Тайны мозга. Почему мы во все верим Шермер Майкл

На протяжении всего путешествия по верующему мозгу мы видели, что мы отнюдь не мыслящие вычислительные и логические машины, как представлялось философам эпохи Просвещения, способствовавшим началу эпохи Разума. На самом деле мы подвержены воздействию множества факторов, формирующих наши убеждения. Паттерничность гарантирует, что мы будем искать и находить паттерны как в осмысленных, так и в бессмысленных шумах. Агентичность побуждает нас наполнять эти паттерны смыслом и намеренно действующими силами, или агентами, чтобы объяснить, почему дело обстоит тем или иным образом. Эти полные смысла паттерны образуют ядро наших убеждений, к которым наш мозг применяет уйму когнитивных предвзятостей, непрерывно подтверждающих, что наши убеждения истинны и наше понимание действительности зависит от этих убеждений. Еще раз повторю свой тезис: первыми возникают убеждения, затем – объяснение этих убеждений.

Тогда как же нам отличить истинные паттерны от ложных? Как выявить разницу между реальными и воображаемыми агентами? Как избежать ловушек когнитивной предвзятости, столь обременительных для нашего рационального мышления? Ответ – наука. Краткий экскурс в область того, что я называю географией веры, или убеждений, свидетельствует о том, что, несмотря на субъективность нашей психологии, с помощью научных инструментов можно получить сравнительно объективные знания. История о том, как создавались эти инструменты, – периодически прерывающееся путешествие, изучение мира и нашего места в нем.

«Терра инкогнита» знания

Движущая сила убеждений воздействует на все формы восприятия во всех областях знания, и лишь немногие примеры сравнятся по наглядности с позаимствованными из истории путешествий и открытий. Географические карты формируют когнитивные карты, и наоборот. Когда Клавдий Птолемей из Александрии, более известный в истории как Птолемей, начертал слова «Terra Australis Incognita» под своей картой мира, составленной во II веке н. э., он даже не подозревал, что создал когнитивную карту, которая на протяжении более чем 1500 лет определяла исследования, избавив человечество от ограничений упрямого и безапелляционного стремления к определенности. Знание о том, что где-то еще есть неоткрытые земли, названные на латыни terra incognita, вело путешественников к новым высотам авантюризма и подарило будущим поколениям землю (а в итоге – и космос) более обширную и разнообразную, чем некогда предполагалось (рис. 13). Колеблющийся и сомневающийся разум способствует свежему видению мира и возможности новой и постоянно меняющейся реальности.[331]

Рис. 13. Неведомая Южная земля (Terra Australis Incognita)

«Терра инкогнита» (terra incognita) – два самых важных слова, когда-либо написанных в географии веры, олицетворяющих ментальное пространство неограниченных исследований, историю без конца. Эти слова есть на карте «неведомой Южной земли», составленной Гендриком Гондиусом (1657 год). Карта любезно предоставлена Библиотекой Диксон, Государственной библиотекой Нового Южного Уэльса, Австралия.

Есть ли польза от заблуждений?

Уверенность Христофора Колумба в том, что можно успешно добраться до Дальнего Востока, если плыть на запад, – яркий пример убеждений, определяющих восприятие. Свое первое плавание он совершил исходя из приведенных на картах Птолемея координат для протяженности евразийского континента на восток, а также из общей длины окружности планеты, ошибка в вычислении которых в значительной мере совпала с ожиданиями Колумба.

При вычислении размеров Земли Птолемей принимал один градус долготы равным 500 стадиям вместо более точной величины 700 стадиев, которой пользовался почитаемый древнегреческий географ и математик Эратосфен. Стадий равен примерно 185 м, значит, 500 стадиев – это 92500 метров (или 92,5 километра), а 700 стадиев – 129500 метров (или 129,5 километра), и эта величина соответствует градусу долготы. Действительная длина окружности Земли по экватору 40075 километров. У Птолемея она получилась равной примерно 33300 километров, или на 17 % меньше действительной. Прибавим к этому использованные Колумбом и завышенные Марином Тирским оценки протяженности евразийского материка на восток (значит, воды, по которой придется плыть, остается меньше) и тот факт, что наземные пути из Европы в Китай и Индию после падения Константинополя в 1453 году стали политически нестабильными, и станет ясно, что задуманное Колумбом плавание на запад с целью приплыть на восток в действительности выглядит совершенно разумно. (Плавание на юг, вдоль побережья Африки, вокруг мыса Доброй Надежды, а затем на восток к Индии и Китаю не удавалось успешно завершить, оно считалось в лучшем случае трудным, а в худшем – гибельным). Таким образом, благодаря одному из самых удивительных совпадений в истории случайных открытий, проплыв немногим более 5000 км на запад через «Море-Океан» (Атлантический океан) во время первого же плавания, Колумб обнаружил сушу именно в том месте, где по его расчетам должна была находиться Индия, потому он и назвал встреченных там людей «индейцами» («индийцами»).[332]

Почему Колумб не понял сразу же, что находится отнюдь не в Азии? Наверняка флора, фауна и люди, которых он увидел, ничем не напоминали описанных Марко Поло, который путешествовал к востоку от Европы, встретился с великим ханом и приобщился к азиатской культуре. Ответ можно найти в двойной проблеме восприятия и когнитивной деятельности, или данных и теории. Колумба сбили с толку слишком приблизительные данные в сочетании с неточной теорией. Рассказы Марко Поло об Азии были в лучшем случае беглыми набросками, оставляющими достаточно возможностей для истолкования данных о Новом Свете в соответствии с фактами Старого Света. Вдобавок теория Нового Света отсутствовала как таковая, поэтому когда в знаменательный октябрьский день 1492 года Колумб впервые соприкоснулся с Новым Светом, где в его представлении этот Свет мог находиться, кроме как в Азии?

Власть парадигмы в формировании восприятия настолько велика, что когнитивная карта Колумба подсказала ему, что он видит. Например, когда его спутники обнаружили обычный садовый ревень Rheum rhaponticum (который кладут в пироги), корабельный врач определил, что это Rheum officinale, лекарственный китайский ревень. Аборигенное американское растение бурзера (Bursera simaruba) было принято за азиатскую разновидность фисташки мастичной, смола которой используется при изготовлении глазури, лака и клеящих веществ. Южноамериканский nogal de pais, калифорнийский орех, был классифицирован как азиатский кокос, по крайней мере, согласно его описанию, сделанному Марко Поло. Колумб счел растение с ароматом корицы именно этой ценной азиатской специей. После первой высадки на берег острова Сан-Сальвадор Колумб отплыл на Кубу, прихватив с собой несколько пленных аборигенов, чтобы вести переговоры с жителями Кубы, которые сообщили ему, что золото есть в «Кубанакан», то есть в середине Кубы, а Колумбу послышалось «El Gran Can», то есть «великий хан». Когда Колумб вновь высадился на Кубе во время своего второго плавания, он вел записи, считая, что находится на берегах «царства Манзи» в Южном Китае, описанном Марко Поло. Так продолжалось на протяжении всех четырех путешествий в «Индию», причем Колумб ни разу не усомнился в том, что находится именно там, хоть и не встречался с великим ханом. Такова сила веры. Новая информация, пропущенная сквозь старые парадигмы, только подкрепляла его убежденность в том, что он находится именно на восточной границе Старого Света, а не на восточном рубеже Нового.[333]

Власть парадигмы вновь стала очевидной вскоре после легендарных плаваний Колумба, когда в 1519 году Фернан Магеллан отправился в кругосветное путешествие. Как только было установлено, что между Европой и Азией есть континентальный массив суши, перед путешественниками, картографами и учеными встали два важных географических вопроса, в то время не имевших ответов: (1) существует ли «северный морской путь» через североамериканский континент или в обход него – путь, соединяющий Атлантический и Тихий океаны, чтобы суда, следующие на запад из Европы, могли пройти по нему и сэкономить месяцы плаваний? (2) действительно ли существует большой южный континентальный массив – Terra Australis Incognita Птолемея? Второй вопрос спровоцировал уйму отрицательных открытий – поисков Х и нахождения Y.

Колумб ни разу не усомнился в том, что находится именно в царстве Манзи, хоть и не встречался с великим ханом. Такова сила веры.

Мореплаватель Джеймс Кук, возглавлявший экспедиции, исходил из того, что будет вести поиски этих неизвестных территорий, пока не «найдет их или не достигнет восточного берега земли, найденной Тасманом и ныне названной Новой Зеландией». (Абел Янсзон Тасман также открыл у юго-восточной оконечности Австралии большой остров, который ныне носит его имя – Тасмания). Имелись предполагаемые свидетельства существования затерянного континента. По имевшимся сведениям, первым эту таинственную территорию увидел Марко Поло, затем – испанские и французские путешественники, а гораздо позднее – пират Эдвард Дэвис. По оценкам, размерами этот континент не уступал Азии и изобиловал драгоценными камнями и минералами. В буйной тропической растительности прятались храмы, местные жители передвигались по суше верхом на слонах. Это было Эльдорадо XVIII века, Шангри-Ла в южной части Тихого океана.[334]

До Кука многие искатели приключений отправлялись в подобные плавания за отрицательными открытиями. Мопертюи уговорил Фридриха Великого финансировать экспедицию. В 1756 году Шарль де Бросс из Дижона опубликовал свою «Историю плаваний в южные земли», в которой развил теорию существования южного континента в качестве противовеса континентальным массивам Северного полушария, не дающего Земле опрокинуться. С точки зрения современного человека это предположение выглядит явным бредом, ведь нам уже известно, что Земля вовсе не «плавает» в некой среде, в которой может перевернуться, как бревно со смещенным центром тяжести – в пруду. Но в действительности долгое время, вплоть до начала ХХ века, бытовало убеждение, что Земля плавает в незримом веществе, которое называется эфиром.

Спустя десятилетие, в 1766 году, шотландец Джон Коллендер опубликовал книгу с громким названием «Terra Australis Cognita». Коллендер предложил немедленно приступить к колонизации нового континента, уже не являющегося неведомым. В следующем году главный гидрограф Британской Ост-Индской компании Александр Далримпл написал «Отчет об открытиях, сделанных в южной части Тихого океана», еще раз изложив «теорию мирового равновесия» и приводя точные координаты, широту и долготу континента, по его оценкам населенного более чем пятьюдесятью миллионами обитателей. Далримпл утверждал, что богатством этот континент значительно превосходит американские колонии, а значит, он способен избавить Англию от политических и экономических напастей, вызванных этими смутьянами американцами. Далримпл считал, что поскольку он так хорошо осведомлен об этих южных землях, то ему и следует доверить командование экспедиционными силами. И он станет новым (как он считал, последним) Колумбом. Поскольку Далримпл не был офицером флота, главой британской разведывательной экспедиции стал в буквальном смысле никому не известный сорокалетний Джеймс Кук, которому хватило сообразительности включить в свою команду ученых и осуществить одно из самых величайших исследований в истории науки. В процессе поиска неизвестных южных земель Кук обнаружил, нанес на карту и исследовал почти все объекты, кроме мифической земли, в том числе Таити, Новую Зеландию, Тасманию, Австралию, Большой Барьерный риф, Тонга, остров Пасхи, Новую Каледонию, Новую Гвинею, Сандвичевы острова, и наконец, то, чем на самом деле оказалась Terra Australis Incognita – Антарктиду.[335]

В конечном счете, то, что было известно на карте, значило меньше, чем неизвестное, ибо именно неоткрытая земля побуждала к исследованиям и инновациям, terra incognita оказывалась в самом сердце науки.

Взгляд в подзорную трубу

В ту же эпоху позитивных исследований и негативных открытий человеку открывалась еще одна география веры с ее собственными неизученными территориями. В 1609 году итальянский математик и астроном Галилео Галилей направил в небо видоизмененный вариант телескопа, впервые изобретенного голландским очковым мастером Хансом Липперсгеем, который создал ее для более приземленных дел, например, чтобы рассматривать флаги и грузы приближающихся к порту торговых судов. В то время в астрономии продолжалось нечто вроде застоя. Невооруженный человеческий глаз оказался непригодным для наблюдения астрономических тел (за исключением Солнца и Луны). Он воспринимал эти тела как светящиеся точки. Галилей усовершенствовал «подзорную трубу» Липперсгея с помощью линзы большего размера и увеличительного окуляра, направил ее вверх и сделал ряд поразительных наблюдений.

