законы, они же принципы самоорганизации, служат «подлинным источником важнейших законов физики, включая, вероятно, самые фундаментальные из тех, которые мы знаем».

В 1999 году Лафлин и Пайнс создали Институт по изучению сложной адаптивной материи при Калифорнийском университете. Их целью было объединить ученых для исследования «необъяснимых» эмерджентных явлений и поиска принципов, лежащих в их основе. Мысль, судя по всему, оказалась верной: в 2004 году Национальный научный фонд предоставил институту грант.

Идея открыть целое новое направление в науке, бесспорно, вдохновляет: если мы узнаем, что заставляет шарики бегать по кругу, это может помочь в разгадке не только тайны жизни, но, вероятно, и природы темной энергии или непостоянства альфы. Реальность, однако, неутешительна. Пока — ни единого прорыва, ни намека на озарение, которое изменит наш взгляд на Вселенную. Не заметен и массовый отказ ученых от редукционизма. Не сформулированы даже самые общие представления о том, как могут выглядеть эмерджентные принципы. Это, конечно, вовсе не означает, что Андерсон, Пайнс, Лафлин и Кауфман непременно заблуждаются, но приходится признать: путь от постановки проблемы до ее решения будет долгим и непростым.

Итак, на сегодняшний день жизнь упорно остается аномалией — уникальным, загадочным, проще говоря, «особенным» явлением. С наукой эта ситуация как-то не очень согласуется. Большинство ученых, естественно, отвергают взгляд на жизнь как трансцендентный феномен, созданный «животворящей силой» или, как в Книге Бытия, Духом Божьим. Помимо всего прочего, такой подход прямо противоречит магистральной научной тенденции двадцать первого столетия, исходящей из представлений о нашей заурядности во Вселенной. Кажется, ярче всех эту мысль сформулировал Карл Саган:

«Мы живем на шарике из камня и металлов, вращающемся вокруг банальной звезды — одной из 400 миллиардов, входящих в Галактику Млечного Пути, одну из миллиардов галактик нашей Вселенной, которая, в свою очередь, возможно, лишь единица в очень большом, быть может, бесконечном числе миров… Таковы масштабы, в которые вписано человеческое бытие вместе со всей нашей культурой; и именно эту перспективу следует постоянно держать в уме»^[11].

Вот мы и привыкли, как выразился писатель Джордж Джонсон, «упиваться собственной незначительностью». Однако проблема жизни как аномалии отчасти омрачает этот пир духа. Ну, и что же мы можем предпринять, пока сидим да ждем, сможем ли мы объяснить явление жизни или, во всяком случае, воссоздать ее «с нуля», чтобы лишить покровов тайны?

Очевидный ответ — найти жизнь в других местах Солнечной системы. Возможно, воссоздать живую клетку нам трудно оттого, что задача не столь очевидна, как считают Расмуссен, Вентер и другие их единомышленники. Жизнь могла развиться так быстро не потому, что это в принципе несложно, но потому, что она уже в готовом виде прибыла из внеземных пределов. Разумеется, не каждому придется по душе считать себя космическим подкидышем, однако со строго научной точки зрения в такой идее нет ничего возмутительного или невероятного. В начале 1990-х НАСА финансировало исследования метеоритных потоков. Откуда прилетают небесные камешки на Марс, на Венеру или Меркурий и что при этом случается? В течение ряда лет на нескольких настольных компьютерах моделировались траектории тел, выброшенных в космос; результаты были опубликованы в 1996 году в журнале «Сайенс». Как выяснилось, для планет и лун на внутренних орбитах Солнечной системы время разбрасывать камни и время их собирать длится миллиарды лет. Расчеты показали, в частности, что в силу притягивания гравитационным полем Земли всяких космических обломков около четырех процентов камешков, выбитых с поверхности Марса, в итоге приземляются на нашу родную планету.

Теория не противоречит фактам. Состав некоторых метеоритов, найденных в не тронутой тысячелетиями среде, на ледовой шапке Антарктиды, указывает на их марсианское происхождение. Если они попали сюда, когда на Марсе еще была жидкая вода и могла существовать жизнь (сама Земля в ту эпоху таких условий не имела), то почему не допустить, что тамошняя живность, оторвавшись от дома по воле слепого случая, выждала удобный момент и продолжила развиваться как ни в чем не бывало?

Путешествие с Марса на Землю может длиться до 15 миллионов лет, потому что прямой маршрут между планетами никто не прокладывал. За такой срок космические странники должны были получить чудовищную дозу радиации. Однако земные микроорганизмы, как мы знаем, способны «выключаться», прекращая дыхание и обмен веществ на долгие тысячелетия. Да и бактерии-экстремофилы, обнаруженные в серных источниках, в гидротермальных жерлах на дне океана и в ядерных могильниках, не дают повода усомниться в жизнестойкости микробного племени. Земля кишит существами, легко выдерживающими вполне космические дозы жесткого облучения.

С учетом этих обстоятельств трудно возражать тем доводам, что жизнь могла быть занесена на Землю откуда-нибудь из Солнечной системы. Может быть, сотворить жизнь до странности трудно именно потому, что мы понятия не имеем, как она началась? Может быть, Земля — со всеми ее подходящими условиями — не породила жизнь, а лишь приютила ее? Эта гипотеза выглядит особо привлекательно, если мы наряду с ней рассмотрим еще две аномалии, тоже связанные с жизнью. Далее речь пойдет об эксперименте, в ходе которого вроде как были обнаружены следы жизни на соседней планете, и о возможном контакте с внеземным разумом.

6. Куда приплыли «Викинги»

Ученые нашли жизнь на Марсе. Но потом передумали

Ни одна научная дискуссия о происхождении, сущности или неизбежности жизни не может обойти стороной экспериментальные результаты, полученные в 1976 году Гилбертом Левином. Прошло больше тридцати лет, а они по-прежнему остаются темой дебатов в специальной литературе.

Ныне Левин возглавляет компанию «Сферикс»^[12]; ее штаб-квартира расположилась в безымянном бизнес-парке в пригороде Вашингтона, в сорока минутах езды на такси из центра. Как сообщается на сайте фирмы, она «стояла у истоков ряда важнейших инноваций и стратегий в фармацевтической индустрии» и осуществляет надзор над «одной из самых продвинутых и экономичных систем электронного управления национальными парками в стране». Судя по всему, информационный центр «Сферикс» обработал около 700 тысяч заявок на установку туристических палаток в парках штата Индиана. Однако все эти достижения вряд ли произведут сильное впечатление на тех, кому известно, что человек, руководящий этой деятельностью, в прошлом отдавал свои знания и опыт исследованию иных миров.

Научная карьера Левина на первых порах складывалась вполне заурядно. Начинал он в системе санитарного контроля; кандидатская диссертация, которую Левин защитил в Университете Джонса Хопкинса, была озаглавлена «Метаболическое поглощение фосфора микроорганизмами сточных вод». Однако именно эта не слишком увлекательная тема подсказала ему дорогу к Марсу. Работая в управлении здравоохранения округа Колумбия, Левин изобрел новый метод бактериального анализа. Получение проб ускорялось благодаря насыщению микроорганизмов радиоактивным углеродом, который затем отслеживали с помощью счетчиков Гейгера. Впоследствии, когда ученый сотрудничал с НАСА, именно эта методика помогла Левину в его попытках обнаружить внеземную жизнь.

Когда на Земле были получены первые результаты, добытые «Викингами» — аппаратами, осуществлявшими эксперимент, — Карл Саган, «главный по космосу» и первый герой всех американских подростков, мечтавших о встрече с инопланетянами, позвонил Левину и поздравил его как первооткрывателя внеземной жизни. Правда, через несколько дней Саган, к величайшей обиде собеседника, взял свои слова обратно, заявив, что произошла ошибка. Лишь спустя десятилетие Левин набрался решимости отстаивать свое открытие. Несмотря на бремя прожитого — когда пишется эта книга, ему пошел восемьдесят второй год, — Левин по-прежнему уверяет, что нашел жизнь на Марсе.

Марс — ближайший сосед и «родной братец» Земли. Пускай сейчас это замерзшая пустыня с сильно разреженной атмосферой, однако там хотя бы имеются кое-какие основания для догадки о существовании жизни на поверхности планеты. На Венере атмосферное давление не уступает давлению воды в глубинах земного океана; Меркурий и Плутон вовсе лишены атмосферы, а у Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна нет даже твердой почвы, куда можно было бы высадиться. В сравнении с ними Марс прямо-таки образец гостеприимства. У людей даже появилась мечта о «терраформировании» Марса; известны технологии, позволяющие преобразовать его в планету, пригодную для земных организмов. До последнего времени эта идея оставалась одним из сюжетов научной фантастики, однако сейчас исследователи НАСА уже составляют графики предполагаемых работ. Эти планы — подлинная кульминация многовекового увлечения землян Красной планетой. Вавилоняне считали Марс «огненной звездой», свирепым и кровожадным божеством небес; у древних китайцев, ацтеков, эллинов и римлян были схожие верования. Более объективный взгляд на Красную планету появился с изобретением телескопа: в семнадцатом веке Галилео Галилей и Христиан Гюйгенс низвели бога войны с олимпийского трона, описав астрономические характеристики Марса. Затем, ближе к концу девятнадцатого столетия, отношение к нему вновь приобрело мистический оттенок; как раз в те годы Персиваль Лоуэлл стремился убедить мир, что на соседней планете существует высокоразвитая цивилизация.

Как только позволило развитие технологий, люди стали один за другим отправлять к Марсу космические зонды, чтобы изучить его с близкого расстояния. Советский Союз к концу 1964 года произвел шесть запусков марсианских станций; ни одна из них не достигла цели. Иные конструкторы ракет мрачно шутят насчет «марсианского проклятия»: из тридцати семи аппаратов, посланных к Марсу за последние полвека, с заданиями успешно справились менее половины. А во время запуска первого «Викинга» соотношение было и вовсе двадцать один к шести. «Викинг-1» вышел на марсианскую орбиту 19 июня 1976 года. Следующим шагом — и следующей попыткой избавиться от проклятия — была посадка на поверхность планеты.

Первый из спускаемых модулей «Викинга» планировали посадить 4 июля — в День независимости Соединенных Штатов, но найти в срок безопасное место не удалось. Трехсотметровая антенна радиотелескопа обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико (ее можно видеть в голливудской экранизации бестселлера Карла Сагана «Контакт»), просканировав поверхность Марса, показала, что намеченная посадочная площадка завалена огромными камнями. В конце концов 20 июля аппарат опустился на равнине Хриса. Девятнадцать минут спустя его сигнал достиг Земли. И все началось.

Навигаторская группа, таким образом, справилась с подготовкой миссии, и биологи тоже не ударили в грязь лицом. В ходе планирования эксперименты по поиску жизни были систематизированы, технически отрепетированы и подчинены строгому графику, чтобы исключить любые ошибки. Исследователи не преувеличивали важность задачи: ее успех мог кардинально повлиять на самосознание человечества. Находка жизни на Марсе сразу и навсегда изменила бы нашу роль и место во Вселенной.

Команда экзобиологов согласовала с четверкой контрольных комиссий, назначенных НАСА, критерии возможного успеха. Если один из тестов даст положительный ответ, то идентичный образец марсианского грунта следует нагреть до 160 °C — при этой температуре погибают любые микробы — и проверить заново. Если на сей раз результат выйдет отрицательный, можно будет утверждать, что найдена жизнь, а не просто органические вещества.

Увы, задним числом — уже после того, как Левин завершил свою серию опытов, отвечавшую всем согласованным критериям, — научное начальство передумало.

Успех его казался необычайным. Одно дело — вылавливать бацилл в городской канализации, и совсем другое — изучать живые существа, собранные помощником-роботом на чужой планете в трехстах миллионах километров от Земли. Притом программа «Радиационная маркировка бактериальных выделений методом Левина», с шестнадцатилетним на тот момент экспериментальным опытом, была выполнена практически без единой ошибки.

Эта методика основана на использовании радиоактивного изотопа углерода для учета газообразных выделений организмов, предварительно поглотивших С¹⁴. Общая практика выведения бактериальных культур — поместить образец в чашку Петри с бульоном; усваивая питательные вещества, микроорганизмы начинают бурно размножаться. Левин использовал простейший прием: он внес в питательную среду радиоактивную добавку. Бактерии перерабатывают свой корм в основном в газообразные отходы, и, если на обед у них был радиоактивный изотоп, счетчик Гейгера отреагирует уже на подступах к «столовой». Техническая сторона элементарна: внести питательные вещества с радиоактивной приправой в образец почвы с микроорганизмами, подсоединить к контейнеру хронограф и датчик с самописцем. Если это хозяйство сработало как надо, нагреть образец до 160 градусов, чтобы убить в нем все живое, и повторить замеры. Теперь уже грузите изотопы хоть целыми бочками — никакой радиоактивный газ не пойдет. Метод Левина помогал обнаружить бактерии в загрязненной воде; он отлично сработал в предполетных тестах «Викинга», когда для проверки использовались образцы калифорнийского гумуса. Подействовал он и на Марсе.

Тридцатого июля Левин убедился, что первые показания датчика сходятся с данными калифорнийской почвы. Незадолго до этого манипулятор спускаемого модуля собрал в контейнер марсианский грунт, распределив содержимое по четырем камерам — в каждую вошло по половине кубического сантиметра вещества. Камеры были запечатаны, и в течение следующих двадцати четырех часов датчик замерял фоновое излучение над устройством. Линия на графике оставалась плоской.

Затем в одну из камер были введены питательные вещества с небольшой порцией пикантного соуса С¹⁴. Пятнадцать часов спустя кривая резко пошла вверх: насытившиеся микробы выпустили радиоактивные газы. Ученые, столпившись у монитора, поражались сходству показаний самописца с земными данными, которые они до того наблюдали сотни раз во время предполетных тестов. Когда волнение улеглось, было решено устроить маленький праздник. Левин сбегал за шампанским и позволил себе раскурить сигару. Все поставили свои подписи на распечатке диаграммы. Музыкальным хитом сезона была «Вестсайдская история», и на самом верху Левин написал название одной из песен — «Сегодня вечером!».

В тот вечер он был самым счастливым человеком во всей Солнечной системе, но радость продлилась недолго. Как было договорено, его группа, проводившая эксперимент, который получил название «Меченый выброс», выполнила контрольный опыт, нагрев один из образцов до 160 градусов и затем добавив подкормку. Самописец выдал плоскую кривую. По всем критериям, установленным НАСА, это был сильный научный вывод: Красная планета обитаема. Но тут как раз подоспели результаты следующих экспериментов. Согласно им никакой жизни на Марсе не было и быть не могло.

Оба спускаемых аппарата «Викингов» несли оснастку для четырех экспериментальных программ. Вторая из них, «Регистрация пиролиза», как будто подтвердила данные Левина. В ходе пятидневных тестов в марсианском грунте были выявлены молекулы органических веществ.

Их могли оставить лишь живые организмы — скорее всего, как предположили ученые, какие-то водоросли.

Эксперимент «Газообмен» дал противоположный результат. В этом опыте образцы марсианской почвы насыщались питательным бульоном; проанализировав выход газов, исследователи пришли к выводу, что никакие «едоки» здесь не проживают.

С другой стороны, «Меченый выброс» Гилберта Левина со всей положительностью указывал на микробную активность. Последнее слово — ну, если не самое последнее, то, во всяком случае, веское — оставалось за четвертым экспериментом: «Газовая хроматография — масс-спектрометрия» (ГХ-МС), который должен был проверить грунт на наличие органических, то есть имеющих углеродную основу, веществ. И этот тест, к несчастью, не сработал должным образом.

Авторы эксперимента исходили из предположения, что если на Марсе есть живые организмы, то почва должна быть усеяна их разложившимися останками — скоплениями углеродсодержащих молекул. Образцы грунта должны были быть «прожарены» в крохотной печке, и, если бы там оказались малейшие следы углерода, анализаторы обнаружили бы присутствие летучих углеродистых веществ.

К несчастью, этот эксперимент столкнулся с рядом проблем. Начались они еще в пути, пока «Викинг-1» летел к Марсу. При очередной проверке стало ясно, что одна из трех печек в комплекте ГХ-МС — тех самых печек, которые должны были нагревать образцы грунта, дабы те выделяли газы, — не работает. Затем, уже на поверхности планеты, выяснилось, что у второй печки неисправен индикатор загрузки. Итак, две из трех печек отказали. Все это происходило еще до завершения анализов Левина. После их успешного выполнения НАСА осталось полагаться на единственную уцелевшую печку. Левин ждал, затаив дыхание. Через шесть марсианских суток после отказа загрузочного датчика на второй печке сбой повторился. Не рискнув греть пустое место, исследователи на всякий случай провели очистку и стали дожидаться, пока робот накопает им еще грунта. Это задание он выполнил спустя семнадцать марсианских суток. И снова не удалось понять, попал ли образец в камеру, но группа ГХ-МС решила двигаться вперед. Единственная информация, которую сподобились передать приборы, показывала, что в духовке имеются микроскопические следы очистителя, применявшегося инженерами НАСА до запуска.

В итоге эксперимент ГХ-МС был проведен четыре раза. Модуль-близнец с «Викинга-2», запущенного следом за первым, по крайней мере, зарегистрировал факт, что все три пробы попали в печки по назначению. Но ни в одной из них не обнаружилось и следа органики. А для руководителей экспериментальных групп это означало одно: нет органических веществ — нет жизни.

Простодушно говоря, совершенно непостижимо, чтобы на Марсе не было никакой органики. Ведь даже на нашей стерильной Луне повсюду разбросан углерод, доставленный туда метеоритами. Руководители экспериментальных групп «Викинга» пришли к заключению, что в марсианском грунте имеются какие-то вещества, разрушающие органику. Именно это, по их предположению, и случилось с подкормкой в опытах Левина, этим также объяснялся его «положительный» сигнал. «Главным подозреваемым» назначили перекись водорода.

Да вот только штука в том, что это соединение ни разу не было найдено на Марсе за все четыре (как минимум) глубоких поиска в атмосфере и на поверхности планеты. Кроме того, как не преминул напомнить Левин, перекись стойко выдерживает температуру 160 °C и выше. Если бы это она разлагала питательные вещества и выделяла радиоактивные газы, то процесс длился бы и после прожарки образцов.

Вместе с тем «перекисная» аргументация вполне согласуется с отрицательными результатами эксперимента ГХ-МС. Сейчас, тридцать с лишним лет спустя, эти доводы по-прежнему в силе — осталось лишь дождаться, когда кто-нибудь все же найдет перекись водорода в марсианской атмосфере^[13].

Рискуя замутить воду еще больше, добавим, что эксперимент ГХ-МС оказался не единственным камнем преткновения для «Меченого выброса». Результаты последующих опытов, проведенных Левином и его коллегой Патрисией Страат, озадачили исследователей еще больше.

Среди ученых проекта «Викинг» росло убеждение, что данные ГХ-МС объясняются простыми химическими реакциями; главенствующая идея заключалась в том, что под воздействием солнечного ультрафиолета в марсианском грунте образуется перекись водорода, которая быстро разрушает любые органические соединения. Тогда Левин и Страат попросили команду «Викинга» отодвинуть камень и поработать скребком грунтозаборника там, где фотосинтез явно отсутствовал. Полученная проба дала второй положительный результат в серии опытов Левина, пошатнув пероксидную теорию. А заодно продемонстрировала, что нехватка солнечных лучей для гипотетической марсианской живности не проблема: та вполне способна процветать и под камнями. К огорчению Левина и Страат, свидетельство обратного уже было получено ими самими.

На тридцать шестой марсианский день эксперимента в камеру Левина попал очередной образец грунта. Подкормка вновь вызвала реакцию: как и во всех предыдущих случаях, выделились радиоактивные газы. Затем контейнер накрыли светонепроницаемой пленкой и так оставили на семь дней.

По прошествии этого срока в почву ввели следующую дозу питательных веществ. Всякий раз, когда этот эксперимент проводили с земным гумусом, счетчик Гейгера отмечал новое повышение фона: бактерии, получив добавку, начинали «газовую атаку». На Марсе ничего подобного не произошло.

Как положительный момент здесь можно отметить то, что данный результат снова работает против теории, будто выделение радиоактивных газов из подкормки было вызвано каким-то химическим соединением, возможно перекисью водорода — на нее сколь угодно длительное отсутствие света никак не влияет. Но и это не имеет большого значения, если речь о биологии.

Одним из самых сильных доводов в пользу необитаемости Марса всегда служила его суровая среда: холод, разреженная атмосфера, отсутствие жидкой воды, — кажется, решительно все свидетельствует против жизни. Левин в ответ ссылается на то, что в последующие годы на Земле было обнаружено множество экстремофильных бактерий. Процветающие колонии микроорганизмов найдены в самых неуютных уголках планеты: в ледяных пустынях Антарктиды, в гидротермальных источниках на дне глубоких океанских впадин и даже в радиоактивных отходах. Во времена экспедиции «Викингов» жизнь в подобных условиях считалась невероятной, но сегодня кажется вполне естественным, что она могла утвердиться и на марсианской почве. Так что, учитывая нравы наших земных экстремофилов, вряд ли тамошние микробы могли зачахнуть, всего-навсего неделю проведя в темнице. Этому противоречат и данные «Викинга-2», извлекшего «живую» пробу из-под камня.

Одно из возможных объяснений состоит в том, что в образец, взятый с открытого грунта марсианской пустыни, могли попасть микроорганизмы, которым необходим свет; однако же есть виды, обитающие под камнями, и они в солнце вовсе не нуждаются. В итоге все, что можно сказать, — «вопрос, конечно, интересный»…

Что бы ни было истиной в запутанной череде положительных и отрицательных результатов, но данные ГХ-МС вкупе с «перекисной» гипотезой оказались для руководства экспедиции последним и решающим аргументом против марсианской жизни.

Левин до сих пор не может забыть свой шок на первой пресс-конференции, где было объявлено о результатах «Викинга». Рядом с ним сидел Джим Мартин, и обоих покоробило, когда руководитель группы Гарольд Клейн огласил официальное заключение, что миссия не нашла признаков жизни на Марсе.

«Когда он это произнес, — вспоминает Левин, — Джим Мартин пихнул меня в бок и прошипел: „Черт побери, Гил, оторвись же от стула и скажи им, что ты нашел жизнь!“»

Но он смолчал. Сегодня Левин объясняет, что ему приходилось считаться со своим относительно невысоким официальным статусом и «избегать конфликтов с другими членами группы». Растерянное молчание затянулось на десять лет, из которых первые три года ушли на поиски альтернативного объяснения собственных результатов. Затем на Левина вышел Джон Милан Лавуа-младший.

В бытность аспирантом Массачусетского технологического института Лавуа осуществил множество проверочных испытаний аппаратуры ГХ-МС для «Викингов». Его озадачила подгонка приборных показаний под категорический вывод об отсутствии жизни на Марсе. На эти данные, по словам Лавуа, следовало бы ссылаться с куда большей осторожностью.

Лавуа рассказал Левину, что во время предполетных тестов сконструированный в МТИ аппарат не раз давал сбои. Так, в образце грунта, доставленного из Антарктики, приборы не обнаружили органических соединений. Эта новость Левина особенно потрясла, поскольку тот же самый образец с маркировкой «Антарктический грунт № 726» использовался в предполетном тестировании всех его экспериментов. И когда Левин испытал 726-й по своей методике, жизнь в нем определенно теплилась: детектор показал повышение радиационного фона.

Несколько лет спустя один из инженеров, работавших в программе ГХ-МС, поделился с Левином похожей историей. Артур Лафлёр был одним из соавторов статьи, в которой описывались результаты этого эксперимента. Но приборы, как он рассказал, на самом деле были недостаточно чувствительны, чтобы четко опровергнуть данные Левина.

В 2000 году Левин и Лафлёр опубликовали совместную работу, в которой впервые обнародовали часть результатов предполетного тестирования ГХ-МС. Отказы аппаратуры случались неоднократно. В одном грамме антарктического грунта содержится до 10 тысяч микроорганизмов, но даже при концентрации в три миллиарда микроорганизмов на грамм прибор не выявил бы органических веществ. Марсианский грунт, вероятно, содержал не более 10 миллионов бактерий на грамм. Короче, двое исследователей объявили, что аппаратура ГХ-МС «не адекватна поставленным задачам».

По иронии судьбы к тому времени ее негодность была подтверждена, хоть и сквозь зубы, уже на официальном уровне. В 1996 году об этом сказал на пресс-конференции заместитель директора НАСА по космической науке Уэсли Хантресс. Мероприятие посвящалось возможному открытию следов жизни в марсианском метеорите ALH 84 001 (вопрос так и остался нерешенным). Камень, упавший в Антарктику около тринадцати тысяч лет назад, нашли в районе Аллан-Хиллс в декабре 1994 года. В нем ученые НАСА обнаружили микроскопические структуры, напоминающие окаменелых бактерий.

Один из журналистов задал Хантрессу прямой вопрос: изменит ли НАСА свою позицию? Если новая находка показывает, что жизнь на Марсе существовала, как получилось, что «Викинг» не обнаружил органических соединений? Очень просто, ответил тот. Во-первых, метеорит свидетельствует о прошлом марсианской жизни, но ничего не может сказать о ее настоящем. Во-вторых, районом «примарсения» «Викингов» была выбрана пустыня, чтобы посадка прошла максимально безопасно, а это «в известной степени снизило вероятность обнаружения органических веществ, если они вообще были на планете». Наконец, признал Хантресс, газовые хроматографы и масс-спектрометры были недостаточно чувствительны, так что можно допустить какие угодно исходы событий.

Последний гвоздь в гроб с данными ГХ-МС был забит в 2006 году, когда двенадцать исследователей, в их числе эксперт по Марсу из НАСА Крис Маккей, опубликовали статью об этом эксперименте в «Ученых записках Национальной академии наук». В заключительной части ее говорилось, что чувствительность приборов ГХ-МС была на несколько порядков ниже задуманной. «Анализы, выполненные спускаемыми аппаратами „Викингов“, не дали окончательного ответа на вопрос, имеются ли на поверхности Марса органические соединения», — утверждала статья.

На вечере, где отмечалась десятая годовщина полета «Викингов», Гилберт Левин произнес целую речь обо всех факторах, какие только могли исказить данные радиационной маркировки. Таких причин он перечислил около пятнадцати и каждую разбил в пух и прах. В заключение Левин заявил собравшимся: Марс «скорее жив, чем мертв». Их реакцию ученый описывает как «нечто вроде взрыва негодования». И на тридцатилетнюю годовщину полета его уже не звали.

В дальнейшем Левин предпочел действовать с оглядкой. Договориться о перепроверке экспериментов, вероятно, не составило бы особого труда, но к этому он не стремится, отстаивая осторожный подход к проблеме марсианской жизни. Левин абсолютно убежден, что его приборы нашли признаки жизни, но в то же время он не глух и к альтернативным интерпретациям. Даже когда другие ученые находят новые аргументы в поддержку его результатов, Левин придерживается на редкость консервативной позиции.

Скажем, Джо Миллер, цитолог из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, считает, что ему удалось определить циркадные ритмы газовой эмиссии в экспериментах Левина на «Викинге». Что бы ни поглотило радиоактивный гостинец, оно, согласно Миллеру, проявляло характерные циклические колебания в интенсивности энергообмена, связанные со сменой дня и ночи. Иными словами, выделение газов не было непрерывным, уровень менялся с периодичностью 24,66 часа (это длительность марсианских суток). Такие ритмы метаболизма обычны в земных условиях, и наблюдение Миллера, сдается, может послужить еще одним доводом против того, что в эксперименте Левина газовую эмиссию вызвали реакции неорганических веществ, вроде той же перекиси водорода. В 2002 году Миллер объявил открытие Левина «неоспоримым с более чем 90-процентной вероятностью».

Однако самого открывателя гипотеза не удовлетворила. Он пригласил для ее проверки профессора математики из Университета штата Вашингтон, и тот нашел выборку эмиссионных данных недостаточно полной. «Мы не считаем этот результат столь уж благоприятным», — говорит Левин. Когда исследователи из Италии также сообщили об обнаружении циркадных ритмов, Левин и к ним отнесся с прохладцей, повторив: «Неубедительно».

Он нашел иной способ разрешения проблемы: радиационный тест нужно модифицировать, использовав для подкормки хиральные молекулы. В природе многие химические соединения — например, глюкоза — встречаются в виде зеркальных изомеров, наподобие правой и левой руки («хиральный» — от греч. cheir, «рука»). Руки похожи на вид, но не одинаковы; у изомеров также совпадают физические и биохимические свойства, однако все земные организмы усваивают лишь один хиральный тип в каждой группе веществ (например, аминокислоты — исключительно «левые», а сахара только «правые»). Поэтому анализ хиральности газовых молекул, испущенных в новом радиационном тесте, может подтвердить наличие или отсутствие жизни: если между «правыми» и «левыми» изомерами обнаружится значительная диспропорция, это покажет, что эмиссия имеет не просто химическое, а биологическое происхождение. Многие ученые серьезно заинтересовались идеей: ее одобрил Уэсли Хантресс, а Крис Маккей из НАСА, строящий планы терраформирования Марса, собирается включить этот эксперимент в программу будущей марсианской экспедиции. Но Левин и тут не теряет осмотрительности: идея, по его словам, еще не дозрела. Главный ее недостаток в том, что не известно, какую хиральность выберут предполагаемые марсиане. «А если сразу обе?» — сомневается он.

Стало быть, в нашем распоряжении по-прежнему лишь результаты опытов, выполненных более тридцати лет назад на чужой планете, в 300 миллионах километров от Земли.

Для большинства ученых экспедиция «Викингов» осталась в прошлом, вспоминать о ней нет смысла. Например, Хантресс, ушедший из НАСА и ныне возглавляющий геофизическую лабораторию Института Карнеги в Вашингтоне, при всем своем уважении к Левину считает, что с 1976 года изменилась сама астробиология. Любая дискуссия о результатах «Викингов» неминуемо превращается в бесплодные споры о «точном» определении феномена жизни, условий ее появления и развития — особенно в свете недавнего открытия экстремофильных бактерий.

Так же думает эволюционный биолог Роберт Хейзен, работающий этажом выше Хантресса, в том же Институте Карнеги: никому, по его словам, не дано решить, как должна выглядеть «стопроцентно надежная» находка жизни. К тому же биологи больше этим и не занимаются: после «Викингов» они удалились с марсианского поля.

Теперь оно целиком за геологами и метеорологами. В годы «Викингов» почти весь научный арсенал НАСА направлялся на обнаружение того, что считали условиями для жизни — во всяком случае, по тогдашним понятиям. Вместо этого ученые сейчас ищут на поверхности Марса породы и структуры, которые могли бы подтвердить либо опровергнуть наличие на планете жидкой воды в прошлом или настоящем. При взгляде на список полетов к Марсу, осуществленных НАСА за последние пятнадцать лет^[14], становится ясно, что биологи, потерпев неудачу, решили не добиваться нового шанса. Сегодня в ходу иные дисциплины: ученые вернулись, как было до «Викингов», к камням да погоде.

«Марс Обсервер», запущенный в 1992 году и потерянный еще до входа на орбиту, предназначался для геологических, геофизических и климатологических исследований. В 1996-м «Марс Пасфайндер» сделал панорамные снимки, погодные карты и выполнил с помощью спускаемого модуля химические исследования камней и почвы. «Марс Клаймит Орбитер», утраченный сразу по прибытии 23 сентября 1999 года, задумывался как межпланетный метеорологический спутник. «Марс Полар Лэндер» должен был искать воду под поверхностью планеты, но и он погиб 3 декабря 1999 года. «Марс Глобал Сервейер» с сентября 1997-го изучал поверхность планеты, атмосферу, погоду и исследовал характеристики недр.

Затем, в 2004 году, в программу НАСА включились геологические роботы «Марс Спирит» и «Марс Оппортьюнити». Зонд «2001 Марс Одиссей» продолжает посылать на Землю геолого-минералогические и климатологические данные. «Марс Экспресс» ведет с орбиты поиск подпочвенных вод (его спускаемый аппарат «Бигль-2» лишился связи, но, по крайней мере, ищет следы органических веществ). Орбитальный аппарат «Марс Реконессанс» дает исключительно подробную информацию о геологических структурах. Пока пишется эта книга, к Красной планете летит «Марс Феникс». Он займется поисками замерзшей воды и молекул органики.

Судя по всему, поиск жизни на Марсе был разовым эпизодом, единичной вспышкой на экране большого радара науки. Едва ли не по всем разумным меркам мы нашли ее там, но второй взгляд так и не бросили. Хотя почти никто не сомневается, что в прошлом жизнь могла существовать на Марсе и многие эксперты полагают, что она есть там и сейчас, все же в роли научного консенсуса выступает заключение покойного Карла Сагана: вероятность того, что мы действительно обнаружили жизнь на Марсе, «исчезающе мала» (если буквально использовать сказанные им слова). Поэтому геологи могут и дальше шарить по Марсу роботами, беспокоясь о характерных скальных образованиях и жидкой воде и при этом умудряясь не приходить ни к каким заключениям. Никто не хочет ставить себя под удар, как это сделал Левин. Да, в общем, никто и не обязан.

Если это не скандал, то явное позорище. Подобный сверхосторожный, чересчур уклончивый подход к внеземной жизни оттягивает звездный час в истории человечества. Питер Уорд, профессор Вашингтонского университета в Сиэтле, специалист по биологии, астрономии, наукам о Земле и космосе, написал замечательную книгу, посвященную попыткам НАСА найти (и синтезировать) жизнь. В «Жизни, какой мы ее не знаем» Уорд недвусмысленно заявляет, насколько важен поиск живых творений в других мирах. «Открытие внеземных существ стало бы эпохальным», — пишет он. Так почему не ищем, не выслеживаем по пятам? Тут и ответов вразумительных не найти, кроме разве лишь бюджетного фарисейства да еще печального опыта людей, обжегшихся на молоке. К тому же это ведь не значит, что, обнаружив где-то в космосе какую-нибудь бациллу, мы успокоимся и прекратим дальнейшие поиски. Впереди еще более грандиозная цель.

По словам Мартина Риса, британского королевского астронома и президента Королевского общества, «главным полем исследований в ближайшие пятьдесят лет будет не физика и не (земная) биология. Совершенно явно, им станет поиск убедительных доказательств в пользу наличия либо, напротив, отсутствия разумных существ вне Земли». Его мнение вошло в книгу, обобщившую высказывания двадцати пяти выдающихся ученых о самых перспективных научных направлениях. Мартину Рису принадлежит также следующее высказывание: будь он американским ученым, выступающим перед Конгрессом, он «с большей радостью запросил бы несколько миллионов долларов на поиск внеземного разума, чем стал бы изыскивать фонды для обычных космических проектов или ускорителей элементарных частиц». Для Риса, самого выдающегося британского ученого, мирового авторитета в астрономии, это действительно важнее всего.

Более того, подобный поиск вовсе не пустая затея. Пит Хат из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, говорит о 50-процентной вероятности обнаружения разумных инопланетян «где-нибудь там» в ближайшие пятьдесят лет. Он готов биться об заклад: там, где есть жизнь, рано или поздно появляется разум. Кембриджский палеобиолог Саймон Конвей Моррис выпустил в 2003 году книгу «Решение жизни». В ней сказано: чтобы развиваться и сохраняться в доступных ей средах обитания, жизнь должна постоянно находить оптимальные решения возникающих перед нею проблем. Выбор вариантов задается законами физики и хоть кажется безгранично широким, на самом деле это не так; по сути, вариантов совсем немного. Это означает, что, где бы во Вселенной ни развивалась жизнь, она выглядит примерно одинаково. Химические кирпичики, из которых строится жизнь, могут меняться, но структурные формы и механизмы с неизбежностью сведутся к небольшому набору возможностей. Такое сведение, утверждает Конвей Моррис, неизбежно — дай только срок — повлечет за собой развитие разума, ибо разум — наилучший инструмент выживания.

А когда разум уже появился, дальнейшие преимущества в деле выживания дает речевое общение. Поэтому предположение, что далекие планеты населены мыслящими существами, способными разговаривать друг с другом и с жителями иных миров, не так уж невероятно. А по сути, если в нашей следующей аномалии есть хоть какой-то смысл, Пит Хат, возможно, уже выиграл пари.

7. Сигнал из трех букв

А был ли контакт-то?

Есть в науке золотое правило, помогающее исследователям ориентироваться в трактовках новых фактов. Принцип, известный под названием «бритва Оккама», гласит, что из многих интерпретаций нужно выбирать самую простую и экономную, отсекая «лишние сущности». Если так подходить к радиосигналу, принятому в августе 1977 года телескопом «Большое ухо» в Университете штата Огайо, то его можно с уверенностью счесть посланием внеземной цивилизации. Почему? Потому что в точности такой сигнал предсказала научная теория.

В сентябрьской книжке журнала «Нейчур» за 1959 год, между сообщениями о математических моделях роения пчел и об изменениях метаболизма эритроцитов под воздействием рентгеновских лучей, вышла первая научная статья об ожидаемых характеристиках межзвездных сообщений. Ее написали двое физиков из Корнелльского университета в Нью-Йорке — Джузеппе Коккони и Филип Моррисон. Коккони не был знаменит, Моррисон же имел примечательную научную биографию. Защитив свою первую диссертацию под руководством Роберта Оппенгеймера, он играл важную роль в Манхэттенском проекте. Моррисон был и в составе группы, которая отправилась на остров Тиниан в западной части Тихого океана, чтобы собрать атомную бомбу, впоследствии разрушившую Нагасаки. Убедившись в результатах этого взрыва, Моррисон превратился в рьяного противника распространения ядерного оружия. Наконец, он же стал одним из основателей проекта по поиску внеземного разума (в общепринятом сокращении — SETI^[15]).

