Путеводитель зоолога по Галактике. Что земные животные могут рассказать об инопланетянах – и о нас самих

Путеводитель зоолога по Галактике. Что земные животные могут рассказать об инопланетянах – и о нас самих
Арик Кершенбаум

В этой книге выдающийся зоолог из Кембриджа Арик Кершенбаум приглашает читателя вообразить инопланетную жизнь. Однако в своих фантазиях ученый опирается на дарвиновскую теорию эволюции, наблюдения за всеми формами жизни на Земле, а главное – на универсальные физические и биологические законы, применимые ко всей Вселенной. Автор объясняет, какими свойствами непременно должны обладать инопланетяне, как они могут передвигаться, взаимодействовать и общаться между собой. Может ли у них по аналогии с земными рыбами развиться электрическая коммуникация? Реально ли существование планет, на которых животные движутся со сверхзвуковой скоростью? Или миров, обитатели которых разговаривают на языке запахов? Неизбежно ли сотрудничество между ними и развитие технологий? В увлекательной и доступной форме. Путеводитель зоолога по Галактике. знакомит нас с новейшими научными данными о том, как на самом деле устроено все живое на Земле и во всей Вселенной.

Арик Кершенбаум

Путеводитель зоолога по Галактике: Что земные животные могут рассказать об инопланетянах – и о нас самих

Переводчик Мария Елифёрова

Научный редактор Сергей Ястребов

Редактор Валентина Бологова, канд. биол. наук

Издатель П. Подкосов

Руководитель проекта И. Серёгина

Ассистент редакции М. Короченская

Корректоры Е. Воеводина, Е. Чудинова

Компьютерная верстка А. Фоминов

Арт-директор Ю. Буга

Дизайн обложки Luke Bird

Иллюстрации на обложке Shutterstock

© Arik Kershenbaum, 2020

Выдержки из одиннадцатой главы взяты из:

С. 345–346: The Blind Watchmaker by Richard Dawkins © Richard Dawkins, 1988.

С. 348: Out of the Silent Planet by C. S. Lewis © C. S. Lewis Pte Ltd, 1938.

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2022

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

* * *

Моему псу Дарвину, который открыл мне, как много общего у представителей разных видов.

И моему отцу, научившему меня искать во всем различия и сходства

Эта книга издана в рамках программы «Книжные проекты Дмитрия Зимина» и продолжает серию «Библиотека «Династия». Дмитрий Борисович Зимин – основатель компании «Вымпелком» (Beeline), фонда некоммерческих программ «Династия» и фонда «Московское время».

Программа «Книжные проекты Дмитрия Зимина» объединяет три проекта, хорошо знакомые читательской аудитории: издание научно-популярных переводных книг «Библиотека «Династия», издательское направление фонда «Московское время» и премию в области русскоязычной научно-популярной литературы «Просветитель».

Подробную информацию о «Книжных проектах Дмитрия Зимина» вы найдете на сайте

ziminbookprojects.ru (http://ziminbookprojects.ru/).

1

Введение

Существование внеземной жизни во Вселенной представляется практически неизбежным. Вероятность того, что мы о ней что-то узнаем, представляется практически нулевой. Однако моя задача – продемонстрировать вам, что на самом деле у нас немало оснований судить о внешнем виде инопланетян, их образе жизни и поведении.

Мы все больше укрепляемся в уверенности, что внеземная жизнь существует, а также – и это по-настоящему будоражит воображение – что когда-нибудь нам удастся ее найти. В 2015 г. ведущий специалист NASA Эллен Штофан предсказывала, что жизнь на других планетах будет обнаружена в ближайшие 20–30 лет. Конечно, она имела в виду микроорганизмы или их внеземные аналоги, а не обязательно разумные существа. Но сама идея все же потрясает. Мы прошли путь от одержимости мыслью, что инопланетяне существуют, появившейся на заре двадцатого столетия, до самодовольного пессимизма 1970–1980-х гг. и вновь вернулись к сдержанному научному оптимизму. Эта книга расскажет о том, как можно использовать трезвый научный подход, чтобы с определенной долей уверенности сделать выводы о внеземной жизни – и в особенности о разумной внеземной жизни.

Если только инопланетяне не высадятся в Нью-Йорке, как мы можем узнать, что они собой представляют на самом деле? Стоит ли нам полагаться на воображение голливудских режиссеров и писателей-фантастов? Возможно, инопланетные существа окажутся не более причудливыми, чем кенгуру с его огромными ногами, приспособленными для прыжков, или переливающийся всеми цветами радуги кальмар, который плывет в море за счет реактивной тяги, выбрасывая струю воды. Доверившись универсальным законам биологии, которым подчиняемся все мы – земные создания, как и жители других миров, мы можем предположить, что те же причины, которые привели к возникновению адаптаций у животных на Земле, могут вызывать адаптации у живых существ и на других планетах. Прыжки или использование реактивной струи будут столь же подходящими способами передвижения на экзопланетах, как и на Земле.