Так, Галилей отметил, что по орбитам Юпитера движутся спутники, что у Венеры есть фазы, на Луне имеются горы, а на Солнце – пятна. Он даже разглядел, что Млечный Путь – размытый световой пояс, перехвативший талию небес, – на самом деле состоит из бесчисленного множества отдельных звезд. Открытие у Юпитера лун, или спутников, имело особую важность, так как подтверждало, что Земля вовсе не является центром всей вселенной, и подкрепляло гелиоцентрическую теорию Коперника, в которую Галилей поверил еще до того, как смог найти доказательства в ее пользу. Более того, открытые Галилеем с помощью телескопа горы, отбрасывающие тени на Луну, а также злополучные пятна на Солнце представляли проблему для космологии Аристотеля, согласно которой все объекты в космосе должны быть идеально круглыми и идеально гладкими.

Телескоп стал архимедовой точкой опоры, с помощью которой можно было перевернуть представления о Земле, но далеко не все поспешили воспользоваться ею. Видный старший коллега Галилея по Падуанскому университету, Чезаре Кремонини, был настолько предан аристотелевской космологии, что отказывался даже смотреть в телескоп. Кремонини, в сущности, скептически относился даже к предположению, что в телескоп можно разглядеть какие-либо небесные тела, и утверждал, что все это салонный фокус: «Я не верю, что их видел хоть кто-нибудь, кроме него, и потом, когда я гляжу сквозь стекла, у меня кружится голова. Довольно, не желаю больше слышать об этом. Но как досадно, что господин Галилей увлекся подобными забавами».[336] Преданность Кремонини Аристотелю в немалой степени объяснялась тем фактом, что Католическая церковь объединила неоспоримый авторитет Священного писания (посредством жившего в XIII веке знатока идей Августина Фомы Аквинского) с несомненной мудростью Аристотеля. Кремонини был верен «философу», как он объяснял на суде инквизиции: «Я не могу отказаться и не отказываюсь от своего толкования Аристотеля, поскольку именно так понимаю его, и мне платят за то, чтобы я излагал его в соответствии с моими представлениями о нем, и если я не стану делать этого, то мне придется вернуть обратно уплаченное».[337] Вот она, истинная преданность компании, – ведь Католическая церковь, несомненно, была крупнейшей и самой влиятельной корпорацией того времени.

Те, кто смотрел в «трубу» Галилея, в буквальном смысле слова не верили своим глазам. Один из коллег Галилея сообщал, что этот прибор предназначен для наблюдения за землей, а не за небесами, так как «я проверил прибор Галилея тысячами способов, направляя на предметы как здесь, внизу, так и наверху. Внизу он работает превосходно, вверху вводит в заблуждение. Мои свидетели – в высшей степени достойные люди и благородные доктора… и все они признали, что прибор лжет». Один профессор математики из Колледжо Романо был убежден, что Галилей поместил четыре спутника Юпитера внутрь телескопа и что сам он тоже мог бы показать подобное чудо, если бы ему представился случай «первым вставить их в какие-нибудь стекла». Галилей выходил из себя от досады: «Как бы мне ни хотелось показать спутники Юпитера флорентийским профессорам, они не увидят ни спутников, ни телескопа. Эти люди убеждены, что истину следует искать не в природе, а только в сравнении текстов».[338]

По мнению Галилея, запятнанное Солнце и горы на Луне выглядели предзнаменованием смерти аристотелевской космологии. Аристотелевские схоласты (также известные как перипатетики, или те, кто «мыслят, прохаживаясь», как обычно делали греческие философы) всеми силами пытались «сохранить видимость» безупречно чистых небес, но Галилей был убежден, что изменение ситуации – только вопрос времени, и сардонически предвосхищал его в письме 1612 года: «Полагаю, эти новшества похоронят псевдофилософию, положат ей конец или же станут для нее страшным судом, знаки которого уже появились на Луне и на Солнце. Рассчитываю услышать громкие официальные заявления по этому вопросу от перипатетиков, которые наверняка захотят сохранить вечность небес. Я не представляю, как ее можно уберечь и сохранить».[339] Отчасти сохранность небес была достигнута в 1616 году, когда Галилей получил разрешение применять систему Коперника только в целях математического удобства при расчете планетарных орбит. Однако его и в письменной, и в устной форме предупредили, что он не вправе открыто признавать гелиоцентрическую систему верной.

Тем не менее, будучи еретиком и полагая, что прежнее пребывание на хорошем счету у кардинала Маффео Барберини, в то время уже папы Урбана VIII, дает ему некоторую свободу действий, в 1632 году Галилей опубликовал свой самый известный труд «Диалог о двух системах мира, птолемеевой и коперниковой» – явное выступление в защиту гелиоцентрической системы Коперника. Книга Галилея представляла собой литературный шедевр в форме диалога между двумя собеседниками: один выступал в защиту геоцентрической теории с Землей в роли центра мира, другой – в защиту гелиоцентрической теории с Солнцем, помещенным в центр. Защитник геоцентрической модели получил в книге имя Симплицио и поразительно напоминал пребывающего в должности папу Урбана VIII, которого Галилей называл безмозглым болваном. «Диалог» – это систематизированные нападки на физику и космологию Аристотеля, а также на свойственное перипатетикам предпочтение авторитетов наблюдениям.

Неудивительно, что Урбан VIII был возмущен не только тем, что Галилей нарушил предписание 1616 года, согласно которому не должен был преподавать коперникову систему мира как реальную, но и тем, что ученый высмеял предпочтительную позицию самого папы в продолжающихся спорах между сторонниками Птолемея и Коперника. В августе 1632 года инквизиция запретила дальнейшие публикации и продажу «Диалога». Вскоре после этого папа римский приказал Галилею предстать перед судом инквизиции в Риме в 1633 году, где Галилея признали виновным в том, что он вызывает «сильные подозрения в ереси». На этапе выбора наказания суд объявил: «Мы постановили тебя самого заключить в тюрьму при Святом судилище на неопределенное время».[340] Уже немолодой астроном официально отрекся от своего греха:

Святая Инквизиция объявила, что сильно подозревает меня в ереси – иными словами, в том, что я полагаю и верю, что Солнце находится в центре мира и является неподвижным, а Земля не является центром мира и движется. Дабы устранить из умов их преосвященств и всех верующих христиан эти сильные подозрения, небезосновательно возникшие против меня, я с чистым сердцем и неподдельной верой отрекаюсь от вышеупомянутых заблуждений и ереси, проклинаю их и питаю к ним отвращение.[341]

Ввиду преданности Галилея не авторитетам, а наблюдениям, слова, которые приписывают ему, хоть и маловероятны, но настолько соответствуют его характеру, что они должны были прозвучать: «Eppur si muove» – «И все-таки она вертится». Когда легенда становится фактом, тиражируют легенду.

Именно это произошло с легендой о том, что Галилея подвергли пыткам и тюремному заключению за его убеждения. Поскольку церковь не обнародовала документы, подробно объясняющие, что происходило с Галилеем, зато предала гласности заявления, в которых говорится, что Галилея подвергли «строгому испытанию» (общеизвестно, что в то время эти слова могли означать пытки), люди, естественно, предположили, что Галилея пытали и содержали в тюрьме за его убеждения.[342] На самом же деле ввиду славы Галилея, уважения, которым он пользовался среди множества влиятельных и властьимущих людей, и особенно ввиду покаяния суд приговорил его к «целительной епитимии», наказанию, налагаемому «ради духовной пользы бывших еретиков, вновь обратившихся к вере», а в дальнейшем это наказание ограничили весьма комфортным домашним арестом. Галилей мог покидать здание и даже навещать дочь в ближайшем монастыре. Однако «Диалог» запретили, а самому Галилею было впредь запрещено преподавать систему Коперника.[343] Примечательно то, что «Диалог» Галилея значился в списке книг, запрещенных Католической церковью, до 1835 года, и лишь в 1992 году папа Иоанн Павел II оправдал Галилея и принес официальные извинения, что доказывает: системы убеждений могут меняться и меняются, стоит только отделить их от неизменных догм, даже если для этого потребуется три с половиной столетия:

Благодаря своей интуиции блестящего физика, опираясь на различные доводы, Галилей, который практически изобрел экспериментальный метод, понял, почему только Солнце могло функционировать как центр мира в его тогдашнем понимании, или как планетарной системы. Ошибкой богословов того времени, настаивавших на центральной роли Земли, было считать, что наше понимание физического мира в какой-то мере налагается буквальным смыслом Священного Писания. Вспомним знаменитое высказывание, приписываемое Баронию: «Spiritui Sancto mentem fuisse nos codere quomodo ad coelum eatur, non quomodo coelum gradiatur» («В намерения Святого Духа входило научить нас, как попасть на небеса, а не объяснить, как они устроены»).[344]

Почему с покаянием медлили так долго? Слова самого Галилея, взятые из письма, в котором он в 1615 году излагал великой герцогине Кристине свои еретические идеи в поддержку теорий Коперника, кое-что проясняют: «Мне думается, в обсуждении природных вопросов нам следует отталкиваться не от авторитетности фрагментов Священного Писания, а от чувственного опыта и необходимых доказательств».[345]

Мне думается, Галилей прекрасно знал, что он делает, – равно как и последствия своих действий, – когда убеждал приверженцев теорий Аристотеля заглянуть в телескоп.

Битва книг

Преданность таким авторитетам, как Священное Писание и Аристотель, стала для ученых времен Галилея серьезным препятствием на пути к тому, чтобы признать его наблюдения и в особенности сделанные на их основе выводы верными. И Галилей понимал это. Вот почему в своей книге «Рассуждение о телах, плавающих в воде», Галилей язвительно писал: «Авторитет Архимеда был ничуть не выше авторитета Аристотеля; Архимед был прав ввиду согласованности его выводов с опытом».[346] Спустя четыре столетия физик Ричард Фейнман повторил принцип Галилея, рассуждая о том, как определить, верна твоя теория или нет: «Если она расходится с опытом, значит, она неверна. В этом простом утверждении – ключ к науке. И совсем не важно, насколько элегантно твое предположение, насколько умен ты сам, кем высказано предположение, какое имя носит этот человек. Если предположение расходится с опытом, оно неверно. Этим о нем все сказано».[347]

Предмет размышлений Галилея представлял собой один конец спектра, который возник в ходе революции в науке, начавшейся более чем за столетие до этого и достигшей кульминации в битве книг: книги авторитета против книги природы. Книга «О строении человеческого тела» (1543 год) Андреаса Везалия, геологические наблюдения о магнитах и Земле в книге «О магните, магнитных телах и большом магните» (1600 год) Уильяма Гильберта, наблюдения за движениями сердца и крови в книге «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (1628 год) Уильяма Гарвея – все эти книги природы бросили вызов древним книгам авторитета, многократно переписанным писцами еще несколько столетий назад и не подвергавшимся никаким фактическим проверкам.

Революция в науке представляла собой бунт против Католической церкви и ее доверия к Священному Писанию (не иначе как на латыни), истолкованному вышестоящими представителями строгой церковной иерархии. Отчасти именно поэтому Католическая церковь так бурно отреагировала на протестантскую Реформацию: Мартин Лютер утверждал, что каждый вправе читать Библию на своем родном языке, что любой человек может поддерживать отношения непосредственно с Богом без посредничества священников и что в строгой иерархии нет необходимости. Так была подготовлена почва для последующих культурных и политических баталий между консерваторами и либералами, продолжающихся по сей день.

Революция в науке представляла собой бунт против Католической церкви и ее доверия к Священному Писанию.