Авторы статьи предположили: любое разумное существо, желая привлечь внимание высокоразвитых собратьев в других мирах, прибегнет к радиоволнам. Эта технология сравнительно проста и экономична; огромные расстояния преодолеваются с минимальными затратами энергии. Выбор несущей частоты должен быть связан с той или иной универсальной величиной. Моррисон и Коккони считали, что инопланетная цивилизация воспользуется числом, указывающим на самый распространенный в космосе элемент — водород. Любым существам, способным устроить сеанс межзвездной связи, заведомо известно, что водород излучает на частоте 1420 мегагерц, а следовательно, эта величина вызовет особый резонанс во Вселенной.

Инопланетный сигнал, таким образом, с максимальной вероятностью придет на этой волне и ни на какой другой. Комбинация нескольких частот требует больших затрат энергии; если нужно сэкономить киловатты на максимальном расстоянии, используется узкий диапазон. Есть здесь и дополнительное преимущество: ни одно природное явление не излучает в таком режиме, значит, узкополосный радиосигнал гарантированно привлечет внимание любого разумного адресата.

Пятнадцатого августа 1977 года сигнал, в точности совпадающий с параметрами Моррисона-Коккони, был уловлен в городе Делавэр, штат Огайо, расположенном рядом со столицей штата городом Колумбусом.

В фильме «Контакт» по одноименному роману Карла Сагана главная героиня, которую сыграла Джоди Фостер, принимает сигнал из космоса, вот тут-то и начинается светопреставление. Агентство национальной безопасности рвется взять научный проект под свой контроль, на стол президенту ложится доклад, и его советники слетаются к месту событий на черных армейских вертолетах, похожих на торпеды… Вокруг «Большого уха» ничего похожего не произошло.

В 23:16 по восточному летнему времени одно из двух приемных устройств телескопа уловило сигнал. Компьютер зарегистрировал колебания тока, индуцированные в сети электромагнитной волной, и продолжил писать все, что небо пошлет, — как потом выяснилось, один шум. Спустя три минуты второй приемник жестко зафиксированного телескопа, следуя вращению Земли, нацелился на источник сигнала, но тот уже пропал.

На следующий день — разумеется, по чистому совпадению — скоропостижно умер Элвис Пресли. А еще через трое суток, после того как двадцатитысячная толпа поклонников промаршировала у открытого гроба Элвиса в его поместье Грейсленд, на «Большое ухо» приехал из Колумбуса компьютерный техник, чтобы остановить обработку данных, вывести их на печать, а затем полностью очистить память. Процедуру приходилось повторять каждые несколько дней — в те годы объем жестких дисков не превышал одного мегабайта. Рискованный проект SETI не мог позволить себе роскошь вечно хранить электронные архивы. На обратном пути из Делавэра в столицу штата техник завез распечатку домой Джерри Эйману.

Человек, обнаруживший вероятный сигнал инопланетян, не может не войти в легенду. «На моем месте это сделал бы любой», — отнекивается Эйман со своей обычной скромностью. Но кто бы еще с таким восторгом очарованного первооткрывателя написал на полях большими буквами: «WOW!»?! Любой другой, скорей всего, отметил бы заинтересовавший его столбец звездочкой или стрелкой. Эйман же обозначил эпохальный момент возгласом восхищенного удивления.

Этому словечку, как и многим междометиям, трудно подобрать точные эквиваленты на других языках. Посему термин «сигнал „Вау!“» прижился (к немалому удивлению Эймана) у космологов всех стран. Однако тут дивиться нечему: заряд эмоций от первого послания со звезд, быть может, даже преуменьшен. Побеседуйте с астрономами — только непременно с глазу на глаз, — и почти любой из них скажет, что ничего важнее этого в мире нет. Мы вкладываем массу сил в попытки понять, откуда взялась жизнь, как она возникла на планете Земля, потому что для нас это, вполне возможно, самый главный из всех вопросов. Действительно ли люди уникальны? Вероятно, рассудительнее всех об этом высказался ученый-физик и писатель-фантаст Артур Чарльз Кларк. Ему принадлежат слова: «Иногда я думаю, что мы одни во Вселенной, а порой я так не думаю. В обоих случаях ясности нет».

Сэр Артур Кларк был прав. Если мы одни на свете, это необычная ситуация. Если нет, то тем более. Если обнаружится, что мы одна из форм жизни на планете, обретающейся среди множества обитаемых миров, представление «быть человеком» — да что там, «быть живым»! — обретет совершенно иное измерение. Если же мы выясним, что какая-то из этих «жизней» вне Земли обладает разумом, перед людьми откроются вовсе небывалые перспективы. Быть может, однажды мы установим контакт с другими видами мыслящих существ.

Потому люди и стараются отыскать жизнь — или, сказать точнее, подходящие для нее условия — вне земных пределов. Марсоходы, как мы убедились, ищут сейчас не самих живых существ, но свидетельства, что на Марсе есть или была вода в жидком виде. И не только на нем: аналогичные поиски ведет зонд «Гюйгенс» на Титане, гигантском спутнике Сатурна. Европа, луна Юпитера, также рассмотрена на сей предмет и признана потенциально пригодной. Все эти тела Солнечной системы — лишь первый шаг; Вселенная полна планет, предоставляющих богатую палитру возможностей для развития жизни.

Мы живем в дни настоящего бума открытий планет на орбитах далеких звезд: до 1988 года не было найдено еще ни одной, а к августу 2007-го имелось уже 249 подтвержденных наблюдений^[16]. Есть разные способы таких наблюдений. Можно, например, выявить характерные аномалии вращения звезды, вызываемые другими массами в ее поле тяготения. Или же проанализировать ее свечение и установить, поляризуется ли свет, то есть изменяется ли его электрический вектор при прохождении световой волны через газообразную планетную атмосферу. Можно определить эффект линзирования: гравитация планеты искривляет окружающее пространство и тем самым искажает траекторию проходящих сквозь поле лучей. Еще есть метод транзитной фотометрии: звезда как бы слегка тускнеет в моменты, когда планета проходит на ее фоне.

Это лишь малая часть методик — их на самом деле множество, и все по-своему результативны. В конце концов дошло до того, что само по себе открытие очередной экзопланеты уже не считается первоклассной новостью. Сегодня выйти на первые полосы газет можно только с новой планетой, расположенной в зоне Златовласки своей звезды.

Выбирая имя для наиболее привлекательных областей Вселенной, ученые воспользовались забавной литературной ассоциацией из сказки о трех медведях и девочке, для которой каша в одной тарелке была слишком горячей, в другой — слишком холодной, а в третьей — «в самый раз!»^[17]. Точно так же в космических зонах Златовласки температура не слишком высока, не слишком низка, но способна поддерживать стабильное существование жидкой воды на поверхности планет. Таких небесных тел пока найдено всего несколько. Например, в мае 2006 года ученые объявили об открытии сразу трех планет, эквивалентных по массе нашему Нептуну; все они находятся приблизительно в сорока одном световом годе от Земли. Самая удаленная от своего светила попадает в зону Златовласки. В апреле следующего года исследователи обнаружили у одной из звезд в созвездии Весов планету, получившую имя Глизе 581с. Она также обращается в этой зоне^[18].

Несмотря на столь заметные успехи в поиске подходящих планет вне Солнечной системы, как только дело доходит до жизни как таковой, всякий раз возникает проблема непреодолимых расстояний. Признаки жизнедеятельности организмов или, как минимум, благоприятные условия на планете, в принципе, можно обнаружить, анализируя спектры излучения ее поверхности или атмосферы, но это пока все, что нам доступно. Если жизнь обретается глубоко под поверхностью или попросту «дремлет», ничего нельзя узнать наверняка. Чтобы отправить к экзопланетам хотя бы исследовательские зонды, не говоря уже о людях, земным технологиям потребуется некий драматический рывок.

Значит, приходится уповать на то, что инопланетяне сами захотят выйти с нами на связь. Такое не случалось еще ни разу… а если все же было, то не смогло убедить всех и каждого. Единственным реальным и оттого особенно заманчивым свидетельством остается сигнал «Вау!».

Распечатку трехдневных показаний «Большого уха» Джерри Эйман прочел за кухонным столом. Сигнал имел вид: 6EQUJ5. Различные символы обозначают интенсивность электромагнитного излучения, зарегистрированного приемным устройством. Низким уровням соответствовали цифры от 0 до 9, далее компьютер переходил на буквы: десятый уровень интенсивности — А, одиннадцатый — В и так далее. Таким образом, последовательность 6EQUJ5 означает, что интенсивность устойчиво нарастала, достигла пика и так же равномерно пошла вниз. Буква U обозначает самое большое значение интенсивности, когда-либо полученное на радиотелескопе. Ширина сигнала также оказалась примечательной: не больше десяти килогерц, приблизительно одна миллионная частоты передачи. По всем признакам это был узкополосный радиосигнал с частотой 1420 мегагерц. Эйману было известно, что сказали Моррисон и Коккони об ожидаемых параметрах межзвездной связи. Все совпадало.

Последовательность 6EQUJ5 стояла в самом начале листа; Эйман отметил ее словом из трех букв и принялся смотреть дальше, не повторится ли сигнал. Ничего похожего.

Однако и этого хватило. За восемнадцать лет до того, как сигнал «Вау!» коснулся Земли, даже раньше, чем был задуман проект SETI, два физика предсказали, как, скорее всего, будет выглядеть межзвездное послание, и их соображения были удивительно похожи на сигнал, прочитанный Эйманом. Если исходить из того, что наука развивается, выдвигая гипотезы, которые затем должны подтвердиться наблюдениями, версия с инопланетянами попадает в яблочко.

Так где же засела «иностранная радистка»? Передача велась из единственной точки. Джерри Эйман вместе с начальником Робертом Диксоном взялись за карты звездного неба в поисках точных координат. Оказалось, сигнал пришел из звездного скопления под названием Чайник в созвездии Стрельца. Если совсем точно, с северо-западной стороны шарообразного скопления М55, лежащего к востоку от «ручки чайника». Там явно не было ничего подходящего.

Хотя сигнал «Вау!» вовсе не походил на флуктуацию, ученые все же попытались выследить космический корабль, спутник или даже самолет, который мог случайно испустить нечто похожее. Но мало того что здесь не обнаружилось ни одного искусственного объекта, способного «наследить» в эфире подобным образом, — частота 1420 МГц вообще закрыта для всех земных радиопередатчиков! В общем, никакого примиряющего с действительностью объяснения не нашлось.

Как нет его и три десятилетия спустя. А больше-то и сказать нечего. Потому что после того единственного случая ничего похожего на этот сигнал исследователи уже не встречали, хотя повторили поиск больше сотни раз. Увы и ах. Все компьютерные распечатки упрямо отображали один только радиошум при полном отсутствии мало-мальски интересных вестей из глубокого космоса. В такую же бесконечную, унылую, монотонную рутину превратилась вся охота на внеземной разум. Впрочем, порой приборы выдавали кое-что любопытное, но это неизменно оказывалась ложная тревога — отражение земных сигналов от спутника или космического корабля, а то и вовсе от какого-нибудь мусора.

Многие старались, да никому не удалось. Исследователи с «Большого уха» проанализировали, кажется, все мыслимые причины: работу спутников, гармонические частоты наземных передатчиков, метеоритные помехи, радиосигналы самолетов, земное телевидение или радиовещание и еще сто тысяч причин. Ничто не соответствовало характеристикам сигнала «Вау!». Во время нашей первой встречи с Эйманом Джерри сказал, что все еще ждет «однозначного объяснения, которое имело бы смысл». И не похоже, чтобы он так уж цеплялся за инопланетян: слепая вера ему вообще не свойственна. Просто это пока единственная удовлетворительная версия — если, конечно, можно удовлетвориться мимолетным касанием.

Собственно, однократность сигнала «Вау!» и есть его ахиллесова пята. Джоди Фостер в фильме «Контакт» то и дело записывает инопланетные передачи, длящиеся часами, сутками, даже неделями. «Большое ухо» приняло только один сигнал продолжительностью в 72 секунды. И второй приемник, выйдя на ту же точку в небесах через три минуты после первого, уже ничего не уловил.

Все это, конечно, склоняет к мысли отмахнуться от сигнала «Вау!». Наверное, просто помехи какие-нибудь в электронике, или лопнул пузырек азота в охладительной системе телескопа, или… еще что-нибудь. Но если это все-таки был тот самый инопланетянин (или та, или то), тогда почему связь прервалась так быстро — ведь вроде бы любая целенаправленная передача длится побольше трех минут?

В том и беда, что строить предположения просто не на чем. Хуже того, наши искатели внеземного разума прекрасно отдают себе отчет, что космические собратья вполне могли ограничиться и однократным сигналом. Поскольку сами они поступили именно так.

В 1974 году НАСА организовало передачу сигнала с телескопа Аресибо в направлении щедро усеянной звездами галактики М31, которая вполне могла бы стать подходящим домом для «ближних» соседей. Земное послание представляло собой последовательность двоичных чисел, которые при правильном совмещении (подсказкой служили тщательно распределенные простые числа) складывались в стилизованную фигурку «ручки-ножки-огуречик», двойную спираль ДНК и схему Солнечной системы. Обитателям М31, когда они получат сигнал — а это случится не раньше чем через 21 тысячу лет, — не придется сомневаться, что он отправлен разумными существами. Им, возможно, даже удастся определить, откуда пришли радиоволны. Для их цивилизации это будет, пожалуй, историческое событие — первый контакт с разумными инопланетянами. Но если обитатели той галактики сколько-нибудь похожи на нас, то наверняка самые умудренные скептики из их числа авторитетно укажут: мол, нельзя делать выводы из единственного сигнала, сколь бы технично он ни был составлен. Как известно всем разумникам, с точки зрения статистики одиночный факт ни о чем не говорит. Если бы другие действительно хотели заявить о себе, то просигналили хотя бы дважды, верно? Вот так мы, возможно, оплошали при первой же попытке связаться с соседями по космосу. Остается утешаться догадкой, что и они как будто дали маху.

Смысл сигнала «Вау!» остается темным еще и потому, что к нему невозможно применить другое золотое правило науки: повторить наблюдение. Государственные субсидии на поиск инопланетян иссякли, не стало и «Большого уха». В 1988 году телескоп демонтировали, освободив место, чтобы там обустроить шикарную площадку для гольфа. Узнав об этом, конструктор «Большого уха» Джон Краус объявил двадцать восьмое декабря 1982 года — дату подписания купчей на земельный участок — днем позора. «Веслианский университет предал мое доверие, продав землю под „Большим ухом“, — вспоминал он в апреле 2004 года. — А какие открытия и наблюдения еще можно было сделать, если бы телескоп не уничтожили!» Речь шла, по сути, о «джентльменском соглашении» между Веслианским университетом штата Огайо, которому принадлежал участок, и Университетом штата Огайо, чьими силами был построен телескоп. В местной прессе поднялся шум, и вскоре президент Веслианского университета подал в отставку. Астрономы договорились скинуться всем миром, чтобы предложить застройщику четырехкратную цену. Однако не помогли ни общественные протесты, ни готовность идти ва-банк.

Рвачи и политиканы без конца ставили палки в колеса SETI. Возможно, проект казался им особенно легкой добычей оттого, что не сулил скорых и понятных дивидендов; как бы то ни было, он быстро превратился в мишень пошлейших нападок.

Первая отравленная стрела вылетела уже через полгода после того, как сигнал «Вау!» достиг Земли. Сенатор от штата Висконсин Уильям Проксмайр высматривал среди получателей правительственных грантов очередного кандидата на антипремию Золотого Руна, присуждавшуюся его офисом «за бесполезную, бессмысленную и нелепую трату средств налогоплательщиков». На исходе трудного для Америки десятилетия грандиозная пиар-кампания Проксмайра стала настоящим бальзамом, пролившимся на души избирателей, но придумывать все новых растратчиков оказалось делом нелегким, ведь демонстрация неусыпных забот о благе народа шла в ежемесячном режиме.

В феврале 1978 года сенаторский выбор пал на НАСА в связи с «предложением потратить в течение семи лет от 14 до 25 миллионов долларов на поиски разумной жизни в космосе». С научной точки зрения идея выглядела вполне здраво. Проект, окрещенный совершенно чудовищным, по нынешним меркам стильного научного пиара, имечком — Программа микроволновых наблюдений (Microwave Observing Program; аббревиатура этого выражения на английском, МОР, читается как слово «швабра»), — получил поддержку ведущих ученых и примерно 1,5-миллионный годовой бюджет на широкий поиск аномальных сигналов из космоса с помощью микроволновых радиолокаторов. Но Проксмайр уже вышел на цель и к 1982 году сочинил специальный законопроект по изничтожению «Швабры» путем распила ее бюджетной рукоятки. К счастью, за программу вступился Карл Саган.

Величина Сагана — популяризатора науки сопоставима с шутливой единицей измерения, названной коллегами в его честь («саган» — любое число больше четырех миллиардов). Его мини-сериал «Космос: персональное путешествие», запущенный в 1979 году, вплоть до начала девяностых был самой популярной из программ общественного телевидения. Около шестисот миллионов зрителей просмотрели сериал, заразившись от харизматического ведущего благоговением перед раскрывшейся перед ними вдохновляющей, захватывающей картиной Вселенной. В 1982 году, на пике своей влиятельности, Саган встретился с Проксмайром. Сенатор, выслушав его доводы, быстро сориентировался и дал задний ход, даже принес извинения. Саган тут же организовал собственную публичную кампанию, заручившись воззванием с подписями ряда виднейших ученых мира, включая семерых нобелевских лауреатов, и сумел убедить американцев, что поиски внеземного разума не только стоящая, но и просто-таки необходимая задача науки. Неудивительно, что спустя десять лет сенатор от Невады Ричард Брайан, напавший в свой черед на проект SETI, отказался видеться с астрономами.

Шестого октября 1992 года газета «Нью-Йорк таймс» восторженно описывала перспективы нового «фронтира в космосе»:

«Астрономы, чуждые туманного философствования и выдумок научной фантастики, намерены приступить к широкомасштабному, высокотехнологичному поиску следов разумной жизни в других уголках Вселенной. Новые исследования начинаются символично: в понедельник, в день 500-летнего юбилея прибытия Колумба в Америку».

Через год, почти день в день, та же газета поделилась с читателями горестным недоумением под заголовком: «Больше не звоните, мы сами с вами свяжемся. Как-нибудь потом».

«В прошлом году, в пятисотую годовщину открытия Америки, НАСА торжественно объявило о рассчитанном на десятилетний срок проекте космического мониторинга радиоволн, посылаемых внеземными цивилизациями. И вот, как раз ко Дню Колумба-1993, программа закрывается; ее бюджет, составлявший ежемесячно миллион долларов, попал под секвестр».

Автор статьи Джордж Джонсон не удержался от образного сравнения:

«Представьте себе, что великий мореход в поисках западного пути в Индию доплыл до Канарских островов — и тут вдруг королева Изабелла отзывает его обратно, решив по здравом размышлении сэкономить свои драгоценности».

Виновником несчастья был сенатор Брайан. Он под занавес сессии продавил законодательную поправку, отменившую финансирование SETI. Свой ход Брайан прокомментировал пошлой ремаркой: дескать, «миллионы потрачены, а мы всё никак не можем отловить одного-единственного маленького зеленого человечка. За это время ни один марсианин не потребовал встречи с нашим президентом, и ни одна летающая тарелка не запросила у Федерального управления гражданской авиации разрешения на посадку».

На сей раз приверженцы SETI ничего не могли поделать. Сет Шостак, нынешний директор Института поисков внеземного разума — преемника одноименного проекта НАСА, теперь финансируемого частным сектором, — вспоминает, как просил сенатора о встрече, но тот его не принял. Поправка Брайана была принята, и на том закончились общественные усилия ответить на основной вопрос человечества. Эта ошибка так и не исправлена; не подействовало и возмущение «Нью-Йорк таймс» близорукостью государственных мужей. Федеральное финансирование SETI прекратилось.

Сегодня проект получает поддержку почти исключительно от частных фирм Кремниевой долины. В 1993 году, когда иссяк денежный поток, Барни Оливер — руководитель научных исследований компании «Хьюлетт-Паккард», человек, подаривший миру карманный калькулятор, — обзвонил кое-кого из важных шишек. Подлинной страстью Оливера была не оргтехника, а астрономия, особенно SETI, и он буквально заставил Билла Хьюлетта и Дэвида Паккарда раскошелиться, чтоб удержать проект на плаву.

Именно такие люди, как эти бизнесмены, по причинам, которых никто толком не понимает, помогают SETI по сей день; их пожертвования позволяют исследователям оплачивать скудный запас рабочего времени на чужом телескопе и нескольких штатных сотрудников. Но Хьюлетта с Паккардом уже нет в живых, теперь главным спонсором стал другой знакомый Оливера, соучредитель «Майкрософта» Пол Аллен. Постройка собственного оборудования института — «составного телескопа Аллена» с массивом из 350 антенн — затягивается из-за сомнений спонсора в своих возможностях осилить такую махину без долевого участия государства, а никто из распорядителей общественных фондов не желает дать ни цента.

Нетрудно понять, почему люди, отвечающие за казенные бюджеты, уклоняются от финансирования внеземной радиоразведки. Джерри Эйман признает, что эта задача подобна поискам иголки в стоге сена, «с той разницей, что вы не знаете, где стоит этот самый стог, и даже не знаете наверняка, есть ли в нем игла». В самом деле, поиск инопланетного разума основывается на ворохе догадок, и остается лишь надеяться, что какие-то из них не столь уж ошибочны. Но то же самое можно сказать о разведке экзопланет, а у нее нет трудностей с деньгами.

Возьмем последнюю моду в космологии: растущий список «планет Златовласки». Стоит только задуматься над ограниченностью наших представлений о характере внеземной жизни и условиях, потребных для ее развития, — и весь набор предполагаемых критериев, основанный на наличии жидкой воды, сразу начинает казаться довольно хлипким.

Жидкая вода вовсе не обязательна для того, чтобы жизнь существовала и процветала, а при некоторых обстоятельствах она может стать поцелуем смерти. Для иных биологических форм роль воды может выполнять серная кислота — например, атмосфера Венеры представляет собой гигантское облако аккумуляторной кислоты, и ученые допускают, что эти кислотные капельки могут служить приютом для жизни. Постольку, поскольку воды там нет вовсе. Меж тем как именно вода превращает серную кислоту в коррозионного агента; в сущности, кислота служит только катализатором химических коррозионных реакций, известных под названием гидролиза, а расщепляет белки не что иное, как вода.

Инженеры знают, что некоторые биологические ферменты, применяемые в химическом промышленном производстве, совершенно одинаково работают как в воде, так в жидком углеводороде гексане. Жизнь способна обойтись и вовсе без углерода: его «одногруппник» по периодической таблице, кремний, также может служить основой органических молекул. На Земле вода и углерод имеются в изобилии, а кремний «заперт» в каменной оболочке планеты — в основном из него состоит, например, такая обыденная вещь, как песок. Неудивительно, что вся земная жизнь строится на углероде и воде. Однако в иных мирах, которые мы так мечтаем увидеть своими глазами, на нас вполне может взглянуть с тем же любопытством самый настоящий Песочный человек. И не исключено, что его силикатные органы зрения сформировались вдали от любых зон Златовласки.

Гипотезы о «кремниевой» или «кислотной» жизни расширяют критерии поиска других сред обитания, а вместе с тем усложняют задачи SETI. Очень может быть, что общение с инопланетянами будет чем-то таким, что нам вообще не приходило в голову. Но коль скоро подобные соображения не мешают нам разыскивать обитаемые экзопланеты, то и проект SETI не теряет смысла.

Впрочем, попыток обессмыслить его было немало. Наверное, самое знаменитое замечание отпустил в 1950 году итальянский физик Энрико Ферми: «Если они есть ТАМ, то почему их нет ЗДЕСЬ?» Суть парадокса Ферми (эта реплика так поныне и называется — «парадокс Ферми») вот в чем: при том что бесконечный космос предоставляет практически неограниченные возможности для развития разума во Вселенной, мы до сих пор так ни разу и не встретились с инопланетянами, даже не обнаружили признаков, что они общаются между собой посредством космической связи. В ответ на парадокс Ферми было выдвинуто множество предположений: например, что «иные» не желают видеться и общаться с нами или что они уже давно обитают здесь, маскируясь под земные формы жизни… Самое же убедительное объяснение заключается в том, что мы не очень хорошо всматриваемся и вслушиваемся. Но даже если бы мы делали это просто замечательно, вовсе не обязательно, что мы хорошо представляли бы себе, как именно надо всматриваться и к чему прислушиваться.

Действительно, мы не имеем понятия, как мог бы выглядеть целенаправленный сигнал «иных». Гипотеза Моррисона — Коккони при всей своей внешней строгости может оказаться на поверку довольно примитивной. Если иная цивилизация настолько высоко развита, чтобы регулярно отправлять в космос содержательные послания, то она, надо думать, очень далеко обогнала землян. И возможно, для нее все наши понятия о «правильной» сигнализации — то же, что для нас дымные костры далеких предков или световые семафоры: безнадежно отсталая старина.

Лучше уж надеяться на то, что инопланетяне в своих сообщениях воспользуются математическим кодом — последовательностью простых чисел, или числом «пи», или какой-либо счетной системой из тех, что мы привыкли считать универсальными. Есть и другие варианты. Проект Гарвардского университета исследует спектральные линии, зарегистрированные оптическими телескопами, с целью определения «постоянных источников» лазерных лучей в открытом космосе. В университете Беркли изучают 2500 ближайших звезд, отслеживая лазерные импульсы, которые, возможно, посылает далекая цивилизация. Большинство же предприятий SETI, включая долгострой Аллена, сосредоточены на поиске узкополосных радиосигналов по образцу Моррисона — Коккони. Хотя таковые вряд ли принесут действительно ценную информацию (во всяком случае, доступную для прочтения имеющимися средствами), но их повторное получение помогло бы привлечь финансы для постройки радиотелескопов, способных расшифровать любой сигнал в этом диапазоне. На это, по крайней мере, рассчитывают сотрудники института.

И что теперь думать о сигнале «Вау!»? Неясно. Пришел он из пустынных областей Вселенной, где нет ни малейших предпосылок для развития жизни земного типа. Потому самое умное, что мы можем предложить: сигнал был отправлен с летящего звездолета. Возможно, его испустил радиомаяк, на минуту сбившись с азимута, когда инопланетяне путешествовали по космосу. Но отсюда уже прямая дорожка в фантастическую беллетристику.

Пример разумного подхода можно найти на сайте Института SETI, где в одном ряду с сигналом «Вау!» упомянута другая аномалия. «Холодный ядерный синтез не вызывает доверия, потому что никто не смог повторить его у себя в лаборатории. Точно так же внеземные сигналы могут считаться достоверными лишь в том случае, если они наблюдались неоднократно». Одним словом, мы не принимаем на веру единичный факт, а ищем новые.

И что же, разве ищем? В общем-то, нет. Охота на инопланетян остается уделом горстки энтузиастов. Учитывая мнение ученых о ставках в этой игре, такое не назовешь иначе как скандалом. Если догадка о природе сигнала «Вау!» верна, перед нами классическая аномалия в духе Томаса Куна: упорно занимаясь ею, мы сможем радикально изменить наши представления о космосе и собственном месте в нем. То была бы научная революция под стать коперниковской. Но пока, как мы видим, академические верхи игнорируют ситуацию.

К счастью, есть шанс прояснить природу жизни и нашего места на ее иерархической лестнице, не удаляясь в глубины космоса. Если бы к Мартину Рису прислушались и программа SETI получила хотя бы скромное финансирование, это помогло бы нам исследовать самые дальние пределы космоса в поисках глубинной природы жизни. Но оказывается, не меньше света на проблему способна пролить другая аномалия, обнаруженная в буквальном смысле у нас под носом. Это существо (если можно его так назвать) заполнило своим микроскопическим телом целую пропасть между живой и неживой природой — притом совершенно немыслимым образом, а анализ его генома заставляет переписывать всю историю жизни на Земле.

Немалое достижение для скромного вируса.

8. Вирус-переросток

У жизни на Земле непредсказуемое прошлое

Пожалейте пропащие души турагентов и гидов, вынужденных рекламировать публике прелести йоркширского города Брэдфорда. Там с первого шага темнеет в глазах от угрюмых заводских корпусов — «чертовых мельниц» промышленной революции. На втором шаге настроение окончательно портится от мысли, что именно здесь проживал Йоркширский Потрошитель, печально знаменитый в 1970–1980-е годы серийный убийца проституток. Неподалеку отсюда родились и жили сестры Бронте, но земные пути писательниц были недолги и не слишком счастливы. Эмили скончалась от туберкулеза в тридцатилетием возрасте, через год после выхода в свет романа «Грозовой перевал». Шарлотта, сочинившая «Джейн Эйр», умерла в тридцать девять на раннем сроке беременности. Наконец, сегодня, по крайней мере в Великобритании, этот город известен более всего как очаг расовых беспорядков, разбушевавшихся летом 2001 года.

Вместе с тем Брэдфорду принадлежит как минимум один важный вклад в развитие естественных наук. В 1992 году сотруднику Лабораторной службы общественного здравоохранения, микробиологу Тимоти Роуботаму поручили найти рассадник особенно злостной вспышки пневмонии. В ходе исследований он отправил на анализ воду из градирни местной больницы. Получив образцы, Роуботам обнаружил в них амебную фауну. Сама по себе вещь обычная, однако эти амебы оказались заражены бактерией, которую он не смог с ходу определить. Роуботам дал ей условное название по самому заурядному из ученых шаблонов — «брэдфордский кокк». В остальном находка не вызвала у него особого интереса. Борьба с эпидемией не оставляла времени, так что биолог сунул образцы в заморозку и занялся неотложными делами.

Одиннадцать лет спустя выяснилось, что Роуботам изловил монстра. Это, безусловно, самый большой вирус из всех известных науке. Он просто огромен — раз в тридцать больше риновируса, вызывающего простудные заболевания. И вдобавок с неимоверным трудом поддается уничтожению. Большинство вирусов разрушается при высоких температурах или в концентрированной щелочной среде либо под действием ультразвука — но только не этот. Однако по-настоящему ученых озадачило совсем другое. В итоге самую важную роль вирус-переросток сыграл не в системе здравоохранения, а в летописи земной жизни.

Вирусы известны науке немногим более ста лет. В конце девятнадцатого века российское правительство послало биолога Дмитрия Ивановского выяснить, что губит посевы табака в Крыму. Что бы это ни было, оно беспрепятственно проскакивало фарфоровые фильтры, через которые лаборанты просеивали микробные культуры. В 1892 году Ивановский опубликовал статью с описанием обнаруженной им новой разновидности мельчайших болезнетворных микроорганизмов. Шесть лет спустя голландский микробиолог Мартин Бейеринк дал находке окончательное название: вирус. На древней латыни это слово означало липкую жидкость или яд.

Хотя первыми вирусный след взяли двое европейцев, решающий выстрел в погоне принадлежал американцу. В 1946 году Уэнделл Мередит Стэнли получил Нобелевскую премию за выделение в кристаллическом виде вируса табачной мозаики. Любопытно, что присудили ее в области химии. Хотя вирусы неразрывно связаны с живыми системами, они почти неизменно рассматривались не как особая форма жизни, но как обычные химические соединения — безжалостные смертоносные механизмы, одержимые размножением, однако неспособные к нему сами по себе. Существование вирусов невозможно без хозяев-носителей — живых клеток, производящих белки и энергию для своих паразитов. Вирусы — аномалия эволюции, абсолютные разрушители вроде жизнеподобных, но бездушных роботов из фильма «Терминатор». Они не часть живого мира.

Одно лишь нарушает традиционные представления; это нечто сейчас находится в лабораторной морозильной камере в Марселе.

Марсель, древнейший город Франции, в наше время превратился в Мекку эпидемиологов. Вероятно, из-за своего уникального исторического опыта: когда в 600 году до нашей эры финикийцы заложили в здешней бухте порт Массалию, эта гавань связала через Средиземное море запад Европы с Северной Африкой и Ближним Востоком, заодно открыв дорогу «черной смерти». Первые известные случаи бубонной чумы в Марселе отмечены в 543 году от Рождества Христова.

Чума — еще один пример изощренной адаптации микроорганизмов. Размножаясь на первичном хозяине, блохе, чумные палочки закупоривают ее пищеварительный тракт. Насекомое не может насытиться, сколько ни выпьет крови из собственного носителя — обычно грызуна, и сосет буквально как очумелое, безудержно меняя хозяев, пока не погибнет. Кровь же, достигнув бактериальной пробки в зобу, отрыгивается вместе с палочками, которыми блохи заражают всё новых животных и людей. Эпидемия распространяется без границ.

В 1346 году судно с Востока снова завезло в город чуму; количество жертв той эпидемии во всей Европе оценивают в 25 миллионов. Но память у людей коротка, и движет ими чаще алчность, нежели здравый рассудок. Когда в 1720 году в Марселе пришвартовался корабль с грузом тканей и хлопка из Леванта, а также с несколькими зараженными на борту, портовая администрация объявила карантин, но коммерсанты желали приступить к торговле немедля. Под их нажимом карантин был отменен; так началась Марсельская чума. За два года от нее умерли почти пятьдесят тысяч человек — половина городского населения. Не меньше народу погибло и в окрестностях к северу от Марселя. Неудивительно, что инфекционисты на медицинском факультете Средиземноморского университета Экс — Марсель II имеют репутацию самых знающих в мире.

Президента этого университета зовут Дидье Рауль. Его послужной список читается как каталог научных дисциплин, которые особенно хороши тем, что постигать их пришлось не нам: ученые степени по бактериологии, вирусологии и паразитологии. В дни, когда весь остальной мир строил планы на заключительный сочельник уходящего тысячелетия, доктор Рауль залезал в рот скелетам, захороненным в четырнадцатом веке, и брал с уцелевших зубов соскобы на ДНК, пытаясь установить, убила ли этих людей чумная палочка или смертоносный вирус наподобие лихорадки Эбола. Рауль к любым возбудителям инфекций питает неудержимую научную страсть. И когда Тимоти Роуботам предложил ему исследовать сублимированную бактериальную культуру, ускользавшую от всех попыток классификации, он согласился с величайшей охотой. Быть может, потому, что не знал тогда, с чем связывается.

Первым делом образец попал под микроскоп. Роуботам не ошибся: существо несомненно походило на бактерию. Затем оно подверглось стандартному тесту по методу Грама: мазки, в которых предполагается наличие микробов, довольно сложным способом окрашиваются фуксином. Любые бактерии приобретают ярко-красный, темно-синий или фиолетовый оттенок, другие простейшие остаются бледно-розовыми. Образец Рауля окрасился в пурпур.

Тогда Бернар Ла Скола, бактериолог из его команды, взял на себя следующий этап, чтобы точно классифицировать новое приобретение. Это требует еще одной рутинной процедуры — молекулярного анализа рибосомной РНК, которая помогает бактериям производить белки из аминокислот. Но оказалось, у образца такой молекулы нет; во всяком случае, найти ее Ла Скола не смог и с тридцатой попытки. Тогда он расчехлил свой электронный микроскоп, тысячекратно более мощный, чем стандартная оптика. И увидел монстра.

Бактерия оказалась не бактерией, а гигантским вирусом. Исследователи окрестили его «Мими»; заявив о своем открытии в мартовском выпуске журнала «Сайенс» 2003 года, они там же объяснили и выбор названия: вирус как бы мимикрирует под бактерию. (Правда, потом Дидье Рауль признался, что мотивы были не чисто научные: в детстве отец развлекал его историями о приключениях амебы по имени Мими. А поскольку вирус-гигант был впервые найден в амебах, такое название показалось и милым, и вполне подходящим.) Первое научное сообщение уместилось на одной странице; в нем было сказано только то, что французские ученые открыли самого большого представителя крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов: Acantamoeba polyphaga mimivirus.

В вирусологии применяются разные системы классификации. Международный комитет по таксономии вирусов систематизирует признаки новых видов, чтобы поместить их в соответствующие разделы; при этом учитываются такие свойства, как формула нуклеиновой кислоты — РНК либо ДНК, типы хозяев, форма капсида — белковой оболочки вируса, в которой заключен его геном, и тому подобное. У ДНК-содержащих вирусов — например, различных видов герпеса, вариолы, то есть черной оспы, и оспы ветряной (последний вызывает также опоясывающий лишай у взрослых), — как следует из их названия, в капсиде находятся нити дезоксирибонуклеиновой кислоты. В эту группу входит много больших вирусов, но до марсельского гиганта им всем далеко. Представьте себе фигурку человека у двенадцатиэтажного офисного здания — это и будет сравнительный масштаб большинства известных науке вирусов рядом с новооткрытым.

При взгляде в электронный микроскоп Бернара Ла Сколы Мими, как и все вирусы, напоминает кристалл. Он не выглядит мешковатым, подобно изолированной клетке или бактерии, а имеет упорядоченные формы, словно выстроенные по строгим архитектурным правилам. Его капсид — икосаэдр, фасеточный двадцатигранник, подобный искусно обработанному драгоценному камню. Столь же высокоорганизован он и в других отношениях.