Насколько распространена жизнь во Вселенной? До 1990-х гг. существование планет у других звезд (экзопланет) было лишь предметом домыслов и некоторых математических расчетов. Мы не имели внятных представлений о том, сколько планет может быть в Галактике и каковы их свойства: температура, сила тяжести, атмосфера, химический состав. Когда технический прогресс достиг уровня, на котором появилась возможность непосредственно обнаружить планеты у других звезд, снова поднялась волна энтузиазма. Может, и в самом деле найдутся экзопланеты, где существует жизнь?

Первые полученные данные разочаровывали. Немногочисленные открытые планеты оказались горячими газовыми гигантами – не очень благоприятными для известных нам форм жизни, как, впрочем, и для неизвестных. Но не прошло и 20 лет после открытия первой экзопланеты, как наступил существенный прорыв. Для поиска потенциальных планет был запущен орбитальный телескоп «Кеплер», нацеленный на определенный крохотный участок звездного неба. Уже в первые шесть недель работы «Кеплера» были открыты пять новых экзопланет. К моменту завершения его миссии в 2018 г. количество обнаруженных планет достигло невообразимой величины – 2662, и все они вращались вокруг звезд в небольшом уголке видимой небесной сферы, который, вытянув руку, можно заслонить кулаком.

Открывающиеся перспективы поражают воображение. В Галактике оказалось намного больше планет, чем считалось прежде, и благодаря усовершенствованным методам измерений мы теперь гораздо больше знаем об их природе. Мы обнаружили планеты с различными физическими условиями – от горячих газовых экзопланет величиной с Юпитер до тех, что удивительно похожи на Землю[1 - Таскер Э. Фабрика планет: Экзопланеты и поиски второй Земли. – М.: Альпина нон-фикшн, 2019.]. Вселенная теперь выглядит куда более густонаселенной, чем она представлялась в 2009 г., и наши внуки вряд ли поверят, что когда-то мы считали землеподобные планеты редкостью. У нас больше нет поводов утверждать, будто во Вселенной не хватает мест, подходящих для внеземной жизни.

Теперь мы гораздо лучше представляем себе, какие условия физической среды могут существовать на других планетах, и все чаще можем измерить их непосредственно. Разрабатываются новые инструменты и приборы, способные определить химический состав атмосферы планеты по изменениям спектра, проходящего сквозь эту атмосферу света звезды, вокруг которой планета вращается. Разумеется, мы будем искать кислород, но, кроме того, сложные химические вещества, которые могут указывать на присутствие индустриальной цивилизации. По иронии судьбы загрязнение окружающей среды – один из признаков разумной жизни в космосе.

Так или иначе, жизнь возникла во Вселенной как минимум один раз, и мы – явное тому доказательство. Но как это произошло, неизвестно. Конечно, имеется много гипотез о механизмах возникновения жизни на Земле. Скорее всего, основные химические соединения, необходимые для жизни, образовались случайно, а затем, по чистому везению, соединились в особый тип молекулы, способной создавать копии самой себя. В целом подобное стечение обстоятельств маловероятно. Означает ли это, что жизнь на других планетах возникла тем же путем? Вовсе нет. На самом деле неизвестно, насколько процессы, которые, как предполагается, происходили на Земле, осуществимы или неосуществимы на других планетах. Биохимическая основа инопланетной жизни может быть углеродной и похожей на нашу, или углеродной, но непохожей на нашу, или какой-то совсем иной.

Законы химии изучены достаточно хорошо, так что многие из этих гипотез можно проверить лабораторным путем, установив, какие химические соединения стабильны, а какие – нет. Мы полагаем, что химические соединения, из которых состоит наш собственный организм, прекрасно подходят в качестве ингредиентов «живого». Но стоит выйти за пределы простейших представлений о том, какой может быть инопланетная биохимия, как начинает сгущаться туман неведения. У нас нет образцов инопланетных животных и растений для исследований – нет даже ответа на вопрос, применимы ли понятия «растение» и «животное» к обитателям других планет. Хотя в NASA перспективы поиска признаков внеземной жизни оценивают с оптимизмом, межзвездные расстояния настолько огромны, что потребуется колоссальный технологический скачок, чтобы побывать на планетах за пределами Солнечной системы. Можно моделировать инопланетные биохимические процессы в лаборатории, но посмотреть в бинокль на инопланетных птичек – задача посложнее.

Одно из препятствий к пониманию природы инопланетян состоит в том, что в качестве отправной точки для сравнения у нас есть всего один тип жизни – земной. Насколько пригоден этот единственный пример жизни для того, чтобы судить о других планетах? Некоторые утверждают, что рассуждения о природе внеземной жизни – бесплодные домыслы; что наше воображение слишком тесно привязано к нашему собственному опыту, чтобы мы могли представить себе поразительно разнообразные и неведомые нам возможности, способные реализоваться в иных мирах. Писатель-фантаст, автор сценария фильма «2001: Космическая одиссея» и одноименного романа[2 - Кларк А. 2001: Космическая одиссея. – М.: Эксмо, 2018.] Артур Кларк в книге «Черты будущего»[3 - Кларк А. Черты будущего. – М.: Мир, 1966.] писал: «Нигде в космосе мы не увидим знакомых очертаний деревьев и трав, ничего подобного животным, населяющим наш мир». Бытует расхожее представление, что инопланетная жизнь слишком чужда, чтобы ее можно было вообразить. Я с этим не согласен. Наука дает нам возможность выйти за пределы подобных пессимистических воззрений, и мы все же способны найти некоторые подсказки, позволяющие представить, как может выглядеть внеземная жизнь. Эта книга о том, как применить наши знания об устройстве жизни и, что еще важнее, о ее эволюции, чтобы понять, какой может быть жизнь на других планетах.