Каким образом книга авторитета сохраняла свою власть над человеческим воображением? Один из примеров можно найти в труде римского автора I века н. э. Диоскорида «О лекарственных веществах» – главном античном источнике ботанической терминологии, основополагающем тексте по фармакологии в последующие 1600 лет. В книге «О лекарственных веществах» представлены подробные описания более чем 600 растений, которые автор собрал, участвуя в походах армии императора Нерона, и в итоге заложил основы более поздних средневековых травников, когда книгу перевели на семь языков и распространили по всей Европе. Однако после смерти Диоскорида его ученики изучали не природу, а труды своего наставника. Со временем переписчики, переписывающие копии, создали совершенно новую природу, почти не соответствующую действительности. Листья рисовали на стеблях, располагая их симметрично. Системы корней и стеблей увеличивали, чтобы заполнить развороты большого формата. Издатели пользовались готовыми деревянными клише с отдельно вырезанными корнями, стволами, ветвями и листьями, создавая составные иллюстрации с изображением деревьев, не существующих в природе. Прихоти и выдумки переписчиков стали нормой. Так, считалось, что существует «ракушечное дерево», на котором действительно растут ракушки, а также «дерево жизни», обвитое змеем с женской головой, а из нарциссов вырастают крошечные человеческие фигурки. Многовековое влияние труда Диоскорида было так велико, что в конце XVI века глава кафедры ботаники в Болонском университете носил титул «чтец Диоскорида».[348]

Наглядным примером власти, которой обладает книга авторитета, служат иллюстрации на рис. 14. Этот получеловек-полузверь – «истинное изображение Ламии» из труда Эдварда Топселла «История четвероногих тварей» (1607 год). Получеловек-полурастение – это растение мандрагора из семейства пасленовых, изображение которой первоначально было опубликовано в немецкой книге 1485 года «Гербарий». Кому доводилось видеть все это? Никому. Но как только эти изображения были помещены в фолиантах, которые без конца копировали на протяжении нескольких столетий, не задумываясь даже о первоисточнике, а тем более о природе, произошла материализация этих видов как творений Бога. Эмпирические наблюдения и верификация отсутствовали в когнитивном пространстве средневековой мысли. Для сравнения: сделанные с гравюры на дереве иллюстрации двух художников-натуралистов, опубликованные в труде Леонарта Фукса «Описание растений» (De Historia Stirpium, 1542), свидетельствуют о фазовом превращении книги авторитета в книгу природы. Вместо того, чтобы поручать переписчикам делать бесчисленные копии с предшествующих копий, натуралисты покидали дома, отправлялись изучать природу, в итоге исчезли и Ламия, и мандрагора (хотя Бигфут, или снежный человек, и Лохнесское чудовище до сих пор живы в нашем воображении).[349]

Эта битва книг предполагает два различных образа мышления – так сказать, два двигателя убеждений. Книга авторитета основана на дедукции – процессе, при котором конкретные утверждения делаются на основании обобщенных заключений, или доказательство идет от общего к частному, от теории к данным. В основе книги природы лежит индукция – процесс построения обобщенных заключений по конкретным утверждениям, или доказательство, идущее от частного к общему, от данных к теории. Чрезмерным и нереалистичным упрощением было бы описывать отдельно взятого человека или традицию как приверженцев индукции или дедукции в чистом виде, так как никто из нас не функционирует в вакууме, без информации, поступающей из множества источников, к тому же действовать без обоих режимов мышления невозможно. Данные и теория неразрывно связаны. Тем не менее в истории науки встречаются периоды, когда на чем-то одном из них делали больший акцент, чем на другом, и Галилей вместе с его товарищами-революционерами столкнулись с глубоко укоренившимися традициями дедукции.

Рис. 14. Книга авторитета торжествует над книгой природы

Традиция преклонения перед авторитетом древних была настолько сильна, что «натуралисты» являлись не чем иным, как переписчиками, копирующими копии предыдущих копий давнего изначального оригинала. Существо, которое является наполовину человеком и наполовину чудовищем и называется «Ламия» (а), а также получеловек-полурастение мандрагора (b) – обязательные элементы трудов XVI–XVII веков. Два художника-натуралиста, рисующих растение с натуры (с), свидетельствуют о кардинальных переменах, смещении акцентов с книги авторитета на книгу природы. Ламия из книги Эдварда Топселла «История четвероногих тварей» (1607 год). Получеловек-полурастение – из немецкой книги 1485 года «Гербарий». Художники-натуралисты – из книги Леонарта Фукса «Описание растений» (De Historia Stirpium, 1542). Все перечисленное перепечатано из книги Алана Дебю, «Человек и природа в эпоху Ренессанса» (Alan Debus, Man and Nature in the Renaissance, Cambridge: Cambridge University Press, 1978), с. 36, 44, 45.

Аристотелевская логика, связанная с дедуктивным мышлением, была притягательной, ее тяга – трудно преодолимой. Так, в начале XVII века, когда Галилей проводил первые наблюдения с помощью телескопа, предполагалось, что космос состоит в буквальном смысле слова из ничего – из вакуума. Но как же тогда в нем движутся планеты? Согласно Аристотелю, объект перемещается в воздухе или в пространстве под действием «импетуса», при этом воздух или «эфир» окружает предмет и пропускает его через себя, подталкивая сзади и вызывая движение. Точно как стрела летит в атмосфере, потому что воздух окружает ее и толкает сзади, так и планеты движутся в космосе благодаря эфиру, который окружает их и толкает сзади. Без эфира не было бы и этих толчков, продвигающих планету в пространстве. Планеты движутся, следовательно, вакуума нет. Таким образом эфир стал пятым элементом наряду с землей, водой, воздухом и огнем, и вера в него просуществовала вплоть до ХХ века, пока не были полностью признаны результаты экспериментов со скоростью света, проведенные физиками Альбертом Майкельсоном и Эдвардом Морли. Такова стойкость веры даже в науке.

В 1620 году решительный вызов дедуктивной методологии Аристотеля бросил английский философ Фрэнсис Бэкон в своей книге «Новый Органон». «Новым инструментом» стал эмпирический, или наблюдательный, метод. Отвергая и далекие от эмпирических традиции схоластики, и свойственное эпохе Ренессанса стремление вновь открывать и бережно хранить мудрость древних, Бэкон стремился сочетать информацию, полученную с помощью органов чувств, и аргументированную теорию, делая акцент на данных и с осторожностью воспринимая теорию. В идеале, как предлагал Бэкон, начинать следует с наблюдений, затем формулировать общую теорию, на основании которой можно сделать логические прогнозы. Бэкон в общих чертах описал работу разума в этом случае:

Существуют и являются возможными только два пути поиска и обнаружения истины. Один идет от чувств и частностей к более общим аксиомам, и на основании этих принципов, истинность которых принимается как определенная и неизменная, продолжаются оценка и открытие аксиом среднего уровня. При втором способе аксиомы выводятся из чувственного восприятия и частностей, и в результате постепенного и непрерывного движения по восходящей этот способ приводит в конце концов к самым общим из аксиом. Это верный, однако пока еще не опробованный путь.[350]

Однако помехой на пути Бэкона к цели стали психологические барьеры, придающие окраску точному суждению о фактах. Бэкон различал четыре типа подобных препятствий – идолы (призраки) пещеры (индивидуальные особенности), идолы рынка, или площади (языковые ограничения), идолы театра (убеждения, существовавшие ранее) и идолы рода (унаследованные изъяны человеческой мысли): «Идолы – глубочайшие заблуждения человеческого разума. Они обманывают не в мелочах… а испорченной, искаженной предрасположенностью разума, которая, в сущности, извращает и поражает все предвосхищение понимания». Власть убеждений, обусловливающих наши наблюдения и выводы, простирается чрезвычайно глубоко: «Однажды приняв некое мнение, человеческое понимание… собирает все то, что согласуется с этим мнением и подкрепляет его. И хотя можно привести многочисленные и весомые примеры обратного, их либо отвергают, либо пренебрегают ими… чтобы благодаря этой существенной и пагубной предопределенности авторитетность прежних выводов осталась нерушимой». Это отличный пример предвзятости подтверждения, которая, как мы видели в предыдущей главе, возникает в тех случаях, когда мы ищем и находим подтверждения тому, во что уже верим, и либо игнорируем, либо рационализируем опровергающие свидетельства. Так поступают все.

В чем решение проблемы идолов? В науке. «Новый Органон» Бэкона представлял собой часть более масштабного труда, озаглавленного Instauratio Magna («Великое возрождение», рис. 15). Это был план реорганизации философии и естественных наук, начинающийся с оспаривания авторитета Аристотеля с помощью нового научного инструмента. С бесцеремонностью, позволительной только человеку, занимающему такое же положение, что и Бэкон, он дерзко объявлял, что «остался лишь один путь… начать все заново, по улучшенному плану, приступить к полной реконструкции естественных наук, искусств, всего человеческого знания, воздвигнутого на надлежащем фундаменте». Бэкон полагал: «Как вода не поднимется выше уровня первого источника, откуда она поступает, так и знания, проистекающие от Аристотеля и избавленные от свободного изучения, не поднимутся выше знаний Аристотеля».[351]

Споры о сравнительных преимуществах и роли индукции и дедукции в науке продолжались на протяжении веков и ведутся до сих пор. Например, когда Чарльз Дарвин достиг интеллектуального совершеннолетия и разработал свою теорию эволюции, маятник качнулся в сторону индукции, и в стане знатоков философии науки, гадающих, что это и каково ее применение в науке, вспыхнула паника. Несмотря на существование различных определений, под индукцией, как правило, понимали построение доказательств от частного к общему, от данных к теории. Но в 1830 году астроном Джон Гершель утверждал, что индукция – это логический ход мысли от известного к неизвестному. В 1840 году историк и философ науки Уильям Уэвелл твердил, что индукция – мысленное наложение концепций на факты, даже если они не подтверждены эмпирически. В 1843 году философ Джон Стюарт Милль заявлял, что индукция – это открытие общих законов на основе конкретных фактов, которые должны быть подтверждены эмпирически. Например, открытие Иоганном Кеплером законов движения планет считалось классическим примером индукции. С точки зрения Гершеля и Милля, Кеплер открыл эти законы посредством тщательных наблюдений и индукции. С точки зрения Уэвелла, эти законы были очевидными истинами, которые могли быть известны априори и подтверждены позднее путем наблюдений. К 60-м годам XIX века, по мере того как теория эволюции распространялась и приобретала все больше сторонников, Гершель и Милль одержали победу в споре за индукцию как наблюдение и не столько потому, что были правы, а Уэвелл ошибался, сколько потому, что эмпирический подход становился неотъемлемой частью представлений о том, какой должна быть наука. Отчасти именно поэтому Дарвин не торопился с публикацией «Происхождения видов» – он хотел собрать побольше данных для своей теории, прежде чем обнародовать ее.[352]

Рис. 15. «Великое возрождение» посредством исследования науки Фрэнсиса Бэкона

Фронтиспис труда Фрэнсиса Бэкона Instauratio Magna («Великое возрождение», 1620) посредством «Нового Органона», или нового инструмента науки. Корабли символизируют орудия научного познания, несущие путешественников (ученых) мимо Геркулесовых столбов (буквально – в Гибралтарский пролив, в переносном смысле – к вратам великого неведомого). Фронтиспис из Instauratio Magna Фрэнсиса Бэкона, 1620, взят из Э. Л. Эйзенштайн, «Революция в книгопечатании в раннесовременной Европе» (E. L. Eisenstein, The Printing Revolution in Early Modern Europe, New York: Cambridge University Press, 1983), с. 258.

Блеск и нищета чисто эмпирического подхода

Вся интеллектуальная динамика напоминает движение маятников в ментальном пространстве, колебания между крайностями, а затем попадание в более узкую колею диапазона умозаключений. Поэтому битва книг продолжалась как колебания между авторитетом и эмпирическим подходом, со временем ситуация стабилизировалась, и сегодня мы (надеюсь) признаем важность и данных, и теории. Именно Галилей первым открыл этот принцип маятника, поэтому в моем выборе здесь этой метафоры есть доля иронии. Какую бы роль ни играли его эмпирические открытия в опровержении авторитетных догм былых столетий, когда речь зашла о наблюдениях за планетой Сатурн, Галилей стал жертвой собственных когнитивных ограничений и воображения.

Понаблюдав в крошечный телескоп за Сатурном, самой удаленной на тот момент планетой из числа известных, Галилей писал своему коллеге, астроному Иоганну Кеплеру: «Altissimum planetam tergeminum observavi» – «Самую дальнюю планету я наблюдал тройной». Затем он объяснил, что имел в виду: «То есть к моему великому изумлению Сатурн показался мне не единой звездой, а тремя сразу, почти соприкасающимися друг с другом». Он видел Сатурн не как планету с кольцами, какой мы видим ее сегодня даже в самые маленькие домашние телескопы, а как одну большую сферу, окруженную двумя маленькими сферами, чем объяснялась ее вытянутая форма.

Почему же Галилей, поборник наблюдений и индукции, совершил эту ошибку? Восхваляя эмпирический подход как обязательное условие науки, нам следует признать его ограничительные эффекты. Ошибка Галилея поучительна в том, что касается представлений о взаимодействии данных и теории, а когда речь шла о Сатурне, у Галилея не было ни того, ни другого. Данные: Сатурн находится в два раза дальше, чем Юпитер, поэтому те немногие фотоны света, которые проникали сквозь мутноватое стекло маленького телескопа, в лучшем случае затрудняли изучение колец. Теория: теории планетарных колец не существовало. Именно в случае сочетания несуществующей теории с неясными данными сила убеждения находится в зените, разум сам заполняет пробелы. Подобно Колумбу до него, Галилей сошел в могилу убежденный не в том, что на самом деле видели его глаза, а в том, что он видел согласно подсказкам его модели мира. В буквальном смысле слова перед нами случай «я не увидел бы этого, если бы не верил в него».