Геном мимивируса, в отличие от его соседей по домену, являет собой чуть ли не эталон целесообразности. У других вирусов капсиды забиты разным генетическим хламом совершенно неясного назначения, между тем гены Мими в большинстве выполняют четкие функции — да какие! Есть, например, гены, кодирующие синтез белков. Они решительно опровергают биологический догмат, согласно коему все вирусы возлагают эту задачу на хозяйские клетки. Аппарат, производящий белки, у мимивируса отчасти совпадает с любым живым существом. Имеются также гены для восстановления поврежденных нуклеотидов, для усвоения сахаров и свертывания белка — решающий элемент в конструкции жизни. Марсельские исследователи установили: Мими — гордый обладатель 1262 генов. (У обычных вирусов их около сотни, а реально используется лишь десятая часть.) Свыше трети этих генов ученые никогда прежде не встречали. Однако больше всего их озадачили как раз гены, хорошо известные раньше.

Чтобы понять парадокс, придется для начала вернуться в 1758 год, когда шведский натуралист Карл Линней выпустил десятое, дополненное издание своей революционной книги «Система природы по трем царствам природы, согласно классам, отрядам, родам, видам, с характеристиками, дифференциями, синонимами и местообитаниями». Труд Линнея покончил с нехитрой, но темной системой классификации живых сущностей, принятой до него. Вместо этого он стал группировать организмы по общности физических свойств. Тем самым Линней во многом заложил основы для будущей теории Чарльза Дарвина: идея естественного отбора также исходит из общности характерных признаков; отсюда следует вывод, что биологические виды, внешне схожие друг с другом, по всей вероятности, связаны родством. Биологи получили в свое распоряжение «древо жизни» и смогли задуматься об установлении общего предка всего живого на Земле.

Вместо прежнего единственного (но зачастую отменно длинного) названия Линней дал всем известным ему созданиям природы по паре коротких. Первое служило «характеристикой», определяя род: например, Homo. Второе — «дифференция» — обозначало вид, отличительный признак существ, принадлежащих к общему роду: например, sapiens или erectus. Эта стройная классификационная система до сих пор не превзойдена. Хотя выражение «серый волк» большинству людей знакомо куда лучше, чем Canis lupus, многие названия понятны без перевода с латыни: скажем, Tyrannosaurus rex или Escherichia (обычно сокращается до одной буквы Е.) coli, она же кишечная палочка.

Новая революция в таксономии произошла в 1970-е, когда Карл Вёзе перенес фокус исследований с фенотипов на генотипы. Воспользовавшись методами зарождавшейся в те годы генной инженерии, он заново упорядочил классификацию живых организмов, уже по характеристикам геномов. При этом Вёзе дерзнул изменить строение «древа жизни», придав ему так называемый филогенетический характер.

В начале того десятилетия носителей жизни делили на два основных царства. Одна ветвь — эукариоты — это многоклеточные животные и растения, чьи крупные и сложно организованные клетки имеют ядро, содержащее генетическую информацию. Вторые — прокариоты — устроены проще: это, например, бактерии с безъядерными клетками.

Между тем Вёзе в 1977 году опубликовал работу, где предлагал разбить домен прокариот на части. Классифицируя геномы различных микроорганизмов, он столкнулся с несоответствиями принятому порядку. Группа, которой он дал имя архебактерий, или архей, в этом отношении отличается от прокариот, но более сходна с эукариотами. Согласно Вёзе, археи, особенно обитающие в высокотемпературной среде или выделяющие метан в процессе обмена веществ, могут походить на прокариот, однако по генетическим признакам имеют совершенно иную эволюционную историю. Так в биологической систематике образовались три домена, или «надцарства», вместо прежних двух. Сегодня известно, что археям принадлежит важная доля в общей биомассе планеты — по одной из оценок, до 20 процентов. Места для обитания они, как правило, выбирают самые неприютные: скажем, галобактерии предпочитают концентрированные рассолы. Другие семейства живут в кишечнике жвачных животных, в кипящих серных источниках, на дне океанских впадин, в жерлах подводных вулканов и в залежах нефти… список продолжает пополняться.

В статье, опубликованной совместно с коллегой по Иллинойскому университету Джорджем Фоксом, Вёзе с ходу взял задиристый тон. Призывая биологов к действию, он писал о древе жизни, подходы к которому «загромождены» академическими постулатами. Текст пестрит выражениями «предрассудок», «бездоказательный», «принять на веру». Авторы указывают на приверженность биологической науки к грубым дихотомиям: растения — животные, эукариоты — прокариоты и так далее. Но живой мир не делится на половинки, заявили исследователи: «Он представляет собой, по меньшей мере, триаду».

Их работа отчетливо возвестила время признания архей наравне с бактериями-прокариотами и подобными нам на клеточном уровне эукариотами. А вставка «по меньшей мере» оставляла дверь открытой для новых добавлений. Ведь доменов, может статься, уже не три, а четыре. Почему бы не ввести в филогенетическую классификацию еще и мимивирус — если смелости хватит?

Тем не менее биологи, вопреки призывам Вёзе распахнуть умы в будущее, отнюдь не встретили красотку Мими с распростертыми объятиями. Явлению, грозящему в очередной раз поломать привычные схемы, нелегко получить в науке зеленую улицу. Вот ее и нет до сих пор. У биологов даже не сложилось единого мнения, можно ли рассматривать мимивирус как форму жизни. Подобная перестраховка кажется странной, коль скоро генетически мимивирус организован сложнее многих бактерий, которых никто не отказывается считать живыми. Так почему не устроить ему торжественный прием в «клуб живущих»? Сдается, единственный ответ: потому что он вирус. В ортодоксальной теории вирусы сходят за абсолютных паразитов. Значит, рассуждая логически, они не могли появиться на свет раньше своих хозяев.

Но логика — вещь коварная: зачастую она исходит из ненадежных посылок. А если, скажем, предположить, что вирусы не всегда были паразитами? Что они сформировались прежде, чем жизнь начала разделяться на архей, прокариот и эукариот, а потом утратили часть своей независимости? В этом случае они имели бы все основания называться живыми и могли бы дать не худшее, чем три других домена, свидетельство о нашем последнем универсальном общем предке. А поскольку этот общий предок, по сути, начало всех начал для современной биологии, то интерес к Мими приобретает особое измерение, а безразличие биологов объяснить еще трудней. Больше трети генов мимивируса неизвестны науке, и ни у кого нет догадок, что в них закодировано. Учитывая, сколько уже разных геномов проанализировали ученые и какое количество генов они повидали, такое тоже удивляет. Если, конечно, не согласиться с идеей, что мимивирус родом из иной биологической эпохи. В то время он, возможно, вовсе не был вирусом и вел самостоятельную жизнь, но позже, попав в незавидное положение, «нанялся на судно пиратов». На такую вероятность указывают 450 невиданных доныне генов — возможно, реликтов глубочайшей древности. Однако самое интересное в мимивирусе — не они, а семь генов, общих с любым живым существом на планете.

Изучите свой собственный геном, и вы там обнаружите массу интересного. Но среди генов, создавших ваше неповторимое «я», отыщется примерно шесть десятков таких, которые роднят его со всей земной жизнью, — универсальный основной геном. Точные копии этих генов имеются в каждой клетке любого организма; они словно азы учебника по истории земной жизни.

Нам это известно потому, что гены, представляющие собой последовательности молекул ДНК, сплошь и рядом замусорены ошибками: в их цепочках встречаются мутации — участки, где молекулы соединены в ненадлежащем порядке или вовсе отсутствуют необходимые элементы. Такие сбои случаются порой при репликации: ДНК воспроизводит себя «умело», но не всегда точно. Мутации может вызвать и облучение. Независимо от их причин последствия не обязательно пагубны, чаще организм благополучно выживает. Тогда мутации передаются новым поколениям как часть наследственной информации. Подобно тому, как на многолюдной свадьбе новый гость распознает, где родня жениха, а где невесты, по тем или иным чертам внешности — скажем, по «семейным» носам с горбинкой, — ученые исследуют генные мутации, чтобы определить родственные отношения в группе организмов. Совпадение мутаций в основном геноме, несомненно, свидетельствует об общности происхождения. Анализ больших массивов подобных данных помогает уточнять филогенетическую классификацию.

Воспользовавшись семеркой основных генов мимивируса, еще один марсельский исследователь, Жан Мишель Клавери, сопоставил видоизмененные участки ДНК с известными мутациями прочих живых организмов и сумел найти Мими точное место на древе эволюции. Открытие вызвало немалое потрясение.

В 2003 году авторы заметки в «Сайенс» ограничились сообщением, что анализ белков мимивируса позволяет классифицировать его как «первичный отдел» ветви крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов. Менее двух лет спустя, в ноябре 2004-го, ученые там же обнародовали продолжение этой работы, на сей раз во всеоружии результатов. Если первая публикация уместилась на одной странице, то вторая заняла целых семь: мимивирус оказался кладезем для науки. Как писали исследователи, сложность его генома «бросает серьезный вызов нашим представлениям о вирусах». Свой тезис они подкрепили ссылкой на публикацию 1998 года, в которой предполагалось, что линия ДНК-содержащих вирусов могла развиться раньше разделения живых организмов на три общепринятых домена. Классификационное древо, как было сказано, пора дополнить.

Мимивирус, согласно Клавери, представляет собой отдельную ветвь, самую нижнюю у основания. Характерные мутации показывают, что он появился прежде эукариот с их сложными клетками — теми самыми, которые он заражает сейчас. Но главный парадокс в том, что мимивирус мог оказаться первопричиной появления этих высокоорганизованных клеток, включая мозговые структуры человека.

С точки зрения биологии наши эукариотические организмы устроены весьма любопытно. На каком-то отрезке эволюционного пути аморфная первичная клетка превратилась в четкую сложную систему с выделенным ядром, хранящим в аккуратной упаковке всю генетическую информацию. Но никто не знает, каким образом клетки приобрели это важнейшее новшество.

Клеточное ядро впервые было описано в 1802 году знатным художником-натуралистом Францем Андреасом Бауэром (согласно официальной табели — «Ботаническим Живописцем Его Королевского Величества Георга Третьего»), но окончательное название этому структурному компоненту дал в 1831 году шотландец Роберт Броун, первооткрыватель броуновского движения молекул. И только в современную эпоху биологи смогли оценить в полной мере, до чего поразительная вещь — ядро, насколько точно его тонкая структура соответствует сложности выполняемых функций. Механизм репликации ДНК, создающий живую клетку с непринужденностью отточенного мастерства, вызывает лютую зависть у любого адепта синтетической биологии.

У ученых есть разные гипотезы, как могла сформироваться такая замечательная вещь. Одно из популярных допущений предполагает, что клеточное ядро создано симбиозом прокариот с археями: последние, поселяясь в бактериальных клетках, послужили как бы его прообразом. Идея прекрасная, если не считать некоторых свидетельств того, что клетки, оснащенные чем-то наподобие ядерных структур, существовали раньше бактерий и архей.

Есть и другие предположения; биологи вольны встречаться и обсуждать их до бесконечности, но, кажется, они так и не могут договориться, какое же из них правильное. Одна из немногих вещей, которые ученые все-таки склонны допустить, — это некая расплывчатая, может быть, даже притянутая за уши идея, да и то лишь при условии, если на нее навесить ярлык «спорная». Что за идея? Речь идет, конечно, о вирусах.

Один из сторонников такой гипотезы происхождения ядра, сиднейский микробиолог Филип Белл, в 2001 году выдвинул оригинальную мысль. Что, если в древности некий вирус, инфицировав одну из аморфных, примитивно устроенных прокариотических клеток, затем повел себя неожиданно? Вдруг вместо того, чтобы без затей употребить молекулярную механику клетки для самокопирования и дальше продолжать в том же духе, он фактически взял бразды правления? Эта новая точка на «оси зла» — на полпути между вирусом и бактерией — завладела преимуществами, с которыми не могло конкурировать ничто живое. Таким образом, с точки зрения эволюции комбинированный организм обеспечил себе блестящее будущее. Заражая клетки, питавшиеся простыми химическими соединениями, вирусный аппарат с легкостью захватывал необходимые ему ресурсы.

Существуют косвенные свидетельства, что вирусы — именно ДНК-содержащие, как убежден Белл, — могли стать первыми клеточными ядрами. Те и другие устроены в принципе одинаково: нити ДНК, защищенные белковой оболочкой. У некоторых относительно простых эукариот, например у красных водорослей, ядро может мигрировать между клетками наподобие вируса. И у вирусов, и у эукариотических ядер макромолекулы ДНК имеют только линейную структуру, а у прокариот встречаются замкнутые в кольцо. Нити ДНК у вирусов имеют даже рудиментарные теломеры — выполняющие защитную функцию концевые участки хромосом, которые есть и у эукариот. (Их укорачивание при каждом цикле деления считается одним из факторов старения; здесь отчетливо просматривается связь между вирусами и аномалией, известной как смерть, которой посвящена наша следующая глава.)

Есть и другие общие признаки, но ни один не годится в качестве решающего аргумента. Тем не менее Белл неоднократно заявлял, что ДНК-содержащие вирусы, заражая примитивные клетки архей, могли привести к появлению клеточных ядер. На это неизменно возражают: мол, вирусы так мелки и генетически примитивны, а эукариотические клетки — совсем наоборот. Как вирус мог создать подобную структуру?

Десять лет кряду Белл искал вирус, потенциально способный перевоплотиться в клеточное ядро. С открытием мимивируса он решил, что искомое обретено: мимивирус, как он уверен, и есть недостающее звено эволюции. И все-таки это представление спорно, потому что путь вирусов не стал магистральным в эволюционной «технологии». Их никогда не считали живыми, так как же они могут вписаться в историю жизни? В конце концов, всякий вирус нуждается в хозяине, которого сможет «оседлать». Они всего лишь репликоны: изолированные молекулы ДНК, чья единственная функция — самокопирование. Так что дискуссия продолжается. Тем временем для большинства биологов мимивирус остается всего лишь занятной аномалией.

Однако некоторые коллеги возражают им с энтузиазмом. Например, директор Центра вирусных исследований в Калифорнийском университете Луис Вильярреаль считает вирусы «главным источником генетических новаций в мире» и наиболее вероятными прародителями земной жизни. Большая часть человеческого генома, по его мнению, имеет вирусное происхождение, и ему вовсе не кажется натянутым предположение, что последний универсальный общий предок был кем-то наподобие вируса.

Открытие мимивируса с его неожиданными, отнюдь не вирусными свойствами лишь помогло укрепить взгляд Вильярреаля, а ведь наука только поскребла поверхность; гигантских вирусов, надо полагать, будет еще обнаружено целое множество. В последние годы пионер расшифровки человеческого генома Крейг Вентер искал корни жизни, пересекая океан: через каждые несколько сот миль он брал пробы воды и исследовал генетический материал. Кругосветное плавание на тридцатиметровой яхте по имени «Волшебник-2» вряд ли можно отнести к традиционным методам полевой биологии, но результат получился ошеломляющий. В Саргассовом море у Бермудских островов экспедиция Вентера нашла более 1800 новых видов флоры и фауны, а также свыше 1,2 миллиона новых генов; количество известных науке генов выросло сразу десятикратно. И в каждой порции морской воды — если можно так назвать двухсотлитровый контейнер — находились миллионы незнакомых вирусов.

Пристальный интерес к вирусам важен, как уже говорилось, не просто ради умозрительных представлений о классификационном древе. Вирусы вообще и Мими в частности могут помочь продлению человеческой жизни. Именно благодаря тому, что заражают клетки организма и подчиняют себе их тонкую механику.

После того как мимивирус был впервые выделен в марсельской лаборатории, исследователи провели ряд тестов по определению видов его хозяев. Людей исключили из списка — и, как выяснилось, совершенно напрасно. Вполне может быть, что очень многие из нас имеют в своей иммунной системе антитела к мимивирусу. Когда группа биологов в Канаде обследовала несколько сот больных пневмонией, антитела к вирусам обнаружились примерно у 10 процентов. Мимивирусы — или близкие к ним виды, — несомненно, заразны для человека. Известно, что многие случаи пневмонии у людей относят к неопознанным инфекциям, а исследования во Франции показали, что заражение мимивирусом мышей вызывает у них схожее заболевание. Окончательный ответ был получен в декабре 2004 года, когда один из лаборантов в Марселе слег с банальной пневмонией. Анализ крови показал, что он заразился мимивирусом. С тех пор марсельская лаборатория работает в особом режиме, определяемом как второй уровень биологической безопасности.

Вирусные заболевания почти неизменно рассматриваются как угроза. Но они же могут оказаться и спасительными. В 1988 году Патрик Ли, в то время профессор медицинского факультета в университете Калгари, объявил со страниц журнала «Сайенс» о вирусном штамме, который, будучи сравнительно безопасен для людей, может уничтожать раковые клетки. Это так называемые реовирусы; они, судя по всему, особенно охотно нападают на клетки с поврежденными генами семейства Ras, которые регулируют процессы клеточного роста. А поскольку у большинства разновидностей раковых клеток мутируют именно эти гены, не поможет ли заражение реовирусами бороться с раком, не повреждая здоровых структур?

Сейчас реовирусный метод лечения проходит клинические испытания. Список онкологических заболеваний, которые он мог бы исцелять, внушителен — опухоли молочной железы, простаты, кишечника, яичников и мозга; лимфома и меланома, — но эффективность пока не подтверждена по всем правилам, и Ли с коллегами предстоит еще немало потрудиться, чтобы точно установить биомеханизмы вирусного воздействия и реакций на него. Интересно, что в более широком контексте лечение рака теперь тесно связывается с борьбой против старения, как часть единой проблемы; это, в свою очередь, заставляет пересмотреть многие представления об эукариотических клетках. Прокариоты не знают старости, и сейчас исследователи возвращаются к детальному анализу различий между ними и эукариотами — то есть, по сути, изучают момент, когда древо жизни только начинало ветвиться. Так как сегодняшние научные споры о тех временах не обходят стороной мимивирус, его значение, возможно, еще важнее, чем предполагалось изначально. Происхождение старения и смерти взаимосвязано с появлением эукариот. Связан с ними и мимивирус — тем более если он послужил, как считают все больше исследователей, первопричиной эволюции самого характерного и определяющего признака всех эукариот — клеточного ядра. Если же вирусы вдобавок могут, как показали первые результаты опытов Патрика Ли, избирательно заражать и уничтожать раковые клетки, это, возможно, оттого, что родом они из более ранней эпохи, чем организмы, чей цитологический аппарат подвержен поломкам, вызывающим старость и смерть. Интересное предположение. Однако, как мы убедимся в следующей главе, возможная роль гигантского вируса — лишь малая часть аномалии, которая зовется смертью.

9. Смерть приходит в начале

Убейтесь и развивайтесь!

Летом 1965 года молодой биолог Джей Уитфилд Гиббонс из университета Джорджии отловил в мичиганских болотах экземпляр местной фауны. То был взрослый, по меньшей мере 25-летний самец черепахи Блэндинга. Описав и пометив животное, ученый отпустил его на свободу. А в 1998-м — тридцать три года спустя — Гиббонсу снова попалась эта же самая черепаха. И физическое состояние ее было ничуть не хуже.

Черепахи Блэндинга — загадка для биологов. Старейшая из известных науке особей этого вида зарегистрирована в 1980-е годы; семидесятисемилетняя самка продолжала активно размножаться. Она, вполне возможно, и сегодня все еще несет яйца, если не погибла под колесами случайного грузовика. Черепахи Блэндинга не дряхлеют с возрастом, и заболеваемость у них не растет. Если на то пошло, в старости они как будто даже становятся энергичнее; во всяком случае, самки с каждым прожитым годом откладывают в среднем все больше яиц.

Старение — износ организма, приводящий в конечном итоге к его гибели, — принято считать всеобщим законом живой природы. Согласно стандартной теории, все живущее стареет, приходит в упадок и умирает. Вроде бы возражать не приходится, но в свете фактов концы с концами не сходятся самым вызывающим образом. Черепахи — позвоночные, следовательно, они близки людям по эволюционным характеристикам. Если наши молекулярные механизмы изнашиваются за долгий срок, то же самое должно происходить и с черепашьими. Однако с ними это почему-то не происходит. По выражению Калеба Финча, профессора геронтологии из университета Южной Калифорнии, черепахи «бросают наглый вызов неизбежности».

И не одни они. Среди позвоночных есть несколько видов рыб, амфибий и рептилий, которым не знакома дряхлость. Если удастся установить причину явления, людям это принесет несомненную и прямую пользу. Но сделать такое гораздо труднее, чем может показаться. Поскольку на самом деле нормы нарушают не черепахи Блэндинга, а сама смерть как таковая — наша очередная аномалия.

Отчего всем живым существам приходится умирать? Очевидно, оттого, что одни уничтожают других — таков природный порядок вещей. Но вот чем вызвана «естественная» смерть? Этот вопрос стал для биологов яблоком раздора. Много лет подряд теории, словно мячики пинг-понга, летают взад-вперед над столом и отбиваются, по мере того как появляются всё новые доказательства той или иной точки зрения. А потом кто-нибудь, вмешавшись со стороны, ломает игру замечанием, что, мол, ни одна из теорий не соответствует всей совокупности имеющихся фактов; стало быть, чемпиона до сих пор нет и наград не предвидится.

Один из возможных ответов: смерть есть вынужденная необходимость — скажем, для того, чтобы не перегружать среду обитания. Если никто не будет стареть и умирать, биосфера просто лопнет по швам. Пусть даже каждое следующее поколение будет рождаться более сильным и приспособленным — выживать в условиях, когда все больше особей конкурируют меж собой за ограниченные ресурсы, окажется еще труднее. Значит, оптимальное решение — жертвовать собой ради сохранения вида. Эта простая генетическая программа — рождение потомства, а затем самоуничтожение или, во всяком случае, прекращение восстановления организма, что позволяет старческой деградации взять свое, — конечно, имеет глубокий смысл, не так ли?

Именно так думал в девятнадцатом веке немецкий зоолог Август Вейсман. Клетки организма он разделил на зародышевые («зародышевая плазма») и соматические («сома» — это «тело»). Зародышевая плазма несет наследственную информацию, целостность которой должна поддерживаться любой ценой. Сома же, выполняющая все остальные функции, «отрабатывается» и идет в расход. После окончания репродуктивного периода организм зря тратил бы ресурсы, прилагая ненужные усилия к восстановлению поломок, с неизбежностью вызываемых стрессами в течение долгой жизни.

Такая идея только кажется удачной, но ведет она в никуда. Предполагается, что эволюция совершает отбор генов, полезных для отдельно взятой особи и ее прямых потомков, но никак не для сообщества или вида в целом. Если групповой отбор, основанный на взаимной заботе и поддержке, реален, тогда выходит, эволюция на генном уровне — пустой звук. По этой причине биолог из Оксфорда Клинтон Ричард Докинз в своем манифесте против теории группового отбора отверг ее как «вопиюще болезненный вывих элементарного здравого смысла».

В 1952 году британский биолог Питер Брайан Медавар попробовал решить проблему обходным маневром. С немалой проницательностью он предложил гипотезу о механизмах селекции генов, управляющих старением. Сила естественного отбора ослабевает, по мере того как у организма «растут года»; таким образом, отбираются признаки, дающие преимущества до того, как организм созреет и включится в размножение, но исключаются те, чья полезность может скорее проявиться по окончании репродуктивного периода. Верно, согласно Медавару, и обратное. Гены, выводящие организм из строя в молодом возрасте, отбрасываются, и это снижает возможность их передачи потомству. А гены, которые «вредят» организму на позднем периоде развития, если и не подвергаются целенаправленному отбору, то, во всяком случае, смогут проявиться в одном из последующих поколений. Это, с точки зрения Медавара, и служит источником старения. Иными словами, дело не в неизбежном губительном воздействии времени, но в том, что «поздние» вредные мутации передаются потомству в приоритетном порядке и таким путем накапливаются в геноме. Типичный пример негативных генных эффектов старческого возраста у людей — болезни Хантингтона и Альцгеймера.

В 1957 году Джордж Кристофер Уильямс углубил теорию Медавара, введя в научный оборот понятие антагонистической плейотропии. Явление плейотропии имеет место, когда один ген кодирует несколько признаков. Антагонизм же возникает, когда один из этих признаков приносит индивиду пользу, а другой — вред. Эффект, о котором говорил Медавар, может вызываться единственным геном, дающим преимущества — особенно репродуктивные — в молодом возрасте, но играющим негативную роль на поздних стадиях жизни. Теория Уильямса на этом основании делает важное обобщение: отбор на увеличение продолжительности жизни ведет к снижению ранней плодовитости. Идеи двух ученых легли в основу одной из главных концепций старения.

Затем, в 1977 году, в игру включился Томас Кирквуд. Этот британский математик, быть может, и не вспоминал о вейсманистской концепции одноразовой сомы, когда обдумывал проблему старения, лежа в ванне (возможно, не каждому придется по душе эта картинка). Однако идея его, как и у Вейсмана, заключалась в том, что старение происходит из-за сбоев при ремонте соматических клеток. Эти ошибки Кирквуд проницательно связал с приобретением признаков, благоприятствующих воспроизводству. Они проявляются в действии (или бездействии) цитологических механизмов, например генов, кодирующих восстановление ДНК, и антиоксидантов в клетках сомы.

Сам Кирквуд определил свою теорию как «в высшей степени противоречивую»: в тогдашней биологии, благодаря Медавару и Уильямсу, преобладало представление, что старость генетически запрограммирована. Однако с годами всё больше данных свидетельствовало в пользу Кирквуда: старение происходит из-за медленного, но непрерывного накопления дефектов в клетках и органах. Постепенно теория запрограммированной смерти вышла из научной моды. Настолько, что в 1988 году, когда в «пинг-понг» включились Томас Джонсон и Дэвид Фридман, объявив, будто они нашли доказательства существования генетической программы старения, многие коллеги подняли их идею на смех.

Джонсон и Фридман в то время работали в Калифорнийском университете в Ирвайне. Их статья в журнале «Генетика» утверждала, что модификация одного гена может продлить жизнь червей-нематод на 65 процентов против обычной нормы. Стандартной теории, объясняющей старение накоплением генных мутаций, был брошен вызов. Но внятного ответа на него фактически не последовало, не считая отдельных нападок. А в конце концов на площадку вихрем ворвалась Синтия Кеньон с подтверждением всего, сказанного Джонсоном и Фридманом.

Синтия Кеньон — профессор молекулярной биологии в Калифорнийском университете Сан-Франциско, к тому же учредитель и директор фармацевтической компании «Эликсир», специализирующейся на «повышении качества и продолжительности человеческой жизни», — имеет солидный вес в научном мире. Еще она известна тем, что в итоге исследований прописала сама себе строжайшую диету, полностью исключив углеводную пищу — макароны, картофель и все прочее. Такое решение Кеньон приняла в туже минуту, как установила, что подопытные черви дольше выживают на бессахарном рационе.

Однако главное геронтологическое открытие Кеньон не связано с режимом питания. Ей удалось выделить еще один ген, продлевающий жизнь нематод — на сей раз на все сто процентов. Журнал «Нейчур» от 2 декабря 1993 года сообщил, что круглые черви Caenorhabditis elegans, чей обычный жизненный срок — две-три недели, продержались полтора месяца. Червячки-долгожители как будто склонили чашу теоретических весов: ученые принялись выяснять, что за «переключатель старости» таится в генах и нельзя ли взять его под свой контроль.

После прорыва Кеньон исследователи отчасти разобрались в этих процессах. Генные манипуляции с нематодами искажают каскад молекулярных сигналов в их клетках — у человека схожий эффект вызывает, например, гормон инсулин. Но с людьми так не поэкспериментируешь; дело пошло на лад, когда исследователи обнаружили аналогичный молекулярный механизм у плодовых мух. Дрозофилы благодаря своему ускоренному жизненному циклу с давних времен используются во всем мире как самый удобный объект генетических исследований. А теперь, стараниями геронтологов, можно с помощью «переключателя» продлевать мушиный век. Эта методика применима и к высшим животным. У млекопитающих уже найден целый ряд таких генных «переключателей», которые позволяют одним «щелчком» получить, например, мышей-«мафусаилов».

Однако сроки человеческой жизни нам всё еще неподвластны, и на то есть серьезные причины. Процессы старения изучены лишь на самом элементарном уровне, и нельзя судить с уверенностью, не создаст ли искусственная долговечность проблем, скажем, со здоровьем. Но когда люди видят, что можно сделать для мышей, они волей-неволей задаются вопросом: а нельзя ли сделать то же самое для нас? Так разгорается, как выразился биолог из Мичиганского университета Ричард Миллер, «органическая зависть». Неудивительно, что многие ученые-генетики — Синтия Кеньон в первых рядах — увлеклись созданием лабораторий для поисков эликсира жизни.

Но пока открывались всё новые компании, противоречия во взглядах на глубинную природу старения и в конечном счете смерти продолжали нарастать.

В 2002 году большая группа геронтологов выпустила своего рода объединенный манифест. Возглавил ее Леонард Хейфлик, один из старейшин этой дисциплины; под заявлением стояла пятьдесят одна подпись. Обращаясь ко всему обществу, ученые предостерегали против посулов, извращающих геронтологию и соблазняющих «жертв» иллюзиями вечной молодости. «Для старения животным не нужны никакие генетические команды, — говорилось в тексте. — Продление жизни сверх репродуктивного периода и в отдельных случаях сверх сроков выращивания потомства не поддерживается эволюцией… Процессы старения не запрограммированы генетически». Два года спустя Хейфлик начал свою статью в «Журнале геронтологии» решительным заявлением: «Никакие вмешательства извне не могут замедлить, остановить или в корне изменить процессы старения людей».

Это противоречило всему, что отстаивали исследователи нематод, дрозофил и мышей-«мафусаилов». Да как только этому Хейфлику могло прийти в голову, при всех-то полученных доказательствах, что старение нельзя прекратить? Ответ заключался в его самом знаменитом открытии: так называемом пределе Хейфлика.

В октябре 1951 года биолог Джордж Гей, выступив по национальному телевидению США, возвестил начало новой эры в медицинской науке. Гей с женой Маргарет работал в Университете Джонса Хопкинса, руководя цитологической лабораторией. Два десятка лет они посвятили поискам человеческой клетки, способной к вечной жизни in vitro: такие свойства могли послужить эффективным средством против рака. Когда же 31-летняя женщина по имени Генриетта Лакс, заболев раком шейки матки, подверглась биопсии, супруги наконец получили то, что искали. Джордж Гей продемонстрировал перед камерами пробирку с клеточной культурой, взятой из опухоли Генриетты Лакс, — самым продуктивным и притом абсолютно здоровым материалом из всех, какие когда-либо наблюдали биологи. «Возможно, дальнейшие фундаментальные исследования в начатом нами направлении, — заявил Гей, — проложат дорогу к полному уничтожению рака».

Генриетта Лаке скончалась от болезни как раз в тот самый день. Но и рак лишился в одночасье зловещей ауры непобедимости; на завершение борьбы были брошены огромные ресурсы. Наследие Лакс — линия клеточных культур, названная в ее честь HeLa, — стало еще одной «рабочей лошадкой» биологии. Ее клетки помогали создавать вакцину против полиомиелита, тестировались на атомных полигонах и даже слетали в космос на шаттле. Они и сейчас продолжают размножаться в лабораториях по всему миру (совокупность клеток HeLa уже превысила прижизненную массу тела «прародительницы»); но главное свершение, вероятно, еще впереди. За пятьдесят с лишним лет, минувших со смерти Генриетты, исследователи выявили многочисленные взаимосвязи между опухолевыми заболеваниями, бессмертными клетками и… старением. Судя по всему, самое важное открытие в этой области было сделано в лаборатории Леонарда Хейфлика.

В начале 1960-х, исследуя механизмы развития рака, он обнаружил, что нормальная клетка способна разделиться не больше чем примерно пятьдесят раз: в засеянных культурах количество клеток за десять месяцев увеличивалось вдвое, а затем клетки неожиданно погибали. Удивленный и заинтригованный Хейфлик с ассистентом Полом Мурхедом успешно повторил опыты, после чего отправил нескольким коллегам-скептикам образцы с указанием дня и часа, когда клетки начнут гибнуть. «Нашим предсказаниям, разумеется, никто не поверил, но как только телефон стал разрываться от добрых вестей — образцы перемерли точно в срок, — мы решили не медлить с объявлением», — вспоминал впоследствии Хейфлик.

Открытое им явление получило известность как репликативное старение клеток. Самое любопытное в этом процессе — его эволюционный возраст: репликативное старение существует больше миллиарда лет; оно проявляется совершенно одинаковым образом у дрожжевых грибков и в некоторых клетках человеческого организма. Скажем, образцы наших фибробластов — соединительной ткани, помогающей, в частности, заживлению ран, — можно некоторое время успешно размножать в чашке Петри. Но затем неизбежно наступит момент, когда они прекратят делиться и умрут.

Отчего так? Это, по всем признакам, связано с повреждениями ДНК, содержащейся в клеточных ядрах. «Часовым механизмом» старения наших клеток служат тело-меры — вереницы повторяющихся последовательностей кислотных молекул на концевых участках всех хромосом. Теломеры не дают хромосомам «склеиваться» друг с другом, но при каждом очередном делении клетки они воспроизводятся в неполном, укороченном виде. В итоге, когда теломеры достигают определенной степени износа, клетка погибает. Точные подробности этой механики неизвестны, но она играет ведущую роль в борьбе против рака.

Соблазн состоит в том, что ученые знают способ воспрепятствовать репликативному старению. Раковые клетки содержат специальный фермент теломеразу, который достраивает теломеры до полной длины в каждом репликативном цикле. Это позволяет клеткам делиться без удержу, из-за чего злокачественные опухоли прогрессируют так стремительно. Укорачивания теломер можно избежать, если здоровые клетки будут сами синтезировать теломеразу. А они это могут.

В начале 1998 года научно-исследовательская группа корпорации «Джерон» из Кремниевой долины под руководством Андреа Боднар сообщила о результатах имплантации в человеческую клетку гена, инициирующего синтез теломеразы. На момент публикации в журнале «Сайенс» подопытные клеточные культуры, прожив вдвое дольше контрольных, по всем характеристикам выглядели как свежие. Словно собственное производство теломеразы избавило их от проклятья репликативного старения и наделило полным бессмертием.

Да только ни одно мыслящее существо не захочет бессмертных клеток в собственном теле: ведь они почти наверняка будут стремиться разрастись в опухоль. Таким образом, укорачивание теломер обременяет нас старостью, но дает взамен защиту от рака. Это относится и к другой форме программируемой клеточной смерти: апоптозу.

Апоптоз проявляется как реакция на химические сигналы. Вирусная инфекция, механическое повреждение или обычный стресс организма стимулируют каскад сигналов, воздействующих на секрецию гормонов роста или снабжение клетки кислородом. Все эти факторы могут дать ей команду умереть: ферменты, называемые каспазами, инициируют разрушительный процесс, и в результате клетка как бы удушает и пожирает сама себя. Вместе с тем апоптоз — одна из важнейших основ онтогенетического развития: без него, например, на конечностях эмбриона не обособятся пальцы. Но если процесс нарушается, позволяя клеткам жить вечно, это может вызвать рак.

Тактическая задача онкологов гораздо сложнее, чем получение вечно живой клетки. Где-то совсем близко кроется дразнящая тайна. «Возможно, всего лишь в одном шаге от проклятья неумирающих раковых клеток, — писали авторы обзорной статьи о раке и старении в августовском выпуске „Нейчур“ 2007 года, — лежит разгадка всех проблем постижения и продления сроков нашей жизни». Но обольщаться насчет панацеи пока рано: что касается глубинных механизмов рака и старения, констатируют авторы, «большинство фундаментальных вопросов не находят ответов».

Итак, в нашем распоряжении остаются две жизнеспособных, но противоречащих друг другу теории старения. По одной процессами старения управляет «генный переключатель», который мог развиться только вследствие репродуктивного обмена. Согласно другой — для единомышленников Хейфлика — старение это просто результат накопления дефектов. Клетки изнашиваются и гибнут из-за повторяющихся сбоев в ремонте и окончательной деградации. То есть дело не в генетике, а в неумолимом беге времени.

Кто же прав? Если строго придерживаться научных фактов — ни один из двух станов. Множество данных опровергают сразу обе теории.

Прежде всего, дрозофилы. Когда Майкл Роуз из Калифорнийского университета в Ирвайне вывел в 1980 году долгоживущую генетическую линию этих мушек, фертильность у них оказалась пониженной. Типичный, казалось бы, добротный пример антагонистической плейотропии: «плюс долговечность» дает «минус плодовитость». Но поскольку мухи жили, а стало быть, размножались дольше обыкновенных сородичей, то очень скоро выяснилось, что и приплод у них статистически выше нормы. Превысив на 81 процент среднюю продолжительность жизни контрольных особей, подопытная группа за этот срок произвела на 20 процентов больше потомства. И это не единственный подтвержденный факт подобной аномалии. Кен Спитц в университете Майами также вывел блох, сочетавших долговечность с плодовитостью. С позиций генетической теории старения такого просто не должно быть.

Следующий проблематичный момент — наблюдения над тем, что дает, условно говоря, диета Синтии Кеньон. Низкокалорийный рацион, как принято считать, замедляет обмен веществ и тем самым тормозит образование губительных для клетки неустойчивых частиц, так называемых свободных радикалов. Это, похоже, и впрямь может продлевать жизнь — по крайней мере дрожжевым грибкам, червям, рыбам и мелким грызунам. Однако защита от старости посредством особого режима питания, судя по всему, вообще не связана с антагонистической плейотропией: хотя «диета долгожителей» и сказывается на размножении, но совсем не по теории. В одном из экспериментов самки подопытных мышей теряли репродуктивную способность при 40-процентном ограничении калорий, а продолжительность жизни у них росла и дальше, вплоть до уровня полного голодания. Поскольку за указанной планкой ресурсы организма уже не расходуются на воспроизводство, то прибавка долговечности может быть получена лишь за счет каких-то иных факторов.