Как получилось, что сугубо земной зоолог вроде меня – больше привыкший выслеживать волков в снегах Скалистых Гор или наблюдать за пушистыми даманами на холмах Галилеи – заинтересовался поисками внеземной жизни? Одна из тем моих исследований – коммуникация у животных, в частности вопрос о том, почему они издают те или иные звуки. В 2014 г. я выступил в Рэдклиффском институте перспективных исследований в Гарварде с докладом под названием «Если бы птицы умели говорить, мы бы заметили это?» (If birds could talk, would we notice?). Нам может казаться само собой разумеющимся, что у людей есть речь, а у других животных нет – но откуда нам это знать наверняка? Я искал математические признаки «языка» в коммуникации животных – четкие критерии, по которым можно сказать: «Да, это язык», или: «Нет, это не язык». При поддержке некоторых доброжелательных, но слегка эксцентричных коллег я решился сделать следующий очевидный шаг и поставить тот же вопрос в отношении сигналов из космоса. Язык это или нет? Если язык, то какие существа могут на нем общаться? Отсюда становится ясно, что наши знания о прочих аспектах жизни на Земле, таких как добывание пищи, размножение, конкуренция и сотрудничество, также могут быть экстраполированы и на другие планеты.

Но зачем изучать внеземные формы жизни с точки зрения зоологии, коль скоро мы ни разу не видели инопланетян и даже не знаем наверняка, существуют ли они? Когда студенты приходят в университет сразу после школы и экзаменов, где их терзали, проверяя способность запоминать огромное количество фактов, наша первоочередная задача как преподавателей – объяснить им, что факты знать хорошо, но надо учиться мыслить концептуально, пытаться осознать не только что происходит в природе, но и почему. Понимание процессов лежит в основе земной зоологии, но оно также может помочь нам разобраться в зоологии других планет. Пока я пишу эти строки, наши второкурсники здесь, в Кембридже, готовятся к полевой экспедиции на Борнео. Некоторые из них впервые в жизни выезжают за пределы Великобритании. Требуется ли от них вызубрить наизусть определитель сотен видов птиц и тысяч видов насекомых Борнео? Конечно, нет. Как и будущие первопроходцы инопланетных миров, они должны вооружиться в первую очередь пониманием принципов эволюции, породившей все разнообразие форм жизни, с которыми они встретятся. Только при наличии четких представлений об этих принципах мы сможем изучать животных, которых обнаружим на дальних планетах.

Многие убеждены, что законы физики и химии универсальны и неоспоримы. На Земле они работают так же, как работали бы на любой экзопланете. Предсказания, которые мы делаем на Земле в отношении поведения физических тел и химических веществ в различных условиях, должны быть верны и в отношении возможного поведения тех же тел и веществ в аналогичных условиях в других частях Вселенной. Мы уверены, что в науке все именно так и происходит. Однако биология, по мнению некоторых, является исключением. Нам трудно поверить, что законы биологии, выведенные нами для Земли, применимы и к чужой планете. Карл Саган, один из известнейших астрономов XX в., страстно верил в существование разумной жизни во Вселенной, но тем не менее писал: «По нашему опыту, биологии свойственны в буквальном смысле слова приземленность и провинциальность, а знакомая нам жизнь – возможно, лишь один частный случай во вселенной разнообразных биологий»[4 - И. С. Шкловский и Карл Саган. Разумная жизнь во Вселенной (Intelligent Life in the Universe by I. S. Shklovskii and Carl Sagan, 1966, p. 183).].

Когда имеешь дело с неизвестным, безусловно, есть веские основания для осторожности. Но есть основания и для оптимизма; надо лишь постараться отобрать те законы биологии, которые являются действительно универсальными, как универсальны физические законы. Почему биология должна быть «приземленной и провинциальной», а не вселенской? Разве законы природы – физические, химические и биологические – не общие для всей Вселенной? Вряд ли Земля настолько исключительна, что здесь действуют закономерности, не действующие больше ни на одной другой планете. Римский философ Лукреций (ум. в 55 г. н. э.) писал:

Если вещей семена неизменно способна природа

Вместе повсюду сбивать, собирая их тем же порядком,
Как они сплочены здесь, – остается признать неизбежно,
Что во вселенной еще и другие имеются земли,
Да и людей племена и также различные звери[5 - Цит. по: Тит Лукреций Кар. О природе вещей / Пер. с лат. Ф. Петровского.].

Итак, мы можем утверждать, что у экзопланет тоже есть «природа», пусть мы их никогда и не видели.