Галилей не мог «увидеть» кольца Сатурна ни непосредственно, ни теоретически, но определенно что-то видел, в этом и заключается проблема. Altissimum planetam tergeminum observavi. Как отмечал гарвардский специалист по теории эволюции и истории науки Стивен Джей Гулд в своих проницательных комментариях о наблюдениях Галилея за Сатурном, «он не отстаивает свое решение, утверждая «я полагаю», «согласно моей гипотезе», «по-видимому» или «мне кажется, наилучшим истолкованием будет…» Вместо этого он дерзко пишет «observavi» – «я наблюдал». Ни одно другое слово не передало бы с той же лаконичностью и точностью важную перемену в концепции и методе (не говоря уже об этической оценке), которой ознаменовался переход к науке, называемой нами «современной».[353]

Галилей часто возвращался к наблюдениям за Сатурном, и хотя так и не увидел то же самое зрелище во второй раз, он непреклонно придерживался своих изначальных наблюдений и выводов. В 1613 году в своей книге о пятнах на Солнце Галилей писал: «Я решил не размещать вокруг Сатурна ничего, кроме того, что я уже наблюдал и открыл, то есть двух маленьких звезд, касающихся его с востока и с запада». В ответ на возражение коллеги-астронома, предположившего, что речь может идти об одном удлиненном предмете, а не о трех сферах, Галилей похвалился своими превосходными навыками наблюдателя за «формой и различиями между тремя недостаточно хорошо видными звездами. Я наблюдал их тысячи раз в различные периоды с помощью совершенного прибора и смею вас уверить, что никаких изменений в них не произошло».

Однако в следующий раз, направив свой телескоп на Сатурн перед самой публикацией собственной книги о пятнах на Солнце, Галилей увидел нечто совершенно иное.

Но в последние несколько дней я вернулся к нему и обнаружил его одиночным, без ранее окружавших звезд, и таким же идеально круглым и четко очерченным, как Юпитер. Так что же можно сказать об этой удивительной метаморфозе?.. В самом ли деле это была иллюзия, и линзы моего телескопа так долго обманывали меня – и не только меня, но и многих других, кто вел наблюдения вместе со мной?.. Не могу сказать ничего определенного о столь удивительном и неожиданном событии; оно еще слишком свежо, является единственным в своем роде, и меня сковывают собственная несостоятельность и боязнь ошибиться.[354]

Рис. 16. Сатурн Галилея как «свидетельство, образ, рисунок, графическое изображение, слово, существительное».

Страница из книги Галилея о пятнах на Солнце (1613 год), в которой он возвращается к загадке Сатурна и снова приходит к выводу, что с самого начала был прав и что Сатурн действительно состоит из трех частей. Источник: Galileo Galilei, Istoria e dimonstrazioni intorno alle macchie solari, Rome, 1613, с. 25. Воспроизведена в Эдвард Тафти, «Прекрасное свидетельство» (Edward Tufte, Beautiful Evidence, Cheshire, Conn.: Graphics Press, 2006), с. 49.

Тем не менее в своей книге Галилей заключил: несмотря на новые данные, его первоначальная теория увиденного верна. Почему? Ответ можно обнаружить в визуальном представлении этих данных.

Выдающийся специалист по визуальному представлению количественной информации Эдвард Тафти отмечает в своей книге 2006 года «Прекрасное свидетельство» (Beautiful Evidence), приводя страницу из труда Галилея, опубликованного в 1613 году и посвященного пятнам на Солнце (рис. 16), что «Галилей сообщил о своем открытии необычной формы Сатурна, воспользовавшись 2 визуальными существительными, сравнивающими четкое и мутное изображение, видимое в телескоп. В труде Галилея «Письма о солнечных пятнах» (Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari, 1613) слова и изображения в сочетании становятся скорее просто свидетельством, чем разными видами свидетельств». Перевод текста на рис. 16, сопровождаемый двумя крошечными изображениями Сатурна, гласит: «Форма Сатурна такова * при отличной видимости и совершенных приборах, но выглядит такой ** при видимости и приборах, далеких от идеала; форму и различия трех звезд трудно разглядеть». Тафти называет эту фразу «лучшим из существующих аналитических методов», поскольку в ней представлен «Сатурн как свидетельство, образ, рисунок, графическое изображение, слово, существительное».[355] Несмотря на сравнительно недавние наблюдения, в ходе которых «три звезды» стали «одиночным» Сатурном и «таким же идеально круглым и четко очерченным, как Юпитер», образ, рисунок, графическое изображение, слово и существительное Галилея остались неизменными, свидетельствуя о правильности его первоначальных наблюдений. Галилей так и не отказался полностью от своих первых определенных выводов.

Решение задачи Сатурна так же наглядно иллюстрирует диалог о данных и теории в повествовании веры. Лишь в 1659 году, через полвека после наблюдений Галилея, голландский астроном Христиан Гюйгенс опубликовал это решение в своем великом труде «Устройство Сатурна» (Systema Saturnium) – одном из лучших образцов наглядного представления и данных, и теории в истории науки. На рис. 17 мы видим тринадцать гипотез строения Сатурна, предложенных астрономами с 1610 года (Галилей) по 1650 год (Фонтана и другие). Все они ошибочны.

К нашему дуэту данных и теории нам следует добавить представление данных и теории. Во многих отношениях именно благодаря подаче материала удается понять, как рождаются, укрепляются и меняются убеждения, поскольку люди ориентированы на зрительные впечатления точно так же, как приматы, жизнь которых в лесной чаще зависела от представлений о трехмерности. Триада «данные-теория-представление» превосходно показана на рис. 18, на котором Гюйгенс берет двухмерные изображения Сатурна, превращает их в объемные и приводит в движение вокруг Солнца. Эта великолепная презентация и данных, и теории содержит теорию Коперника, согласно которой в центре Солнечной системы находится не Земля, как в космологии Птолемея, а Солнце, первый закон Кеплера, согласно которому планетарные орбиты не круговые, как в космологии Аристотеля, а эллиптические, и третий закон Кеплера, согласно которому более приближенные к Солнцу планеты обращаются вокруг него быстрее более удаленных.

Рис. 17. Собрание ошибок, составленное Христианом Гюйгенсом

Голландский астроном Христиан Гюйгенс разгадал загадку Сатурна в своем труде 1696 года «Устройство Сатурна», где привел наглядную коллекцию из тринадцати наиболее известных теорий строения Сатурна, в том числе следующих авторов: I – Галилей, 1610 год; II – Шейнер, 1614 год; III – Риччоли, 1643 или 1648 год; IV–VII – Гевелий, в теоретической форме; VIII–IX – Риччоли, 1648–1650 годы; Х – Дивини, 1646–1648 годы; XI – Фонтана, 1636 год; XII – Бьянкани, 1616 год; Гассенди, 1638, 1639 годы; XIII – Фонтана и др., 1644, 1645 годы. Обратите внимание на первое изображение Сатурна, которое наблюдал Галилей и сделал вывод: «Я наблюдал тройной самую удаленную планету». Источник: Христиан Гюйгенс, «Устройство Сатурна» (Christiann Huygens, Systema Saturnium, The Hague, 1659), раскладка на с. 34–35; воспроизведено Эдвардом Тафти в «Наглядных объяснениях» (Edward Tufte, Visual Explanations, Cheshire, Conn.: Graphics Press, 1997), с. 107.

Здесь мы видим систему Солнце-Земля-Сатурн сверху, с архимедовой точки за пределами Солнечной системы, обеспечивающей новую перспективу, причем Сатурн приведен в движение по его орбите, по которой он обращается вокруг Солнца немыслимо медленно, делая один оборот за 29,5 земных лет. Между положениями каждого из 32 Сатурнов на этой схеме проходит примерно 1,8 земных лет. Схема призвана продемонстрировать, что наблюдатели, находящиеся на Земле, по-разному видят Сатурн в различные моменты земного года. Этим объясняется, почему на протяжении полувека так много зорких астрономов видели столько разных Сатурнов, в том числе совсем без колец. Два раза за год Сатурна кольца представляются находящимся на Земле наблюдателям как грани. Эдвард Тафти красноречиво описывает эффект этого наглядного объяснения: «Гюйгенс предлагает ряд неподвижных изображений, описывающих движение. Для восприятия отдельных пространственных изображений непрерывной временной деятельности зрителям приходится заниматься интерполяцией, заполнять пробелы между рисунками. Этот образный и оригинальный рисунок – классический, эталонный образец метода представления информации».[356]

Рис. 18. Сатурн в трехмерном виде и в движении

Здесь превосходно показана триада «данные-теория-представление», для которой Гюйгенс берет двухмерные изображения Сатурна, представленные на рис. 17, превращает их в объемные и приводит в движение вокруг Солнца. Эта великолепная презентация и данных, и теории содержит теорию Коперника, согласно которой в центре Солнечной системы находится не Земля, как в космологии Птолемея, а Солнце, первый закон Кеплера, согласно которому планетарные орбиты не круговые, как в космологии Аристотеля, а эллиптические, и третий закон Кеплера, согласно которому более приближенные к Солнцу планеты обращаются вокруг него быстрее более удаленных. Источник: Христиан Гюйгенс, «Устройство Сатурна» (Christiann Huygens, Systema Saturnium, The Hague, 1659), с. 55; воспроизведено Эдвардом Тафти в «Наглядных объяснениях» (Edward Tufte, Visual Explanations, Cheshire, Conn.: Graphics Press, 1997), с. 108.

История изучения Сатурна демонстрирует блеск и нищету чисто эмпирического подхода.

Загадка Сатурна и ее окончательное разрешение демонстрируют взаимосвязь между данными, теорией и представлением, между индукцией, дедукцией и коммуникацией, между тем, что мы видим, тем, что мы думаем, и тем, что мы говорим. Мы не в состоянии обособить эти три компонента, так как разум привлекает их все к получению знаний, на основании которых мы действуем в этом мире. История изучения Сатурна демонстрирует, по словам выдающегося оратора Стивена Джея Гулда, «блеск и нищету чисто эмпирического подхода». Каким образом? Ответ Гулда – один из наиболее красноречивых, какие когда-либо были даны по этому спорному вопросу:

Сама мысль о том, что наблюдение может быть чистым и ничем не подпорченным (и следовательно, не подлежащим сомнениям) и что великие ученые по определению являются людьми, способными избавить свой разум от ограничений культуры, в условиях которой они живут, и делать выводы строго на основании беспрепятственно проведенных экспериментов и наблюдений в сочетании с четкими и всеобъемлющими логическими рассуждениями, зачастую вредила науке, превращая эмпирический подход в шибболет. Ирония этой ситуации для меня – мука при мысли о недостигнутом (хоть и невозможном) идеале, и в то же время насмешливое удивление при виде человеческих слабостей, поскольку метод, разработанный, чтобы подорвать авторитет как доказательство, в свою очередь сам становится разновидностью догмы. Таким образом, хотя бы только для того, чтобы отдать должное прописной истине, согласно которой свобода требует неусыпной бдительности, нам следует действовать подобно сторожевым псам, чтобы развенчать авторитарную форму эмпирического мифа и вновь выдвинуть сугубо человеческую мысль, согласно которой ученые способны работать лишь в пределах их социального и психологического контекста. Это утверждение не обесценивает институт науки, а скорее, обогащает наш взгляд на величайшую диалектику в истории человечества: преображение общества посредством научного прогресса, способного возникнуть только в среде, созданной, ограниченной и стимулируемой обществом.[357]

В 20-х годах ХХ века, через четыре столетия после того, как Галилей изменил географию представлений о мире и его непосредственном космическом окружении, космологическая среда, ее данные, теория и представление образовали новый паттерн, полностью преобразивший наши взгляды на космос и наше место в нем. Каким бы дерзким разрушителем паттернов ни был Галилей, он вряд ли сумел бы вообразить, какими немыслимо обширными и пустыми окажутся небеса. История открытия, описания, сомнений, споров и наконец подтверждения правильности этого нового паттерна послужит нам последним примером того, как действует наука, вынося решения, касающиеся споров о противоречивых паттернах, а также покажет, как мы можем избежать ловушки, которую готовит нам верообусловленный реализм, когда мы не пользуемся инструментарием науки.

Если у вас достаточно хорошее зрение, то в ясную ночь вдали от огней большого города вам с трудом, но все же удастся разглядеть размытое светлое пятно близ созвездия Кассиопея (W-образной группы звезд), особенно если смотреть чуть сбоку, чтобы фотоны, покинувшие галактику Андромеды 2,5 миллиона лет назад, попадали на периферию сетчатки, где находятся чувствительные к слабому свету палочки. 6 октября 1923 года астроном Эдвин Хаббл, располагавший стодюймовым телескопом Хукера на вершине Маунт-Уилсон в горах Сан-Габриэль над бассейном Лос-Анджелеса – на тот момент этот прибор обладал наибольшей светосилой в мире, – подтвердил, что упомянутый выше и многие другие туманные объекты, на которых он сосредоточивал внимание, глядя в окуляр, отнюдь не туманности в пределах галактики Млечный Путь, как полагало большинство астрономов, а на самом деле отдельные галактики, романтично названные «островными вселенными» или «островами вселенной», и что эта вселенная намного больше, чем можно себе вообразить… гораздо больше.