Затем обнаружились неполадки в «генном переключателе». В экспериментах с круглыми червями С. elegans по методике Кеньон те или иные гены добавлялись либо исключались для управления старением. Но, как сообщила в 2003 году ее группа на страницах журнала «Сайенс», слишком часто эта инженерия вовсе не влияла ни на благополучие клеток, ни на фертильность организма. Плейотропия вроде бы действует — если потрудиться удалить у червей репродуктивные органы, это добавит им еще четыре жизненных срока, — но первопричина старости явно не здесь.

Совершенно бесполезны и попытки апеллировать к условному «гену бабушек». Высшим формам — млекопитающим и птицам — долгая пострепродуктивная жизнь действительно может помочь поучаствовать в выращивании следующего поколения, но у круглого червя в этом нет ни малейшей надобности. Он ведь не создает семейные группы, не пестует внуков, не выкармливает молодь и не учит ее летать. Тем не менее С. elegans, оставив потомство, проживает по своим меркам еще немало. И, как выразился математик Джошуа Миттелдорф, «расходует ресурсы на бессмысленное продление собственной жизни».

Заинтересовавшись расхождениями между теорией и экспериментальными данными, Миттелдорф занялся эволюционной биологией смерти. В 2004 году он изложил все данные, какие сумел обобщить, в журнале «Исследования эволюционной экологии». Вывод заключался в отсутствии выводов: происхождение старения остается неразрешимой фундаментальной проблемой.

Средь этих свидетельств, по словам Миттелдорфа, не найдется хороших новостей и для приверженцев Хейфлика. Если старение обусловлено накоплением мутаций в течение жизни, то чем старше возраст дрозофил, от которых нужно получить недолговечную линию потомства, тем легче должна быть задача: вредных мутаций в исходном генетическом материале отложилось великое множество. Но в то же время верно и обратное: из мух, сумевших прожить достаточно долго, сложнее вывести недолговечное потомство, поскольку новое поколение наследует качества родителей. Более того, упорная сопротивляемость модификациям — как правило, индикатор устойчивого механизма, отобранного и отлаженного эволюцией. Отсюда можно заключить, что смерть все-таки программа, притом оптимизированная.

Кроме того, есть еще такой эффект, как «плато смертности», и он, что называется, не лезет вовсе ни в какие ворота. Сторонники одноразовой сомы считают, что организм перестает восстанавливаться по окончании репродуктивного периода и входит в фазу стойкой деградации. По теории накопления мутаций такой результат полагается само собой разумеющимся, причем вне всякой связи с размножением. И антагонистическая плейотропия тоже предполагает, что негативные эффекты генов, дававших преимущество в начале жизни, наносят организму один удар за другим в такт размеренному тиканью метронома. Однако попробуйте вывести популяцию дрозофил, и вы очень быстро увидите: доля суточной убыли растет в зависимости от возраста лишь до определенного момента, а затем график смертности становится плоским. Такое не согласуется вообще ни с одной из принятых теорий.

Короче говоря, никакого «верного» объяснения смерти по-прежнему нет. Но раз Миттелдорф критикует с таким пылом основные теории старения, что он предлагает взамен? Пресловутый «вопиюще болезненный вывих» — групповой отбор: все живое умирает специально ради того, чтобы освободить место новым поколениям. То есть старость, по мысли Миттелдорфа, есть самоцель, а не побочное следствие репродуктивной оптимизации.

Никто его, однако же, не поддержал, ибо такая идея, как выразился без обиняков ее автор, «бросает тень на величественное здание эволюционной теории». Он прав — и, более того, в этой тени можно различить нечто уже знакомое. Нашим глазам является биологическая версия темной материи: серия наблюдений за аномальным явлением, затем возможные объяснения, и вот перед нами уже клубок проблем, да не один, а целая корзинка. А «единственно верное» объяснение, скорей всего, потребует заново переосмыслить старейшую и жизненно важную часть стандартной теории. Дарвиновская концепция естественного отбора, не допускающая мысли об отборе групповом, — своего рода биологическая версия ньютоновского универсального закона тяготения. Не стоит ли ее немного пошатнуть? Может быть, и стоит. Примет ли большинство ученых эти шатания? Разумеется, нет.

Сегодня мы, похоже, относимся к этой аномалии с позиций «проехали и забыли». У исследователей, занимающихся генетическими «переключателями» старения, и без того полно хлопот в связи с поисками «эликсира жизни». Второй лагерь, обвиняющий первый в попытках впарить публике (ну хорошо, изыскать) патентованное средство от всех болезней, уговаривает сам себя, что никакой аномалии не существует. В апреле 2007 года Леонард Хейфлик опубликовал статью под заголовком «Биологическое старение: неразрешимой проблемы больше нет». В ней автор, не считаясь с академическими рангами геронтологов, открывающих весьма перспективные пути в генетике, повторил свое кредо: старение и смерть суть результат накопления случайных мутаций. Если Синтия Кеньон умеет продлевать жизнь нематод — так это оттого, что она активировала ген, подавляющий болезни, которые в противном случае прикончили бы червяков за полмесяца. То есть лечит от возрастных недугов, а не от самой старости. Выходит, Хейфлик со товарищи убеждены, что и рожденному ползать здоровый образ жизни дарит долгий век. А это, согласитесь, далеко не революция, освобождающая биологические молекулы от диктатуры времени.

Кеньон же вместе с другими энтузиастами генетической защиты от старости отстаивает свои идеи не менее жестко. Надо, твердят они, нащупать впотьмах рубильник и повернуть рукоятку, тогда для нас начнется вечная жизнь. Конечно, если изучить во всех подробностях генетику долговечных видов — тех же черепах Блэндинга или гренландских китов, предположительно способных прожить свыше двухсот лет, — можно было бы найти больше информации о бессмертии. Но сделать это затруднительно по техническим причинам: размножать и сохранять клеточные культуры высших животных не так просто, а научные опыты с охраняемыми видами обложены со всех сторон правовыми ограничениями. Оттого кажется, что спорам о смерти ползти и пресмыкаться еще ох как долго. Совсем как той неувядаемой черепахе Блэндинга.

Но вот еще одна гипотеза, которая могла бы подсказать нам путь. Генные эксперименты Синтии Кеньон подтверждают, что биохимическая регуляция старения одинакова у дрожжевых грибков, червей, насекомых и млекопитающих. Если бы мутации возникали случайным образом, то каждый тип живых организмов имел бы свою особую механику старения. Однако же шаблон один на всех. Для Уильяма Кларка, иммунолога из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, причина этого очевидна: явление развилось у общего предка нынешних видов. Смерть, как он считает, возникла вместе с первыми эукариотами — существами, чьи крупные и сложно организованные клетки содержат ядро, несущее генетическую информацию.

Эта история берет начало примерно три миллиарда лет назад, когда миром правили прокариоты — бактерии и архей. В некоторый момент микроорганизмы приобрели способность использовать солнечный свет для разложения воды на составные части. Протоны и электроны водородных атомов осуществляли фотосинтез, снабжая бактерий самым ценным в их жизни — энергией. Кислород, напротив, высвобождался как опасный побочный продукт.

Большую часть кислорода поглотил зеленый, богатый железом океан той эпохи, порождая тяжелые красные частицы окиси железа, которые опускались на океанское ложе (с тех пор тектонические сдвиги вынесли гигантские участки дна из воды, и обнажившиеся красные прослойки породы позволяют нам многое понять о древнем прошлом). Когда же все железо оказалось связано, кислород стал просачиваться в атмосферу над океаном. Повышение его содержания в воздухе вызвало кислородную катастрофу.

Кислород — сильный яд. При его распаде, скажем, под воздействием солнечного света образуются свободные радикалы, губительные для живых клеток. Около 2,4 миллиарда лет назад насыщение земной атмосферы кислородом привело к массовому вымиранию прокариот, павших жертвой собственной эволюции. Уцелели лишь глубоководные виды, обитавшие в безопасном удалении от солнечных лучей, развив для выживания в новой среде такие адаптивные механизмы, как аэробное дыхание.

Кроме того, они приобрели полезнейшую способность эффективно перерабатывать кислород в АТФ, топливо для живых клеток. А затем произошло «рейдерское поглощение»: зародившиеся эукариоты научились обволакивать бактериальную мелочь, присваивая производимую ею энергию. Для захватчиков это оказалось выгодно вдвойне: поскольку бактерии уже научились защищаться от разрушительного воздействия кислорода, эукариоты получили эту защиту, что называется, в одном пакете.

Однако в новой биологической конструкции нашелся важный изъян: генератор кислородных радикалов, встроенный, образно говоря, прямо в сердце эукариотической клетки. Митохондрии наших клеток — это реликтовые останки древних бактерий, живых фабрик АТФ. Именно они дают нам жизненную силу, но одновременно выделяют разрушительные частицы. Что ж, за все хорошее приходится платить.

Опасная проблема потребовала очередного новаторского решения — дифференциации полов. Так, во всяком случае, считает Кларк. Мы еще не знаем в точности, почему у живых существ развился секс, но, скорее всего, Кларк прав: этот феномен вполне могла породить эволюция смерти. Половое размножение, при котором гены родительских организмов перемешиваются и перетасовываются, дает возможность коррекции и починки ДНК, и, таким образом, потомство получает новый, потенциально благоприятный набор генов. Это несомненное преимущество, при том что организм и так постоянно балансирует между двумя крайностями: эффективная выработка производство энергии приводит к поломке клеточных механизмов, а сохранение клетки в жизнеспособном состоянии снижает эффективность энергопроизводства.

Есть лишь одна закавыка: возможно, именно секс подтолкнул организмы к разработке новых механизмов смерти. Если у вас есть новый набор генов, вам бы не хотелось, чтобы старый набор, с его многочисленными повреждениями, путался под ногами. Вот нашлись бы средства для ликвидации старого набора, было бы совсем хорошо. Между тем такие средства существуют. Мы знаем, что у большой группы водных организмов — инфузорий — в ходе апоптоза старая ДНК удаляется из клеточных ядер, и, таким образом, освобождается место для новых генетических комбинаций. Апоптоз — механизм смерти; получается, в том, что был выбран именно он, есть определенный смысл.

А все из-за секса. Он появился, вполне вероятно, как средство отражения кислородной угрозы. Та, в свою очередь, неотделима от производства энергии, без которой нет жизни. Судя по всему, где жизнь, там и смерть, которая идет за нею по пятам, хотя никто не понял до конца как и почему. Где-то в этой сложной цепочке причинно-следственных связей находит место половое размножение с перетасовкой генов.

Археи и бактерии бесполы и не стареют. Когда же наши генетические предки, первые эукариоты, заставили эти примитивные организмы вырабатывать для них энергию, результат оказался противоречивым. Эукариоты принялись с радостью потреблять энергию, отчего мы и стали тем, что мы есть, но вместе с тем «согласились» на то, чтобы в сердце каждой клетки был встроен механизм ее неизбежной кончины — если хотите (Хейфлик, конечно, не хочет), программа смерти. Умерить эту вечную боль могла лишь межполовая перетасовка генов.

Пусть мы пока еще не добрались до истинного происхождения смерти, но, может быть, где-то здесь, по меньшей мере, коренится суть полового размножения? Что, если оно изначально было всего лишь ремонтным механизмом для сохранения жизни, а потом этот механизм обособился и стал развиваться самостоятельно? Если так, то секс — эволюционная надстройка, возникшая как побочное следствие совсем других адаптационных процессов. Это могло бы объяснить загадки происхождения как смерти, так и пола.

10. Половой вопрос

Секс — не лучший способ продлить себя в веках

В 1996 году главный дарвинист наших дней Клинтон Ричард Докинз выпустил книгу «Поднимаясь на пик невероятного» — блестящее объяснение теории естественного отбора. Рассуждая о генных мутациях и их роли в адаптации к среде, автор не мог обойти стороной происхождение полового размножения. «Есть множество теорий, объясняющих существование полов, — пишет он, — но ни одну нельзя признать полностью достоверной». Время от времени Докинз объявляет, что когда-нибудь он, возможно, соберется с духом и напишет труд об эволюции пола.

Пока что не собрался. Однако в книге «Рассказ прародителя», вышедшей в 2004 году, Докинз снова попробовал подступиться к происхождению полов: «Для того чтобы только воздать по заслугам всем теориям, изобретенным на сей счет, понадобился бы целый трактат, да не один, — и таких трудов уже выпущено немало… Тем не менее окончательный вердикт не оглашен». В итоге автор ограничился обсуждением последствий полового размножения, не пытаясь объяснить его происхождение. Вопросу о преимуществах пола, подчеркивает Докинз, «лучшие умы, чем я, посвящали одну книгу за другой, но так и не нашли ответа».

Докинз не одинок в своем нервическом молчании. Корифей эволюционной биологии, ныне покойный Джон Мейнард Смит, назвал ситуацию «эволюционным скандалом в половом вопросе». А Джордж Уильямс даже приравнял ее к «своего рода перманентному кризису эволюционной биологии». И биолог Эрнст Майр в книге «Что такое эволюция» добавил свою лепту. «Начиная с 1880 года, — пишет он, — эволюционисты спорят о преимуществах полового размножения в процессе естественного отбора. Одержать неоспоримую победу в этих спорах до сих пор не удалось никому». И совсем уже недавно, в 2007 году, автор научной рецензии в журнале «Нейчур» констатировал: «Решение вопроса о том, почему половое размножение сделалось главной репродуктивной стратегией, по-прежнему сопротивляется логике». Вряд ли над этим задумывалось всерьез большинство людей, но секс, прежде всего прочего, — одна из самых роковых загадок природы.

Дело в том, что совсем бесполое либо «однополое» размножение, называемое еще партеногенезом, — когда организм словно бы калькирует сам себя, воспроизводя свои точные подобия, — гораздо эффективнее с точки зрения передачи генов потомству. В самом деле, многие высокоорганизованные виды, вплоть до рыб и даже рептилий, временами используют бесполое размножение, занимаясь самокопированием вместо сбора генетического материала из мужских половых клеток (речь, естественно, о женских особях, и приплод состоит в большинстве или исключительно из них). Например, самка «дракона острова Комодо» — комодского варана, — живущая в Лондонском зоопарке, в 2006 году произвела на свет потомство без всякого содействия противоположного пола.

В таком случае почему бесполое размножение не возобладало во всей живой природе? Когда два организма рождают общее потомство, каждый передает детям лишь половину своих генов. Более того, если в одной из соседствующих популяций доминирует партеногенез, а в другой обоеполое размножение, то в первой из них все особи являются производительницами, непосредственно порождающими приплод; во второй, по условному счету, — лишь половина. И выходит, что занятия сексом — самый верный способ расточиться и сгинуть: «амазонки» вмиг заполонят все жизненное пространство. То есть половые контакты, по выражению Джона Мейнарда Смита, «обременены двойной ценой». Стоит ли связываться с таким способом продления рода, который с генетической точки зрения вполовину менее надежен и замедлен тоже вдвое?

А ведь все это пока только чистая генетика; мы еще не сказали ни слова об утомительной конкуренции за партнера, о физиологических помехах и сбоях при слиянии яйцеклетки со сперматозоидом и об особой уязвимости перед врагами во время спаривания. Плюс вероятность, что «перспективный» набор генов развалится в ходе рекомбинации и не перейдет потомству. Под каким бы углом ни взглянул теоретик, получается, что двуполое размножение — чистая погибель.

Теории противоречит картина, которую мы видим, оглянувшись вокруг: никакое это не бедствие, но одно из самых всеобщих явлений на планете.

Парадокс можно быстро разрешить логическим путем. Эволюция посредством естественного отбора основана на полезных мутациях; следовательно, разделение полов потому смогло распространиться столь широко, что оно дает известные преимущества в сохранении вида. Главный результат полового размножения — потомство всегда заметно отличается от родителей. Должно быть, ценность этих отличий и окупает чудовищные затраты энергии у разнополых пар.

Наблюдения над партеногенезом большей частью показывают, что как раз он — эволюционный тупик, кратчайший путь к вымиранию. Способность эта проявляется в различных популяциях, порой существует десятками тысяч лет, но почти никогда не закрепляется у вида в целом. Иногда бесполое размножение возникает в ответ на экологические угрозы, но не становится универсальной стратегией для большинства организмов, способных «менять ориентацию». В соответствии с общепринятой точкой зрения, это происходит потому, что ни один вид, если он не перемешивает свои гены, не сможет выжить в условиях естественным образом происходящих мутаций и переменчивой природной среды, а коль скоро окружающая обстановка не постоянна, есть очевидные преимущества в том, чтобы производить потомство с различными способностями и степенями выносливости.

Однако в 2000 году гарвардские биологи Дэвид Марк Уэлч и Мэтью Меселсон перевернули этот взгляд на проблему. Они изучали бделлоидных коловраток — микроскопических водных существ, служащих превосходным кормом для рыб. Коловраток можно найти почти повсюду, где есть влага: в морях, озерах и придорожных лужах, даже в сырой почве, лишайниках и мхах. Но вот кого не встретишь ни в одном из подобных мест, так это бделлоидов-самцов. Самки плодятся без них и делают это куда дольше, чем считалось возможным: как показало исследование Уэлча — Меселсона, в течение целых геологических эпох. Триста шестьдесят видов бделлоидных коловраток ухитрились «хранить девственность» добрых 70 миллионов лет.

Именно их упрямую жизнестойкость, опрокинувшую лучшие биологические теории, имел в виду Джон Мейнард Смит, говоря об «эволюционном скандале». Она ставит под удар единственный аргумент в пользу дифференциации полов: будто бы ради сохранения вида его представители обязаны обмениваться генами. Хотя биологи постановили считать бделлоидов аномалией, на самом деле обоснования требуются не для коловраток, а для всей остальной живой природы. Теория, мой друг, сочна, но… где же реальные доказательства? Насколько катастрофические изменения должны произойти в окружающей среде, чтобы оправдался «двойной тариф на интимные услуги»? Для ответа стоит разобраться как следует, в чем выгода от маленькой разницы.

Первым делом рассмотрим проблему «плохих» или, как уточняют биологи, вредных мутаций, накапливающихся в ходе однополого размножения. Если организмы только самовоспроизводятся, то любые случайные повреждения ДНК, скажем от радиации, неизбежно перейдут потомкам во всех будущих поколениях (этот эффект известен как «храповик Мёллера», от названия зубчатой передачи, работающей лишь в одном направлении, и фамилии ученого — американского генетика Германа Мёллера, — исследовавшего мутации генома под воздействием рентгеновских лучей). Результат — повальные болезни в долгосрочной перспективе. А перемешивание генов всегда дает шанс, что потомкам достанутся как раз не затронутые мутациями блоки генетического материала.

Теория хороша — казалось бы, даже самоочевидна, но дьявол, как известно, в деталях. Свидетельства выгоды далеко не столь положительны, как можно вообразить.

Биологи собирают эти данные — как «за», так и «против» — разными, порой довольно причудливыми способами. Например, Уильям Райс и Адам Чиппиндейл из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре в своем эксперименте переделали плодовую мушку-дрозофилу из «секс-машины» в копировальный аппарат. В канадском университете Нью-Брансуика Аврора Неделку и ее коллеги в буквальном смысле разогревали порывы растительной страсти у невинных водорослей (в природе их способ размножения меняется в зависимости от температуры воды). Мэтью Годдард в новозеландском Оклендском университете пользует генной инженерией дрожжевые грибки, которые могут размножаться как половым, так и неполовым путем. Келлар Отем из колледжа Льюиса и Кларка в Портленде (штат Орегон) гоняет ящерок-гекконов на тренажерах, сравнивая спортивные успехи партеногенетических клонов и потомков «полных семей».

Все эти методики — а я перечислил лишь несколько — используются в научных попытках определить стоимость «звездного билета» для сообществ, размножающихся разными способами. Увы, факты не подтверждают теорию столь однозначно, как хотелось бы.

Скажем, в эксперименте Отема безбрачные гекконы одолели «сексистов», оказавшись и выносливее, и быстрее. Однако предыдущая серия опытов с ящерицами того же семейства, но другого вида дала прямо противоположные результаты. В ряде экспериментов с водяными блохами однополое размножение порождало в четыре раза больше вредных мутаций, чем двуполое. Вместе с тем исследования червей-нематод не выявили ни малейших количественных различий в мутагенезе популяций, размножавшихся половым и неполовым путем. Компьютерные модели эволюции геномов показывали, что размер популяции тоже имеет значение: для маленьких сообществ секс оказывается более выгодным, а в больших популяциях половое воспроизводство приводит к накоплению вредных мутаций.

А что там с идеей, будто двуполые популяции быстрее приспосабливаются к изменениям окружающей среды благодаря перетасовке генов? Опять же — никаких однозначных подтверждений. Опыты с дрожжами, проделанные в 1997 году, показали, что виды двуполых дрожжей (да-да, есть дрожжи, которые размножаются половым путем) не проявляют никаких преимуществ при адаптации к изменившейся обстановке. Однако другое исследование дрожжей продемонстрировало, что секс может выигрывать, когда условия окружающей среды ухудшаются; если же положение меняется к лучшему, то популяции с разным типом воспроизводства оказываются равно успешными. Наконец в 2005 году провели еще одну серию опытов: ученые посадили двуполые и бесполые штаммы дрожжевых грибков в пробирки с минимальным запасом питательных веществ. В борьбе с голодом победили бесполые. Затем обе культуры перенесли на вытяжку из мозга мыши, имитируя щедрое разнообразие среды, и тут уже победила двуполая популяция. Правда, эти результаты опять-таки оспариваются: в 1987-м канадцы Грэм Белл и Остин Берт установили, что половое размножение не дает форы именно тем генетическим приспособлениям, какие могут оказаться особенно полезными в изменчивых условиях.

Приходится признать: выяснить нам удалось только то, что в отдельных случаях половое размножение может повысить приспособляемость, но вряд ли оно играет решающую роль — и уж точно не настолько существенную, чтобы окупить «цену вопроса».

Проблем с сексом становится еще больше, если внимательно рассмотреть мутации, которые, казалось бы, дают преимущества именно двуполым организмам. Прежде всего, только у РНК-содержащей части вирусного домена и к тому же только у высокоорганизованных эукариот, включая человека, уровень мутаций достаточно высок для того, чтобы рекомбинация могла сыграть полезную роль в «очистке» генофонда. Помимо этого существует проблема эпистаза — генного взаимодействия. Вредные мутации генома при накоплении могут взаимно усиливать или ослаблять свой эффект, однако многочисленные исследования не принесли неопровержимых доказательств прямой связи полового размножения с эпистазом.

Еще одну возможность — судя по всему, весьма правдоподобную — рассматривает гипотеза Уильяма Дональда Гамильтона о том, что дифференциация полов обусловлена явлениями паразитизма.

Гамильтон, умерший в 2000 году, был необыкновенным человеком. Не только благодаря своим научным дарованиям (в одном из некрологов его назвали «лидером соревнований за титул лучшего дарвиниста после самого Дарвина»), но и по причине редкого личного мужества. Изучая африканских муравьев, он пересек Руанду в разгар гражданской войны и побывал под арестом по обвинению в шпионаже; в другой раз он бросился в кишащие опасной живностью воды Амазонки и заткнул пальцем пробоину в лодке; в Бразилии уличные грабители пырнули его ножом за отказ раскошелиться. Прикончить бесстрашного ученого смогла лишь малярия, подхваченная им в экспедиции в джунглях Конго.

Творческий подход Гамильтона к биологии подсказал ему формулу, ныне утвердившуюся в научном обиходе: «гипотеза Черной Королевы». Он воспользовался образом из сказки Льюиса Кэрролла «Сквозь зеркало, и что там увидела Алиса», где Королева говорит Алисе:«...здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте»^[19]. Этот парадокс Гамильтон взял как иллюстрацию «гонки вооружений» между организмом и его паразитами. Хозяин эволюционирует, чтобы от них избавиться, а те — чтобы сохранить возможность пастись на прежнем носителе. Половое размножение, по догадке Гамильтона, возникло как чудо-оружие в этой бесконечной борьбе.

Правомерность его идеи подтверждают исследовательские группы, изучавшие систему взаимоотношений паразит — хозяин на дрожжевых грибках, улитках, насекомых, овцах и многих других видах. Все они, как правило, размножаются успешнее и реже страдают от болезнетворных микробов, если не клонируются, а перетасовывают гены половым путем. Иными словами, постоянный «косметический ремонт» генофонда как будто дает больше шансов прожить достаточно долго, чтобы оставить потомство.

Есть, однако, и доводы против гипотезы Черной Королевы. Водяные блохи, обменивавшиеся генным материалом, не проявили особых преимуществ в сопротивлении паразитам. А уж о коловратках и говорить не приходится. Как они сумели столько миллионов лет справляться с заразой? Есть основания думать, что у коловраток эта фора изначально заложена в генах, заведомо ориентированных на выживание в меняющейся среде.

В 2004 году новый удар по гипотезе Черной Королевы нанесли Сара Отто и Скотт Ньюсмер. Их компьютерные модели межвидовых взаимодействий в обширной и разнообразной среде, имитирующей реальность, дают повод заключить: «Секса должно быть меньше, а не больше». Итак, хотя гипотеза Черной Королевы верна для некоторых ситуаций, она никоим образом не объясняет вездесущность полового воспроизводства. Эта гипотеза может быть справедлива лишь в одном смысле: если воспринимать половое размножение как часть широкого диапазона явлений, которые, взятые вместе, делают секс хорошим репродуктивным выбором. Как выразились авторы статьи в журнале «Сайенс», Черная Королева «была бы менее стерильной, найди она себе нужного партнера».

Остался, похоже, единственный вывод: загадка пола не имеет простого и универсального объяснения. А коль скоро ни одна из общих теорий не оправдывается, исследователям стоило бы взяться за поиск различных сочетаний частных факторов, которые могут обеспечить преимущества секса. Один возможный пример — специфические особенности строения генома. Эксперименты с искусственными генными сетями (по преимуществу на компьютерных моделях) показали, что половое размножение создает «здоровые» геномы, меньше подверженные мутациям.

Самое интересное здесь то, что геномы, сформированные половым путем, с наибольшей вероятностью окажутся разделены на участки-модули, за пределы которых влияние отдельных генов не распространяется. При половом размножении комбинируются не сами гены, но эти блоки, что снижает уровень плейотропии (когда тот или иной ген «напускает порчу» на другой, находящийся по соседству). В такой системе гены любого сложившегося модуля уже испытаны во взаимодействии между собой, и, если особи суждено дожить до репродуктивного возраста, они наверняка не навредят остальной цепочке — по крайней мере, пока организм переживает расцвет. А раз гены «не кажут носа за родной порог», рекомбинация готовых модулей не омрачит будущее, но сохранит все шансы на успешное продление рода.

Предположим, что эта теория верна; но и она решает проблему лишь частично. Вообще говоря, случайные «подвижки» генома в результате случайных же мутаций оставляют нам больше всего надежд на объяснение очевидных преимуществ двуполой жизни. Исследования показали: если популяция не слишком велика и не слишком мала, а мутации взаимодействуют меж собой в меру интенсивно (то есть если плейотропия ограничена), то половое размножение в большей мере способно использовать их для процветания вида. Но вряд ли это окажется последним словом в науке. Аргументу, который активно отстаивают многие биологи, все еще недостает убедительных подтверждений: ученые бессильны ответить на вопрос, каким образом оплачивается «двойной тариф» секса.

Для Чарльза Дарвина причина всеобщности полового размножения была «покрыта мраком». Спустя век с лишним, в 1976 году, Джон Мейнард Смит назвал проблему пола неприступной и поделился подозрением: мол, «опущена некая сущностная характеристика системы». Еще тридцать лет прошло с тех пор, но проблема так и не разрешилась. Похоже, что эта научная аномалия — самая долгоживущая из всех. А насколько она соответствует правилу Куна?

Кое-какие признаки, несомненно, налицо. Попытки связать воедино всю совокупность отдельных мелких факторов чем дальше, тем больше создают впечатление, что наши теории пола подобны типичному куновскому «скандалу» — Птолемеевой системе мира с ее эпициклами звезд и планет. Древние греки исходили из постулата, что все эти небесные тела вращаются вокруг Земли. По мере того как совершенствовалась техника наблюдений, астрономам приходилось регулярно проверять и перепроверять заданную модель небесной механики, громоздя одну поправку на другую. Чтобы конструкция не рухнула целиком, требовалась масса усилий; достаточно сказать, что вся астрономическая наука в ту эпоху представляла собой в основном текущую корректировку аномалий, которые непрерывно обнаруживались в Птолемеевой системе.

В начале шестнадцатого столетия астроном Николай Коперник осознал, что собратья-птолемеисты родили химеру, и приступил к поискам лучшего решения. Как только вышел в свет его труд «Об обращении небесных сфер», все сразу встало на свои места. Движения звезд и планет обрели простую безукоризненную логику — стоило лишь признать, что Земля и соседние планеты вращаются вокруг Солнца.

Не являются ли наши теории пола ересью, подобной геоцентризму? Если это так, то возможно ли угадать, откуда придет «коперниканская» революция?

Быть может, пропущенная, согласно Джону Мейнарду Смиту, «сущностная характеристика» — взаимосвязь пола со смертью (см. предыдущую главу). Если фактор смерти или, по крайней мере, старения клеток обусловил половое размножение, то двойная цена пола, вполне вероятно, может покрываться (а возможно, и перекрываться с лихвой) выгодой от этого фактора: механизмом выработки АТФ в ядре каждой клетки. Без него мы, эукариоты, не смогли бы завоевать мир. Давайте примем это допущение и посмотрим, к чему оно ведет.

Если половое размножение — надстройка, побочный продукт смерти, тогда мы вправе отбросить азы биологической науки, согласно коим весь мир природы зиждется на беспощадной борьбе за возможность передать потомству свои гены, непременно за счет вытеснения чужих и с помощью наилучшего из доступных партнеров (если таковой необходим для продления рода). Позывы эти, видимо, не столь мощны, как принято считать, и умеряются другими целями — например, выживанием индивида. Если половое воспроизводство у эукариот развилось в результате эволюции смерти, то в иерархии инстинктов оно неизбежно будет уступать самосохранению. А мы знаем, что стремление жить у большинства (хотя и не у всех) существ, размножающихся таким путем, действует сильней, чем тяга оставить потомство.

Представим себе животных, образующих устойчивые социальные группы или семьи. (Здесь воленс-ноленс приходится говорить о высших формах, у которых, кстати, и половое размножение практически лишено альтернатив.) Они обладают половым инстинктом и демонстрируют сексуальное поведение, но наряду с этим адаптированы в своей группе: выживание особей — предпосылка дифференциации полов в данном подходе — зависит от благополучия группы в целом. Что мы наблюдаем в этом случае?

Во-первых, усложненные формы сексуального поведения. Каковы бы ни были причины их формирования, они укрепляют связи меж индивидами через положительные эмоции и ощущения, по крайней мере у высших животных. Во-вторых, размножение как таковое. Но помимо этого — еще и усилия, направленные на поддержание целостности группы, чтобы обеспечить выживание каждого ее члена. По предположению Джона Мейнарда Смита, если самец вносит серьезный вклад в воспроизводство, отдавая силы добыванию пищи и защите молодняка, то его подруга реально может вырастить вдвое больше потомства, чем любая «амазонка», тем самым вопрос о цене пола снимается автоматически. Но возможно, групповая динамика способна не просто окупать затраты?

На этот вопрос трудно ответить однозначно, но некоторые наблюдения позволяют сделать интересные выводы. Двуполые организмы действительно часто образуют сообщества, и, хотя для каждой особи естественно соблюдать прежде всего собственный «насущный интерес», понять природу такового удастся, лишь рассматривая всю группу как целое. Скажем, попытка спариться с единственной самкой в группе явно невыгодна самцу низкого ранга: если соперники намного сильней, подобная дерзость может даже стоить ему жизни.

Ситуация в чем-то сродни известному в математике решению «проблемы прочной семьи». Представьте вечеринку, где все участники желают найти себе пару. Если каждый мужчина будет согласен только на самую привлекательную из женщин — и наоборот, — то почти для всех затея кончится плачевно. В 1962 году двое математиков рассчитали вариант, в котором умеренная готовность к общему компромиссу может принести удовлетворение практически всем и каждому. Дэвид Гейл и Ллойд Стауэлл Шепли показали, что если все «выстроятся по ранжиру» согласно желательности потенциальных партнеров, то возможно достичь устойчивого равновесия. Их матрица сочетает условных людей в таких комбинациях, что невозможно найти мужчину и женщину из разных пар, которые охотней сошлись бы друг с другом, нежели остались с прежними партнерами. Это, конечно, мало походит на идеал для большинства людей, но дает вполне пристойные результаты с точки зрения интересов общества.

Таково одно из приложений теории игр — математического аппарата, который обычно применяют для оценки положительного либо отрицательного влияния тех или иных решений на поведение группы людей. Главная цель теории, разработанной венгерским математиком Джоном фон Нейманом, — выявлять оптимальные стратегии, то есть образ действий, способный в максимальной степени удовлетворить наибольшее число участников. Если такой баланс достигнут, антагонизмы снимаются и ни одна из сторон больше не стремится изменить положение. Теория игр служит эффективным инструментом во многих сферах реальной жизни: она помогла сохранить «худой мир» в годы холодной войны; она же вносит свой вклад в мировую экономику и международную политику, а также объясняет, каким образом общества устанавливают социальные нормы. В определенном смысле любое поведение людей и животных можно рассматривать как игру. Это касается — во всяком случае, по мнению Джоан Рафгарден — и полового размножения.

Рафгарден, профессор эволюционной биологии в Стэнфордском университете, специализируется на проблемах полового отбора. Громкий скандал вызвала ее статья в соавторстве с двумя коллегами, опубликованная в февральском выпуске журнала «Сайенс» 2006 года. Авторы призывали к полному отказу от дарвиновской теории в пользу социального отбора. Выбор полового партнера, как утверждает Рафгарден, обусловлен не столько целями воспроизводства и закрепления генотипов, сколько задачами групповой интеграции. Объяснить это, по ее словам, помогает теория игр.

Согласно новаторской теории Рафгарден, репродуктивное поведение определяется не отбором наилучших генов, но своего рода бартерной стратегией: отложенную возможность размножаться можно получить в обмен на разного рода «услуги»: привлечение в группу новых самок, охрану и поддержание в порядке территории или защиту от врагов и конкурентов.

Хотя многие биологи критикуют идеи Рафгарден, ее гипотеза и впрямь логично объясняет механизм компенсации индивидуальных затрат на половое размножение. Она утверждает, например, что в соответствии с теорией игр социальный отбор увеличивает число особей, доживающих до зрелости. Если все члены группы включены в разнообразную деятельность, необходимую для единства и выживания, и благодаря этому каждый в свой срок получает шанс на размножение, то воспроизводство идет успешнее, популяция в целом растет и крепнет.

Такой взгляд, конечно, полностью противоречит традиционному — и на свой манер далеко не безупречному — кредо биологии. В стандартной теории выбор пары рассматривается как цепочка стереотипных действий — первым долгом эффектная демонстрация «хороших генов», то есть физической силы и различных украшений у самцов. Соответственно выбор принадлежит по большей части самкам: их запас яйцеклеток ограничен, сперма же «дешева» и имеет практически неисчерпаемые ресурсы. А самцы лезут из шкур и перьев, стараясь привлечь внимание подруги. Однако новейшие исследования показали, что все толки о дамах, которые с целью заполучить наилучший генофонд отдаются кавалерам с самыми большими рогами или звучным голосом (или же, как у павлинов, с самым роскошным хвостом), чересчур упрощены для полноценного описания реальности.

В этом отдавал себе отчет Джон Мейнард Смит. В качестве примера он привел поведение благородного оленя, идущее вразрез с теорией полового отбора. Наиболее крупные и агрессивные самцы без конца надрываются на показательных турнирах. Однако на самок это зачастую не производит должного впечатления, и они, ускользнув прочь, спариваются с менее внушительными партнерами, ждущими своей удачи в сторонке от гарема. Этот пассаж Джон Мейнард Смит завершил поистине гениальным штрихом, назвав последних «пугливыми хахалями».

Но так ли уж пугливы они? Возможно, их поведение имеет глубокий эволюционный смысл. Ведь нет решающих доказательств, что оленихи на самом деле «болеют» за бойцов или как-то связывают исход схватки с шансами получить «хорошую наследственность» для потомства. И так ли мало в целом стаде действительно ценных генов, чтобы всем самкам стоило отдавать предпочтение одному-двум лучшим фехтовальщикам на рогах? В этом случае по прошествии поколений подавляющее большинство самцов в популяции унаследовало бы физическую силу и агрессивное поведение от сравнительно немногих предков по мужской линии. Но вряд ли есть столь четкие внешние критерии, что облегчили бы самкам подобную «проницательность»; эта проблема известна в биологии как «парадокс токовища». Существует целый ряд объяснений, почему окончательный выбор принадлежит самке, однако для теоретиков полового отбора вопрос остается дискуссионным.