После многовековых споров Хабблу удалось подтвердить, что наша звезда – не просто песчинка среди сотен миллиардов песчинок на единственном пляже; в сущности, есть сотни миллиардов пляжей, и на каждом из них насчитываются сотни миллиардов песчинок. История о том, как было сделано это поразительное открытие, демонстрирует практические методы науки: не только то, что для нее требуется удачное сочетание данных, теории и представления, как видно на примере истории Галилея, но и то, как решаются научные споры и что происходит с ранее признанными теориями, утратившими актуальность ввиду новых наблюдений. В мире макронауки найдется немного предметов наблюдения, более туманных, нежели космические туманности, которые так долго озадачивали наблюдателей. Окончательное определение их природы приводит к радикальному сдвигу в нашем понимании масштабной структуры вселенной… и не только.

Ретроспективное время

Когда мы обращаем взгляды к космосу, расстояния в нем настолько велики, что мы смотрим назад во время; астрономы уместно назвали это явление ретроспективным временем. Свет распространяется со скоростью около 186 тысяч миль в секунду (300 тыс км в сек), или примерно 671 миллион миль в час. Свету требуется 1,3 секунды, чтобы преодолеть расстояние от Луны до Земли, 8,3 минуты – расстояние от Солнца до Земли, и 4,4 года – от нашей ближайшей соседки, звездной системы Альфа Центавра до Земли. Таким образом, когда я сказал, что свет вышел из галактики Андромеды 2,5 миллиона лет назад, я сослался на ретроспективное время, так как речь идет об удаленности на 2,5 миллиона световых лет. Геологи называют такие продолжительные промежутки глубинным временем. Ретроспективное время, глубинное время… как ни назови, оно поражает воображение существ, живущих всего-навсего восемь десятков лет.

Когда речь идет о таких астрономически удаленных объектах, как галактики, астрономы древности не могли невооруженным глазом распознать характер туманности, поэтому человечеству пришлось ждать, когда современная оптика обеспечит нас инструментами, необходимыми для изучения объектов на таких огромных расстояниях. С одним исключением. В ясную ночь вдали от огней больших городов найдите Андромеду, а потом осмотрите небесный свод, и вы увидите широкую полосу размытого света, которая тянется через все небо. Это и есть галактика Млечный Путь, и проблема определения ее характера усугубляется тем, что мы находимся в ее центре и никак не можем покинуть свой наблюдательный пункт, чтобы обрести архимедову перспективу. С тех пор, как Галилею удалось с помощью примитивного телескопа различить в этой полосе света отдельные звезды, астрономы спорили о природе Млечного Пути, о том, какое место занимаем по отношению к нему мы, похожи ли на этот объект другие туманные объекты в небе или отличаются от того, в котором мы живем.

Ретроспективное время, глубинное время… как ни назови, оно поражает воображение существ, живущих всего-навсего восемь десятков лет.

Некоторые астрономы предположили, что некая сила заставляет звезды собираться в полосу, протянувшуюся через все небо, и что это скопление вращается вокруг солнца, подобно планетам. В 1750 году английский часовщик и учитель Томас Райт опубликовал свою теорию Млечного Пути в книге «Незаурядная теория, или Новая гипотеза вселенной», где прозорливо предположил, что положение наблюдателя в пространстве определяет восприятие наблюдаемых объектов. Он пришел к выводу, что Млечный Путь – это звездная оболочка, в которой размещается наша Солнечная система, и что, если смотреть на эту оболочку в упор, можно увидеть множество звезд, а если сверху или снизу, то преимущественно пустое пространство.[358] Это довольно точное приближение к тому, что мы наблюдаем. Только теперь нам известно, что Млечный Путь – плоский диск, похожий на летающую тарелку, и что наша Солнечная система расположена на расстоянии примерно трех четвертей длины его диаметра от центра. Если смотреть «сквозь» этот диск, то есть в его толщину, то мы увидим множество звезд, а они образуют полосу на ночном небе. Когда же мы отводим взгляд от этой полосы, то смотрим либо на верхнюю, либо на нижнюю часть диска.

Острова в небе

Несмотря на то, что по прошествии времени такие предположения оказывались прозорливыми, они не занимали твердого положения на интеллектуальном ландшафте до тех пор, пока Кант не обратил свое восприятие вверх, к небу, пусть всего лишь мысленно, и не предположил, что «туманные звезды» эллиптической формы, близкие по мнению многих астрономов, на самом деле диски, состоящие из множества чрезвычайно удаленных звезд: «Мне не составляет труда убедить себя, что эти звезды не могут быть ничем иным, кроме как скоплением множества неподвижных звезд. А что до их слабого света, так они удалены на немыслимое расстояние от нас». Но почему некоторые туманности выглядят круглыми, другие имеют эллиптическую форму, а третьи кажутся плоскими? Являются ли эти объекты совершенно разными или относятся к одному виду, просто мы смотрим на них под различными углами? Кант логически вывел почти верный ответ: «Если такая система неподвижных звезд находится на гигантском расстоянии от глаз внешнего наблюдателя, тогда под небольшим углом она выглядит как участок пространства, имеющий круглую форму, если наблюдатель смотрит прямо на него, или эллиптическую, если на него смотрят сбоку или под углом».

Такие туманности стали известны как «острова вселенной» Канта, и он поэтически писал о них в своем труде 1755 года «Всеобщая естественная история и теория неба»: «Бесконечность мира настолько велика, что такая система, или целый Млечный Путь систем, по сравнению с ним выглядят как цветок или насекомое по сравнению с Землей». В отношении самого Млечного Пути Иммануил Кант изложил теорию в свойственной ему проницательной манере:

Точно так же, как планеты системы находятся очень близко к общей плоскости, неподвижные звезды также расположены максимально близко к определенной плоскости, которую можно считать проведенной через все небеса, и поскольку они сосредоточены на ней, то представляют собой светящуюся полосу, называемую Млечным Путем. Я пришел к убеждению, что поскольку этот участок, освещенный бесчисленными солнцами, имеет почти точную форму гигантского круга, значит, наше Солнце должно находиться довольно близко к этой огромной плоскости. Изучая причины подобного расположения, я счел весьма вероятным то, что так называемые неподвижные звезды на самом деле могут оказаться медленно движущимися блуждающими звездами высшего порядка.[359]

Великий спор об устройстве вселенной

Теория неба, выдвинутая Кантом, подготовила почву для многовекового спора между теми, кто считал туманности звездными системами в пределах нашей галактики («небулярная гипотеза»), и теми, кто был убежден, что они представляют собой отдельные чрезвычайно удаленные галактики («теория островов вселенной»). Как повторили Тимоти Феррис в своей классической работе «Становление Млечного Пути» (Coming of Age in the Milky Way), Гейл Кристиансон в биографии «Эдвин Хаббл: капитан туманностей» (Edwin Hubble: Mariner of the Nebulae) и относительно недавно Марсия Бартусяк в превосходном рассказе о «Дне, когда мы обрели Вселенную» (The Day We Found the Universe), это был спор, решение по которому вынес Эдвин Хаббл в Маунт-Уилсон в судьбоносный октябрьский день 1923 года[360]

В 1781 году искатель комет Шарль Мессье опубликовал каталог туманностей, в первую очередь чтобы отличать неподвижные размытые точки от движущихся как в дымке комет, которые он высматривал.[361] Его издание стало исчерпывающим справочником по туманностям, которым пользуются и по сей день, поскольку исторической системе обозначений в науке отдается предпочтение (точно так же мы до сих пор пользуемся додарвиновской, разработанной в XVIII веке биноминальной номенклатурой Карла Линнея, предназначенной для классификации живых организмов, например, Homo sapiens). Каталог Мессье явился зерном для помола мельницами-телескопами. Великий астроном Уильям Гершель после поразительного открытия Урана активизировал эти поиски, обратив свой двадцатифутовый телескоп с двенадцатидюймовым зеркалом на объекты, которые Мессье назвал неподвижными. «Я заглянул в космос дальше, чем кто-либо из людей до меня», – похвалялся он. Ему удалось различить среди пятен света отдельные звезды и доказать, что это действительно острова вселенной![362] Кант был прав.

Не будем спешить. Оказалось, что Гершель увидел не далекие галактики. Он смотрел на шаровые звездные скопления – группы звезд в галактике Млечный Путь или вблизи нее. Астрономы отличают такие скопления от туманностей без отдельных видимых звезд. Гершель верно определил, что Туманность Ориона – межзвездное облако газа в пределах нашей галактики, находящееся в процессе рождения новых звезд. Кроме того, в 1790 году Гершель наблюдал «уникальное явление!» – «звезду примерно восьмой величины, со слабо светящейся атмосферой», в которой «звезда занимает положение точно в центре, а атмосфера настолько разрежена и равномерно слаба со всех сторон, что невозможно предположить, будто бы она состоит из звезд; нет сомнений и в явной связи между этой атмосферой и звездой».[363] Это была планетарная туманность – звезда в пределах нашей галактики, теряющая свою внешнюю газообразную оболочку. Так появилось доказательство против островов вселенной Канта и в пользу небулярной гипотезы. К 1790-м годам Гершель внес в каталог более тысячи новых туманностей и звездных скоплений. Несмотря на многообразие видов обнаруженных туманностей и скепсис многочисленных коллег, Гершель объявил: «Эти объекты, примечательные не только своим количеством, но и в рассуждении их значительных следствий, – не больше не меньше как целые сидерические системы», которые «могут превосходить наш Млечный Путь великолепием».[364]

Противоречивые паттерны данных

Конечно, задним числом нам известно, как развивался этот сюжет. Порывшись на свалке истории, легко извлечь оттуда тех, кто опередил свое время, чем я до сих пор и занимался. Однако за два последующих столетия астрономы так и не разгадали загадку туманностей. Здесь возникает еще одна проблема: в некотором смысле обе теории верны. С одной стороны, в нашей галактике есть масса феноменов, которые проявляются как размытые пятна на ночном небе: кометы, газовые облака, шаровые и рассеянные звездные скопления, планетарные туманности, древние новые и сверхновые звезды, которые взрываются и оставляют после себя только газовую оболочку, и т. п. С другой стороны, подавляющее большинство объектов из каталога Мессье, названных туманностями, в действительности представляют собой острова вселенной, целые галактики звезд, удаленных от галактики Млечный Путь на гигантские расстояния. Задача различения этих двух категорий небесных объектов сводится к получению более точных данных и уточненной теории. Второе следует за первым, а первое напрямую зависит от технологий конструирования телескопов.

В 30-х годах XIX века ирландский дворянин Уильям Парсонс, третий лорд Росс, сконструировал тридцатишестидюймовый телескоп. В окуляр он едва сумел разглядеть спиральные рукава М51 – пятьдесят первого объекта из каталога Мессье, чем удивил всех, потому что даже те, кто соглашался с теорией островов вселенной, не имели никакого представления о строении других галактик, не говоря уже о нашей. Галактика, получившая название «Водоворот», словно указывала на движение рукавов вокруг центральной оси, напоминающее движение воды в водовороте, отсюда и название.[365] В 1846 году сторонник теории островов вселенной Джон Никол предположил, что некоторые туманности «находятся в таких глубинах космоса, что никакое излучение от них не достигает Земли, кроме как после путешествия по отделяющим ее безднам, по прошествии множества веков, поражающих воображение».[366] В воображении Никола время в пути должно было составлять не менее тридцати миллионов лет. Эта цифра и вправду поражала, учитывая распространенное в то время мнение, согласно которому библейские события происходили десять тысячелетий назад. В глубине души многие ученые сомневались в этом, но никто из них не знал, насколько далеки от истины их просвещенные догадки. Как выяснилось, речь шла о порядках величины, об очень глубинном ретроспективном времени.

И мы вновь забегаем вперед, выбирая предполагаемых борцов за истину. Существовала и масса других свидетельств против теории островов вселенной, и ни одно из них не выглядело убедительнее продемонстрированного с помощью нового устройства, разлагающего свет на элементарные составляющие. Как доказал Исаак Ньютон еще в XVII веке, если пропустить обычный свет через стеклянную призму, его можно разложить на составляющие цвета. За несколько веков ученые обнаружили, что если увеличить полосу этих цветов, то можно увидеть вертикальные линии, соответствующие элементам в веществе предмета, излучающего этот свет. Например, если нагреть какой-либо элемент так, чтобы он раскалился и начал излучать свет, то при пропускании этого света через призму и увеличении его мы увидим характерный набор линий, соответствующих только этому элементу и никакому другому, всегда и везде.

Устройство, о котором идет речь, называется спектроскоп, его впервые применил немецкий оптик Йозеф Фраунгофер. Он присоединил примитивный спектроскоп к своему телескопу и заметил, что схожие последовательности линий появляются в спектре Солнца, Луны и планет, что следовало из факта, что Луна и планеты отражают солнечный свет. Но когда Фраунгофер проанализировал линии других звезд, то обнаружил, что их паттерны выглядят иначе. Значит, свет звезд исходит из другого источника? Несколько десятилетий спустя физик и химик Роберт Бунзен («бунзеновская горелка») изучил с помощью своего спектроскопа пламя местного пожара и обнаружил в нем барий и стронций. Другие ученые последовали его примеру, изучая спектр всевозможных нагретых элементов, и таким образом родились технологии спектроскопии и спектрального анализа, а также наука астрофизика. Составляя каталоги характерных линий спектра для земных элементов, астрономы получили возможность направлять спектроскопы (в сочетании с телескопами) на звезды, а в итоге и на туманности, чтобы определять их состав.

В воображении Никола время в пути должно было составлять не менее тридцати миллионов лет. Эта цифра и вправду поражала, учитывая распространенное в то время мнение, согласно которому библейские события происходили десять тысячелетий назад.

В 1861 году физик Густав Кирхгоф изучил спектр ближайшей к Земле звезды, Солнца, и обнаружил в нем линии, соответствующие натрию, кальцию, магнию, железу, хрому, никелю, барию, меди и цинку. 29 августа 1864 года английский астроном-любитель Уильям Хаггинс направил спектроскоп на свет, исходящий от ярких звезд Бетельгейзе и Альдебаран, и различил в их спектре железо, натрий, кальций, магний и висмут, подтвердив, что Солнце – всего лишь звезда, или, наоборот, что звезды относятся к тому же виду небесных объектов, что и Солнце. Но затем Хаггинс завел спорщиков в тупик, выполнив спектральный анализ одной из планетарных туманностей Гершеля и обнаружив только одну характерную линию.

Поначалу я предположил, что призма сместилась и что я смотрел на отражение освещенной щели… а затем меня вдруг осенило. Загадка туманностей разгадана. Ответ, который пришел к нам с самим светом, звучал так: не группа звезд, а светящийся газ. Звезды порядка нашего Солнца и более яркие дали бы другой спектр; свет этой туманности явно излучал светящийся газ.[367]

«Небулярная гипотеза сделана видимой»

Благодаря этим новым данным маятник качнулся в обратную сторону, в пользу теории туманностей как внутренних галактических структур; кое-кто полагал, что, возможно, туманности – звездные и планетарные системы в процессе развития. Демонстрируя влияние этой концепции на восприятие, в 1888 году сравнительно новая технология астрофотосъемки была представлена на ежегодном собрании Королевского астрономического общества наряду с показом эффектного снимка Андромеды, после чего астрономы провозгласили, что «небулярная гипотеза сделана видимой!» Грандиозную Андромеду вновь отнесли к окраинам нашей галактики. Даже открытие новой звезды в галактике Андромеды, послужившее дополнительным свидетельством ее внегалактического происхождения, было воспринято сквозь призму небулярной гипотезы как аномалия: сам факт, что она затмевала целую туманность «энергией примерно пятидесяти миллионов солнц», как писал один астроном, означал, что она просто не могла быть взрывающейся звездой в далекой галактике. Вместо этого было высказано предположение о возможном «внезапном преобразовании туманности в звезду», в итоге небулярная гипотеза уцелела. «Вопрос о том, являются ли туманности внешними галактиками, едва ли требует дальнейшего обсуждения, – провозгласила астроном Агнес Клерк в своем исчерпывающем труде 1890 года «Система звезд» (The System of the Stars). – На него ответил прогресс открытий. Ни один сведущий мыслитель, располагающий всеми доступными свидетельствами, не сможет теперь с полной уверенностью утверждать, что конкретная отдельно взятая туманность может быть звездной системой координат того же уровня, что и Млечный Путь».[368]

Теперь нам не помешает вспомнить первый закон Артура Кларка: «Когда уважаемый, но пожилой ученый утверждает, что что-то возможно, он почти наверняка прав. Когда он утверждает, что что-то невозможно, он, весьма вероятно, ошибается».[369] По мере приближения к ХХ веку мы обнаружим, что прогресс открытий говорит в пользу Кларка, а не Клерк, начиная с выполненного в 1899 году спектрального анализа Туманности Андромеды немецким астрономом Юлиусом Шайнером. Шайнер сравнил спектры Андромеды и Ориона, который в то время уже был признан облаком межзвездного газа. Спектр Андромеды в большей степени напоминал спектр гигантского скопления звезд, а не просто газового облака. С целью проверки этой гипотезы в 1908 году астроном Ликской обсерватории близ Сан-Хосе, Калифорния, Эдвард Фэс проанализировал спектр шаровых звездных скоплений и заметил сходство со спектром Андромеды. Шах и мат, по мнению Фэса: «Гипотезу о том, что центральную часть туманности, например, такой известной, как Андромеда, составляет единственная звезда, можно отвергнуть сразу, если только мы не хотим в значительной мере изменить общепринятые представления о том, что такое звезда».[370] Но поскольку точного и надежного способа измерить расстояние до таких небесных объектов еще не существовало, Фэс так и не смог определить, чем является Андромеда – ближайшим шаровым звездным скоплением или далеким островом вселенной.

«Когда уважаемый, но пожилой ученый утверждает, что что-то возможно, он почти наверняка прав. Когда он утверждает, что что-то невозможно, он, весьма вероятно, ошибается». – Артур Кларк.

«Весомое свидетельство в пользу широко известной теории «островов вселенной»

Последние детали этой загадочной небесной мозаики сложились в Калифорнии, сначала в Ликской обсерватории, а затем в Маунт-Уилсон, в двух первых в мире обсерваториях на вершинах гор, в свое время находившихся в авангарде изучения дальнего космоса и ретроспективного времени. В конце XIX века баснословно богатый промышленник Джеймс Лик в поисках самого внушительного и большого памятника, которому можно было бы присвоить его имя, выделил миллион долларов на строительство обсерватории на горе Гамильтон в горной цепи Дьябло, чуть удаленной вглубь материка от Сан-Хосе. В этой обсерватории был воздвигнут «Большой ликский телескоп-рефрактор» – тридцатишестидюймовое стекло на конце на удивление узкой трубки, – который до сих пор остается одним из прекраснейших астрономических приборов, поистине олицетворением элегантности в науке. Этот телескоп, один из последних больших рефракторов, использовался главным образом для изучения планет и звезд – занятия, которому астрономы посвящали себя полностью. Поэтому когда в обсерваторию пришел работать молодой и перспективный астроном Джеймс Килер, специализировавшийся на спектроскопии, его отправили на другой конец долины, к другой горе, где во второстепенной обсерватории помещался отнюдь не элегантный рабочий телескоп-рефлектор с тридцатишестидюймовым зеркалом и образующими костяк опорами вместо трубки.

Этот переход от старого к новому, от рефракторной линзы к отражающему зеркалу, был не просто символичным (рис. 19). Размеры линзы были ограничены ее весом, так как опираться она могла только по краям. Со временем она начинала проседать и давать искажения. А зеркало можно было полностью поддерживать снизу, поэтому телескоп-рефлектор удавалось сделать достаточно большим, чтобы улавливать драгоценные немногочисленные фотоны света, прибывающие из дальних уголков вселенной. Телескоп Кроссли, названный по фамилии богатого производителя ткани, который купил этот телескоп в 1885 году, а затем пожертвовал Ликской обсерватории, имел еще одно преимущество для специалиста по спектрографии: стеклянные линзы выборочно поглощали волны одной длины лучше, чем волны всех остальных длин, ограничивая масштабы и качество спектрального анализа, в то время как зеркало отражало в равной степени волны любой длины, представляя более точное отображение содержимого таинственных туманностей.[371]

Одним из первых снимков с длительной экспозицией, сделанных Килером с помощью телескопа Кроссли, стал спорный снимок галактики М51 «Водоворот», поразивший даже самых консервативных астрономов явной спиральной формой, подразумевающей движение, а также внутренней структурой в виде выраженных рукавов. В качестве дополнительного преимущества четырехчасовая экспозиция выявила семь ранее неизвестных туманностей, указывая, что их гораздо больше, чем можно было вообразить ранее. Со временем каталог Мессье был вытеснен Новым общим каталогом (NGC), в котором упомянуты тысячи туманностей. Направляя телескоп Кроссли на разные участки неба и снимая с длительной экспозицией то один, то другой объект из Нового общего каталога, Килер увидел паттерн: сплющенные диски со спиральными рукавами, вращающимися вокруг яркого центра. На фоне находились бесчисленные, еще не внесенные в каталог мельчайшие светящиеся пятнышки. Сегодня мы назвали бы эту картину фрактальным паттерном: с каждым увеличением конкретного участка неба появлялся схожий паттерн рассеянных туманностей, находящихся позади основной цели, взятой в видоискатель. Экстраполируя полученные данные, в среднем три туманности на квадратный градус неба, Килер определил, что таких небесных сфинксов должно насчитываться не менее 120 тысяч, но втайне подозревал, что их гораздо больше, возможно, на порядки.

a. Телескоп Кроссли в Ликской обсерватории снабжен тридцатишестидюймовым зеркалом в нижней части и вторым зеркалом в верхней части трубки, вместе они отражают сфокусированный свет в окуляр или спектроскоп сбоку от трубки. С помощью этого прибора Джеймс Килер сумел изучить тысячи туманностей. Фото автора.

b. Одной такой туманностью была NGC 891 (891-й объект в Новом общем каталоге объектов дальнего космоса), которая, как оказалось при ближайшем рассмотрении, содержит многие другие туманности, из чего Килер сделал вывод, что они представляют собой обособленные «острова вселенной» за пределами галактики Млечный Путь. Увеличенный фрагмент, на котором отдельные туманности обозначены стрелками и видны три яркие звезды, соответствует верхнему правому углу широкоугольного снимка галактики NGC 891. Снимок любезно предоставлен Ликской обсерваторией.

Рис. 19. Телескоп из Ликской обсерватории и открытые с его помощью туманности

И опять-таки задним числом нам остается лишь гадать, как Килер и его коллеги не сразу сделали вывод о спиральных рукавах как бесчисленном множестве чрезвычайно далеких звезд, однако в то время преобладала теория образования звезд, согласно которой сжимающаяся туманная масса вращалась при сжатии, таким образом у планет появлялись общая плоскость и направление вращения вокруг звезды, как мы видим на примере нашей Солнечной системы. В этом и заключается проблема выявления паттерна и проверки гипотезы, чтобы определить, что именно представляют паттерны туманностей – развивающиеся звездные и планетарные системы в пределах нашей галактики или далекие галактики как острова вселенной. Килеру с его способностями к астрофотосъемке и спектроскопии понадобилось бы совсем немного времени, чтобы провести решающий эксперимент с телескопом Кроссли и определить, какой из паттернов реален, однако он скоропостижно скончался в возрасте сорока двух лет в августе 1900 года, а его труд в 1910-е годы продолжал Гебер Кертис, стремясь опередить астрономов из Маунт-Уилсон в гонке, призом в которой должна была стать сама вселенная.