Это не единственный пример неувязок в стандартной теории — они там буквально на каждом шагу. Скажем, австралийские ученые Марк Блоуз и Роб Брукс обнаружили, что выбор, сделанный самками дрозофилы, почти во всех наблюдаемых случаях противоречил теории полового отбора. Эксперименты тех же исследователей с живородящими рыбками гуппи (чьи самцы отличаются широко варьирующей окраской, а также формой и размерами плавников) показали: многие самки «ленятся» выбирать и спариваются с кем придется. Иные ведут себя разборчивей, но при этом явно исходят из запечатленных прошлых опытов, а не из фенотипа ухажеров. Наконец, встречаются такие самки гуппи, которые придирчиво изучают каждого соискателя, но подобное поведение отнюдь не норма. Как заметил биолог Стивен Роуз, хоть идея полового отбора, основанного на ярких вторичных признаках самца, и может показаться неотразимой, ее эмпирические доказательства весьма слабы — это верно даже для такой «классики», как павлины. Вдобавок найдено немало свидетельств в пользу того, что демонстрация грубой силы — едва ли самый верный путь к репродуктивному успеху.

Элисабет Форсгрен провела лето 1994 года в роли рыбьей свахи на биостанции Клуббан у западного берега Швеции. Она изучала поведение типичных представителей прибрежной ихтиофауны — бычков-лысунов, которых сама выловила в мелком заливчике и рассадила по аквариумам. Форсгрен угощала рыб фаршем из свежих мидий, а те в ответ демонстрировали ей таинства полового отбора.

Сперва Форсгрен попарно сводила самцов в борьбе за самое подходящее место для кладки икры. Победителя обычно определяли размеры. Затем она поставила бычкам задачу охранять гнездо от грабителя-краба. Тут уже отличились рыбки ростом поменьше. Наконец, исследовательница предоставила самкам возможность свободно выбрать себе пару. Те, разумеется, не имели понятия о результатах предыдущих опытов, но почти неизменно отдавали предпочтение «заботливым супругам» перед «большими и здоровенными» доминантами.

Впрочем, все эти наблюдения не означают полной отмены стандартной теории. Популярный пример ее «попадания в точку» — самый крупный представитель тюленей, морской слон. Самцы этого вида в сезон размножения соперничают между собой совершенно на манер борцов сумо, стараясь подавить противника своим весом. Самые мощные и тяжелые, выиграв лучшие места для лежки, уверенно завладевают гаремом и спариваются с десятками самок. За сотни тысяч репродуктивных циклов такое поведение увеличило размеры именно самцов, тогда как самки вдвое уступают им в длине и четырехкратно — в весе. Поскольку фору получает гигантизм, наследуемый по мужской линии, то в каждом следующем поколении сыновья «перерастают» отцов.

Однако на взгляд Рафгарден, исключений в этой теории такое множество, что стоит поискать иных объяснений брачных игр. Вторичные половые признаки, например пышные яркие хвосты у павлиньих петухов, по ее мнению, могут быть свидетельством не столько удачной наследственности, сколько высокого общего тонуса организма. Здоровое и активное животное способно вырастить больше потомства, тем самым оправдав цену полового размножения. Эту мысль подтверждают и наблюдения Элисабет Форсгрен над рыбками-лысунами, чьи самки выбирали себе пару по принципу «мал золотник, да дорог».

К тому же провал на «показательных выступлениях» не означает отвержения неудачника, тот лишь берет на себя другую роль в жизнеобеспечении группы. Особи, лишенные прямого участия в размножении, нередко заботятся об общем благе, добывая пищу, предоставляя слабым защиту и уход, — а взамен, вполне вероятно, получат отложенный, но верный шанс спариться самим. По одной из гипотез Рафгарден, подобные объединяющие действия могут лежать в основе гомосексуального поведения, широко распространенного у высших животных.

Книга «Биологическое богатство: гомосексуальность животных и природное разнообразие» — плод десятилетних вдохновенных трудов Брюса Бейджмила — сообщает, что не связанное с размножением половое поведение, включая образование постоянных пар, отмечалось у более чем 450 видов. Пример: двое самцов австралийского черного лебедя вместе строят гнездо, высиживают яйца (похищенные у разнополых пар) и выращивают здоровый выводок. Фактически справились они даже лучше «гетеросексуалов»: выживаемость птенцов в этой странной семье оказалась выше средней.

Рафгарден отчасти дополнила работу Бейджмила: в книге «Радуга эволюции» она приводит свой список — около трехсот видов позвоночных, наблюдавшихся в «нетрадиционных» парах. Но перечень, надо полагать, остался далеко не полным. Бейджмилу еще и потому пришлось столько лет собирать материалы для своего труда, что очень многие биологи избегают сообщать о гомосексуальных проявлениях в природе. Как признался один из них, мысль о том, что увиденные животные живут однополой семьей, вызывала у него «эмоциональное отчуждение». Другие скрупулезно регистрируют подобные наблюдения, но не спешат с публикациями до получения ординарного профессорства.

Ну, разумеется, — ведь такие факты противоречат почтенной теории, будто геномы, да хоть и их носители, поголовно одержимы стремлением воспроизводить себя, любимых. Зато они вполне согласуются с идеями о социальной роли пола и о том, что двуполое размножение — своего рода надстройка, побочный продукт явлений иного порядка.

Если Рафгарден сумеет поставить на своем, это будет иметь значимые последствия не только для науки, но для всей человеческой культуры. Ортодоксальные биологические подходы разъели ее, словно кислота из дырявого аккумулятора, заявляет исследовательница. С колыбели до гроба нам приходится разыгрывать роли, навязанные традиционной культурой, — отважного самца и кроткую самочку, поскольку любой отход от этих «норм» чреват комплексами вины, эмоциональным и физическим насилием, преступным фанатизмом. Пускай биологи заблуждаются, однако новая ортодоксия могла бы послужить прививкой терпимости. И может статься, исследования аномалий пола приведут к социальным результаты, которые окажутся глубже научных.

Аргументы Рафгарден убеждают далеко не всех; практически большинство с нею не согласно. «На мой взгляд, это ничуть не менее, а даже более вымученная теория, нежели половой отбор, по крайней мере, если дело касается общественных животных», — написал Стивен Роуз, рецензируя «Радугу эволюции» в газете «Гардиан». Однако сейчас теоретикам эволюции приходится заново пересматривать все привходящие обстоятельства полового размножения, так что социальный отбор — интересная возможность.

Самое интригующее в ней, видимо, вот что. Если смерть послужила первопричиной разделения полов, полезного для выживания в чреватой опасностью кислородной среде, и передача генов — надстройка, а не первейшая из движущих сил природы, то может оказаться, что и групповой отбор — вовсе не извращение эволюции, вопреки манифестам Докинза. Такой подход оправдал бы взгляд Джошуа Миттелдорфа на умирание как закон существования эукариот в системе, регулярно освобождающей место для новых поколений. К этому же, в сущности, пришел в 1889 году Август Вейсман (и отрекся впоследствии); так что ревизия «полового вопроса» заодно могла бы прояснить проблему смерти с позиций исходной теории. Вроде бы просто до примитива, но, возможно, ответ все время был у нас перед глазами. Что, если секс не самое важное в жизни, а за ним, как и за смертью, стоит социальная селекция? Удастся ли разгадать одну аномалию с помощью другой?

Коль скоро и власть смерти, и расцвет пола берут начало в океане, то главу вполне уместно завершить историей одного осьминога и от нее же двигаться дальше. Эти головоногие — воплощенный идеал Джорджа Уильямса, несущий в щупальцах знамя антагонистической плейотропии. У многих видов осьминогов самки размножаются единственный раз, а после вылупления молоди начинают голодовку и вскоре гибнут от истощения. Такой конец предопределен устройством их организма. В 1977 году психолог Джером Водински удалил у только что отложившей яйца осьминожихи оптические железы, заблокировав секрецию гормона, подавляющего пищевой инстинкт. «Перепрограммирование» позволило ей прожить еще не один год в сытости и добром здоровье.

Осьминоги — в буквальном смысле гормональные страдальцы. Но и люди в этом отношении мало отличаются от них. Когда нам кажется, будто мы хотим поесть, или полны решимости встать с кровати, или вообще сделать хоть что-нибудь, это заблуждение. Иллюзия или, скорее, самообман свободной воли — наша следующая аномалия. Возможно, самая тревожащая из всех.

11. Свобода выбора

Ваши решения вовсе не ваши

Весной 2007 года в подвальной лаборатории в центре Лондона двое взрослых людей играли в Пиноккио: я был деревянным человечком, а Патрик Хаггард — Джеппетто. Профессор Хаггард из Института когнитивной нейропсихологии в Университетском колледже Лондона прижимал к моему левому виску странную штуковину в виде восьмерки на длинном стержне, вроде гигантского ключа для заводной мышки ростом с человека. Найдя верное положение, он надавил ножную педаль — и указательный палец у меня на правой руке стал непроизвольно сгибаться. Хаггард немного передвинул ключ, и тогда начал дергаться средний, затем безымянный палец. Если б он имел точную карту моих мозгов да еще усилил ток, то смог бы, наверное, дирижировать целой рукой или ногой. С помощью этого ключа можно много чего сотворить.

Транскраниальная магнитная стимуляция — излюбленный инструмент нейробиологов. Пара электромагнитных катушек генерирует короткие импульсы, воздействующие на нейроны в мозге, а исследователи вникают в реакции и функции тех или иных его областей. По рассказам Хаггарда, он часто ставит подобные эксперименты на себе. Хорошо, что я это испытал только один раз. В самом деле, неприятно, когда твоим телом управляет кто-то другой.

И мне еще сильно повезло: некоторым приходится выносить такое каждый божий день. Например, у больных синдромом чужой руки конечности могут бороться друг с другом. Часто пациенты жалуются, что одна из рук «живет сама по себе». Скажем, левая ставит чашку на стол, и тут же правая пытается ее забрать. Или застегивает человек рубашку одной рукой, а вторая следом аккуратно вытаскивает пуговки из петель. В самых тяжелых случаях предательница рвется задушить хозяина, точь-в-точь как показано в черной комедии Стэнли Кубрика «Доктор Стрейнджлав». Тогда лишь другая, верная, рука может спасти ему жизнь, вступив в схватку. Ложась спать, несчастные нередко приматывают или даже приковывают опасную конечность к кровати. На всякий случай.

При всей необычности явления объясняется оно просто: повреждениями головного мозга. Таких случаев известно много — одного мужчину, например, опухоль превратила в педофила; другой после травмы стал упорно путать жену со шляпой: то хотел вычистить бедняжку щеткой, то пытался водрузить себе на голову… Вывод неприятен до жути: человеческий рассудок полностью зависим от состояния своего материального носителя и подчиняется ему. Все мы, в сущности, узники собственных нервных клеток, лишенные того, что принято называть свободой воли.

Это заключение многократно проверено и подтверждено за десятилетия экспериментальных исследований, но все же воспринимается как полный абсурд. Люди свято убеждены в своей самости, в независимости действий и свободе выбора. Почти каждый, у кого ни спроси, назовет научные результаты «неправильными». Ну никак они не укладываются в рамки нашего субъективного опыта. Но потолкуйте с Патриком Хаггардом, и тот разъяснит, что подлинная аномалия — не в отсутствии свободы, а в ее иллюзии, в самообмане, за который мы держимся мертвой хваткой. И он тут не одинок, это мнение разделяют большинство нейробиологов. Лишь немногие продолжают отстаивать свободу воли и относятся к экспериментальным данным как к аномалии. Ставка в их идейной борьбе такова, что выше не бывает. Ведь в самом деле, в вопросах сознания тумана куда как много. Разгадать природу этих аберраций — значит понять, что такое человек.

Скажите людям, что их воля несвободна, и большинство примется яростно возражать. «Человек сопротивляется тому, чтобы его считали пассивным объектом, бессильным повлиять на ход мироздания», — писал Альберт Эйнштейн в 1931 году. Конечно, его научные дисциплины, астрономия с космологией, первенствуют в сегодняшнем «развенчании» былого царя природы, но и другие естественные науки недалеко отстали в этом смысле. Свободный полет разума — вот и все, что остается человеку в доказательство его особого места во Вселенной. Но скоро и это последнее утешение у него могут отнять.

Иммануил Кант в 1788 году поставил свободу воли наравне с Богом и бесконечностью. «Антиномии чистого разума» философ объявил непостижимыми для человеческого рассудка. Но насчет одной из них он, возможно, ошибался: сейчас нейробиологи выясняют мало-помалу, как бы отдернуть покров тайны.

Первую брешь в иллюзиях пробил Бенджамин Либет. Ученый, умерший в 2007 году в 91-летнем возрасте, стал легендой в нейрофизиологии. По причине, которая его самого не очень-то радовала.

В конце семидесятых Либет участвовал в круглом столе по проблемам свободы воли вместе с нобелевским лауреатом сэром Джоном Кэрью Эклсом. Тот упомянул в разговоре недавнее открытие, что так называемый потенциал готовности — изменение суммарного электрического потенциала головного мозга, предшествующее любому движению, — возникает за секунду или даже более того перед самим действием. Сэр Джон в то время полагал все без исключения сознательные поступки результатом волевого акта выбора. Следовательно, они должны точно так же предваряться не только пульсацией неразумных электронов, но и событием ментальным — принятием осознанного решения. Либета такой подход вполне устраивал, но в тот миг его осенило, что собеседник просто излагает собственное кредо без каких-либо документально засвидетельствованных оснований. И он отправился на поиск доказательств.

Либет набрал группу добровольцев, прикрепил им датчики на головы и на запястья и попросил выполнить несложное задание. Испытуемый должен был, глядя на секундомер, в произвольно выбранный момент пошевелить рукой и запомнить положение быстро бегущей по циферблату стрелки в ту секунду, когда решил: «Вот сейчас это сделаю».

Головные датчики замеряли нарастание и пик потенциала готовности. Наручные — надежно хронометрировали мышечную активность. По словесным показаниям испытуемых выходило, что во всех случаях осознанное намерение у них предшествовало движению.

Начало неплохое. Однако на том хорошие новости и закончились. Сверив все три источника данных, Либет обнаружил, что достижение потенциала готовности предшествовало принятию решения, и довольно-таки заметно. Мозг был готов к движению за полсекунды до мышечного старта и в среднем за 350 миллисекунд до того, как испытуемый осознавал, что собирается двигаться. То есть в момент, когда действие возникало в его сознании, материя уже неслась вперед на всех парах. Независимо от того, как человек осмысливал и ощущал свое движение, это были два совершенно разных моторных акта.

Либет, встревоженный своим открытием, поспешил найти единственно возможную лазейку для свободной воли. Раз существует временной интервал между намерением и самим действием, решил он, — значит, есть возможность удержаться на краю. Сознание все-таки способно в последний миг запретить движение, уже инициированное нейронами. Так была проведена линия фронта в боях за человеческую идентичность.

На стене в офисе Хаггарда висит листок с выдержкой из стихотворного сочинения его дочери. «Поэма про папу» рассказывает, за что лирическая героиня любит отца. Хотя любовь к родителям считается чем-то естественным и спонтанным, дети часто испытывают потребность рационально объяснить свои чувства. Вот и в этом стишке говорится, что Хаггард заслужил любовь делами: он помогает дочке готовить уроки, плавает с нею в бассейне и так далее. Но все-таки сильней всего девочка любит папу потому, что он любит ее.

Разве «нейронные машины» так себя ведут? И готовы ли мы позволить науке свести все человеческие эмоции и поведение — учебу, развлечения, любовь — к электрическим разрядам, неподвластным сознательному хотению? Есть к тому же проблема добра и зла: все цивилизационные модели, религиозные учения и социальные структуры основываются на понятии ответственности людей за свои поступки. Должны ли мы стремиться узнать нечто большее о свободной воле, коль скоро на том, что нам уже о ней известно, держатся все нравственные принципы? Этими вопросами задавался и Либет; вдобавок он и сам сомневался (надо сказать, вполне оправданно) в чистоте эксперимента. «Интуитивное понятие о том, как проявляет себя свобода воли, лежит в самой основе представлений о сущности человека, — заключил он. — Здесь необходим крайне осторожный подход, исключающий априорное доверие к якобы строго научным выводам, которые в действительности являются частными предположениями». Либет полагал, что любые теории, отрицающие свободу воли, по определению «менее притягательны», чем признающие этот феномен. Если не будут найдены свежие доказательства обратного, отчего бы просто не признать: мы реально обладаем свободной волей.

По крайней мере, в одном он был прав. Нейрофизиологический эксперимент, конечно же, не аннулировал это понятие; для подобных выводов в его протоколах слишком много неточностей. Когда мы поднялись в кабинет на втором этаже, Хаггард поставил передо мной ноутбук: а давайте-ка проверим Либета по его же методике. Результаты проверки показали самым наглядным образом, отчего тот давний опыт не перечеркнул независимость человеческого сознания.

Эксперимент, разумеется, был поставлен нечисто. По нынешней хайтековской инструкции мне следовало сверяться с изображением секундомера, выведенным на монитор, и фиксировать «осознанное намерение» пошевелить пальцем, нажимая F9. Для погрешностей здесь полный простор. Как быть, если, скажем, захочется давить не как попало, а только когда стрелка достигнет какой-нибудь «значимой» отметки? И как различить в собственном восприятии показания часов в тот миг, когда я решаю, что пора действовать, и когда палец опускается на клавишу? Что это значит вообще — «осознанное намерение совершить движение»?

Хаггард говорил, до меня здесь побывало много испытуемых. Чтобы справиться с первой проблемой, ведущий повторяет несколько раз, что важны исключительно их ощущения, а не положение стрелки. Затем показания проверяются по всей подборке в поисках микропаттернов активности мозга с отклоняющимися результатами. Второе соображение гораздо интересней: оно связано с фактором перекрестно-модальной синхронизации.

В небрежно озвученном или скверно продублированном фильме реплики актеров местами звучат полной тарабарщиной, раздражая зрителя, ожидающего услышать разборчивую родную речь. Это и есть тот самый фактор. В эпизодах с крупными планами зал не только прислушивается к диалогу персонажей, но и улавливает — чаще всего неосознанно — движения их губ. В любом случае мозг обрабатывает визуальную информацию вполне успешно. Но звук-то воспринимается по другому каналу. Однако мозговые рецепторы словно бы «знают», что понять речь легче всего, когда оба включения действуют в синхронном режиме, и стараются вовсю.

На этот счет у мозга свои нормы и правила, не сказать что чрезмерно строгие. Если синхронизация «плывет» на величину до 50 миллисекунд, о таких мелочах он сигнализировать не станет. Соответственно устанавливаются технические допуски звукозаписи на киностудиях; если уровень погрешности будет выше, зрители начнут топать ногами, а то и швыряться в экран попкорном.

Очень похожая неувязка вышла, когда добровольные помощники Либета пытались синхронизировать бег стрелки со своими намерениями. Осознание происходит на ментальном уровне, а показания секундомера воспринимаются извне в визуальном режиме. Повторные проверки эксперимента показали расхождение от 50 до 150 миллисекунд. Этот интервал отнюдь не близок к 350 миллисекундам, отделившим в тестах Либета бессознательную инициацию движения от осознанного позыва.

Патрик Хаггард — детерминист, убежденный, что свободы воли не существует. Поэтому третья сложность, определение «осознанного намерения двигаться», представляется ему вообще надуманной. Но сейчас, говорит он, давайте обсудим семантику; до этого я просто прикидывался дурачком, который пытается заткнуть главную дыру, роясь в деталях эксперимента. А она на самом деле вот где. Да, в протоколе Либета масса ошибок. Да, это не лучший метод для точного определения разницы между сознательным и бессознательным действием. Но! — тут он переходит в наступление — альтернатива-то в чем? Я что, действительно должен считать, будто моя воля свободна? И думать, будто мой мозг побуждает к действию осознанная мысль? И где же в его физических структурах лежит это нечто, которое якобы превращает внутренний импульс в поступок и водит моим пальцем? Нет никакой альтернативы, говорит Хаггард: наше «осознание» — побочный продукт нейронных процессов, уже происходящих в реальном времени. Неоспоримо доказать такое, конечно, сложно. По мнению Хаггарда, один экспериментатор подобрался к цели ближе всех. Но это не был Бенджамин Либет.

В начале 1990-х годов Ицхак Фрид, нейрохирург с медицинского факультета Йельского университета, делал операции на мозге пациентам с тяжелой формой эпилепсии. Состояние их было настолько угрожающим, что часть мозговой ткани приходилось удалять, дабы остановить разрушительный нейронный «шторм», вызывающий всё более сильные приступы. Чтобы выяснить, какие области коры нуждаются в срочном отключении, Фрид вводил в нее электроды; общая идея заключалась в мониторинге гиперактивных нейронов.

Помимо клинического применения, его методика давала беспрецедентную возможность изучить эффекты электростимуляции локальных участков мозга, а тем самым дополнить карту-схему информацией, помогающей понять, как он работает. Фрид ухватился за эту возможность обеими руками — и получил довольно неожиданные результаты.

В общей сложности Фрид с ассистентами прощупали 299 точек в коре головного мозга тринадцати пациентов; 129 из этих точек откликнулись тем или иным образом. В большинстве случаев ответом служила несложная моторика (хотя, согласитесь, заурядной ее не назовешь). Слабые электрические импульсы вызывали различные телодвижения — чаще всего сгибание одного сустава или сокращение группы лицевых мускулов. Иногда реакция была более обширной и сложной: например, одна пациентка устроила целую пантомиму — вытянула шею, затем стала поворачивать голову вправо и влево. Словом, необычно во всех отношениях.

Но даже не это самое удивительное. Больше всего исследователей поразили совершенно одинаковые сообщения пациентов о том, что они вдруг «ощутили срочный позыв». Неотложную потребность согнуть правую руку или поджать правую ногу. Или пошевелить большим и указательным пальцами правой руки. А стоило лишь немного увеличить силу тока, всякий раз именно это и случалось: позыв переходил в прямое действие, которое хотел выполнить испытуемый.

И все это — одним движением реостата. Исследователи управляли желаниями пациентов, а затем, усилив ток, брали под контроль их тела.

Рассказывая об этом, Патрик Хаггард определенно увлекся. «Любопытно было бы с вами проделать то же самое».

Однако опытов на открытом мозге он избегает по принципу «не делай другим, чего не желаешь себе», оттого в лабораторном подвале мы и ограничились транскраниальной (в буквальном переводе с латыни «сквозьчерепной») стимуляцией. Это окольный вариант методики, которую Ицхак Фрид применял на своих эпилептиках, стало быть, действует он не так сильно. Но суть совершенно одинакова.

Должен признаться, наблюдение за тем, как Хаггард контролировал движения моих пальцев, напрягло мое самосознание до предела. В какой-то момент часть собственного тела показалась мне чужой. Однако опыт сей был куда как поучителен: он помог лучше понять эксперимент Либета. Безотносительно моих личных трудностей с формулировкой «осознанного намерения совершить движение» есть большая разница между движением, вызванным таким путем, и тем, что идет от… ну, скажем так, вроде бы вовсе ниоткуда. Это ведь не рефлекс, не тот «боксерский нырок», которым вы спасаетесь от заполошного голубя, летящего прямо в лоб, или невольная судорога, когда доктор стукнет молоточком по колену. И на отработанную до автоматизма бейсбольную подачу не похоже ничуть. Такие движения человек не обдумывает и даже не осознает, но, по крайней мере, понимает, что делает их сам. А со мной было все иначе. Это вообще был не я! Почувствовать себя марионеткой в руках Патрика Хаггарда стало подлинным открытием, и я начал склоняться к убеждению, что никакой свободы воли, во всяком случае у меня, нет в помине.

Нейрофизиологи атакуют иллюзорную свободу и с другого конца: демонстрируя, что в вопросах сознания и самоконтроля мы непрерывно впадаем в поразительный самообман. Конечно, каждому вольно хранить внутреннее убеждение в собственной независимости, но от далеко идущих выводов на сей счет лучше все-таки воздержаться.

Это лишний раз подтвердили в 1999 году Дэниел Вегнер и Талия Уитли, воспользовавшись для своих опытов переделанным на новый лад предметом, которому они дали довольно-таки забавное наименование: «Доска кухонная обыкновенная для спиритических сеансов». Двое ученых, работавшие в то время в Виргинском университете, решили испытать самоконтроль студентов-психологов над мелкой моторикой руки. Студентам проект зачли как курсовой; их руководителям — как вклад в научную классику, судя по индексу цитирования.

Эксперимент отчасти использовал так называемый слепой метод, то есть наполовину был основан на «обмане». Каждый испытуемый проходил тест вдвоем с напарником, заранее посвященным в суть опыта, но с начала до самого конца считал инсайдера столь же несведущим.

«Говорящей доской» служила компьютерная мышь с приклеенной сверху квадратной фанеркой; оба участника должны были поставить на нее пальцы с двух сторон и согласно перемещать курсор плавными кругами по экрану монитора. Компьютер показывал полсотни фигурок: лебедя, автомобиль, динозавра и прочее. Через каждые тридцать секунд испытуемые должны были остановиться и оценить, насколько самостоятельно они приняли решение задержаться на том или ином изображении.

Посвященному напарнику при этом тайком подавались команды, но результат вышел однозначный. Хотя любые перемещения и остановки курсора происходили по воле инсайдера, студенты сообщили, что во всех случаях решение принимали они сами. Увы, «слепцам» это только чудилось…

Вегнер также поставил серию опытов по «чтению» неосознанной моторики в тандеме. В этих экспериментах испытуемому внушали, что он одновременно с напарником слышит простые вопросы вроде: «Является ли город Вашингтон в округе Колумбия столицей Соединенных Штатов?» Студент держал пальцы на руке партнера и по его движению должен был распознать утвердительный либо отрицательный ответ, а лишь затем сам нажать клавишу «да» или «нет», верно или неверно.

На самом деле партнер, он же инсайдер, вовсе ничего не слышал, а стало быть, не мог и реагировать. Обманутые студенты дали 87 процентов правильных ответов, но лишь в 37 процентах случаев сочли, что сделали это, не дожидаясь решения напарника. Другими словами, ответ сплошь и рядом «выскакивал» автоматически, без осознанных усилий. Довольно было ожидать машинальных движений от партнера, чтобы предполагаемая свобода выбора самоустранилась.

Каков же итоговый вывод? Наша перцепция, воля и поступки обладают надежностью пластилина. Мы словно малые дети у игрового автомата: даже если монета в него не брошена и машинки на экране мчатся вхолостую, ребятишки хватаются за джойстик, елозят им туда-сюда и думают, будто рулят вовсю. Вегнер и Уитли напрямую связали этот род самообмана с азами иллюзионистского искусства. «Мнение, якобы наши действия диктуются сознательным выбором, — расхожее заблуждение, идущее от имитаторских опытов целеполагания; оно во многом подобно вере, что фокусник на самом деле вынимает кроликов из шляпы», — писали они в июльском номере журнала «Американский психолог» за 1999 год.

Очень похоже, что все постановщики шоу с привлечением гипноза, чтения мыслей или ловкости рук как раз и пользуются людской слабостью в понимании истинной природы выбора. Стоит лишь организовать все как следует, и можно внушать людям, будто причиной тех или иных событий послужили их поступки. Измените сценарий — и ротозеи будут думать, что ими управляет кто-то чужой. Или что они внимательно отследили каждую подробность происходящего. В целом мире эстрадные театры и цирки служат лабораториями по производству эмпирических доказательств внушаемости: под руководством фокусников тысячи людей возили чашки и блюдца по спиритическому столу или «говорящей доске», совершенно не осознавая, что делают это своею рукой. Людской дар стойко сопротивляться реальности лишний раз подтверждается фактом, что почти все время, пока ловкачи стригут купоны с этого трюка — уже полтора века, — наука имеет добротное, рациональное и не требующее потусторонних сил объяснение: идеомоторные акты. Эти слабо выраженные бессознательные движения возникают и усиливаются от напряженного ожидания. В 1852 году естествоиспытатель Уильям Бенджамин Карпентер впервые определил их как «хаотичные непроизвольные сокращения мышц под воздействием внушения». Часто идеомоторика завершается полноценным двигательным актом, причина которого остается непонятной для субъекта.

Философ и психолог Уильям Джеймс, брат известного писателя Генри Джеймса, принял у Карпентера эстафету и с нею проследовал дальше, ставя опыты специально для того, чтобы только показать, с какой легкостью человек обходит собственную волю. Результаты он свел воедино и обнародовал в 1890 году в книге «Принципы психологии», объявив, что «всякое умственное представление о движении в некоторой степени провоцирует то фактическое движение, которое подразумевалось». В отсутствие дальнейших препятствий это движение, по его словам, осуществляется в полной мере.

Уильям Джеймс впервые отметил, что далеко не всякая иллюзия сознательного контроля настолько оторвана от обыденной реальности, как вызов духов с помощью блюдца. Даже простейшая задача — встать утром с постели — в действительности представляет многослойную проблему. Джеймс считал, что в этом действии «отражается, как в капле воды, психология всех волевых актов». Пожалуй, лишь нетривиальному уму под силу разглядеть подобный смысл в утреннем вставании. Но Уильям Джеймс и был нестандартным мыслителем: стремясь причаститься мистического опыта, он принимал наркотики — амил-нитрат и мескалин — и утверждал, что сумел постичь философию Гегеля лишь благодаря веселящему газу. Как бы то ни было, его бытовое наблюдение оказалось весьма проницательным.

«Каждый знает, каково просыпаться морозным утром в нетопленой комнате, само нутро восстает против испытания… и как же действуем мы в подобных обстоятельствах? Позволю себе сослаться наличный опыт: чаще всего дело обходится без каких-либо борений и вообще без выраженного волевого акта. Просто оказывается вдруг, что „пора вставать“».

Перед нами совершенно очевидный, но почти никем не замечаемый пример бессознательного управления собственной деятельностью. У каждого имеется и противоположный опыт. Четверть восьмого утра; солнце взошло и ярко светит. Вы лежите под пуховым одеялом и слушаете радио, диктор рассказывает, что на дворе прекрасная погода и пробок у моста нет. Ни одной причины застревать в горизонтальном положении. Вы решаете встать, но не встаете. А спустя полминуты вдруг обнаруживается, словно по волшебству, что дело сделано. Вы стоите у окна, щурясь на свет, не в силах припомнить, в какой миг скомандовали себе подъем и была ли команда вообще. Рутинное действие выполнено без сознательного контроля.

Понятие свободной воли занимает центральное место в человеческом самосознании. Лишившись ее, люди превратятся в животных. В этом, надо думать, главная трагедия Алекса, героя-рассказчика из романа Энтони Бёрджесса «Заводной апельсин». Исправление преступника оказалось в итоге страшней всех садистских мерзостей, которые он совершал. Мозг Алекса перепрограммирован таким образом, чтобы впредь одна только мысль о насилии вызывала у него неукротимую рвоту с мучительной слабостью. Он больше не в состоянии терзать беззащитных, но потерял и возможность самому совершить выбор между добром и злом. Тюремный священник в романе не одобрял такой метод перевоспитания. «Человек без выбора перестает быть человеком, — рассуждает он. — Что же Господу угодно: благость из-под топора или выбор добра?»

Патрик Хаггард в совместной публикации с Сукхвиндером Сингхом Обхи в журнале «Американский ученый» («American Scientist») подошел к роковому вопросу на свой манер, по-научному сухо и рационально: опровержение свободы воли чревато «бурей в философии». Но и он сознает: эта буря — сущие пустяки по сравнению с грозящим шквалом в юриспруденции.

Техника сканирования мозга быстро усложняется и совершенствуется. Речь уже не о том, в какой области мозга обрабатывается визуальная информация, а о том, какая управляет моторикой. Теперь нейрофизиологи сосредоточились на локализации не органических, но ментальных явлений. Эмоции вины, стыда, сожаления, утраты, гнева — всё переводится в разряд исчислимых объектов. Логическим завершением процесса может стать полная редукция человеческой личности, во всем ее объеме и богатстве проявлений, до набора электронных сигналов в разных комбинациях. Если наука непреложно установит, что мозговые структуры некоторых людей «жестко замыкаются» на импульсивное поведение — а она уже близка к этой черте, — то как скоро, по-вашему, на ее авторитет начнут ссылаться защитники в судебных процессах? А там и сами ученые в роли привлеченных экспертов примутся свидетельствовать, что, мол, имярек не может отвечать за конструктивные особенности электронных схем в своем организме? С Хаггардом такого, разумеется, еще не случалось, но на мой вопрос он ответил, что не сумел бы предложить суду «ясного, точного и справедливого» решения. Да и никто, кажется, не желает пойти этою долиной, нащупывая дорогу впотьмах.

Уж во всяком случае, не Дэвид Ходжсон. Философ-правовед из Сиднея, утверждает, как и Либет, что свободная воля слишком важный компонент человеческого «я», чтобы позволять нашим ограниченным научным познаниям «отменить ее в одночасье декретным путем». Он не сомневается, что свободу выбора убедительно докажут будущие исследования — вопреки некоторым свидетельствам обратного, полученным на сегодняшний день. А для физика Генри Стаппа из Национальной лаборатории Лоуренс-Беркли опровержением экспериментальных данных Либета служит квантовая теория. Ведь согласно ей акт наблюдения изменяет свойства объекта; значит, результаты любого опыта, в котором объект наблюдает сам себя, заведомо недостоверны.

Однако среди ученых-естественников приверженцы подобных критических подходов, судя по всему, в меньшинстве. Они исходят из недопустимой с научной точки зрения предпосылки, что свободой воли люди обладают просто по умолчанию, а все экспериментальные доказательства обратного должны априори отвергаться. В то же время в противоположном лагере британский психолог Гай Клакстон заявляет: цепляться за свободу воли все равно что отрицать вращение Земли вокруг Солнца. Да, гелиоцентрическое мировоззрение совсем не греет душу, а, наоборот, подрывает веру людей в свою исключительную важность. К тому же на земной поверхности живется и без него ничуть не хуже, человечество так обходилось не одну тысячу лет. Старая система лишь в тех случаях становится помехой, когда надо совершить нечто важное и сложное — например, слетать в космос.

Точно так же и вера в свободный выбор, по мнению Клакстона, никому не вредит до тех пор, покуда человек не ставит перед собой какую-нибудь сверхзадачу — скажем, сознательно контролировать каждый свой шаг, что называется, «от и до». Исследования показали, что неврозами и психозами чаще других страдают люди, стремящиеся быть «хозяевами своей судьбы», полностью исключив из нее любые случайности. А откровенные признания в собственной беспомощности, как ни парадоксально, нередко бывают признаком душевного равновесия.

Похваляться, что, мол, все идет по плану, куда легче, чем добиться этого в реальности. Человеческая сущность неважно приспособлена к абсолютно рациональному бытию, и психологи, как говорилось, доказывали не раз, что наши понятия о «разумном» выборе — плод самообольщения. Так, Ричард Нисбетт и Тимоти Уилсон в одной из наиболее цитируемых статей по психологии показали, что мы не в состоянии даже объяснить, почему захотелось купить именно эту пару носков, а не ту. Уилсон, кроме того, находит решения, которые обдумываются дольше всего и даются тяжелей, приносящими в итоге наименьшее удовлетворение. Стало быть, и долгие муторные размышления на тему свободной воли с целью вынести «единственно правильный и обоснованный» вердикт, скорей всего, окажутся не лучшим выбором. Если вы, приблизившись к концу этой главы, не отвергли моих соображений, тогда согласитесь, верно, и с тем, что свалиться с барьера (пусть выстроенного в умах) хоть на ту, хоть на эту сторону одинаково неприятно и опасно. После всех благих намерений, с коих начался рассказ; после экспериментальных показов и доводов самый лучший выбор будет — ничего не решать бесповоротно. Свобода воли, по-видимому, единственная из научных аномалий, которую разумнее оставить в покое.

С любой практической точки зрения сохранение этой иллюзии имеет глубокий смысл. Пускай человеческое сознание, наше самоощущение и намерения суть всего лишь побочные продукты деятельности сложнейшей машины — тела, наделенного высокоразвитым мозгом. Но приспособления эти несомненно полезны, они позволяют нам в целом успешно ориентироваться в трудных обстоятельствах. К тому же параллельно сознанию развились институты общественных и культурных договоренностей, и все они зиждутся на «наивном» представлении, будто каждый разумный человек несет прямую ответственность за свое поведение. Так что пусть философы-этики и дальше ведут критический обстрел научных фактов, лишь бы не впадали в крайности. Все равно леденящее признание, что личность есть функция мозговых тканей, и отрицание нравственного выбора останутся неприемлемым решением для живущих в реальном мире. Слишком многое поставлено на эту карту и слишком опасны возможные последствия, чтобы рискнуть подрывом социальных норм ради триумфа научных истин. В данном случае «идеализм рационалистов» — путь в никуда; и это было бы еще полбеды. Но гораздо скорей разрушение правовых и культурных институтов с помощью научных открытий приведет туда, где мы ни за что не хотели бы очутиться. Вмешиваясь в область права, наука может подорвать устои человеческого социума. Кажется, точнее многих других подытожил ситуацию психолог из Гарварда Стивен Пинкер: «Свобода воли — фикция. Но она нужна реальному миру».

Иллюзия свободной воли наводит на мысль, что природа снабдила человеческий мозг приспособлением, которое определенно помогает, хоть довольно абсурдным способом, адаптироваться в сложной социальной и физической среде. Это не единственная уловка сознания, дарованная эволюцией. Есть еще одна аномалия нейрохимического свойства, ускользающая от понимания, и от нее-то как раз отмахнуться уже не получится: не единожды она разбиралась на винтики и ставилась к позорному столбу современной системой здравоохранения, уполномоченной решать, что в медицине важно, а что бесполезно. Речь идет о плацебо.

12. Плацебо в помощь

Кто кого надувает?

«Как приятно сознавать, что мне удалось в известной мере облегчить самочувствие множества людей». Эти слова принадлежат Лео Генрику Стернбаху, изобретшему успокоительное средство диазепам. Заслуги именитого фармацевта, скончавшегося в 2005 году в возрасте 97 лет, разумеется, несомненны. Но лишь сейчас начинает выясняться, в какой мере самочувствие людей, принимающих диазепам, зависит от действия лекарства и насколько — от них самих.