Кертис классифицировал туманности по характеристикам – пятнистая, ветвистая, неправильная, удлиненно-овальная, симметричная – и не прекращал поиски значимого паттерна среди данных, который указал бы на правильную гипотезу. В надежде оценить вращение он начал с повторного фотографирования спиралей, уже снятых Килером несколько лет назад. Ничего не обнаружив, Кертис пришел к выводу: «Невозможность обнаружить какие-либо свидетельства вращения указывает на то, что размер спиралей должен быть поистине колоссальным, как и удаленность от нас». Или туманности находятся неподалеку и не вращаются – кто знает? Джордж Ричи – вот кто. В 1917 году сделанный им с длительной экспозицией снимок объекта NGC 6946, увиденного в новый шестидесятидюймовый телескоп Хейла в Маунт-Уилсон (телескоп назван в честь астронома Джорджа Эллери Хейла, конструктора крупнейших телескопов мира, установившего один из них там), помог обнаружить вспышку новой звезды. Это выяснилось при сравнении с прежними фотографиями того же объекта. По сравнению с новой звездой, найденной в 1885 году в Туманности Андромеды, находка оказалась в 1600 раз тусклее, из чего Ричи сделал вывод, что она находится в 1600 раз дальше. Разумеется, если это не две разновидности новых звезд, потусклее и поярче (так и оказалось), для которых требовались больше данных и усовершенствованная теория. Кертис продолжал работу, фотографировал ранее обнаруженные туманности и сравнивал снимки в поисках новых светящихся точек. Он нашел их и заключил, что одна конкретная должна находиться на расстоянии не менее двадцати миллионов световых лет, что побудило его отметить: «Новые звезды спиральных рукавов служат веским свидетельством в пользу широко известной теории «островов вселенной».[372]

Вопрос мог бы считаться решенным, если бы не отсутствие надежного метода измерения расстояний. Как отмечал британский астроном Э. К. Кроммелин в своем всеобъемлющем труде 1918 года, взвешивая свидетельства за и против теории островов вселенной, «независимо от того, верна она или ошибочна, эта гипотеза внешних галактик безусловно элегантна и великолепна. Вместо единственной звездной системы она представляет нам тысячу таких систем, из которых одни велики и заметны, а другие едва различимы из-за их невероятной удаленности. Выводы в науке должны опираться на доказательства, а не на чувство. Однако можно выразить надежду на то, что эта элегантная концепция выдержит проверку дальнейшими исследованиями».[373]

Красное смещение и переменные звезды

Однако «элегантная концепция» островов вселенной не была готова занять наиболее видное место. Выдающийся британский астрофизик Джеймс Джинс разработал модель эволюции солнечных систем, которая выглядела поразительно похожей на то, что, как казалось астрономам, они видели на примере туманностей. В эту модель входили звезды, проходившие вблизи туманного облака и придававшие частицам спиральные формы, из которых в итоге возникали планеты. В обсерватории Лоуэлла в Аризоне колоритный и влиятельный астроном Персиваль Лоуэлл всем своим немалым авторитетом встал на защиту небулярной гипотезы и был непоколебимо убежден, что размытые пятна представляют собой формирующиеся солнечные системы. В подкрепление этой убежденности он поручил своему молодому подчиненному Весто Слайферу выполнить спектральный анализ туманностей, чтобы выявить характерные для планет линии, которые, как он твердо ожидал, обнаружатся в спектре размытых структур наряду с лучевой скоростью – быстротой приближения туманностей к нам или удаления от нас. Эти последние показатели опровергли теорию Лоуэлла.

Во время ночного марафона в сентябре 1912 года Слайфер на протяжении 13,5 часов снимал Туманность Андромеды. На спектрографической пластинке обнаружилось смещение линий к синему краю спектра.[374] В настоящее время астрономам известно, что смещение линий к синему концу спектра означает, что объект движется к нам, а к красному концу – что объект удаляется от нас. Это так называемый эффект Доплера, открытый австрийским физиком Кристианом Доплером, который заметил, что световые волны, движущиеся к наблюдателю, будут сплющенными и, следовательно, смещенными к более высокочастотному синему краю спектра, а волны, движущиеся от наблюдателя, оказываются растянутыми и, следовательно, смещенными к более низкочастотному красному краю спектра. Для Туманности Андромеды смещение оказалось синим. Действительно синим, порядка трехсот километров в секунду по подсчетам Слайфера, и это означало, что с астрономической точки зрения Андромеда находится далеко за пределами диапазона когда-либо измеренных перемещений отдельных звезд. Как мог объект, перемещающийся настолько быстро, находиться в пределах Млечного Пути?

Дополнительные исследования спектральных смещений подтвердили первоначальные результаты Слайфера. Туманность М81 двигалась со скоростью тысяча километров в секунду, втрое больше скорости Андромеды, причем удалялась от нас. К 1914 году Слайфер определил скорости более чем дюжины туманностей, находящихся в пределах, определенных для Андромеды и М81, примерно в 25 раз быстрее средней звездной скорости и преимущественно удаляющихся от нас. Благодаря этим скоростям и определенным размерам Млечного Пути многим астрономам стало ясно, что упомянутые туманности никак не могут находиться в пределах Млечного Пути. Теория островов вселенной получила развитие, в почву упали семена развивающейся теории вселенной.

Для того чтобы завершить этот спор, требовалось достоверное измерение расстояния, проведенное в начале ХХ века Генриеттой Суон Ливитт, которая начала карьеру как волонтер и дослужилась до «вычислителя»: делала расчеты для астрономов, которые все до единого были мужчинами. В конце концов она оставила заметный след в астрономии, изучая переменные звезды цефеиды, которые стали стандартными объектами для измерения расстояний, замеченными Хабблом на фотопластинке в 1923 году. Цефеиды, названные в честь звезды в созвездии Цефея, обладают блеском, который меняется в течение дней, недель или месяцев, причем весьма предсказуемым образом: чем ярче блеск переменной звезды, тем дольше этот период. Поскольку Ливитт обнаружила цефеиды в Малом Магеллановом Облаке (светящейся дымке в небе над Южным полушарием, впервые замеченной Фернаном Магелланом во время кругосветного путешествия), это означало, что все звезды в пределах этой галактики-спутника находятся на одинаковом расстоянии от нас. Их периодичность – непосредственное измерение их реальной светимости, а не следствие меняющихся расстояний.

Переменные звезды цефеиды стали «стандартной свечой» при измерении световой дальности. Если у вас есть свеча определенного типа, пламя которой всегда имеет одинаковые размер и яркость, и вы обнаружили свечу с пламенем в половину, в четверть или в одну восьмую яркости стандартной свечи, то можете с уверенностью утверждать, что эта свеча находится в четыре, в восемь или в шестнадцать раз дальше. Когда расстояние до цефеид научились определять с помощью таких проверенных методов, как параллакс (степень смещения фоновых звезд за звездами-целями при сравнении изображений, полученных с одной стороны земной орбиты, с другими, сделанными с другой стороны шесть месяцев спустя), тогда обнаружение в туманностях цефеид, в Х раз более тусклых, стало означать, что эти туманности находятся в Х раз дальше. Если цефеиды удастся найти внутри туманностей на расстояниях, значительно превышающих размеры Млечного Пути, тогда подтвердится предположение, что эти звезды расположены в туманностях далеко за пределами нашей галактики, следовательно, теория островов вселенной верна.

Гипотеза «большой галактики» и загадочные вращающиеся туманности

Существовала еще одна группа свидетельств против гипотезы островов вселенной, а именно, труд выдающегося специалиста по космологии Харлоу Шепли, посвященный размерам Млечного Пути. Шепли начал со сбора данных о шаровых звездных скоплениях с помощью стодюймового телескопа Хукера, к тому времени крупнейшего в мире и установленного в Маунт-Уилсон. К 1920 году Шепли пришел к выводу, что эти звездные шары движутся вокруг центра Млечного Пути, подобно осам, которые роятся вокруг гнезда. Поскольку к тому времени выяснилось, что Солнце находится вовсе не в центре Млечного Пути, Шепли увеличил предполагаемые размеры Млечного Пути на порядок, с 30 тысяч световых лет до 300 тысяч световых лет в поперечнике. Он назвал свое предположение гипотезой «большой галактики», и это была галактика достаточно больших размеров, чтобы вместить все небесные объекты, в том числе злополучные туманности, какие только есть в известной вселенной. Если бы Шепли оказался прав, тогда существует только один остров вселенной, и мы находимся в нем вместе с туманностями. Чтобы проверить свою гипотезу, Шепли обратился к данным, свидетельствующим в пользу вращающихся или невращающихся туманностей. Если они вращаются, значит, не могут находиться настолько далеко, поскольку, если вращение объекта выявляется всего за несколько лет на таком расстоянии, это означает, что он вращается быстрее скорости света, а это невозможно. Поскольку некоторые астрономы считали, что заметили вращательное движение Туманности Андромеды, Шепли заключил, что она не может находиться дальше 20 тысяч световых лет.

В 1915 году к усердному измерению скорости вращения туманностей приступил голландский астроном Адриан ван Маанен с помощью шестидесятидюймового телескопа Хейла в Маунт-Уилсон. С помощью стереоскопического видоискателя с чередованием двух идентичных фотопластинок, отснятых в разное время, ван Маанен сравнивал снимки спиральной туманности, сделанные в 1899, 1908 и 1914 годах, со своими недавними фотографиями. Изучая изображения на предмет каких-либо перемещений или связанных с вращением изменений, ван Маанен решил, что заметил движение М101, или галактики «Вертушка», которая предположительно делала один полный оборот каждые 85 тысяч лет. Если М101 действительно остров вселенной на огромном расстоянии, это означало бы, что звезды на краю туманности вращаются быстрее скорости света, а Эйнштейн незадолго до того доказал, что это невозможно. Следовательно, М101, а значит, и другие спиральные галактики находятся поблизости, в пределах Млечного Пути, размеры которого Шепли определил как равные 300 тысячам световых лет в поперечнике. Шепли писал ван Маанену: «Поздравляю с результатами по туманностям! Вдвоем мы, по-видимому, помешаем развитию гипотезы островов вселенной: вы – привнося спирали, а я – раздвигая галактику».[375]

Поскольку теории вступили в противоречие, проблему представляли данные, в которых усомнился Гебер Кертис в Ликской обсерватории. Он попытался сам измерить вращение туманности, но не смог. Там, где ван Маанен якобы видел периоды обращения, составляющие 160 тысяч лет для М33, 45 тысяч лет для М51 и 58 тысяч лет для М81, Кертис вообще не замечал движения. Как такое возможно? Туманность либо вращается, либо нет, верно? В этом и заключается проблема паттерничности, именно так разум восполняет недостаток деталей, когда данные не говорят сами за себя, что вообще случается редко. Измерение вращения туманности оказалось невероятно утомительной работой, в которой погрешность могла легко превзойти сами величины движения, что приводило к совершенно ошибочным результатам. Это все равно что предположить, будто скорость автомобиля равна 60 километрам в час плюс-минус 60 километров в час. По-видимому, именно это и произошло: чем больше улучшалось качество измерений, тем менее заметным становилось движение туманности… пока не исчезло совсем.

«VAR!»

На сцене появляется Эдвин Хаббл, один из самых значительных персонажей в длительной и богатой событиями истории астрономии, культивировавший истинно британский аристократизм, хотя и был родом из Миссури. Хаббл прибыл в Маунт-Уилсон вскоре после того, как в эксплуатацию был введен великолепный новый стодюймовый телескоп Хукера (рис. 20), способный различить свечу с расстояния восемь тысяч километров. Значительный интеллект и амбиции Хаббла дали достижениям техники возможность раз и навсегда положить конец великому спору между сторонниками небулярной гипотезы и теории островов вселенной.

Рис. 20. Стодюймовый телескоп в Маунт-Уилсон, разрешивший загадку туманностей

Стодюймовый телескоп Хукера в Маунт-Уилсон, среди гор Сан-Габриэль в Южной Калифорнии, где Эдвин Хаббл раз и навсегда доказал, что загадочные туманности – вовсе не маленькие газообразные объекты в галактике Млечный Путь, а «острова вселенной», то есть галактики, похожие по строению на нашу, но находящиеся очень далеко от нее. Фото автора.

1923 год стал для Хаббла годом чудес, и начался он с нескольких месяцев классификации и занесения в каталог знакомых туманностей и продолжился обнаружением 15 переменных звезд в NGC 6822, из которых 11 были переменными цефеидами. Хаббл пользовался новыми «стандартными свечами» для вычисления расстояния до туманности, составляющего 700 тысяч световых лет и значительно превосходящего даже «большую галактику» Шепли с ее 300 тысячами световых лет в поперечнике. 4 октября Хаббл сфотографировал ряд туманностей, в том числе Андромеду. На следующий день, во время подробного лабораторного анализа фотопластинок, ему показалось, что он заметил новую звезду, а может, и все три. Заинтересовавшись, он сфотографировал Андромеду еще раз на следующую ночь и подтвердил: «Предположительно новая». Тогда Хаббл обратился к архивам, чтобы сравнить эту фотопластинку с отснятыми ранее, и на новой пластинке нацарапал букву N – «новая звезда» – возле трех светящихся точек. Трижды перепроверяя результаты, Хаббл выяснил, что одна из этих точек не новая: в действительности это была переменная звезда – не что иное как цефеида! Хаббл записал в журнале наблюдений стодюймового телескопа: «На этой пластинке (Н335Н) были обнаружены три звезды, две из которых – новые, а одна оказалась переменной, позднее идентифицированной как цефеида, первая из обнаруженных в М31».[376] На самой фотопластинке Хаббл зачеркнул N и нацарапал «VAR!» (от англ. variable – переменная звезда). Там же указана дата – 6 октября 1923 года (рис. 21). В этот день вселенная преобразилась.

На самой фотопластинке Хаббл зачеркнул N и нацарапал «VAR!». Там же указана дата – 6 октября 1923 года В этот день вселенная преобразилась.