С 1969 до 1982 года диазепам под торговой маркой «валиум» был лидером продаж в фармацевтической продукции Соединенных Штатов. На пике его популярности работодатель Стернбаха, гигант фарминдустрии «Хоффман Ларош», отпустил покупателям 2,3 миллиарда маленьких желтых пилюль с выдавленной на них буковкой V. Эта статистика пришлась на 1978 год, когда транквилизаторы уже второй десяток лет занимали видное место в массовой культуре. В песне рок-группы «Роллинг Стоунз» «Мамин маленький помощник», выпущенной в 1966-м, сатирически изображена недовольная всем на свете домохозяйка, объедающаяся желтенькими таблетками, «хоть она и не больна». В том же году препарат стал одной из сюжетных пружин культового бестселлера Жаклин Сюзан «Долина кукол»; пилюля, которую героини романа прозвали «куколкой», помогала их нервам выдерживать адский ритм жизни в шоу-бизнесе. И сейчас диазепам, согласно классификации Всемирной организации здравоохранения, входит в минимальный аптечный ассортимент в любой стране. Однако вот же абсурд: диазепам нисколько не успокаивает нервы, если человек не знает, что принял именно его.

В 2003 году американский медицинский журнал «Профилактика и лечение» («Prevention and Treatment») сообщил, что диазепам не снижал тревожность, будучи применен без ведома пациента. В ходе неординарного эксперимента в Турине исследователи разделили испытуемых на две группы. Одной доктор раздал таблетки диазепама, сообщив, что они получают сильнодействующий транквилизатор. Другой половине ввели равные дозы этого препарата внутривенно, без каких-либо объяснений; люди лежали под капельницей в одиночестве, в пустых комнатах. По прошествии двух часов в первой группе все сообщили, что им стало гораздо лучше. Во второй никто не почувствовал облегчения. Отсюда вывод экспериментаторов: действие диазепама вызывается исключительно эффектом плацебо.

Так называют любую лечебную процедуру, в которой не применяются реальные лекарственные средства. Сахарная облатка, ложечка подслащенной или подсоленной воды — да что угодно, лишь бы было безвредно. Иные особо впечатлительные больные идут на поправку от одного только вида врачей в белых халатах, задумчиво обменивающихся непонятными фразами у постели. Вся сила плацебо в обычной подтасовке. Пациенту говорят (или же он домысливает сам), что лечение, в чем бы оно ни заключалось, поправит его телесное или душевное здоровье, и если он искренне поверил словам, то таблетка, микстура, а порой даже умудренный облик и мягкое обхождение доктора действуют в точном соответствии с ожиданиями. Именно всевозможные плацебо, как известно, творят чудеса в руках опытных целителей, шаманов и прочих кудесников; все они зарабатывают себе на хлеб, дурача доверчивую публику. А уж об экстрасенсах и проповедниках, не слезающих с телеэкранов, говорить не приходится. Однако тот же удивительный эффект производят на просвещенных пациентов накрахмаленные халаты, фонендоскопы и тактичные манеры современных западных медиков. Любой практикующий врач знает: если больной убежден, что его лечат «правильно», результаты разительно улучшаются.

Все это объяснялось вполне однозначно: биохимическое воздействие лекарств подкрепляют вещества, выделяемые мозгом пациента (эти соединения Фабрицио Бенедетти, руководитель исследовательской группы из Турина, называет «молекулами надежды»). Проблема только в том, что до сих пор считалось, будто любые эффекты плацебо всецело зависят от врачебных решений. А теперь становится все ясней: ничего подобного.

Современная научная медицина долго вырабатывала свой подход к плацебо. Ключевую роль в ее фармацевтической отрасли играет система исследований рандомизированным методом с двойным слепым контролем плацебо. Тесты, в которых не только пациенты, но и врачи не посвящаются в важные детали эксперимента, чтобы исключить субъективный фактор и тем самым избежать непреднамеренных искажений (отсюда «слепота» — двойная), призваны подтвердить сугубую эффективность проверяемого препарата в сравнении с нейтральной таблеткой или инъекцией инертного раствора. Но вопрос пока не выяснен до конца. По данным ряда опытов выходило, что эффект плацебо скорее миф, чем реальность. Вдобавок метод двойного слепого контроля не просто учитывает этот эффект как таковой, но предполагает полное отсутствие каких-либо его связей с биохимическими свойствами действующего лекарства. Сейчас допущение начинает все более казаться ложным, нельзя исключить даже грядущую ломку принятой в фармацевтике схемы исследований. Неудивительно, что на недавней конференции Национальных институтов здравоохранения США изучение плацебо было названо в числе приоритетов.

От такой резолюции ученых мужей Бенджамин Франклин, отец доказательной медицины, перевернулся бы в гробу. В 1785 году ему довелось возглавить комиссию по проверке явлений «животного магнетизма». В то время приехавший из Вены врач Фридрих Антон Месмер вводил в транс («месмеризовал», стало быть) парижский свет рассказами, будто-де любые недуги можно излечивать с помощью магнита и лохани с водой. Людовик XVI потребовал разобраться в этих слухах, для чего были приглашены виднейшие ученые Европы. Их эксперименты стали прообразом современного слепого метода, заложив научные основы проверки показаний испытуемых. Вскоре комиссия обнародовала заключение. Вся лечебная сила месмеризма «по сути своей является плодом возбужденной фантазии больных», — утверждалось в нем.

Любопытно, что в том же 1785 году термин «плацебо» официально вошел в медицинский лексикон. Во втором, расширенном издании Нового медицинского словаря Джорджа Модерби он трактуется как «примитивный способ лечения или знахарское снадобье». Хотя особого осуждения здесь вроде бы нет, такое определение, скорей всего, могло послужить «черной меткой», указывая на обманную природу плацебо, поскольку слово это издавна имело негативную окраску. Латинский глагол placebo, означающий «понравлюсь» или «ублаготворю», у европейцев связывался с лицемерным угодничеством и корыстолюбием еще со Средневековья, когда жадные клирики выманивали последнюю монету у похоронных процессий, дабы над покойником был пропет псалом, значащийся в латинской Библии под номером 116. Один из его стихов начинается словами: Placebo Domino in regione vivorum («Благоугожду пред Господем во стране живых»). К 1811 году, когда вышло очередное издание медицинского словаря под редакцией Роберта Хупера, уничижительный смысл уже прочно устоялся; там о плацебо было сказано: «Определение, прилагаемое к любому средству, если таковое приносит пациенту более утешения, нежели пользы». Не ведали тогдашние клиницисты, что пользы от плацебо может быть не меньше, чем утешения.

Это знание, как нередко случается в науке, существовало прежде, но затерялось в веках. С действием плацебо определенно были знакомы античные греки. Платон в 380 году до нашей эры сочинил диалог «Хармид»; там фракийский врач, наученный мудрым царем Залмоксидом, говорит Сократу: «Как не следует пытаться лечить глаза отдельно от головы и голову — отдельно от тела, так не следует и лечить тело, не леча душу». Залмоксид же утверждал, что «у эллинских врачей именно тогда бывают неудачи при лечении многих болезней, когда они не признают необходимости заботиться о целом, а между тем если целое в плохом состоянии, то и часть не может быть в порядке».

«Потому-то и надо прежде всего и преимущественно лечить душу, если хочешь, чтобы и голова и все остальное тело хорошо себя чувствовали. Лечить же душу, дорогой мой, должно известными заклинаниями, последние же представляют собой не что иное, как верные речи: от этих речей в душе укореняется рассудительность, а ее укоренение и присутствие облегчают внедрение здоровья и в области головы, и в области всего тела»^[20].

Платон был прав: слово имеет большую силу. Если врач с уверенным видом описывает свои действия и предсказывает результат — «произносит заклинание», как говорит французский психиатр Патрик Лемуан, — то его слова и впрямь могут сотворить чудо.

Вот пример «заклинаний» из собственного врачебного опыта Лемуана: я вам выпишу английскую соль, и она отлично успокоит ваши нервы. Английская соль, она же сернокислая магнезия, используется в основном как слабительное и желчегонное средство, а в списках патентованных транквилизаторов вовсе не значится; в этом смысле она годна разве что от похмелья, да и тут помогает лишь косвенно. Однако общая нехватка магния в организме может вызывать симптомы невротического характера, и у европейских клиницистов слабительная соль нередко служит, по словам Лемуана, «прививкой от невроза». Пациенты же не просто довольны, но действительно идут на поправку, и, если курс лечения прервать, состояние ухудшится вновь. Без малого 250 лет существует доказательная медицина — а колдовство все еще остается в силе.

В 1954 году в одной из публикаций английского медицинского журнала «Ланцет» утверждалось, что плацебо может приносить пользу лишь «отдельным пациентам, невежественным либо неадекватным». Сегодня такое прозвучало бы, можно сказать, комично. По данным Энн Хелм из Орегонского университета здравоохранения и естественных наук, от 35 до 45 процентов врачебных предписаний включали плацебо. Эта оценка относится к 1985 году, а в 2003-м результаты опроса около восьмисот датских врачей, опубликованные в английском медицинском журнале «Обследование и медицинские профессии» («Evaluation and the Health Professions»), показали, что почти половина из них применяли плацебо до десяти или более раз в год. Аналогичный обзор клинической медицины в Израиле, помещенный в следующем году в «Британском медицинском журнале», установил, что шестеро из каждых десяти тамошних медиков выписывали пациентам плацебо; более половины — каждый месяц или чаще. Среди израильских врачей, пользовавшихся этим методом, 94 процента высоко оценили его действенность.

Плацебо почти не встречаются в «химически чистом» виде. Ведь не станет же доктор посылать пациента в аптеку за сахаром и солью; да тот может и сам разгадать уловку, если привычен разбираться в лечении. Нет, обычно врачи выписывают рецепты, в которых есть хотя бы малая толика настоящих лекарственных средств — но совсем не обязательно от вашего конкретного недуга.

Хитрость банальная, но она подрывает корпоративную солидарность медиков. Некоторые врачи считают подобную практику неэтичной и даже опасной. Мало того что она вводит в заблуждение страдающих людей, так еще понуждает к сообщничеству специалистов из смежной отрасли. В конце концов, что делает больной с полученным рецептом? Относит в аптеку. А там провизору воленс-ноленс приходится поддержать игру. В одной статье в «Журнале Американской фармацевтической ассоциации» даже был расписан ее типовой сценарий. Опознав в рецепте плацебо, провизор вручает готовое лекарство со словами: «При таких недомоганиях мы обычно даем более сильные дозировки, но доктор считает, что в вашем случае лучше всего подействует эта». Сверх того он может предупредить пациента о возможности побочных эффектов. Либо вовсе уклониться от комментариев.

Если вас задевает подобное лицемерие, успокойтесь: никаким мошенничеством здесь не пахнет. Врач с фармацевтом просто делают все возможное ради вашего здоровья. Вы доверились их опыту, иначе не пошли бы к ним лечиться. А опыт этот учит, что плацебо поможет наверняка — хотя никто не знает в точности как и почему. Вера в доктора может стать наилучшим лекарством. Такова природа плацебо, что для исцеления с его помощью необходим маленький обман. Считать ли его аморальным? Вот тут единого мнения нет.

Этические проблемы плацебо обсуждаются давно и безрезультатно; в то же время все научные исследования этого эффекта появились в последние десятилетия. Самый общий вывод состоит в том, что действие плацебо каким-то образом связано с биохимией организма. Стандартная модель подобных тестов требует изначальных страданий пациента (первый опыт касался удаления коренных зубов). Однако столь экстремальные условия не обязательны. Единственно непреложное средь них — тот самый маленький обман.

Вот более типичный пример: послеоперационный больной принимает, допустим, морфиновые капли. Когда уже выработалась устойчивая анальгезирующая реакция, препарат можно, постепенно разбавляя, полностью подменить нейтральным раствором. Пациент не знает, что теперь его лекарство — просто подсоленная водица, и под воздействием плацебо все так же бодро отчитывается: дескать, оно отлично снимает боль. Что довольно странно само по себе, но все же не настолько, как результат следующей по порядку подмены. Врач, не говоря ни слова, добавляет в солевой раствор другой препарат — налоксон, подавляющий действие опиатов. И вот, хоть в организме не осталось уже и следа морфина, депрессант делает свое дело как ни в чем не бывало; испытуемый в недоумении жалуется: помогите, доктор, опять болит!

Единственно правдоподобное объяснение состоит в том, что препарат, блокирующий химические реакции анальгетика, точно таким же образом подействовал на «усладительное» плацебо. Значит, не все совершалось исключительно в фантазиях пациента: подсоленная водица сыграла некую реальную роль в его биохимии. Или же эти фантазии сыграли роль в физиологических процессах.

По итогам первых экспериментов в стоматологической хирургии, организованных по схожей схеме, эффект плацебо был приписан секреции эндорфинов — природных аналогов морфина из той же опиатной группы, вырабатываемых самим организмом. Их выброс в кровь, как предполагалось, нарастал от ожидания пациента, что боль вот-вот отпустит. Потому причину ее возвращения сочли простой и понятной: что те опиаты, что другие налоксон нейтрализует одинаково. А на самом деле все гораздо сложней…

То, что поначалу казалось игрой воображения, заявило о себе как реальный, многообразный и устойчивый феномен биохимического характера. Эффект плацебо, образно говоря, «идет со всеми остановками»: предчувствие облегчения способно стимулировать действие любых болеутоляющих средств. Можно вместо морфина взять, скажем, кеторолак или суматриптан, у которых совершенно иные химические формулы, соответственно другая «сеть партнерских связей» во внутренней секреции, а потом их замещать инертным раствором. Тогда придется заодно сменить блокатор: налоксон в отсутствие реальной цели — опиатных соединений — не сработает и по ложной.

На эффект плацебо влияет даже ожидаемая сила болевых ощущений. Если предупредить испытуемых, уже сидящих «на соли и воде», что сегодня они получат ослабленную дозу морфина, а затем обычным порядком ввести в игру налоксон — тот опять-таки не подействует. Заведомо сниженные притязания побудили к действию некий добавочный компенсаторный механизм. Оказывается, пресловутый «эффект» не один, а целый комплекс; все они различны, и у каждого свои уникальные биохимические основы. Наш собственный мозг умеет надувать нас тысячью способов.

Все это выглядит вполне убедительно — сейчас, во всяком случае, мало кто из ученых сомневается в реальности эффекта плацебо; однако на каждую бочку меда найдется своя ложка дегтя. В 2001 году двое датских ученых опубликовали капитальную работу в «Медицинском журнале Новой Англии». Начало ей положили подозрения Асбьёрна Хроубьяртссона и Петера Гётцше насчет достоверности медицинской статистики. Повсюду — в учебниках, справочниках, в научной и научно-популярной периодике — авторы согласно указывали одни и те же сомнительные цифры. Если верить едва ли не всей медицинской литературе, доля пациентов, выздоровевших от плацебо, составляла 35 процентов.

В конце концов удалось разыскать первоисточник многократно цитированной и ни разу не оспоренной информации. Генри Ноулз Бичер, статья «Сила плацебо» в «Журнале Американской медицинской ассоциации» за 1955 год. Именно ему принадлежала первая громкая заявка на оценку двойного слепого метода в клинических исследованиях с контрольным плацебо. Проанализировав с десяток подобных тестов, автор вывел «магическое число успеха» — тридцать пять сотых.

Но оно не убедило Хроубьяртссона с Гётцше, и те принялись за собственный мета-анализ. Так поступают ученые всякий раз, сталкиваясь с обширным массивом противоречивых экспериментальных данных по конкретному вопросу; это, по сути, формализованный метод оценки всех предыдущих попыток дать ответ. Мета-анализ «пробует на зуб» каждый эксперимент: его методику, допущенные ошибки, ценность статистической выборки и так далее. Цель состоит в том, чтобы сверить результаты всех тестов, затем обобщить информацию для оценки их «совокупного веса» и в итоге получить уже вполне определенное свидетельство «за» или «против» рассматриваемой гипотезы.

Мета-анализ Хроубьяртссона — Гётцше охватил данные 114 клинических исследований. В группах, принимавших плацебо, насчитывалось около 7500 пациентов примерно с сорока видами заболеваний, от алкоголизма до болезни Паркинсона. И в таком-то спектре двое скептиков почти не обнаружили бесспорных улучшений состояния больных. Возможно, единственным исключением было снятие боли, но и здесь отчеты испытуемых показались сомнительными. Как напомнил Хроубьяртссон, боль ощущается субъективно, к тому же пациент часто рад угодить доктору и в разговоре с ним старается преуменьшить свои страдания. Объективные же замеры, например, кровяного давления и уровня холестерина не подтвердили улучшений ни разу. Датские исследователи обратились ко всем врачам с призывом отказаться от плацебо в терапевтической практике. «Применение плацебо следует признать противопоказанным вне сферы строго организуемых и контролируемых клинических исследований», — таков был их главный вывод.

В 2003 году Хроубьяртссон с Гётцше повторили свой мета-анализ, на сей раз на материале 156 исследований с участием 11 737 испытуемых. Результаты, опубликованные в «Журнале медицины внутренних болезней» («Journal of Internal Medicine»), не добавили к их заключению ничего нового. Точно так же они не обнаружили ни подтверждений важности клинических эффектов плацебо, ни вообще доказательств его полезного действия. Повторились и прежние доводы насчет снятия болей. «Большинство пациентов из обычной вежливости или из желания сделать приятное доброму доктору склонны сообщать об улучшении даже в тех случаях, когда совсем его не ощущают… Мы подозреваем массовые искажения данных», — настаивали аналитики.

Работы Хроубьяртссона — Гётцше пользуются высокой репутацией и вносят бесспорно ценный вклад в дискуссионное обсуждение свойств плацебо. Но все же многие другие, не менее респектабельные ученые считают эффект плацебо реальным. Такую точку зрения подтверждают, в частности, эксперименты по сканированию мозга. В 2005 году группа исследователей в Мичиганском университете опубликовала отчет о работе с позитронно-эмиссионным томографом (ПЭТ), продемонстрировав методом ядерной диагностики роль эндорфинов в активизации гипоталамуса пациентов после обезболивающего, как им сообщали, укола. В данном случае непреднамеренные искажения в ответах испытуемых маловероятны, поскольку до приема плацебо у них открыто провоцировали боль, раздражая челюстно-лицевой нерв солевой инъекцией. Так что мотив «сделать приятное доктору» здесь реализоваться явно не мог.

Редакционный комментарий, сопроводивший второй обзор Хроубьяртссона — Гётцше, судя по всему, резюмировал общее отношение к проблеме. Его автор, Джон Байлар из Чикагского университета, хотя и отметил, что сам не разделяет «раздражающей, абсолютно антинаучной уверенности, будто кое-какие вещи просто не могут не быть истиной», однако осторожно назвал выводы датских ученых «слишком огульными и радикальными». Клинические исследования в лабораторной обстановке «могут смазывать или маскировать действие плацебо, которое было бы очевидным в ситуации врачебной практики». Однако окончательное решение проблемы отодвигается, «пока нет ясности, какими методами можно изучать и сравнивать эффекты плацебо в условиях эксперимента и врачебной рутины; а такие исследования, несомненно, потребуются».

Быть может, Байлару помог бы окончательно определиться неофициальный визит в Турин. Меня, во всяком случае, эта поездка надежно избавила от любых поползновений отрицать силу плацебо.

Когда я спросил Фабрицио Бенедетта, нельзя ли испытать плацебо на себе, тот усомнился, что оно подействует. Его группа обычно не сообщает добровольцам детали эксперимента: такое знание может исказить результаты. Но со мной этого не произошло. В глухом подвале высокого здания туринской клиники Сан-Джованни-Баттиста пришлось не раз почувствовать боль. Против всех ожиданий и несмотря на полную осведомленность о происходящем, тамошние врачи сумели облегчить ее не чем иным, как обманом.

В первом эксперименте оценивалось воздействие кофеина на мышечные реакции; я должен был проделать физкультурные упражнения до и после чашечки остывшего, довольно-таки противного кофе. Пока я им давился, одна из коллег Бенедетти, доктор Антонелла Полло, блистая накрахмаленным халатом, развлекала меня болтовней о том, что, дескать, в легкой атлетике кофе под запретом. Вот ее сестра — лучница и постоянно слышит: не вздумайте ничего такого пить и есть перед соревнованиями, кофеин стимулирует работу мышц и дает спортсмену незаслуженную фору. Я знал, где-то тут прячется обман — либо в моей чашке никакого кофеина нет, либо он вообще не влияет на мускулатуру; а может, Полло во время перерыва на кофе тайком подменила гантели более легкими. Но факт, что во втором раунде дело явно шло гораздо лучше.

По окончании эксперимента Полло раскрыла секрет: это кофеек был «диетический». Тем не менее я нисколько не усомнился в чудодейственно выросшей силе своих рук. И доктор Антонелла выглядела весьма довольной, хотя опыт был далек от научных стандартов и полон погрешностей — по крайней мере, в столь небрежном исполнении. Вдобавок она не ожидала, что плацебо вообще сможет подействовать на сознательного инсайдера.

Следующий эксперимент вела уже другая дама в белом. Луана Коллока вооружилась пластиковой лентой с двумя металлическими пуговицами, похожими на часовые батарейки. Это был электрошокер с датчиками. «Вы же не станете возражать против удара током?» — мрачновато пошутила она.

Убедившись в согласии, доктор закрепила электроды на моем предплечье и всё вместе подсоединила к компьютеру, запрограммированному на контроль реакций испытуемого.

Экран монитора, загораясь то красным, то зеленым светом, сообщал, будет ли полученный удар «умеренным» или «сильным». Обман здесь заключается в оперантном, как выражаются психологи, обусловливании рефлексов: мозг приучается связывать цветовой сигнал с определенным уровнем ожидаемых ощущений. Компьютер замыкал контакт примерно через пять секунд после каждого показа. Зеленый цвет — сильный удар (как от ограждения под током), красный — умеренный, не болезненней шлепка по руке. Но как только выработана оперантная модель, игра цветов может управлять восприятием шока.

И эта уловка тоже сработала. Примерно через четверть часа «накачки» каждый удар в заключительной серии ощущался как легкий шлепок, независимо от цвета на мониторе. Но все они, как сообщила позже Коллока, были серьезны. По сути, я, сам того не чувствуя, «приложился об забор» много раз подряд.

Собственно, ничего странного здесь нет. Мозг — удивительный орган, сложнейшее объединение молекул, которые обрабатывают химические и электрические сигналы, позволяя нам ориентироваться в окружающем мире и в собственных ощущениях. При умелом контроле поступающих сигналов — почему их восприятие не может стать объектом манипуляций?

Воздействовать на состояние человеческого мозга и тела, которое он «опекает», можно многими способами. Самый элементарный пример — пять чувств: запах скошенной травы пробуждает специфические воспоминания; вкус шоколада стимулирует секрецию серотонина; прикосновение близкого человека или вид щенка с глазками-пуговками одинаково высвобождают молекулы окситоцина, химический маркер нашей привязанности к супругам, детям и собакам; от звуков отчаянного крика в кровь выплескивается адреналин, вызывая готовность к схватке или к бегству.

Электрические сигналы также могут влиять на сознательную координацию движений. Например, пациентов, страдающих болезнью Паркинсона, избавляют от мучительной дрожи, вводя им микрочипы в зону головного мозга, именуемую гипоталамусом, — она регулирует эндокринную систему. Бенедетти, опытный нейрохирург, выполняет такие операции; они не только больным помогают, но и медикам дают инструмент для изучения нейрофизиологических механизмов плацебо. Если предупредить пациента, что в связи с настройкой имплантата подвижность будет временно ограничена, у него начинает все валиться из рук. Ему говорят, что сейчас все параметры уже отлажены — и движения мгновенно возвращаются в норму. Между тем в обоих случаях к настройке никто не прикасался. Всё сделало ожидание резких ухудшений или улучшений; слова могут уложить больного пластом или поднять на ноги. Дело здесь не в оптимизме как таковом, а в химических и электрических сигналах, рождаемых позитивным взглядом на вещи.

Работа Бенедетти это показала со всей наглядностью. Характерные симптомы болезни Паркинсона, дрожь и одеревенение мышц, вызваны хаотичными импульсами гибнущих нейронов в одной из зон мозга, называемой субталамическим ядром. Инъекции апоморфина снижают эти эффекты почти что до приемлемого уровня, ослабляя ригидность и тремор. Группа Бенедетта несколько дней вводила апоморфин пациентам с чипами в субталамическом ядре. Затем больных втайне перевели на солевой раствор, но они продолжали сообщать о поправке. А имплантированные датчики меж тем беспристрастно показывали спад болезненной активности нейронов в сером веществе. Так что вся сила плацебо, похоже, в мозге — и она вполне реальна.

Как раз в этом проявляется известное сродство эффекта плацебо с феноменом темной энергии: оба явления устойчивы, измеримы, но все же еще способны обернуться иллюзией. Обширнейший анализ самых добротных клинических исследований показал невозможность этого эффекта, во всяком случае в предполагаемых масштабах. Однако же я, даже полностью осознавая происходящее, оказался бессилен ему сопротивляться. Выходит, не так-то проста подслащенная пилюля, которую принимают за настоящее лекарство. Одинаковых результата можно добиться словесным воздействием на психику, мозговыми имплантатами или химическими коктейлями, их можно наблюдать на томографе. Несмотря на все научные доказательства, что плацебо — миф или самообман, обратных свидетельств набирается куда больше.

Те же клинические исследования показали: дозировку морфина можно уменьшить даже вдвое — и на довольно долгое время, если пациент останется в убеждении, что получает свое лекарство. В этом случае инъекция инертного раствора равна по эффективности дозе анальгетика в 6–8 миллиграммов. Исследования Национальных институтов здравоохранения США установили, что кокаинисты, проходящие курс реабилитации в клинике, тоже не жалуются на ополовиненный «рацион», покуда не подозревают, что наркотик им выдается отнюдь не по потребности. Известно — наибольшее блаженство приносит не сам вкус, а предвкушение.

Мы, по сути, вернулись к началу рассказа: к диазепаму. Сам по себе, будучи принят неосознанно, он не дает ничего. Помогает он только вместе с «молекулами надежды»; а те, наоборот, и сами работают неплохо, но в сочетании с диазепамом действуют еще верней.

Однако рядом таится немалая угроза. Бенедетти и Коллока уже выступили с предупреждением, что исследования плацебо могут быть использованы в предосудительных целях. Здесь сами ученые пока только барахтаются в «лягушатнике»; но уже ясно, что сразу за мелководьем готова, как в генной инженерии, разверзнуться мрачная бездна. «Изучение эффекта плацебо несет в потенции и негативные последствия, — писали в журнале „Обозрения природы“ („Nature Reviews“) в 2005 году. — Если будущие эксперименты окончательно раскроют перед нами механизм внушаемости человеческого разума, тогда неизбежно потребуется обсудить фундаментальные решения этического характера».

Это замечание кажется особенно верным в свете эффекта ноцебо, при котором преднамеренно вызванные опасения усиливают боль. Бенедетти — один из немногих, кто способен изучать сей феномен без страха и упрека: если плацебо ставит перед медиками моральную проблему, то ноцебо ее усугубляет.

Слово nocebo имеет прямо противоположное значение: «напорчу, поврежу». В таких экспериментах безвредное лекарство выдается пациенту со словами: «От него ваше самочувствие сильно ухудшится». Однако оно может оказаться ценнейшим инструментом науки, и Бенедетти уже применяет свой опыт для коррекции недостатков лицензированных анальгетиков. Но какая же комиссия по этике утвердит проект, предусматривающий обман пациентов с целью причинить им лишние страдания? Об этом даже подумать страшно. Оттого Бенедетти вынужден полагаться на добровольцев, согласных помучиться ради денег.

Проект начался в 1997 году, когда он с коллегами проверял предположение, что тревожные состояния усиливают соматическую боль. Туринские ученые вводили послеоперационным больным проглумид, блокирующий действие холецистокинина (ССК) — вещества-медиатора, химически связанного с нервозностью. Когда пациентам вслед за тем давали таблетку-пустышку, сообщая, что от нее самочувствие ухудшится, эффект ноцебо не проявлялся, поскольку ССК уже был подавлен.

Результат неплохой, разве что некорректный с научной точки зрения. Не было у Бенедетти контрольной группы испытуемых, которые не получали бы блокатор ССК и потому могли реально почувствовать дополнительный дискомфорт. К несчастью (едва ли для пациентов, но для доктора уж точно), как раз на это он добро не получил.

Чтобы добиться разрешения и набрать волонтеров для дальнейших экспериментов, понадобилось почти десять лет. В конце 2006 года команда Бенедетти опубликовала работу, показавшую, что эмоции, а точнее, вызывающие их нейромедиаторы способны превратить обычное беспокойство в настоящие физические муки. Добровольцы подвергались пытке артериальным жгутом, неведомым уколом и предупреждением, что сейчас от него заболит еще сильней; исследователи брали анализы крови и опрашивали жертв, как те оценивают свои ощущения. Анализы дали искомый результат: доказано, что проглумид не позволяет химическим сигналам тревоги трансформироваться в болевые ощущения. Он сейчас единственный блокатор ССК, разрешенный для применения на людях, но недостаточно эффективен. Когда нашим ученым наконец удастся получить нечто получше, новый препарат можно будет включать в состав анальгетиков для облегчения сразу физических и душевных мук. Хоть идея ноцебо внушает известные опасения — его легко вообразить, скажем, безотказным орудием допросов в застенке у какого-нибудь диктатора, — но и пользы может принести немало.

С медицинской точки зрения плацебо — палка о двух концах. Несмотря на результаты Хроубьяртссона — Гётцше, оно представляется безусловно полезным, а вместе с тем ставит под вопрос множество считавшихся доказанными научных фактов. Мы не можем определить, что именно вытворяет «усладительное» средство в теле пациента, поскольку биохимический статус последнего начинает неудержимо меняться уже при одном виде шприца в руках медсестры. По словам Бенедетти, это как принцип неопределенности в физике: всякий раз, измеряя какой-либо объект, мы неизбежно воздействуем на его параметры, стало быть, никогда не сможем убедиться в точности своих измерений. Однако не исключено, что в конечном итоге придется пересматривать всю сложившуюся систему клинических исследований лекарственных средств.

Постепенный рост научных знаний о плацебо означает потенциальную необходимость ревизии во всем корпусе нашей фармацевтики. Многие ее плоды, ранее считавшиеся добротными, окажутся ошибкой или, во всяком случае, потребуют переоценки. На создание методологии клинических исследований в ее современном виде ушли десятилетия и большие, чем когда бы то ни было, денежные инвестиции; обрушить такую конструкцию — задача не для малодушных. И хотя, как надеются Коллока и Бенедетти, революция в наших представлениях о плацебо «приведет к фундаментальным открытиям в биологии человека», пока из всех перспектив радикальной перестройки несомненно лишь то, что биохимическая аномалия может предвещать смену научной парадигмы по правилу Куна. А такая смена в любом случае обходится недешево.

Со времен Бенджамина Франклина медикаментозные тесты шагнули далеко вперед. Их вершина на сей день — рандомизированное слепое исследование, когда большую когорту испытуемых разделяют, как правило, надвое, и одна половина получает исследуемый препарат, другая — внешне неотличимое, но совершенно нейтральное плацебо. Принцип рандомизации заключается в максимально случайном распределении пациентов по группам ради достоверности наблюдений над теми эффектами исследуемого препарата, которых не сможет дать плацебо. То есть системные признаки — распределение по полу и возрасту, перенесенные заболевания, природная предрасположенность или иммунитет к той или иной болезни — должны как можно полнее совпасть в обеих группах, чтобы клинический исход зависел только от медикамента.

Важен здесь и фактор «слепоты». Разумеется, ни один испытуемый не должен знать, получает ли он настоящее лекарство или плацебо. Но одного этого недостаточно: если исполнитель посвящен во все детали, его случайная обмолвка или невольный жест может дать подсказку пациенту. Потому слепой метод и дублируется: врачам с медсестрами тоже не сообщают, чем они будут пользовать больных.

Двойной слепой метод с контрольным плацебо считается самым надежным способом определять эффективность новых препаратов. Но и его можно усовершенствовать: например, «завязать третий глаз», включив в сценарий дополнительную контрольную группу, не получающую вообще никаких медикаментов. Пациенты на лекарствах обоих типов при малейшем обострении нередко начинают добиваться немедленного внимания со стороны врача; что бы тот ни предпринял в ответ, клиническая картина действия плацебо окажется смазана. Наличие третьей (а точнее, нулевой) группы поможет избежать такого «общего усреднения» симптомов. Или скажем, проблема органической симптоматики. К примеру, мигрень накатывает приступами; если пациент примет плацебо незадолго до естественного спада боли, это исказит и реакцию, и сообщение о ней. Наблюдения над нелеченой группой позволят учесть этот эффект должным образом.

Однако бывают случайности, от которых не помогает, кажется, никакая предосторожность. Один лишь намек пациентам на возможность получения плацебо меняет результат. Разговоры о силе препарата также вносят искажения. Равно и собственные догадки пациентов насчет того, что же такое им назначили на самом деле. Известны результаты двух экспериментов — с болезнью Паркинсона и в иглотерапии, в которых «опознанное предписание» оказалось эффективнее, чем лечение по умолчанию.

Из-за всех этих помех (а есть еще и другие) Национальные институты здравоохранения спонсируют исследовательские центры, ищущие различные новые способы проверки медикаментов. Один из них, организованный учеными гарвардского факультета здравоохранения и естественных наук, применяет «запись в очередь» для наблюдений за течением болезни в контрольной группе, не получающей исследуемого препарата. В другом центре пробуется метод «тайное против явного». Уровень реакции на плацебо — а тем самым эффективность нового препарата — можно определять по различиям в клинических исходах двух групп, одна из которых точно знает, что ей дают искомое лекарство, а другая нет.

Полученные на сей день результаты весьма интересны. Например, открытое назначение анальгетика метамизола купировало послеоперационные боли гораздо лучше, чем та же доза, полученная «втемную»; фактически все облегчение «усвоившим предписание» принесло плацебо. Когда исследователи вводили анальгетик бупренорфин группе пациентов с различной морфологией заболеваний, тот действовал, но не столь быстро или устойчиво, как при открытом назначении. Хотя бупренорфин достаточно эффективен сам по себе, в сочетании с плацебо он работает лучше. Этот метод позволяет врачу оценить во всей совокупности соотношение эффектов лекарства и плацебо, что поможет снизить дозировку потенциально токсичных или вызывающих привыкание средств.

Скептики предвидят, что уже вскоре все силы фарминдустрии будут брошены на борьбу со смутьянами, подрывающими доверие к ее продукции, — особенно если дозировки во врачебных рецептах массово пойдут вниз. Вопрос только в том, как скоро это произойдет на самом деле. Ведь производители многих лекарств далеко не сразу могут получить достоверную информацию о действенности плацебо. Чтобы успешно выдержать испытания, новый препарат должен превзойти пустышку. Но проведенный в 2001 году анализ длительных исследований одного антидепрессанта показал, что эффективность препарата все время повышалась, а «рейтинги» сопутствующего плацебо росли еще быстрей. Как ни парадоксально, при всем множестве и разнообразии привходящих факторов главный из них — не только относительная просвещенность общества, но и его вера в силу медицины. Успехи современной фарминдустрии подсказывают: если не случится ничего из ряда вон, она может очень скоро уподобиться Черной Королеве из сказки Кэрролла: будет бежать все быстрей, чтоб остаться на месте.

Еще одна важная предпосылка грядущей смены парадигм — клинический сценарий: стоит ли, игнорируя доводы Хроубьяртссона — Гётцше, по-прежнему толкать врачей на обман пациентов?

Разумеется, идея отпустить на волю целительные силы воображения как завтрашний образ медицинской профессии вовсе не по душе ее истеблишменту. Но если врачи действительно хотят спасать здоровье и жизнь людей, не пренебрегая никакими допустимыми средствами, — тогда, наверное, придется проглотить и эту пилюлю. И вовсе не потому, что плацебо должно превратиться во всеобщую панацею, как раз наоборот. При всех чудесах, которые оно способно творить, важнее, как представляется, точно и строго определить границы его возможностей. Плацебо, например, никогда не сможет вылечить от рака и не сдержит прогрессирующую болезнь Альцгеймера или Паркинсона. Оно не восстановит утраченную почечную функцию и не защитит от малярии. Сегодня отчаявшиеся больные толпятся в приемных у «альтернативных» целителей, вольно или невольно практикующих всё те же методы плацебо. Многие из этих страдальцев, должно быть, и не подозревают, что отвергнутые домашние врачи старались им помочь точно таким же способом. И делали это, скорее всего, вполне сознательно («с особым цинизмом», как сочтут иные), только гораздо умней и осторожней.

А если не делали, то, может статься, напрасно. Куда опаснее, если вспомогательное средство превратится в универсальное и больной всецело отдастся в руки знахарей, практикующих «альтернативные методы» без всякой альтернативы. Если пациент, вопреки ожиданиям, не реагирует на плацебо, это может создать критическую угрозу для его жизни. Стоит вывести плацебо из тумана на свет, найти ему законное место в лечебном арсенале, и людей можно будет спасать, не выходя за пределы доказательной, рациональной и эффективной медицины. Аргументы в пользу такого решения сложились не вчера, но оптимально разумный подход всё никак не установится.

Вот мы и приблизились к последней теме. Ее, по убеждению многих ученых, смешно даже упоминать в одном ряду с предыдущими. Тем не менее обе проблемы плацебо — реальность его действия и данные клинических испытаний — в «большой» науке издавна шли рука об руку с претензиями в адрес самой неуважаемой в этой среде аномалии — гомеопатии.

13. Бесподобная гомеопатия

Если это патентованная чушь, почему она не выдыхается?

Один проницательный человек как-то высказался в том смысле, что, мол, все труды историков можно признать плодом тотального заблуждения: они-то думают, что описывают прошлое, а на самом деле стараются объяснить настоящее. Эта мысль, похоже, верна вдвойне применительно к истории науки. В ее анналы приходилось углубляться вновь и вновь, рассматривая со всех сторон описанные здесь аномалии, чтобы понять процессы, происходящие в современной науке, и ее вероятное будущее. История нашего последнего, тринадцатого, абсурда с особой наглядностью показывает, насколько важна научная интуиция.

Гомеопатия, изобретенная под конец восемнадцатого века, никогда еще не была столь популярна, как в наши дни. По данным Всемирной организации здравоохранения, сегодня она составляет интегральную часть систем здравоохранения во многих государствах — в Германии и Великобритании, в Индии и Пакистане, в Шри-Ланке и в Мексике… Штатное расписание Королевской Лондонской гомеопатической лечебницы, входящей в Национальную службу здравоохранения Соединенного Королевства, потрясает воображение — шесть тысяч душ. Во Франции сорок процентов лечащих врачей пользуют своих пациентов гомеопатическими средствами, равно как и 40 процентов их нидерландских коллег, 37 процентов британских и пятая часть германских докторов. Исследование, проведенное в 1999 году, показало, что за предыдущие двенадцать месяцев к гомеопатам обращались шесть миллионов американцев. Вот только ради чего? Ведь по испытанным научным критериям эффективность гомеопатических препаратов равна нулю; недаром сэр Джон Форбс, лейб-медик королевы Виктории, называл эти снадобья «надругательством над человеческим разумом».

В гомеопатии действуют разные школы, но генеральный их принцип — «лечить подобным», то есть любой медикамент должен содержать вещество, вызывающее симптомы, сходные с той болезнью, против которой он предназначен. Эти вещества поэтапно растворяют в воде или спирте до такой степени, что состав, прописанный пациенту, фактически не содержит уже ни единой молекулы исходного средства. Зато при каждом очередном разведении он «потенцируется» сильным встряхиванием или похлопыванием по сосуду — в высоком стиле гомеопатов сие действо носит имя «сукуссии». И по их заверениям, вот эти сверхслабые растворы исцеляют успешнее, чем лекарство (или то, что они сочтут таковым) в неразбавленном виде.

Даже на поверхностный взгляд идея кажется смехотворной; а с точки зрения академической науки так оно и есть. Статистические характеристики растворов объясняют почему. Типовой гомеопатический препарат приготовляется из одной части медикамента на 99 частей спирта или воды (если данное вещество в ней растворимо). Процедуру повторяют многократно, всякий раз разбавляя состав в той же пропорции. Самая обычная норма — тридцать раз, так называемый раствор 3 °C, где С обозначает римскую цифру. Если в начальный момент его приготовления, говоря условно, на одну молекулу лекарства приходятся пятнадцать капель воды, то на заключительном этапе эта молекула будет одиноко плавать средь водной массы, в пятьдесят раз превышающей по объему земной шар. И научная, и практическая проблема здесь вот в чем: когда провизор в гомеопатической аптеке отпускает вам пару миллилитров своего декокта, правила математики сообща с законами химии подсказывают, что шанс найти в нем хоть одну элементарную частицу сакраментального «подобия» фактически равен нулю.

Взвесив образец какого-либо вещества — скажем, углерода, — можно с помощью школьного учебника установить в приближении, сколько в нем содержится атомных частиц. Так, в одном грамме химически чистого углерода их около 5 х 10²². Кажется, тьма несусветная… и верно: для наглядности это число можно изобразить в виде пятерки с двадцатью двумя нулями. В растворе 3 °C «подобия» куда как меньше: если взять те самые пятнадцать капель, по расчетам выходит не более десятимиллионной доли атома. А поскольку расщепить атом на такие части (во всяком случае, тряся его в пробирке) мы не можем, то резонно счесть, что нужного вещества там нет и в помине. В обычной медицинской практике препараты действуют, включаясь в биохимию организма, для чего хотя бы несколько молекул лекарства должны попасть в тело больного. Гомеопатия же эту необходимость походя игнорирует. По всем законам любых наук ее снадобья не могут повлиять на пациента никаким реально значимым путем.

Отцу-основателю гомеопатии Христиану Фридриху Самуэлю Ганеману всё это, разумеется, было известно, потому он и объявил, что, мол, дело не в химическом составе, а в некоей «энергии», которую медикамент якобы передает воде. А поскольку такой энергетический процесс науке не известен, самоочевидный вывод состоит в том, что, если гомеопатические средства и производят какое-то действие, оно решительно ничем не отличается от эффекта плацебо.

Первая попытка опровергнуть это мнение строго научными методами была сделана в лаборатории французского иммунолога Жака Бенвениста. В 1988 году он убедил редакцию журнала «Нейчур» напечатать отчет об эксперименте, показавшем, что свойства воды изменяются под влиянием «памяти» о молекулах некогда растворенных в ней веществ. Условием публикации стало повторение опыта в сторонних лабораториях. Это и было выполнено в Марселе, Милане, Торонто и Тель-Авиве. Выпустив работу Бенвениста с положенными оговорками, редакция порекомендовала сделать еще один «дубль», на сей раз в присутствии и при активном участии трех независимых экспертов. Тогдашний редактор «Нейчур» Джон Мэддокс, иллюзионист и скептик по призванию Джеймс Ранди и химик Уолтер Стюарт, эксперт по лженауке, провели неделю в парижской лаборатории Бенвениста. Их полный отчет читался как авантюрный роман, краткая же версия ограничилась сообщением о том, каким образом гости обнаружили, что Бенвенист обманут собственной ассистенткой, подделывавшей данные во имя укрепления гомеопатической веры.

«Нейчур» разразился шквалом критики и самокритики. Бенвенист, правда, пытался обороняться, поминая даже маккартизм и охоту на ведьм, но был поджарен как рождественский гусь. На следующий год работодатель, французский Национальный институт здравоохранения и медицинских исследований, влепил ему выговор за халатность и злоупотребление авторитетом науки. А через два года после скандала не стал продлевать контракт с Бенвенистом.

И все заглохло до тех пор, пока в скользкую тему не вмешалась Мадлейн Эннис, профессор-иммунолог в университете Квинс в Белфасте. Та всегда относилась с трезвым скептицизмом к гомеопатии вообще и к исследованиям Бенвениста в частности. Когда же после публикации его результатов Эннис снова высказалась в этом духе, изготовители гомеопатических средств попросили ее присоединиться к перепроверке эксперимента. Она с готовностью согласилась, ожидая получить новые аргументы против гомеопатии. А по окончании опытов призналась в «невероятном удивлении». Газете «Гардиан» она сообщила: «Несмотря на предубеждение против гомеопатических теорий, эти результаты заставили меня притушить недоверие и поискать разумных объяснений».

Повторные тесты проводились в четырех лабораториях в Италии, Бельгии, Франции и Голландии. Скепсис профессора Эннис не был единственной гарантией их надежности. Гомеопатические растворы и контрольные образцы изготовили три других лаборатории, не принимавших никакого иного участия в опытах. И в представленных ими растворах были выявлены молекулы — вернее, давние косвенные следы — гистамина.

С гистаминовым эффектом знаком любой, кому случалось маяться сенной лихорадкой. Иммунная система организма, борясь с аллергенными раздражителями, реагирует болезненными симптомами — зудом, сыпью, отеками лица и носоглотки, удушьем, насморком и слезотечением. Все эти эффекты производят так называемые нейромедиаторы, присутствующие в кровеносных сосудах. В капельке крови около 15 000 лейкоцитов; примерно 150 из них — базофильные гранулоциты: в них находятся крошечные гранулы нейромедиаторных веществ, в том числе гистамина.

Он контролирует работу базофилов. Как только те выделили в кровь определенную дозу нейромедиаторов, присутствие гистамина блокирует распространение ядовитых агентов заодно с собственной секрецией — чтобы больной, скажем, не задохнулся насмерть. На этом эффекте и основывался эксперимент, удививший Эннис.

Лаборатории, где приготовлялся сверхслабый гистаминовый раствор, прислали исследователям две партии образцов; в контрольных находилась дистиллированная вода. Раствор имел стандартную гомеопатическую концентрацию, то есть не содержал молекул исходного вещества, практически не отличаясь от воды. В ходе опыта в каждую пробирку были добавлены базофильные гранулы, окрашенные в синий цвет, вместе с антииммуноглобулином Е. Этот препарат вызывает реакцию, при которой гранулы обесцвечиваются и выпускают гистамин.

Так и произошло в чистой воде. Но когда окрашенные гранулы и антииммуноглобулин поместили в гомеопатический раствор, тот никак не отреагировал. «Призрачного эха» гистамина в содержимом пробирок оказалось достаточно, чтобы помешать его выделению.

Статистически значимые результаты были получены в трех лабораториях из четырех. Данные последней тоже оценивались положительно: сверхслабый раствор как будто подавлял дегрануляцию сильней, чем простая вода, но точно определить разницу не удалось.

Эннис это не удовлетворило: в подсчеты синих и бесцветных гранул могла закрасться ошибка, так как они велись на глазок. Исследовательница решила повторить измерения, исключив субъективный фактор, чтобы никакой тайный приверженец гомеопатии в кругу экспериментаторов не смог исказить их результат даже непроизвольно. На сей раз она «пометила» базофилы антителами, вызывающими свечение, если секреция гистамина подавляется. Подсчет вел светочувствительный датчик. Результат был тот же.

Отчет об экспериментах, опубликованный в международном медицинском журнале «Исследования воспалений» («Inflammation Research»), завершался выводом: «Не только в фармакологических концентрациях, но и в сверхслабых растворах гистамин в присутствии антииммуноглобулина Е активировал базофильные гранулоциты в статистически значимых количествах».

Впрочем, к собственному опыту Эннис отнеслась не менее критично. Он был поставлен на ограниченном материале и никем не воспроизведен. Первая известная попытка повторить ее эксперимент для программы Би-би-си «Горизонт» провалилась. Эннис присутствовала на тестовой проверке, но затем устранилась, сославшись на недочеты в протоколе. Опыты, проведенные исследовательской группой Адриана Гуггисберга в Бернском университете, также не обнаружили ожидаемых эффектов в гомеопатических растворах гистамина. В отчете швейцарских ученых, опубликованном в 2005 году в журнале «Комплементарные терапии в медицине» («Complementary Therapies in Medicine»), подчеркивалось, что самые незначительные изменения при постановке эксперимента могли серьезно отразиться на его результатах: здесь способны повлиять и температурный режим обработки базофилов, и сроки изготовления препарата.

Гомеопаты, конечно же, ухватились за один из важнейших выводов бернского исследования: результаты «потенциально зависят от личностных особенностей испытуемого». Идея избирательного действия гомеопатических препаратов — любое лекарство помогает лишь части пациентов, но не исцеляет других с той же болезнью — служит палочкой-выручалочкой всякий раз, когда они сталкиваются с отрицательными результатами клинического тестирования своих снадобий. Во всех подобных случаях поборники гомеопатии неизменно заявляют, что лечение их методом — сложнейший комплексный процесс, что симптомы болезни следует рассматривать в свете всех аспектов личности пациента и его индивидуальной физиологии; короче говоря, выбор должного средства зависит от великого множества факторов. Если попросить у гомеопата что-нибудь от боли в ухе, он обязательно осведомится: а в каком, в правом или в левом? Поскольку человеческое тело не симметрично — скажем, печень и сердце смещены от средней линии и, в отличие от почки, не имеют «зеркальных» пар, — заболевания одной стороны тела разнятся от другой. Даже у тех, чьи уши внешне неотличимы друг от друга.

Для умов академического склада всё это совершенно неубедительно. Потому в итоге большинство ученых приходят к заключению, что гомеопатия просто не может действовать. Даже несмотря на признанные доказательства обратного.

Дилан Иванс в книге «Плацебо» отнес любые успехи гомеопатии на счет названного эффекта. Однако и ему пришлось признать: мета-анализ ряда исследований, опубликованный в 1997 году в «Ланцете», засвидетельствовал, что в среднем она значительно эффективнее плацебо. Как же Иванс выпутывается из этой квадратуры круга? Заявляя, что, мол, «глупо было бы отвергать сразу всю физику, химию и биологию, чьи законы подтверждены миллионами наблюдений и экспериментов, на том лишь основании, что некий эксперимент дал результат, противоречащий этим законам». Скептик из университета Мэриленда Роберт Ли Парк прибегает к тому же аргументу: «Если бы растворение веществ до бесконечности действительно имело приписываемые ему свойства, это потребовало бы ревизии самых основ науки».

Но можно ли утверждать, что признание воздействия сверхслабых растворов на организм вернет современную науку вспять, на исходные позиции? Нет, нельзя. Ведь все ее знания, как отметил сам же Парк, уже обоснованы и подтверждены миллионами экспериментальных наблюдений. Ни одно из существующих доказательств не изменится ни на йоту, если и гомеопатия будет включена в академический корпус. Почему? Да потому, что никакой научный опыт до сих пор не открыл всего, что мы хотели бы знать о молекулярных свойствах воды.

О жидкостях мы вообще знаем очень немного. С твердыми телами куда проще: их молекулярные структуры изучены за десятилетия такими точными методами, как, например, динамическая дифракция гамма-излучения. Именно таким путем Розалинд Франклин и Фрэнсис Крик с Джеймсом Уотсоном описали строение ДНК: исследователи направляли на молекулу пучок частиц, изучали распределение интенсивности их дифракции на регулярной кристаллической решетке, которую образуют атомы, затем анализировали полученную картину. Ключевое слово здесь — «регулярность». Жидкости аморфны, а точных методов для исследования неупорядоченных микроструктур не существует.

Химики полагают, что при отсутствии внешних воздействий структура жидкого тела, скорее всего, гомологична в любой его точке; связи между частицами должны выстраиваться так, чтобы минимизировать напряженность. Ну а что происходит при температурных колебаниях, под высоким давлением или при намагничивании? Может ли вода, налитая в графин, быть упорядоченной в одной его части и аморфной в другой? Взаимодействует ли она с молекулами стекла? Все это нам не известно.

Лишь одно мы знаем совершенно достоверно: вода — действительно весьма необычное вещество. В одном броске камешка от бурых илистых вод Темзы, прямо напротив здания парламента, находится кабинет ученого, которого можно по праву считать мировым экспертом по воде. Мартин Чаплин, профессор Лондонского университета южного берега Темзы, посвятил свою карьеру изучению физических свойств жидких тел. Сколько же научных аномалий ему открылось в этой области? Как утверждает он сам — по меньшей мере, шестьдесят четыре.

Большинство из них обусловлено характером слабых связей между молекулами воды. У кислородного атома в соединении H₂O несколько электронов не связаны с водородными атомами своей молекулы. Однако их отрицательные заряды притягиваются к положительным зарядам водородных протонов в других молекулах.

Хотя эти связи, называемые водородными, неустойчивы — при нормальных температурах они то и дело разрываются, трансформируясь в круговороте молекул, — на них основаны многие необычные особенности воды. На них же фактически держится вся жизнь: именно водородные связи сделали Землю пригодной для человечества. Так, благодаря им вода, единственная из всех жидкостей, при охлаждении не сжимается, но расширяется. Оттого и лед не уходит на дно; а будь иначе, океаны бы промерзли насквозь, и лишь самый поверхностный слой таял под лучами солнца. Тогда сложные формы живой материи не смогли бы появиться на планете.

Но свойства воды связываются и напрямую с основами феномена, который мы зовем жизнью. Откликнувшись на просьбу одного из журналов издательской компании «Нейчур» написать обзорную статью о значении воды в биологии, Чаплин начал свой текст довольно-таки провокационным заявлением: «Давно пора воде утвердиться на законных основаниях в принадлежащей ей по праву роли — важнейшей и самой активной из всех биологических молекул».

Сам же профессор взял на себя роль начальника штаба, координатора кампании по признанию особых заслуг H₂O в нашем мире. Его обзор читается как идейный манифест. Исследования сложных биомолекул Чаплин называет «более фешенебельными», но для любой из них вода служит главной движущей силой. Без электростатики водородных связей невозможны синтез и поддержание структуры белков, функциональной основы наших тел. Когда белковая молекула сформируется, вода служит ей «смазкой», водородные связи дают ее структуре гибкость и одновременно стабильность. Вода не менее важна для белков, чем аминокислоты, из которых состоят их молекулярные цепочки.

В ДНК водородные связи формируют вторичную — спиралевидную структуру нуклеотидов; ориентация молекул воды меняется в зависимости от парных сочетаний азотистых оснований и последовательности, в которой они соединены. Эта пространственная модель с ее электростатикой позволяет белкам (также содержащим воду) быстро сближаться и точно соединяться с соответствующими парами оснований. Таким образом, вода играет, по сути, центральную роль в обработке информации ДНК, а тем самым в развитии живой материи. «В театре жизни жидкая вода не статист, но кульминационный момент спектакля, — объясняет Чаплин. — Она выполняет свою работу и в виде изолированных молекул, и небольшими кластерами, и в более крупных сетях или целых жидкостных фазах, у каждой из которых свое обличье».

В 1998 году Чаплин описал гипотетическую структуру, которую образуют межмолекулярные взаимодействия воды. Его расчеты показали ассоциат, или кластер, из 280 молекул, сгруппированных в икосаэдр — правильный двадцатигранник, где каждая грань имеет форму равностороннего треугольника. Подобную конструкцию использовал в своих проектах геодезических куполов знаменитый архитектор Ричард Бакминстер Фуллер, но и в природе она не редкость: такую оболочку имеют многие вирусы, потому что это самый удобный и надежный способ «упаковки» их белкового содержимого.

Интересно, что фигуру эту связывали с водной стихией еще древние греки. Великий философ Платон определил пять «совершенных» тел, которые он приписал основным элементам Вселенной и их атомам. Из «кубического элемента», как самой устойчивой формы, состоит земля; огонь — правильный четырехгранник с устремленной ввысь вершиной; воздух — восьмигранник; эфир — двенадцатигранник, главная фигура мироздания и «воплощение всего сущего». Воде же, по Платону, соответствовал «обтекаемый» икосаэдр. Поразительно — в 2001 году, спустя три года после того, как Чаплин впервые предположил, что воде присуща эта структура, группа немецких исследователей увидела ее воочию под электронным микроскопом с гигантским разрешением; кластеры имели диаметр в миллионную долю миллиметра.

Икосаэдр — лишь одна из многоугольных форм, которые могут принимать молекулярные кластеры воды: они образуют и пентамеры, и октомеры, и декамеры; есть кубическая модификация, так называемый лед-семь, есть шестиугольный лед (всем известные снежинки)… но и это не исчерпывает богатства структурных моделей. В 2004 году Тацухико Кавамото с группой сотрудников сообщил в «Журнале химической физики», что вода при сжатии или охлаждении разделяется на аккуратные бусинки, каждая из которых чем-то отличается от других. Словно на галечном пляже: с высоты он кажется гладким и однородным, но стоит спуститься с променада, как обнаружится, что у всех камешков разные форма, величина, оттенки, гладкость и твердость. Причина явления, которое наблюдал Кавамото, — всё те же водородные связи, неустойчиво скрепляющие молекулы воды друг с другом. Подобно тому как галечные окатыши в разной мере и с разной скоростью деформируются под ударами волн, набегающих на берег, каждая из этих связей по-своему реагирует на изменения среды. Потому кластеры в общей водной массе так разнообразны по форме и величине.

Новые доказательства гетероморфизма водяных молекул появились в том же 2004 году, когда исследовательская группа во главе с физикохимиком из Стэнфорда Андерсом Нильсоном сообщила в журнале «Сайенс», что вода может структурироваться цепочками и кольцами. После всех подобных свидетельств видеть в ней лишь банальное скопление одинаковых молекул с формулой H₂O — просто наивно. С научной точки зрения вода гораздо сложней и интересней.

Надо сказать, ни одно из этих открытий не послужило индульгенцией для нетрадиционной медицины. Большинство исследователей структурированной воды бежит от гомеопатии как от огня. Словно эта область заминирована со времен провального открытия Бенвениста и последующих гонений на него. Незадачливого ученого можно по праву счесть Понсом и Флейшманом от гомеопатии, любой собрат по профессии опасается разделить его участь. Но в истории Бенвениста параллель тянется еще дальше: любые идеи насчет того, каким бы образом сложные кластерные структуры воды могли подкрепить позицию гомеопатов, оказываются столь же тщетными, как старания обосновать холодный термоядерный синтез.

Однако были и попытки объяснить действие гомеопатических медикаментов с этих позиций. Вероятно, самая основательная из них на сей день — обширная статья, опубликованная в 2005 году в журнале «Инновации в области испытания материалов» («Materials Research Innovations»). На первый взгляд четверка авторов составляет солидный академический коллектив: Рустум Рой, основатель и директор лаборатории материаловедения Университета штата Пенсильвания; доцент того же университета Ричард Гувер; Уильям Тиллер, возглавлявший кафедру материаловедения в Стэнфорде; и Айрис Белл, профессор медицинских дисциплин в Аризонском университете.

Значительную часть статьи занял обзор научной литературы. Общая посылка заключается в том, что свойства веществ зависят не столько от их химического состава, сколько от структуры. В этом убеждают, например, две несхожие аллотропные модификации углерода — мягкий чешуйчатый графит и твердый алмаз. Аллотропия воды проявляется гораздо шире (здесь авторы сослались на наблюдение Мартина Чаплина, что ее молекулы могут создавать ассоциаты в составе от двух до 280 единиц), и нельзя исключить сосуществование различных форм внутри одного и того же водного тела. Ведь вода, как подчеркивают четверо ученых, варьирует свою структуру намного легче и свободней всех иных, жидких или твердых, веществ.

Однако смысловой центр статьи — явление эпитаксии: в данном контексте имеется в виду перенос информации между молекулярными структурами без участия материальных носителей либо химических реакций. Если же речь об обычной практике, то эпитаксия используется, например, в полупроводниковой промышленности для наращивания слоев одного кристаллического материала на другой. Твердый кристалл — чаще всего арсенид галлия, иногда стекло или керамику — помещают в жидкий галлий с растворенным кремнием. Регулируя температурный режим, можно постепенно вывести из раствора кремниевые атомы и осадить их на поверхности кристалла-подложки. Образующаяся структура воспроизводит по всем параметрам узлы его решетки, то есть пространственное расположение атомов. Такой процесс называют жидкофазной эпитаксией; помимо этого в производстве полупроводников широко применяется осаждение из парогазовой фазы с помощью инфракрасного излучения. Наши компьютеры, хайтековские таймеры, тостеры и другие современные приборы — во многом плоды этих технологий.

Между тем Рустум Рой с соавторами утверждают, что гомеопатические препараты, введенные в воду или разбавленный спирт в качестве эпитаксиальной подложки, влияют на сверхслабый раствор, изменяя его молекулярные структуры. Эти изменения передаются дальше с каждым повторным разведением, в первую очередь благодаря встряхиванию, при котором, как считают авторы, создающиеся перепады давления способствуют «запечатлению» структуры. А поскольку свойства препарата определяет именно она, а не химический состав, то даже полное отсутствие медикамента в сверхслабых растворах не имеет значения.

В таком представлении совокупность механизмов «водной памяти» выглядит по меньшей мере интригующе. Вот только жаль, что Рой с соавторами не удержались от обсуждения электромагнитных взаимодействий воды с человеческой психикой, которые именуют «тонкими энергиями»; этот сюжет скорее способен повредить целому.

Все авторы статьи имеют внушительные академические заслуги, но есть и серьезные причины усомниться в их теории. Ибо у каждого из них, за исключением разве лишь Гувера, вопреки требованиям научной объективности имеются те или иные личные пристрастия к гомеопатии.

У Роя, например, с одной стороны — длинный список почетных званий и еще более обширная библиография публикаций в респектабельных изданиях. Он получил исследовательский грант от императора Японии; в его честь даже назван минерал рустумит. С другой стороны, Рой тесно сотрудничает с целителем Дипаком Чопрой, чьи идеи о лечебных квантовых свойствах воды, мягко говоря, сомнительны. Он же отстаивает антибиотические достоинства серебра — те, что не однажды разлучали легковеров с их кровной денежкой, — и старается защитить торговцев этими снадобьями всякий раз, когда Управление по контролю качества продуктов и лекарств привлекает их к ответу за недобросовестное извлечение прибыли из потенциально опасных товаров. Он также полагает — и утверждает в упомянутой статье, — что структурные свойства воды могут задаваться эмоционально-волевым импульсом, если за дело возьмется, скажем, мастер китайской практики цигун. Тиллер, в свою очередь, не раз заявлял в печати, будто слабое магнитное поле модифицирует биомолекулы и изменяет кислотность воды, а пси-факторы способны воздействовать на тот же показатель pH, электрические связи и пространственные структуры атомов. Репутация Айрис Белл, рьяной поборницы интегральной и альтернативной медицины, уступает этим двоим по скандальному привкусу, но и доверия к ее теориям не прибавляет.

Несмотря на этот налет двусмысленности, в статье есть действительно интересные и потенциально ценные предложения насчет того, в каком направлении могли бы развиваться дальнейшие исследования научных основ гомеопатической медицины. Да только многие ли захотят воспользоваться такой подсказкой? Стоит ли вообще гомеопатия наших забот?

Судя по широте спроса на нее, так считают миллионы людей. Нельзя обойти и факт, что на гомеопатическую медицину расходуются немалые общественные средства. Иные ученые, скажем уже знакомый нам биолог-эволюционист Ричард Докинз, просто в ярости оттого, что их налоги «кормят шарлатанов». Праведен ли его гнев? Это зависит от другого вопроса: праведны ли гомеопаты? Спросить, увы, проще, чем ответить.

Двадцать седьмого августа 2005 года журнал «Ланцет» возвестил: «Конец гомеопатии». В редакционной статье говорилось, что гомеопатия более не может претендовать на признание и ее специалистам «пора найти в себе мужество честно разъяснить пациентам бесполезность своих лекарств». Поводом для этой декларации послужила другая статья, мета-анализ ряда клинических испытаний, проделанный учеными Бернского университета во главе с доктором Айцзин Шаном. С большой помпой они объявили: гомеопатия нисколько не эффективнее плацебо. Аналогичные мета-анализы тестов плацебо, как мы могли убедиться, не произвели эффекта разорвавшейся бомбы. Но группе Шана этот род исследования, казалось, вложил в руки кинжал убийцы: гомеопатия «скончалась».

Однако в усопших она пребывала от силы неделю, а затем в редакцию стали поступать отклики.

Хотя авторы статьи сочли свой мета-анализ последним гвоздем в гроб псевдомедицины, некоторые коллеги (надо заметить, сами не поклонники гомеопатии) выразили недоумение, что «Ланцет» выпустил в свет «столь некорректную» работу. Самый решительный протест заявили Клаус Линде и Уэйн Джонас, в 1997 году опубликовавшие там же схожий аналитический обзор научных данных о гомеопатии. «Мы не склонны оспаривать факты, что гомеопатия, по сути, не верифицирована и что клинические испытания плацебо не принесли сколько-нибудь положительных результатов, — говорилось в их письме. — Вместе с тем характер изложения и методы обработки данных, избранные Шаном и его сотрудниками, а равно подача и интерпретация их работы редакцией „Ланцета“ не могут не вызвать серьезных претензий».

Прежде всего, указывали Линде и Джонас, группа Шана нарушила общепринятые правила оформления метаанализа. Бернские ученые опустили ряд важных деталей в рассмотренных экспериментах, но зато включили отдельные данные из тех, что в большей части остались за пределами обзора. В исследовании, нацеленном на столь однозначный обобщающий вывод, подобные подходы неприемлемы по определению. По собственным стандартам редакции «Ланцета», принятым в 1999 году, ей следовало отклонить эту рукопись.

Еще одну серьезную проблему критики усмотрели в том, что анализ Шана произвольно объединил тесты, оценивавшие в принципе несопоставимые методы, цели и эффекты терапии разных видов заболеваний — от купирования боли до уничтожения инфекций, подавления воспалительных процессов и так далее. Подобную эклектику еще можно счесть оправданной, будь гомеопатия действительно полным эквивалентом плацебо: тогда любые сравнения, что бы в них ни входило, дадут одинаковый результат. Именно из этого исходили Линде и Джонас в своей работе 1997 года. Но с тех пор были получены экспериментальные подтверждения относительных преимуществ гомеопатии над плацебо в ряде случаев. Если признать их хотя бы отчасти достоверными, то «синкретизм» Шана полностью обесценивает анализ, искажая статистическую картину и ставя под удар сделанные выводы.

Наконец, поскольку Шан с коллегами отбирали информацию по своему произволу, в мета-анализ в итоге вошли сколько-нибудь полные характеристики всего лишь восьми клинических тестов. А от такой ограниченной выборки, по словам Линде и Джонаса, иных результатов «ожидать и не приходилось». Следовательно, доказательность выводов, якобы терапевтическая эффективность гомеопатии не отличается от плацебо, «серьезно преувеличена».

Сами Линде и Джонас признали в девяносто седьмом: их исследование не позволяет однозначно счесть, что действие гомеопатических препаратов обусловлено исключительно фактором плацебо. Это, конечно, не осанна гомеопатии, но и никак не панихида по ней. В письме в редакцию двое ученых напомнили о некорректном обхождении гомеопатов с тем давним выводом «как мнимым доказательством действенности их терапии». Но «Ланцет», по их словам, употребил новое исследование ничуть не лучшим образом. «Постыдиться бы редакции за такой комментарий к статье, — завершали свою тираду Линде с Джонасом. — Разоблачительский раж не поможет ни науке, ни пациентам».

Да, сказано сильно… тем более не верующими в чудодейственную мощь гомеопатии. Вскоре и сам Джонас столкнулся с очередной проблемой в этой области. Несколько месяцев спустя, в октябре 2005 года, он опубликовался в соавторстве с Харальдом Валахом в «Журнале альтернативной и комплементарной медицины». Их взвешенная обзорная статья, признавая «некоторые указания» на то, что растворение и встряхивание могут каким-то образом влиять на биологическую активность препаратов, в то же время подчеркивала: «…ни в одной области клинической медицины заявленные эффекты не получили однозначных подтверждений». Мета-аналитика, по мнению авторов, здесь бесполезна: действует ли гомеопатия подобно плацебо или как-нибудь иначе — это зависит не от подбора информации о проделанных опытах, а от их конкретной методики. Ценность же любых, пусть и самых репрезентативных, выборок определяется «не первичным обнаружением эффектного результата… но его повторным, причем незамедлительным, воспроизведением». Короче говоря, опять разоблачения не вышло, и расклады остались прежними.

Вся история кажется совершенно невероятной. Две с лишним сотни лет академическая наука силится, но всё не может убедительно доказать, что гомеопатия — патентованная чушь. Как же так? И что делать с проблемой, чтобы наконец отдохнуть от нее? Ответ, вероятно, смог бы дать «Гомеопатический лечебник» — регулярно обновляемый справочник симптомов, лекарств и методов их обработки, к которому обращаются гомеопаты, прежде чем выписать рецепт. По итогам клинических испытаний некоторые препараты нетрадиционной медицины отбираются для лечения, к примеру, ревматического артрита. Длившиеся полгода исследования под эгидой дирекции исследовательских программ в Королевской гомеопатической лечебнице забраковали сорок два средства от этой болезни. Но сколько известных составов эффективны на самом деле? Возможно ли вообще, протестировав лишь мизерную долю в несметном множестве гомеопатических лекарств, добиться результатов лучших, чем от плацебо?

Эти диспропорции, несомненно, могли бы объяснить зияющую пропасть между более чем скромными результатами клинических тестов и «байками» вполне здравых людей о славных победах гомеопатии. Скажем, Лайонел Милгром, химик из лондонского Имперского колледжа, до того был впечатлен быстрым и бесповоротным выздоровлением коллеги от хронической пневмонии, что сам пошел учиться на гомеопата. Другой знакомый, автор научных книг и профессиональный популяризатор, однажды поделился своим потрясением, когда спиртовой настой на пчелах мигом снял опасный отек у двухлетней дочки, ужаленной в язык.

Такой странный перекос могла бы основательно выправить лишь столь же бытовая, а не научная информация о безуспешных попытках исцеления. Однако в фармацевтической торговле он вполне обычен: ни продавцы, ни покупатели не рвутся оповещать мир о своих неудачах и обманутых надеждах, во всяком случае, если обошлось без критических ухудшений. Но может ведь статься и так, что за всею «бессмыслицей» гомеопатической диагностики и рецептуры вкупе с непонятным, необоснованным (и все же несомненным) действием тех или иных снадобий — прячется от глаз подлинный феномен?

Так считает Боб Лоуренс, и он задался целью это доказать. Лоуренс — еще один из новообращенных: промаявшись пятнадцать лет кожной болезнью, он вылечился гомеопатическими средствами. Правда, антибиотики, как он признался, помогали не хуже, но их побочное действие невыносимо отравляло жизнь. Когда друг посоветовал обратиться к гомеопату, Лоуренс не испытывал особого энтузиазма, но решился попробовать. В итоге же он оставил хорошую работу в инженерной фирме, прошел курс обучения и теперь трудится фармацевтом в одной из самых больших гомеопатических аптек Англии, «Гелиосе», что в курортном городке Танбридж-Уэллс. Прогулка по всем ее кругам в сопровождении Лоуренса наглядно показала и блеск, и нищету гомеопатии двадцать первого века.

Честно говоря, я ожидал увидеть нечто вроде лачуги аптекаря из «Ромео и Джульетты» — «плачевный хлам, которому с трудом придать пытались видимость товара»… Вместо этого открылся светлый торговый зал с современными аптечными прилавками, за которыми суетились самые обыкновенные люди в белых халатах. Они снимали с полок коробки, вскрывали их и доставали оттуда малюсенькие пузырьки, затем по капле цедили содержимое в такие же, только пустые скляночки.

Все же кое-что озадачило. Во-первых, этикетки на коробках и ящичках — на одной, к примеру, было написано: «Лава». Во-вторых, жуткая какофония, сопровождавшая тряску сосудов и толчение порошков. Но главное — предмет, на котором как раз выполнял «сукуссию» Боб Лоуренс: огромная каноническая Библия в черном переплете грубой кожи.

Трижды пристукнув по ней зажатым в кулаке пузырьком, где, как выяснилось, находился препарат из аметиста, Лоуренс возвел очи к потолку. На лице его было написано: «Лучше б вам этого не видеть». По его уверениям, пользоваться Библией короля Якова вовсе не обязательно, подойдет любая прочная и достаточно упругая поверхность. Правда, отец гомеопатии — тот действительно считал наилучшим подспорьем Священное Писание в кожаном переплете.

В «Гелиосе» неукоснительно блюдут заветы Ганемана. Аптека эта — своего рода центральная база гомеопатических товаров; ее персонал, мастерски владея любыми профессиональными приемами — сотенным растворением, сверхвысоким разведением, растиранием и встряхиванием, — получает «на потенцирование» материалы со всего мира. Здешняя Библия, надо думать, повидала виды: обложка стянута круглыми резинками.

Но Лоуренс ни в коем случае не фанатик и не мистик, верящий, будто прикосновение к священной книге дает препаратам особую силу. Это подтвердилось, когда мы сошли в подвал полюбоваться машинами, которые он сделал своими руками для наиболее трудоемких трясений и растираний. Чтобы получить особенно сильнодействующее средство, все эти процедуры нужно повторять тысячекратно, и Лоуренс их механизировал, воспользовавшись своими инженерными навыками. Он вообще хотел бы поставить гомеопатию на строго научную основу. Случается, присылают что-нибудь вроде кусочка летучей мыши или крыла цикады. Но Лоуренс не берется за обработку, пока не выяснит в точности, у какого вида взят материал; необходимо знать даже латинское название. Он увлеченно мечтает составить собственный гомеопатический лечебник, включив туда только средства с проверенным действием.

Пока мы изо всех сил старались перекричать ритмичное уханье машин, я заприметил еще один ряд коробков. Лоуренсу явно не хотелось, чтобы я читал этикетки, но, видно, в этом он уступал мастерам цигуна: то ли электричества его воле не хватило, то ли магнетизма… В глаза бросались названия: «Фа-диез минор», «Соль-мажорный аккорд», «Круг на зерновом поле», «Блинчик». На вопрос, как он умудряется держать в аптечных пузырьках звуки музыки, Лоуренс снова сделал брови домиком и закатил глаза. Продолжая озираться, я высмотрел коробочку «Гог и Магог, Дубы в Гластонбери». На другой красовалась надпись «Лягушечья Икра». Словно мы, не покидая аптечного подвала, перенеслись из антуража «Ромео и Джульетты» прямиком в вотчину Макбета: «Зов жабы слышу я в пруду…»

В этом подвале становится окончательно ясно, что же «не в порядке» с гомеопатией. Она, по сути, превратилась в резервацию для людей, готовых уверовать в целительные свойства чего угодно, лишь бы было «натуральным». Арсенал гомеопатических средств настолько всеобъемлющ, до того неисчерпаем, что устроить им полную инвентаризацию практически невозможно.

Любой препарат, по идее, должен пройти целую систему контрольных проверок. Исходное вещество дают группе здоровых добровольцев, и те подробно регистрируют любые непривычные ощущения или состояния, какие только могут у них появиться в течение последующих нескольких недель. Затем симптомы сравнивают, обобщают, и те из них, что покажутся всеобщими, приписывают данному средству. Если пациент на приеме у гомеопата сообщит о чем-то похожем, тогда его, согласно основному принципу гомеопатии (буквальный перевод греческого слова — «подобная боль»), возможно, удастся вылечить препаратом из этого материала.

Увы, в том же «Гелиосе» очень многие лекарства не проходили проверку по всей форме, да их и без этого иначе как шарлатанством не назовешь. Есть там, например, снадобья, изготовленные из презервативов, из кусочков лавы, из крови ВИЧ-больных и даже из «поветрий антимира»…

А вот что в гомеопатии, напротив, внушает надежды, так это искренняя забота и устремленность в будущее у таких ее адептов, как Боб Лоуренс. Я видел его замешательство, когда речь зашла о настое из музыкальных тонов, и от души сочувствую его призванию. Лоуренс уверял, что сам он не имеет никакого отношения к подобным препаратам, но не вправе запретить другим заниматься их «потенцированием». Он верит в истинную суть гомеопатии, но не знает, как и чем ее обосновать, зато хорошо понимает, что кунсткамера на полках не поможет в этом ни ему, ни остальным. Он хотел бы сохранить эмпирический, по сути, строго научный подход к постулатам гомеопатии, а мельтешащие кругом аферисты делают задачу почти безнадежной. Изо всех сил Лоуренс старается выплыть против течения, бурлящего грязной пеной, но один, как говорится, в поле не воин. Впрочем, не так уж он одинок. В сорока милях к северу от аптеки «Гелиос», в лондонском Музее естествознания, прокладывает свой параллельный курс Вилма Бхаратан.

Наряду с работой музейного ботаника Бхаратан ведет гомеопатическую практику. Но нынешнее состояние гомеопатии она критикует жестко, как ни один из противников. Авторитеты в этой области, по ее словам, растеряв остатки научной, да и просто умственной дисциплины, паразитируют на почтительной людской молве. В изложении своих идей они расхлябанны до беспомощности. Принятая в их среде ботаническая номенклатура ненаучна и бессистемна, что мешает обобщить информацию об известных свойствах растений и их гомеопатической ценности. Но так было не всегда; в прежние времена гомеопатия тесней сочеталась со строго научными методами.

Диссертация Бхаратан — увлекательное чтение для всех, кто желал бы разобраться в проблемах гомеопатии. Вначале автор устанавливает корректные научные названия используемых гомеопатами цветковых растений, привязывает каждую позицию в этой группе к определенным медицинским симптомам и добавляет подтвержденные данные о терапевтической эффективности. Затем окончательно упорядочивает массив данных с помощью компьютерной программы кладистического анализа.

Кладистика — одно из основных направлений филогенетической систематики. С ее помощью биологи классифицируют живые организмы, исходя из родства как по физическим признакам, так и по геномам. Поставив программе задачу сгруппировать растения на основе «гомеопатических» характеристик, Вилма Бхаратан рассчитывала выяснить, существует ли корреляция между этими группами и обычными биологическими таксонами.

Полученная база данных имеет матричную структуру: на сеть таксономических имен наложены полные описания лекарственных свойств каждого растения. Разумеется, в матрицу вошли не любые сообщения гомеопатов, но лишь «статистически подтвержденные» успешными результатами клинических тестов и рутинной врачебной практики. Но в итоге все равно набралось больше четверти миллиарда записей о терапевтических свойствах лекарственных растений. Пока центральный сервер музея обрабатывал и сортировал эти данные, он вроде бы как даже постанывал от натуги: никогда еще оперативную память не нагружали такими объемами…

Как бы там ни было, на выходе получилась красивая и добротная кладограмма — филогенетическое древо, наглядно показывающее, в какой последовательности и в какие сроки произошли от общего предка различные группы живых существ. Вот как выглядит, к примеру, клада, то есть ветвь, насекомых: сперва главный «сук» выпускает один боковой отросток — это отделились жуки. Чуть выше на схеме новое раздвоение: одну линию занимают муравьи, пчелы и осы, другая ветвится опять: слева бабочки вместе с молями, справа мухи. И так далее.

Что касается кладограммы Бхаратан, то она установила не так уж много «общих генов ботаника и лекаря». В большинстве случаев программа не нашла четких корреляций между биологическим родством растений и сходностью их применения в гомеопатии. Лишь одна филогенетическая группа, организованная в точности по описанному выше образцу, столь же согласно отличилась в исцелении сердечно-сосудистых заболеваний. Другая клада проявила ту же общность свойств в лечении женских болезней. Вот, собственно, и все — но Бхаратан довольна. Почему? Как она объясняет, «если б даже такую малость я взялась искать по старинке: в одной руке аптечная опись, в другой пачка врачебных историй, ну а ботанический справочник, само собой, в зубах, и водила бы, и водила глазами с одной бумажки на другую — тогда бы за миллион лет не разобралась!». Поскольку лекарственные растения применяются в самых различных методиках, то в привязке к человеческим органам их невозможно классифицировать ни одним из привычных способов. А при этом они с точки зрения традиционной ботаники еще и принадлежат к разным семействам. Тем не менее компьютер, проработав тридцать два часа, решил их объединить. Дело тут, сдается, в химии.

От аритмии или сердечной недостаточности врач, скорей всего, пропишет лекарство, содержащее сердечные гликозиды. Эти препараты, обычно получаемые из растений, регулируют концентрацию ионов натрия, калия и кальция в сердечной мышце. Четыре таких растения, в том числе наперстянка пурпурная, шире всего используемая в западной медицине, фигурируют в сердечно-сосудистой кладе Бхаратан. Да и все тринадцать видов этой клады богаты веществами, применяемыми для лечения той же аритмии, стенокардии, тахикардии и других сердечных расстройств. Некоторые к тому же снижают уровень холестерина в крови; в общем, выбрать есть из чего.

И выводы, как говорит Бхаратан, весьма интересны. Во-первых, факт, что кладистическая программа построила паттерны, увязанные с подсистемами человеческого организма, бросает вызов расхожей идее, будто действие гомеопатии подобно плацебо. В этом случае ничего бы не получилось. Во-вторых, многие растения в ее анализе проходят как «информационный шум», не играя никакой полезной роли, хотя в гомеопатической рецептуре они присутствуют давно и устойчиво. Так, сердечно-сосудистая клада не включила двадцать семь видов, попавших в общую матрицу потому, что ими гомеопаты традиционно лечат (и, говорят, вылечивают) «от сердца». Иные из них, например табак, несомненно, производят сильные эффекты; тем не менее программа их проигнорировала. Разумеется, это пока предварительные результаты, и их еще предстоит серьезно обдумать. Бхаратан рассчитывает, следуя таким путем, сократить на строго научной основе непомерно разбухшую гомеопатическую фармакопею.

Во всяком случае, останавливаться на достигнутом она не собирается. Третий вывод — для Бхаратан, по-видимому, важнейший из всех — взятый ее кладограммой «химический след». Так ведь окажется, того и гляди, что разведения-сотрясения — а именно в них большинство гомеопатов полагает самую суть своего дела — не то что пустая трата времени, но корень профессиональных зол и бед. Если сила не в магических пассах, а в химии, значит, без толку потрясать вилами, тужась структурно запечатлеть их образ на воде; Рустум Рой и компания отдыхают.

К этой фармакопее Бхаратан вообще относится без малейшего почтения: никому не ведомо, говорит исследовательница, откуда что в ней взялось. Ганеман сперва давал пациентам растительные экстракты в чистом виде, но затем, столкнувшись с нежелательными побочными эффектами, стал разводить и взбалтывать лекарства.

«Вот чего объяснить не могу, — недоумевает Бхаратан, — как ему такое в голову пришло?» Тем самым она воскрешает давние споры… и рискует собственной репутацией. Не у музейщиков, ясное дело, а у гомеопатов.

Больше ста лет назад гомеопата Ричарда Хьюза, известного своим презрением к сверхслабым растворам, пристрастием к «проветриванию» почтеннейших традиций и мечтою срастить разошедшиеся ветви медицины, коллеги крыли последними словами; излюбленным определением было «скунс вонючий».

Правда, все гадости произносились исключительно за глаза: Хьюз редактировал и выпускал ежегодники трудов Британского гомеопатического общества, куда отбирались для печати лишь самые престижные материалы. Неудивительно, что шпынять «диссидента» в открытую не посмел никто до конца его дней. Хотя он сам первым покусился на священнейшую из коров, отрицая непогрешимость Ганемана и критикуя всякого, кто в нее слепо уверовал. Хьюз (а по его примеру многие другие британские гомеопаты) разводил свои составы в гораздо менее экстремальных пропорциях. Заповедь, будто «потенцию 3 °C» — тридцатикратно повторенное сотенное разведение — должно применять всегда и во всем, по его словам, превратила гомеопатию в ископаемую древность. Сам он составлял растворы не слабее 6С, максимум на шесть центин. А такая рецептура, надобно заметить, повышает концентрацию исходного вещества аж до одной триллионной доли.

Но то была лишь малая часть семилетних стараний Хьюза провести всеобщую ревизию тогдашней гомеопатической практики, сохранив в ее новом фундаменте только самые проверенные свидетельства. Хьюз безжалостно отклонял любые материалы об излечении растворами слабей «шестерки». Отбрасывал, зачастую не читая, сугубо клинические сообщения. Вся реально полезная литература, согласно его кредо, должна была сосредоточиться на лекарственном патогенезе (в экспериментах этого рода подопытных добровольцев, грубо говоря, «нарочно притравливают малость», чтобы как можно точней установить сакраментальные подобия между целебными средствами и болезненными симптомами). В результате его собственный opus magnum, четырехтомная энциклопедия лекарственного патогенеза, после смерти автора в 1902 году был провозглашен «трудом, не имеющим себе равных, к которому под конец двадцатого века будут обращаться еще чаще, чем в его начале». Но где там…

Работа Хьюза подрывала стену, отгородившую две медицины друг от друга. Он мечтал дожить до времени, когда «конкуренция между „гомеопатическими“ и „аллопатическими“ практиками больше не будет озлоблять врачей и расстраивать пациентов». Такое могло сходить за идеализм до тех пор, пока он не обмолвился по неосторожности о неизбежных последствиях для гомеопатии: она «моментально лишится своего статуса отдельной области медицины». По догадке автора статьи в «Британском гомеопатическом журнале» за 1985 год, этот убийственный идеал и послужил причиной посмертного остракизма. Никому ведь не хочется стать объектом даже самого «дружественного» поглощения более сильными конкурентами. За считаные годы после кончины Хьюза гомеопатия, разорвав все свои прежние научные связи, превратилась в метафизичную, а во многом и мистическую дисциплину.

Но дух Ричарда Хьюза не умирает. Его рецепты с пониженным растворением «вещественных доз» составили важную часть входных данных в матрице Вилмы Бхаратан, чей кладистический анализ нацелен на радикальную реформу гомеопатии.

История проблемы ясно показывает, что все сегодняшние барьеры между аллопатической и гомеопатической медициной — скорее пережитки прошлого, чем признаки принципиальной несовместимости. А причина стойкой «закоренелости» гомеопатии, должно быть, проста: все-таки есть нечто такое в ее правилах подобия… Победи тогда линия Хьюза — мистический туман с колдовскими пассами, центинами и сукуссиями развеялся бы за прошедший век, а здравые основы прижились бы в аллопатии. Ее фармацевты в поисках перспективных натуральных средств не пренебрегают и опытом туземных знахарей. А наработки гомеопатов зачем отвергать — лишь бы перестали морочить головы, цепляясь мертвой хваткой за священные мантры, которые еще Хьюз крестил дурацкой выдумкой.

Так пусть же Вилма Бхаратан не оставляет свои кладограммы: быть может, однажды они станут нитью Ариадны, которая выведет в большой мир все лучшее, что есть в гомеопатической медицине. Но вот жестокая ирония судьбы: под слепящими лучами «прожекторных атак» из академического стана у гомеопатии остался только один шанс сохранить честь и саму жизнь: безоговорочная готовность пасть смертью храбрых.

Эпилог

Последнее путешествие — и книга закончена. Я в старом английском графстве Уилтшир, наутро ждет встреча с Мартином Флейшманом, одним из химиков, чьи опыты холодного ядерного синтеза вызвали двадцать лет назад большой скандал в науке. А сейчас вечер; я лежу на вершине холма и смотрю на звезды.

Позади от меня памятник железного века, каменные зубцы и уступы древней крепости. Ее валы и рвы построены за семьсот лет до Рождества Христова. Ниже по склону — сравнительно новая деталь пейзажа: фигура лошади, вырезанная на меловом утесе, как гласит легенда, по приказу короля-объединителя Альфреда Великого. Возраст изображения в пределах тысячи ста лет, но точную дату не назовет ни один наш современник. Исторический экскурс завершает взгляд в небо: во временном промежутке от крепости до белого коня родился свет, льющийся из созвездия Ориона. Как раз те самые кванты достигли моих глаз только что; а испущены они тремя гигантскими бело-голубыми звездами, образующими Пояс Ориона, около полутора тысяч лет назад, и с тех пор странствуют по космосу. В день, когда Альфред повелел вырезать конскую фигуру в честь победы над датчанами, свету оставалось до Земли десять тысяч триллионов километров.

Приятно оперировать в уме такими цифрами, живя в эпоху, когда людям известна скорость света. Хотя на самом деле важно лишь помнить, что он распространяется по Вселенной не мгновенно. Мы привыкли считать это знание самоочевидным, но думать так опрометчиво: оно досталось нелегкой ценой.

В 1676 году астроном Оле Кристенсен Рёмер, изучив орбиту Ио, самого близкого к планете спутника Юпитера, сделал точнейший прогноз. Девятого ноября Ио выйдет из тени Юпитера в пять часов тридцать семь минут пополудни — и это станет решающим доказательством, что скорость света конечна. Директор Парижской обсерватории Джованни Доменико Кассини пренебрег идеей ученика. Сам он был убежден в мгновенном распространении света, оттого предсказал, что Ио появится на десять минут раньше.

Затмение Ио закончилось в 17:37:49. Тут же Кассини объявил сей факт совпадающим с его вычислениями. Хотя прежние ошибочные слова были произнесены в академическом собрании, ни один ученый не стал возражать, все поддержали именитого коллегу. Рёмер ждал признания своей правоты больше тридцати лет, но так и не дождался: астрономы приняли истину лишь после смерти Кассини, на два года пережившего оппонента.

В 1969 году его собрат по профессии Дж. Дональд Ферни поделился саркастическим наблюдением, вспомнив на сей раз астрономическую ошибку начала века, исправленную спустя десятилетия: «Полное научное описание стадного инстинкта астрономов еще ждет своего часа… Нередко мы уподобляемся антилопам, когда те, сбившись в кучу, мчатся не глядя по саванне неведомо куда. Потом одновременно разворачиваются по сигналу вожака — и так же решительно несутся всем скопом в обратном направлении».

Наблюдение Ферни могло бы потешить душу Оле Рёмера, если б двое ученых не разминулись на триста с лишним лет, но сейчас вот что важно: это и есть точное описание рабочего механизма науки. Подобно свету, преодолевающему космическое пространство с конечной скоростью, наука встречает на своем пути куда больше препятствий — не только вещественных, но и незримых, — чем вы, возможно, привыкли думать. К счастью, нет таких фундаментальных законов, которые могли бы ограничить скорость распространения научных знаний. Здесь всему виной человеческий фактор.

Проявиться он может по-разному. Иногда люди просто не умеют осознать непривычное. До того как Вильгельм Рентген открыл гамма-лучи, с ними успел столкнуться по меньшей мере еще один исследователь, но не отметил ничего особенного в своих наблюдениях. А бывает, против радикально новых идей и понятий восстает подсознательный «коленный рефлекс» здравого рассудка. Когда Рентген объявил об этом открытии, Уильям Томсон, он же лорд Кельвин, назвал его излучение плутовской выдумкой. И лишь затем, познакомившись воочию с результатами экспериментов, взял свои слова назад.

Если же и люди не помешают, обстоятельства могут сделать это за них. В 1905 году ученых не слишком волновало устройство Вселенной. В начале того века западный мир бурно развивал промышленность и сельское хозяйство, основные усилия исследователей сосредоточились в этих сферах. И когда скромный эксперт швейцарского патентного бюро создал потрясающую теорию, объяснившую природу пространства и времени, что называется, в одном (правда, очень большом) флаконе, на нее никто не обратил внимания. Собственно, даже получить достойную работу теория относительности Альберту Эйнштейну не помогла. Пытаясь добиться места на научной кафедре, он приложил к резюме свои опубликованные труды по физике, но собеседования так и не дождался. Вот уж нелепость из нелепостей: та самая световая константа в статьях, перевернувших наши взгляды на Вселенную, оказалась бессильна ускорить «развод» Эйнштейна с бернской чиновничьей конторой.

Порой ученым препятствуют их собственные страхи перед неизвестным. Задолго до Эйнштейна к его главному открытию вплотную приблизился Анри Пуанкаре. У специальной теории относительности даже имелась уже надежная экспериментальная база — опыты по интерферометрии, проделанные в 1887 году Альбертом Майкельсоном и Эдвардом Морли. К несчастью, Пуанкаре забросил работу, едва только осознал ее последствия для традиционных взглядов на пространство и время: оказывается, последнее способно то замедлять, то ускорять свой бег в зависимости от характера движения материальных тел во Вселенной. С этим отказался смириться ум выдающегося математика.

А уж если остановить прогресс науки вообще ничто не в силах, тогда неизменно начинают распространяться домыслы, якобы в мире не осталось больше ничего нового для открывателей. Классический пример дал тот же Альберт Майкельсон за десятилетие до эйнштейновского прорыва. «Все важнейшие фундаментальные законы и реалии физики уже установлены, — писал он в 1894 году, — и ныне утвердились столь прочно, что вероятность вытеснения их какими-либо новациями представляется чрезвычайно слабой». Шестью годами ранее Саймон Ньюкомб заявил: «В астрономии мы, очевидно, близки к пределам знания».

Но не подумайте, будто подобные опыты шапкозакидательства остались в прошлом. В 1996 году научно-популярный писатель Джон Хорган выпустил книгу под названием «Конец науки». Там утверждалось, что наука, в сущности, изжила себя. Мы близки к завершению генеральной физической теории, да еще в биологии кое-что пока не получило объяснения. Всё остальное — скупые точки, которые следует расставить над «i». Отныне и присно наука становится нудной рутиной, сводясь к дополнению законченной картины мира мелкими деталями.

Книга Хоргана вызвала показательное раздражение среди ученых. Стивен Хокинг обозвал ее мусорной, Стивен Джей Гулд — идиотской. В виде косвенной ссылки она затесалась даже в нобелевскую лекцию: принимая в тот год премию по физике, Дэвид Ли отметил, что слухи о смерти науки «сильно преувеличены». Тем не менее книга оказалась по-своему влиятельной, причем на долгий срок. Три года спустя другой нобелевский лауреат, Фил Андерсон, придумал словечко «хорганизм» для унылого неверия в будущность науки.

С Джоном Хорганом мы впервые встретились в Кембриджском университете летом 2005 года, а с тех пор успели познакомиться ближе. Я к нему испытываю огромное уважение, но все же думаю, он был не прав. Да, стараниями Оле Рёмера мы получили световую константу, и после него, благодаря постоянному прогрессу науки, еще массу информации о механизмах Вселенной. Но узнать предстоит куда как многое — и эти дела отнюдь не обещают превратиться в нудную рутину.

Покинув брюссельский отель «Метрополь», я изучал лишь тринадцать из всех аномалий, известных современной науке. Некоторые из них, так сказать, более аномальны, чем другие, но ни одна не может обойтись без дальнейших исследований и объяснений. Одни требуют серьезного отношения воленс-ноленс; к другим, возможно, энтузиасты относятся чересчур трепетно. Астроном Саймон Уайт, в частности, предполагает, что усилия его коллег познать тайну темной энергии, скорее всего, чрезмерны по сравнению с реальной ценностью этого знания. Порой научная аномалия ставит нас перед неприятными и совершенно нежелательными фактами — таково, например, заблуждение насчет свободы воли. Но при всем разнообразии волнующих или пугающих моментов, каждый такой случай предоставляет великолепную возможность для исследований и открытий. Те, в свою очередь, как было с радиоактивностью или квантовой теорией, помогут в разгадке аномалий, которые пока остаются неизвестными ученым. Как высказался однажды Джордж Бернард Шоу, наука не может решить ни одну проблему, не создав при этом десяток новых.

Древние лучи звезд, пронизывающие темный холст надо мной, ежеминутно, ежесекундно подтверждают правоту писателя. Рёмер разрешил проблему орбитального цикла Ио, установив предел скорости света. И своим постулатом создал новую космологическую проблему, при решении которой может обнаружиться еще тысяча следующих.

Звезды — гигантские термоядерные реакторы, излучающие свет и тепло в виде квантов. Солнце — сравнительно маломощная модель такой энергетической установки, но людям оно дает гораздо больше света и прямое ощущение тепла: наша звезда, в отличие от Ориона, находится достаточно близко, чтобы дотронуться до Земли своим жаром. Пока я прохлаждаюсь на холме, Солнце около девяти минут назад выпустило тот фотон, который только что увидели в Австралии. Вот я щелкнул пальцами — и следующий фотон отлетает от светила к нескольким прохожим, гуляющим с утра пораньше по пляжу под Сиднеем. Через девять минут он туда доберется.

Здесь, в ограниченной скорости света, кроется еще одна аномалия. Хотя разницу между теплом Бонди-Бич и холодком на холмах Юго-Западной Англии легко измерить, Вселенная в целом удручающе однообразна в этом смысле. В какую точку космического пространства ни сунься со своим термометром, везде температура более или менее одинакова — примерно на три градуса выше абсолютного ноля, физически возможного максимума холода. Каковой, учитывая конечную скорость света, есть полный абсурд.

На первый взгляд ничего необычного — к эффектам теплового баланса мы приучены. Вот я лежу на траве, и ноги мои имеют ровно ту же температуру, что голова. Спина, правда, озябла слегка, но это оттого, что почва, с которой она прямо соприкасается, забирает некоторую долю тепла, а в целом оно равномерно распределяется по организму.

Причина здесь та же, что у свечения звезд: нагретые тела излучают энергию в виде фотонов, которые сталкиваются с другими, обычно менее горячими телами и частицами. В момент столкновения энергия передается от теплого к холодному, пока их температуры не уравновесятся. По прошествии достаточного времени должен установиться всеобщий тепловой баланс.

Проблема в том, что у Вселенной этого времени как раз не оказалось. В момент рождения она явно не была однородной, в ней царили все виды энтропии. Благодаря изучению различных характеристик звезд мы знаем о расширении Вселенной; это означает, что за 13,7 миллиарда лет, минувших с Большого взрыва, стремительное рассредоточение оставило отдельные области космоса — прежде всего скопления галактик — вне контакта с другими, как бы за горизонтом. Поскольку скорость света ограничена, фотоны из «горячих» зон не успели достичь большинства «холодных» частей, чтобы Вселенная пришла в равновесие. Однако же повсюду в ней, фигурально говоря, от края до края, температура в основном одинакова.

У астрономов этот феномен так и называется — проблема горизонта. Вернее, назывался до тех пор, пока Алан Харви Гут не предложил решение. Грубо говоря, следующее: сразу после Большого взрыва Вселенная начала разлетаться со сверхскоростью. Затем она столь же мгновенно «остепенилась» и перешла на более размеренные темпы. Причина этого неясна.

Однако проблему горизонта теоретическая модель Гута разрешила вполне успешно: согласно ей до начала инфляционного расширения Вселенная была настолько мала, что фотоны могли быстро пролететь ее из конца в конец, установив тепловой баланс. И только потом она взорвалась; предполагаемое единое поле распалось.

Только вот никто не знает, отчего бы Большой взрыв происходил именно так, как предполагает Алан Гут. Или почему «инфляция» вдруг замедлилась. Это объяснение вообще едва ли можно счесть исчерпывающим, но оно лучшее из всех, что мы имеем. В самом деле, гипотеза Гута теперь настолько общепринята в космологии, что мы как бы по умолчанию стали считать скачкообразное расширение само собой разумеющимся эпизодом в истории Вселенной: по уровню достоверности — где-нибудь рядом с битвой при Ватерлоо, если перевести события в земной масштаб. Мы, разумеется, не знаем всех деталей космического «скачка» — равно как и подробностей гибели каждого из солдат Веллингтона или Наполеона на заболоченной бельгийской равнине, — но теперь имеем достоверные свидетельства, что сразу после Большого взрыва Вселенная прошла фазу сверхбыстрого расширения. Одним словом, гипотеза Гута — весьма изящное решение очень важной проблемы.

Но не всех она убеждает. Пол Стейнхардт из Принстона сомневается, что инфляционное расширение имело место, а нобелевский лауреат Роберт Лафлин — один из тех ученых, кто старается обуздать редукционизм, — в своем скепсисе идет еще дальше. Всеобщее принятие стандартной модели космологии — Большой взрыв плюс инфляционное расширение, — по его мнению, не гарантирует истины, поскольку коронным доводом в ее пользу ученые решили считать реликтовое микроволновое излучение. А это «эхо Большого взрыва» возникло спустя триста тысяч лет от начала Вселенной; так что идея, будто оно может поведать нам что-либо о первых мгновениях мироздания, по словам Лафлина, «смахивает на попытку вывести свойства атомов из разрушений, причиненных бурей».

Итак, Алан Гут решил проблему к удовлетворению большинства физиков. Но его триумф — не последняя точка, а, скорее, открытая дверь, за которой притаился новый ряд сложных вопросов. Сформулировать их по большей части нетрудно. Четверть века, например, мы топчемся на месте, пытаясь разобраться, как и почему Вселенная стала расширяться. Если проблема горизонта аномальна, то инфляционная модель решает ее лишь частично; на самом деле мы просто наложили поверх невежества хитроумную теорию.

Однако здесь я не стал касаться проблемы горизонта — в частности, потому, что разобраться с ней, вполне возможно, помогут описанные аномалии. Исследования темной энергии, холодного ядерного синтеза или переменных констант могут в итоге породить более глубокую теорию, чем, например, квантовая электродинамика, и эта новация заодно объяснит происхождение космологического «большого скачка».

Другие аномалии также имеют разностороннее значение: разгадка происхождения смерти и появления гигантских вирусов поможет понять природу эволюции; изучение эффекта плацебо способно — и должно, по всей вероятности, — изменить облик медицины; борения с мифом о свободе воли совершенствуют наш взгляд на человеческую натуру и долг. Осторожно говоря, работы здесь, по-моему, хватит и следующему поколению радикально мыслящих ученых, и еще тем, кто придет им на смену.

Посвятить свою книгу я решил человеку, учившему меня физике в пятнадцать лет, потому что знакомство с научными открытиями, описанными в ней, зажгли во мне то же любопытство и восхищение, которые впервые вызвал к жизни мой наставник. Под его руководством наука превратилась для меня в мир чудес, в предмет увлекательных споров и исследований, побуждающих ум. Мы общались всего чуть больше двух лет, но дар его живет уже два с лишним десятилетия. И точно так же я мог бы отдать долг благодарности, посвятив книгу его нынешним ученикам из поколения, которое, возможно, разгадает эти аномалии и откроет множество следующих.

Томас Кун в своей книге о сменах парадигм обозначил мысль, что главные открытия в науке делают либо очень молодые люди, либо новички в данной дисциплине. Чарльз Дарвин это тоже знал. Его «Происхождение видов» завершается примечательными словами: «Я никоим образом не надеюсь убедить опытных натуралистов, владеющих огромным фактическим материалом, который на протяжении длинного ряда лет рассматривался ими с точки зрения, прямо противоположной моей». Но, добавляет он, «я обращаюсь с доверием к будущему — к молодому, подрастающему поколению натуралистов, которые будут в состоянии с должным беспристрастием взвесить обе стороны вопроса».

Тем, кто молоды и подрастают сегодня, предстоит найти жизнь на планетах и лунах Солнечной системы; быть может, даже ответить на зов, посланный из-за ее пределов. Возможно, им удастся самим создать живую клетку или переделать теорию относительности Эйнштейна, чтобы в ней нашлось место и темной материи, и силе, замедлившей полет «Пионеров». Не исключено, что в эту самую минуту какой-нибудь вундеркинд оттачивает свой математический дар, решая загадку темной энергии…

Какие бы научные революции ни случились в будущем, в одном можно не сомневаться. Каждый из этих прорывов наверняка не меньше расскажет о нас самих, чем о Вселенной, в которой мы обитаем. Люди — ходячий набор химикатов, изготовленный в реторте звездных катаклизмов: то ли космическая пыль, то ли отходы ядерных реакций, в зависимости от угла зрения. Но нам хватает дерзости считать себя чем-то большим, нежели механическая сумма элементов, и заявлять: мы — живые, еще не поняв до конца, что это значит. Мы желаем и надеемся встретить в необъятной Вселенной инопланетную жизнь, даже братьев по разуму — и в то же время, несмотря на все усилия, никак не можем выяснить, что вытворяют несколько атомов палладия, заблудившиеся в паре миллилитров простой воды. Мы умеем выздоравливать, вообразив, что боль убита, — а вместе с тем, оказывается, не властны над собственными мышечными реакциями. Ведем программы космических исследований, но теряемся в объяснениях своих простейших мыслей и побуждений. Сами себя называем вершиной эволюции, хотя осознаем, как мало мы знакомы с ее подлинной историей. Все эти неувязки говорят в конечном счете об одном: о стремлении «сделать жизнь», осознав, что значит быть человеком во Вселенной. Несомненно, наука — с ее аномалиями в роли двигателя — способна в этом помочь.

«Кто мы? — спросил в 1951 году Эрвин Шрёдингер. — Ответить на этот вопрос — не просто одна из задач, но сама цель науки».

Благодарности

Возможность написать и издать эту книгу — сама по себе награда: ни разу в жизни ничто не доставляло мне большего удовольствия. По освященной веками традиции остается поблагодарить всех, кто предоставил мне свое время, свои лаборатории, внимание коллег и позволил злоупотребить их терпением. Без этих людей моя работа, скорее всего, не увидела бы свет.

Спасибо Фабрицио Бенедетти, Луане Коллоке и Антонелле Полло за необыкновенный день в Турине; Патрику Хаггарду — за несколько нелегких часов в Лондоне; спасибо Пам Босс и Фрэнку Гордону, изучающим холодный термоядерный синтез в лабораториях американского военного флота, за доброжелательность, с какою они встречали самые трудные вопросы. Я благодарен Майклу Меличу и Мартину Флейшману за откровенную беседу во время поучительного (и превосходно сервированного) ленча.

Список продолжает Гилберт Левин, человек необычайных достоинств. Стин Расмуссен — поистине величественная фигура, физически и интеллектуально. Вера Рубин — удивительный ученый. Исследователи «Пионера» Майкл Мартин Ньето, Слава Турышев и Джон Андерсон — тоже ученые высочайшей пробы. Джон Вебб и Майкл Мерфи — не только глубокие и трезвые мыслители, но и на редкость приятная компания.

Джерри Эйману и Сету Шостаку я признателен за искренний рассказ об охоте на инопланетный разум; Бернару Ла Сколе за вполне оправдавшую себя однодневную вылазку на солнечный юг Франции; Джоан Рафгарден — за ценные соображения о происхождении и роли полов; гомеопатам Мелани Оксли, Лайонелу Милгрому, Питеру Фишеру и Вилме Бхаратан — за их разъяснения и энтузиазм, с которым они отнеслись к моим планам. Особенно приятным было общение с Бобом Лоуренсом, чей честный, практичный подход к научным абсурдам внушает надежду на раскрытие загадок гомеопатии. Спасибо и Нэнси Марет за ее гостеприимство в Нью-Мексико.

Я обязан Крису Пуополо из издательства «Даблдей» и Эндрю Франклину из «Профайл букс»: оба с энтузиазмом поддержали мою идею, а в ходе работы давали дельные советы и внесли немало весьма уместных предложений. Благодарю также своего агента Питера Таллака из «Сайенс фэктори», который, не щадя сил, помогал извлечь сей текст из головы автора и пристроить на книжную полку. Несправедливо было бы не упомянуть и мою семью: жена Филиппа с детьми Милли и Закари терпеливо сносили долгие отлучки мужа и отца во время сбора материалов.

Наконец, во время работы над книгой (и задолго до того) я получил огромный заряд творческого энтузиазма в общении с коллегами по редакции «Нью сайентист»; коллективный мозг этого журнала — поистине феноменальный аппарат. Особенно ценный вклад принадлежит Джереми Веббу, Валери Джемисон, Грэму Лотону, Кейт Дуглас и Клер Уилсон. Так что пусть и любые возможные упущения автора останутся на их совести.

Примечания

1

Вера Рубин (урожденная Купер) (Vera Cooper Rubin) (p. 1928) — американский астроном, один из пионеров развития концепции вращения галактик. (Прим. ред.).

(обратно)

2

На 207-й конференции Американского астрономического общества (8–12 января 2006 года) профессор Джозеф Тенн из обсерватории Сонома выступил с репликой: «Почему мы не чтим память В. М. Слайфера?» (Прим. авт.).

(обратно)

3

V. М. Slipher, Proceedings of the American Philosophical Society 56 (1917): 403. (Прим. авт.).

(обратно)

4

М. Longair, Our Evolving Universe (Cambridge: Cambridge University Press, 1996). (Прим. авт.).

(обратно)

5

ВИМП — от англ. WIMP, Weakly Interacting Massive Particle. (Прим. ред.).

(обратно)

6

Из стихотворения Э. Э. Каммингса «Не сострадай больному бизнес-монстру…». Перевод В. Британишского. (Прим. ред.).

(обратно)

7

Неточность автора. Джон Арчибальд Уилер (1911–2008) был знаменитым американских физиком-теоретиком, опубликовавшим множество работ по ядерной физике, проблеме термоядерного синтеза, специальной и общей теории относительности, единой теории поля, теории гравитации, астрофизике. Он был лауреатом Премии Энрико Ферми, Премии Вольфа, обладателем Национальной научной медали США, медали Франклина, медали Эрстеда, медали Альберта Эйнштейна, однако Нобелевскую премию Уилер не получил: ему было отказано в ней за поддержку Эдварда Теллера. (Прим. ред.).

(обратно)

8

Из речи «Есть ли будущее у холодного ядерного синтеза?», произнесенной 7 декабря 1991 года в Японии по случаю 100-летия со дня рождения Синъитиро Томонаги. (Прим. авт.).

(обратно)

9

Линн Маргулис (1938–2011) — американский биолог, создатель современной версии теории симбиогенеза. [Прим. ред.).

(обратно)

10

Bioastronomy News 7, no. 4 (1995). (Прим. авт.).

(обратно)

11

Из речи «Видения двадцать первого века», произнесенной в 1995 году в соборе Святого Иоанна Богослова в Нью-Йорке. (Прим. авт.).

(обратно)

12

Гилберт Левин (р. 1925), основатель и глава компании «Сферикс» (ранее «Биосферикс»), на момент написания данной книги еще оставался в числе руководителей фирмы. В 2008 году он вышел в отставку, а в 2011-м покинул совет директоров. (Прим. ред.).

(обратно)

13

Перекись водорода все-таки была обнаружена в атмосфере Марса. Это произошло, когда астрономы собрали данные об атмосфере Красной планеты во время великого противостояния Марса в августе 2003 года, используя 15-метровый телескоп Джеймса Клерка Максвелла на Гавайях. (Прим. ред.).

(обратно)

14

См. напр.: http://mars.jpl.nasa.govmissions. (Прим. авт.).

(обратно)

15

SETI — Search for Extraterrestrial Intelligence (англ.).

(обратно)

16

На момент подготовки этой книги к печати подтвержденных наблюдений экзопланет уже 760. (Прим. ред.).

(обратно)

17

У нас эта сказка известна (в пересказе Л. Н. Толстого) как «Три медведя», и маленькую героиню зовут Машенька. В английском варианте девочка носит имя Златовласка (Goldilocks), а сказка называется «Goldilocks and the Three Bears» — «Златовласка и три медведя». (Прим. ред.).

(обратно)

18

На февраль 2012 года известны четыре достоверно подтвержденные планеты, находящиеся в зонах Златовласки своих звёзд.

(обратно)

19

Перевод Н. Демуровой.

(обратно)

20

Перевод С. Я. Шейнман-Топштейн. В кн.: Платон. Диалоги. М.: «Мысль», 1986.

(обратно)

Оглавление

Майкл Брукс Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла. Самые интригующие научные загадки нашего времени

  Пролог

  1. Пропавшая Вселенная

  2. «Пионер» — не пример

  3. Постоянные склонны к переменам

  4. Лютый холод термояда

  5. Жизнь, какова она есть

  6. Куда приплыли «Викинги»

  7. Сигнал из трех букв

  8. Вирус-переросток

  9. Смерть приходит в начале

  10. Половой вопрос

  11. Свобода выбора

  12. Плацебо в помощь

  13. Бесподобная гомеопатия

  Эпилог

  Благодарности

Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg

Наш сайт является помещением библиотеки. На основании Федерального закона Российской федерации "Об авторском и смежных правах" (в ред. Федеральных законов от 19.07.1995 N 110-ФЗ, от 20.07.2004 N 72-ФЗ) копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений размещенных на данной библиотеке категорически запрешен. Все материалы представлены исключительно в ознакомительных целях.

Copyright © читать книги бесплатно