На протяжении нескольких последующих месяцев Хаббл возвращался к Туманности Андромеды и строил кривую блеска для своей цефеиды, которая менялась с периодичностью 31,415 суток. По этим данным Хаббл вычислил, что найденная звезда в семь тысяч раз ярче нашего Солнца. Но на фотопластинке (рис. 21) после долгих часов экспозиции она была едва заметна, и это могло означать лишь одно: Андромеда находится очень, очень далеко. Хаббл писал Шепли, в то время находящемуся в Гарварде: «Вам будет небезынтересно узнать, что я нашел переменную цефеиду в Туманности Андромеды (М31). Я наблюдал за этой туманностью в нынешнем сезоне так пристально, как только позволяла погода, и за последние пять месяцев поймал девять новых и две переменные звезды».[377] Пользуясь тем же методом, который Шепли применил при оценке шаровых звездных скоплений и размеров Млечного Пути, Хаббл подсчитал, что Туманность Андромеды находится на расстоянии не менее миллиона световых лет от нас. Если так, это должно было означать, что Андромеда – остров вселенной.

Рис. 21. Фотография, преобразившая вселенную

Сделанный Эдвином Хабблом снимок Андромеды, на котором он обнаружил переменную звезду цефеиду, пригодную для определения расстояний, и смог подсчитать, что эта туманность находится слишком далеко за пределами Млечного Пути, следовательно, является «островом вселенной». Снимок любезно предоставлен обсерваторией Маунт-Уилсон.

Шепли не спешил расценивать новые данные так, как это сделал Хаббл, сообщил, что счел его письмо «самым увлекательным литературным опусом, какой мне попался впервые за долгое время», и предупредил, что цефеиды с периодичностью более 20 суток могут оказаться ненадежными показателями расстояния. Хаббл в ответ собрал новые данные, сделал снимки девяти переменных звезд в NGC 6822, затем еще двенадцати в Туманности Андромеды, три из которых оказались вожделенными цефеидами, а также сфотографировал еще пятнадцать переменных звезд в туманностях М33, М81 и М101. В очередном письме к Шепли Хаббл избрал дипломатичный метод, чтобы мягко подтолкнуть своего коллегу и бывшего соперника к смене парадигмы – «все нити сходятся в одной точке, так что не помешает начать задумываться о различных возможностях, которые это предвещает», имея в виду признание теории островов вселенной. В конце концов Шепли сдался, показал письмо Хаббла одному студенту-астроному из Гарварда и объявил: «Вот письмо, уничтожившее мою вселенную».[378] Вскоре после этого Шепли выступил в защиту теории островов вселенной, отказавшись от прежних убеждений ввиду новых и не внушающих сомнения данных.

Что же касается полученных Адрианом ван Мааненом данных о вращении туманностей, убедивших немало астрономов в том, что небулярная гипотеза верна, Хаббл пришел к выводу, что это скорее всего погрешность измерения: «В увязывании друг с другом двух наборов данных есть определенная прелесть, но несмотря на это я убежден, что об измеренном вращении следует забыть. Я впервые изучил результаты измерений и обнаружил в них явные указания на ошибку звездной величины как правдоподобное объяснение. Вращение выглядит притянутой интерпретацией».[379] Недоумевающий и раздраженный ван Маанен вернулся к своим фотопластинкам и сделал расчеты заново, а затем сообщил Шепли: «Я не нахожу ошибок для М33, для которой у меня собран лучший материал. Он выглядит настолько систематичным, насколько это возможно». Шепли в ответ дипломатично обратился к сравнению двух наборов данных и соответствующих теорий: «Я понятия не имею, чему верить, когда речь заходит об угловом движении, однако нет никаких сомнений в том, что цефеиды, обеспечивавшие Хабблу кривые периодичности блеска, настолько определенны, как мы слышали».

Таковыми они и оказались, и год спустя, когда во время интервью Шепли спросили, почему он так долго защищал данные ван Маанена по вращению, он ответил в третьем лице: «Всем интересно, почему Шепли так сплоховал. Дело в том, что… ван Маанен был ему другом, а он верил друзьям». Черта, достойная восхищения, хотя и способная затуманить суждения ученых, верных данным, но в итоге данные и теория должны затмить веру и дружбу.

Великий спор о небесных туманностях служит классическим примером в истории науки, показывающим, что со временем споры утихают, противоречия разрешаются благодаря более качественным данным и более исчерпывающей теории. Возможно, прогресс в науке достигается не так быстро, как нам хотелось бы, и ученые цепляются за излюбленные теории спустя долгое время после того, как данные указывают, что это делается напрасно (особенно если в деле замешана дружба), но в конце концов изменения происходят, парадигма меняется, революция свершается, продолжается совокупный прогресс, движение к более глубокому пониманию истинной сущности природы.

Куда мы двинемся дальше от теории островов вселенной? Что существует помимо наполняющих эту расширяющуюся вселенную островов-галактик?

Наука и величайшая неразгаданная тайна

Есть одна загадка, которая, как я вынужден признать, оказалась затруднительной для науки, а именно, вопрос о том, каким образом возникла наша вселенная. Эту загадку можно представить двумя способами: в одном случае ответить на нее невозможно, в другом у нее потенциально есть ответ (но он пока не найден). В первом случае вопрос ставится так: «Что существовало до начала нашей вселенной?» Или «Почему вместо ничто есть что-то?»

Подобная формулировка вопросов не только ненаучна, но и бессмысленна. Это все равно, что спрашивать «Каким было время до того, как началось время?» или «Что находится севернее Северного полюса?» Спрашивать, почему есть что-то вместо ничто, значит подразумевать, что «ничто» является естественным состоянием вещей, а «что-то» требует объяснений. А может, именно «что-то» – это естественное состояние вещей, а «ничто» – загадка, которую требуется разгадать. Как отмечал физик Виктор Стенджер, «современная космология полагает, что никакие законы физики не были нарушены при приведении вселенной к существованию. Показано, что сами законы физики соответствуют тому, чего следовало бы ожидать, если бы вселенная появилась из ничто. Вместо ничто существует что-то потому, что что-то обладает большей стабильностью».[380]

Ответ теиста на вопрос о существовании заключается в том, что Бог существовал еще до вселенной, а затем создал ее из ничто (ex nihilo) в единственный момент сотворения, как описано в книге Бытия. Однако сама концепция Бога, существующего еще до вселенной, а затем создающего ее, подразумевает временную последовательность. И с религиозной, и с научной точкек зрения время начинается с создания вселенной с большим взрывом, значит, Бог должен был существовать за пределами пространства и времени, следовательно, мы, как конечные существа, жизнь которых ограничена конечной вселенной, не в состоянии знать о такой сверхъестественной сущности, разве что она стала естественной и вошла в наш мир, чтобы творить чудеса.

Так или иначе, в этом понимании тайны мы ограничены языком и мыслительным процессом: так как наш мозг конечен и ограничен, мы не в состоянии охватить им, что в действительности означает «бесконечность», «ничто» или «вечность», и подобный мыслительный эксперимент приводит к парадоксам, переходящим в тавтологии, как в случае определения гравитации как свойства объектов притягиваться друг к другу и последующего объяснения, что объекты притягиваются друг к другу ввиду гравитации.[381] Это действительно парадокс – воспринимать вселенную как рождающую время и пространство, а затем спрашивать, что было до вселенной. А тавтология – это давать Богу определение как творцу вселенной, а затем объяснять, что вселенная – это творение Бога. Такие языковые и мыслительные головоломки не приведут нас к удовлетворительному ответу на вопрос. Хорошо передает подобный парадокс лимерик физика Георгия Гамова:

Вторая формулировка той же загадки дает ученым некий материал для работы: почему наша вселенная настроена таким образом, что в ней смогли появиться звезды, планеты, жизнь и разум? Это так называемая проблема точной, или тонкой, настройки, и на мой взгляд, – лучший аргумент существования Бога, которым располагают теисты. Даже нерелигиозных ученых поражает количество параметров, которые должны были сойтись, чтобы зародилась жизнь. Королевский астроном Великобритании сэр Мартин Рис в своей книге «Всего шесть чисел» (Just Six Numbers) описал суть проблемы, отмечая, что «наше появление из простого Большого взрыва зависело от шести «космических чисел», «точно настроенных» на возникновение материи и жизни.[382] Вот эти шесть чисел:

1.  (омега) = 1, количество материи во вселенной: если бы была больше 1, вселенная давно сколлапсировала бы, а если бы была меньше 1, галактики не сформировались бы.

2. (эпсилон) = 0,007, прочность связей атомных ядер: если бы эпсилон равнялся 0,006 или 0,008, материя в том виде, в котором она известна нам, не существовала бы.

3. D = 3, количество измерений, в которых мы живем: будь измерений 2 или 4, жизнь не существовала бы.

4. N = 10³⁹, соотношение электромагнитной силы к силе тяготения: чуть меньше нулей – и вселенная была бы слишком молодой или слишком маленькой, чтобы в ней эволюционировала жизнь.

5. Q = 1/100000, ткань вселенной: если бы Q была меньше, вселенная не имела бы никаких характерных особенностей, а если бы Q была больше, во вселенной преобладали бы гигантские черные дыры.

6. (лямбда) = 0,7, космологическая постоянная или сила антигравитации, которая заставляет вселенную расширяться с ускорением: будь больше, это помешало бы формированию звезд и галактик.

Точную настройку этих шести чисел (на самом деле их больше, но эти самые значительные), благодаря которым стала возможной жизнь, иногда объясняют антропным принципом, исчерпывающе объясненным физиками Джоном Барроу и Фрэнком Типлером в книге 1986 года «Антропный принцип в космологии» (The Anthropic Cosmological Principle): «Не только человек приспосабливался к вселенной. Вселенная адаптирована для человека. Представьте себе вселенную, в которой та или иная безразмерная физическая константа из числа фундаментальных меняется на несколько процентов в ту или другую сторону. В такой вселенной человек никогда не появился бы. Это и есть суть антропного принципа. Согласно ему животворный фактор находится в центре всего механизма и замысла мира».[383] Антропный принцип не дает ученым покоя, так как его противоположность, так называемый «принцип Коперника», гласит, что в нас нет ничего особенного. Сторонники теории разумного замысла, креационисты и теологи утверждают, что точная настройка и есть свидетельство разумного замысла божества, их гипотеза – антропный принцип. Я считаю, что есть как минимум шесть альтернативных вариантов этой гипотезе, лучше подтверждающих принцип Коперника.[384]

1. Вселенная не настолько точно настроена для жизни, поскольку большая часть вселенной – пустое пространство, а незначительное количество материи в виде звезд и планет преимущественно непригодно для жизни.

Так называемая проблема точной, или тонкой, настройки – лучший аргумент в пользу существования Бога, которым располагают теисты. Даже нерелигиозных ученых поражает количество параметров, которые должны были сойтись, чтобы зародилась жизнь.

2. Идея вселенной, точно настроенной для нас, – проблема космического шовинизма, более помпезного варианта того, что Карл Саган назвал «углеродным шовинизмом», или же веры, что основой жизни может быть только углерод. Отвергая космический шовинизм, мы видим, что в действительности не вселенная точно настроена на нас, а мы точно настроены на нее. Нам трудно уразуметь, каким образом различные физические явления способны порождать разные формы жизни, и тем не менее это возможно. Наука изучает природу жизни на протяжении всего четырех столетий, а эволюции понадобилось четыре миллиарда лет, чтобы создать жизнь. Эволюция умнее науки. С нашей стороны было бы чрезмерным упрощением утверждение, будто мы знаем наверняка, что при другом наборе законов жизнь не смогла бы эволюционировать.

3. Такие числа, как скорость света и постоянная Планка, на одном уровне являются произвольными числами, которые можно выбирать таким образом, чтобы в их отношениях с другими константами не было ничего случайного или загадочного. Кроме того, такие постоянные могут быть непостоянными в значительных промежутках времени, от Большого взрыва до настоящего, в итоге вселенная оказывается точно настроенной только в настоящем, но не раньше и не позже в своей истории. Физики Джон Барроу и Джон Уэбб называют такие числа непостоянными константами; они доказали, что скорость света, гравитация и масса электрона являются, в сущности, непостоянными во времени.[385]

4. Возможно, шесть магических чисел опираются на основополагающий принцип, который еще только предстоит узнать, когда будет открыта и выстроена теория Великого объединения. Вместо шести загадочных чисел появится только одно. А пока у нас нет всеобъемлющей теории физики, объединяющей квантовый мир субатомных частиц с космическим миром общей теории относительности, мы еще недостаточно знаем о природе нашей вселенной, чтобы совершать скачки за пределы этой природы. Космолог из Калтеха Шон Кэрролл отмечает: