Путеводитель зоолога по Галактике. Что земные животные могут рассказать об инопланетянах — и о нас самих: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Во-первых, наблюдения за невероятно высокоразвитым и сложным поведением таких животных, как шимпанзе и новокаледонские вороны, заставляют усомниться в том, что всякий интеллект в животном царстве проистекает из одной и той же общей способности. В 1960 г. Джейн Гудолл описала, как шимпанзе изготавливают орудия из палочек, чтобы добывать из гнезда термитов[68]. Своим открытием она пошатнула основы предполагаемой уникальности человека — мы были убеждены, что являемся единственным видом, использующим орудия! Открытие Джейн Гудолл выпустило джинна из бутылки. Новокаледонские вороны — достаточно невзрачные птицы, обитающие на острове Новая Каледония (владения Франции) на юге Тихого океана. Они тоже изготавливают орудия — берут прутики и с помощью клюва придают им нужную форму, чтобы приспособить для извлечения насекомых из древесных ходов. Более того, недавно было обнаружено, что эти вороны обладают еще более удивительной способностью. Они умеют делать орудия для изготовления других орудий. В экспериментах (правда, в лабораторных условиях) птицы использовали короткую палочку, чтобы добыть более длинную, необходимую, чтобы добраться до пищи. Эти вороны умеют также делать выбор между орудиями, которые подходят или не подходят для их целей, и даже могут клювом придавать орудиям различные формы, в зависимости от характера поставленной перед ними задачи[69]. Мы не только не единственные, кто изготавливает орудия, мы даже не единственные, кто использует при этом технологии.

Нет сомнений, что речь в этом случае идет об интеллекте. Но вспомним, что последний общий предок ныне использующих орудия шимпанзе и ворон жил 320 млн лет назад, в те времена, когда на суше царили леса гигантских папоротников и гигантские насекомые, в том числе стрекозы с почти метровым размахом крыльев. От этого общего предка происходят все млекопитающие от землеройки до кита, а также все современные рептилии и птицы. Если интеллект унаследован от общего предка, он должен присутствовать у всех (или хотя бы у большинства) потомков. Так почему же не все птицы, млекопитающие и рептилии настолько умны? Возможно ли, чтобы интеллект шимпанзе и новокаледонской вороны был унаследован от этого древнего предка, а огромное большинство других групп животных, включая ящериц, черепах, канареек, опоссумов и антилоп гну, его просто утратило?

Конечно, нет. Единственное правдоподобное объяснение состоит в том, что и шимпанзе, и вороны развили свой исключительный ум независимо, как и многие другие виды — в их числе дельфины, которые коллективно охотятся, загоняя рыбу на мелководье, обезьяны капуцины, разбивающие орехи камнями, и, конечно, мы, люди, со всеми нашими способностями к решению всевозможных проблем. Интеллект постоянно эволюционирует, приспосабливаясь к конкретным нуждам, — это не просто признак, унаследованный от живших на заре времен предков. Закономерности, которые мы наблюдаем, — неоднократное возникновение интеллекта в ходе эволюции для решения конкретных проблем в разных областях — убедительно свидетельствуют о том, что на разных планетах по всей Галактике у инопланетных животных тоже будет развиваться интеллект, способный решать их проблемы. Земные существа в этом смысле не уникальны.

Эта конвергентная эволюция интеллекта наводит на мысль о том, что у разных видов могут действовать разные механизмы. Вряд ли некий унаследованный общий интеллект привел к впечатляющим достижениям одновременно у ворон и шимпанзе — скорее эти два вида развили свои специфические способности из совершенно независимых элементов поведения, возможно, при участии разных систем чувственного восприятия мира или благодаря надстройкам над разными мозговыми структурами, не имеющими между собой ничего общего. Эта мысль приходится по душе биологам-эволюционистам, поскольку «общие» способности (тот же общий интеллект) труднее объяснить с эволюционной точки зрения, чем специализированные способности. Зачем животному в ходе эволюции приобретать способность что-то делать хорошо вообще, если оно может приобрести способность делать что-то конкретное гораздо лучше? Специалисты выполняют свою работу лучше, чем мастера на все руки, поэтому операции на мозге делает нейрохирург, а не терапевт. Следовательно, если воронам нужно извлекать насекомых из-под коры, они могут развить этот крайне специализированный навык использования и изготовления орудий, и он явно будет для них очень полезен. А вот вырабатывать умение приспосабливать орудие для ловли насекомых к другим ситуациям — ситуациям, с которыми ворона в жизни никогда не столкнется, — по-видимому, просто невыгодно. Если от этого не повышаются шансы на выживание самой вороны, численность и успешность ее потомства, то механизм, позволяющий этому умению сформироваться, просто не возникнет.

Вторая проблема, связанная с гипотезой, согласно которой общий интеллект является единой валютой интеллекта как такового (здесь, на Земле, и во всей Вселенной), заключается в том, что в основе многих видов поведения, которые мы расцениваем как признаки ума у животных, явно лежат отдельные и специфические механизмы работы мозга. Птицы обладают прекрасной способностью к обучению, это правда, и птичье пение очевидный тому пример, но птицы способны обучаться как минимум двум различным типам навыков, которые требуют двух разных типов интеллекта.

Многие виды певчих птиц обладают врожденной способностью петь, но, если выкармливать птенцов, не позволяя им услышать песни других особей, они вырастут, так самостоятельно и не научившись петь по-настоящему. Ясно, что пению они должны учиться. Некоторые виды способны на самые удивительные достижения песенной аранжировки, они запоминают мелодии огромной сложности, состоящие из сотен различных элементов. Когда я работал в Университете Теннесси, всякий раз по пути на работу я невольно останавливался послушать несравненные концерты многоголосого пересмешника. Эта птица имитирует песни десятков видов других птиц, если не целой сотни. Один самец может пропеть несколько колен песни странствующего дрозда, затем переключиться на пение голубой сойки, затем — каролинского крапивника, потом — поползня, и так до бесконечности. Подобное поведение не запрограммировано генетически — каждый самец заучивает песни тех птиц, которых он слышит поблизости, пока подрастает. Это, безусловно, впечатляющий уровень обучаемости, а значит, интеллекта.

Однако многие виды птиц обладают способностями к запоминанию и обучению, природа которых существенно иная. Некоторые птицы, обитающие в условиях теплого лета и холодной зимы, собирают пищу, когда она доступна, а затем прячут или запасают ее в различных местах, чтобы обеспечить себе ресурс на голодный сезон. Черношапочная гаичка, обитающая в Скалистых горах Северной Америки, может запрятать буквально тысячи сосновых семян в разных точках и затем, через несколько недель, забирать их поочередно. Удивительные возможности памяти, явно превосходящие человеческие. А изучение крохотного мозга этих поразительных созданий показывает, что, какие бы процессы ни происходили в их умишках, эти процессы совсем не похожи на те, которые задействованы при заучивании песен.

Известно как минимум, что за запоминание местоположения спрятанной пищи у птиц отвечает не та же часть мозга, что за обучение песням. Пение связано с небольшой специализированной структурой мозга, которой нет у других видов, не столь одаренных в музыкальном отношении, что неудивительно, — ведь если они не поют, значит, она и не нужна. Напротив, способность запоминать, где спрятана еда, может быть важна для всех видов и связана, по-видимому, с гиппокампом — отделом мозга, который есть у всех позвоночных, включая человека. У особей, выделяющихся своей способностью запоминать местоположение запасов, этот отдел увеличен. Есть весьма интригующие данные, что среди людей увеличенным гиппокампом обладают лондонские таксисты, которым приходится держать в голове все возможные маршруты по многочисленным улицам столицы. Инопланетные существа с совершенно иным строением мозга (вряд ли у них имеется гиппокамп) могут обладать специфическими способностями к научению, с которыми будут связаны столь же специфические и неизвестные нам области мозга, сформировавшиеся в ходе эволюции специально для этих целей.

Итак, в отличие от общего интеллекта, эволюцию специализированных способностей к научению, с точки зрения биологов, объяснить весьма просто: гаичке, которая запоминает больше мест, где спрятаны семена, в меньшей степени угрожает голодная смерть зимой. Нет сомнения в том, что появление интеллекта, заточенного под конкретную цель, неизбежно, и он, безусловно, существует на любой планете. Так следует ли нам отбросить любые представления об общем интеллекте и утверждать, что интеллект каждого животного есть то, что специфично для его вида и его экологической ниши? Может быть, определение универсальных признаков интеллекта — мираж, за которым не стоит гнаться?

Наиболее убедительное объяснение состоит в том, что общий интеллект возникает в ходе эволюции для того, чтобы интегрировать различные типы специализированного интеллекта. Некоторые животные демонстрируют по-человечески умное поведение, когда, подобно нам, воспринимают множество разнообразных факторов окружающей среды и обрабатывают эти данные самыми разными способами, приходя к обобщенному выводу. Ученые все чаще рассматривают иерархическую модель интеллекта, в которой различные способности интегрируются на различных уровнях. Каждая из этих способностей — помнить, где спрятаны семена или как петь песню, — сама по себе продукт давления отбора. Однако, если условия окружающей среды особенно непредсказуемы, каждая из этих способностей может быть задействована в комбинации с другими, и благодаря синергетическому эффекту полученный результат будет больше, чем просто сумма его компонентов.

Я убежден, что это оптимальный подход, позволяющий предвидеть, какой интеллект мы встретим на других планетах. Инопланетные животные, скорее всего, будут обладать специализированными способностями, аналогичными тем, что есть у наших животных, конечно, в том случае, если экологические условия на этих планетах будут аналогичны земным. На планете с сезонным климатом животные будут запасать пищу. На планете, где пища труднодоступна, они будут использовать орудия. Но инопланетянам, которых мы обычно называем «разумными» — то есть теми, чье технологическое развитие позволяет им вступить с нами в контакт, — в ходе эволюции пришлось бы интегрировать специализированные способности и научиться применять их к новым, уникальным ситуациям. Существа, которые смогут объединить умение запасать пищу с умением изготавливать орудия — осознавая при этом, что и то и другое дает им принципиально иные возможности, чем просто возможность прятать семена или выуживать личинок, и станут теми, кто рано или поздно сумеет построить космический корабль.

Инопланетяне: ученые и математики

Мы, ученые, склонны ожидать, что инопланетяне тоже окажутся учеными и математиками, и к тому же более передовыми и талантливыми, чем мы сами. Как в противном случае они сумеют построить космический корабль, чтобы до нас добраться, или радиотелескоп, чтобы посылать нам сообщения? Научная фантастика, похоже, разделяет эту точку зрения, хотя в книгах и фильмах эти инопланетные ученые чаще всего проводят эксперименты над беззащитными людьми, вместо того чтобы бескорыстно делиться с ними сокровищами своих знаний. Но мне знакомы философы, убежденные, что инопланетяне непременно окажутся философами. Интересно, считают ли электрики и сантехники, что для инопланетных цивилизаций ремесло электрика или сантехника так же жизненно важно, как и для нашей?

Предвзятость в выборе методов и оценке результатов исследований, обусловленная социокультурной принадлежностью самих ученых, имеет долгую историю в науке. Но независимо от того, есть ли у инопланетян водопровод или центральное отопление, законы физики и математики для них и для нас одни и те же. Разве это не могло бы послужить общей почвой, на которой наша и инопланетная цивилизация нашли бы взаимопонимание? Многие из открытий, сделанных и человеческими, и инопланетными учеными, скорее всего, окажутся одинаковыми, так же как и теоремы, выведенные инопланетными и земными математиками. Если это утверждение верно, то не можем ли мы использовать фундаментальные идеи логики, математики и естественных наук, чтобы наладить общий канал коммуникации между нами и инопланетянами, даже если мы во всем остальном отличаемся от них?

Конечно, такие идеи выдвигаются с тех пор, как ученые и философы стали всерьез рассматривать возможность внеземной жизни. В 1980-е гг. американский астроном Карл Саган ярко и убедительно писал о том, как инопланетные цивилизации могли бы использовать математические принципы, чтобы установить с нами контакт[70], и самолично (совместно со своей женой Линдой Саган и Фрэнком Дрейком, «отцом» программы поисков внеземного разума) выступил с идеей отправить послание инопланетянам, оснастив специальными табличками два небольших космических аппарата «Пионер-10» и «Пионер-11», которые в начале 1970-х гг. были отправлены за пределы Солнечной системы. Рядом с изображением двух человеческих фигур — мужчины и женщины — на металлической пластинке лучами показано расположение четырнадцати ближайших ярких пульсаров и расстояние от Солнца до них, а рядом приводятся математические сведения об их уникальных периодах вращения. Любая цивилизация, обнаружившая пластину, сможет узнать местоположение Солнечной системы по этой «карте». Так что, возможно, математика сможет помочь нам не только в поисках внеземного разума, но и в составлении посланий, которые мы будем отправлять в космос, сообщая его обитателям, что мы тоже разумны.

С 1960-х гг. в научном мире принято считать, что математика — универсальный язык, который неизбежно окажется общим для нас и для любой инопланетной цивилизации. В конце концов, законы математики воистину универсальны. Если мы попытаемся при общении с инопланетянами опираться на эти законы, то, по крайней мере, можем быть уверенными, что наша информация не покажется им бессмыслицей. У треугольника три стороны как здесь, так и на альфе Центавра. Мы можем заявить о своей разумности другой расе, продемонстрировав наше знание фундаментальных математических констант, таких как число π — соотношение между окружностью и диаметром. Нам самим это соотношение известно с начала нашей письменной истории; древние вавилоняне и египтяне были знакомы с этим понятием, пусть и не умели точно вычислять значение числа π. Есть нечто привлекательное в идее, что мы можем транслировать абстрактные математические понятия, будучи уверенными в том, что, независимо от различий в языке и форме тела, от того, живем ли мы на суше, в воде или в жидком метане, размером ли мы с человека, блоху или планету, воспринимаем ли мы мир с помощью зрения, слуха или электрических полей — математические принципы, без сомнения, работают одинаково для всех нас. Следовательно, эти принципы будут сразу же понятны инопланетной расе и послужат признаком того, что где-то еще во Вселенной есть разумная жизнь.

Впрочем, некоторые философы сомневаются, что математика — абсолютно универсальный язык общения, своего рода lingua franca Вселенной[71]. В частности, наши представления о математике ограничены самими физическими свойствами нашего мира. Мы так привыкли к трехмерному миру, что редко задумываемся о том, насколько будет чужда его математика миру двумерному. Существа размером с муравья, живущие на поверхности маленького шарика, сочтут нашу математику совсем не похожей на свою. Муравей может обойти вокруг своей планетки, воспринимая ее как плоскую поверхность — хотя нам видно, что он на самом деле передвигается по трехмерной сфере. А в мире, где можно ходить только по поверхности сферы (допустим, рыть ходы в ней нельзя), число π не равняется привычным нам 3,14159265… Возьмем точку на экваторе нашей воображаемой муравьиной планеты и окружность, проведенную через ее северный и южный полюса. Наш муравей может обойти свой мир по «окружности» через северный и южный полюса и вернуться в отправную точку. Но «диаметр» этого мира для муравья — путь, перпендикулярный «полярному» маршруту: вдоль экватора к его самой удаленной точке. Этот отрезок, проходящий по экватору, составляет ровно половину окружности планеты, так что в этом случае π=2!

Что касается людей, наш специфический интеллект сформировался в ходе эволюции на равнинах африканских саванн для решения проблем, характерных для африканской саванны[72]. Мы умеем ловить теннисный мяч, не решая при этом уравнений движения Ньютона, поскольку навыки бросать и ловить развились у нас естественным образом — мы в течение многих поколений бросали копья и ловили животных. Но слепой крот, живущий под землей, может совершенно не понимать, что такое «ловить», и даже не представлять, что это понятие вообще существует, пока какой-нибудь крот-математик, способный к абстрактным озарениям подобно Эйнштейну, не разработает уравнения движения на чисто теоретической основе. Нам трудно воспринимать идеи, лежащие вне нашего чувственного опыта, а чувственный опыт инопланетян, скорее всего, будет непохож на наш.

Помимо ограничений физической среды, развитие математических наук на Земле было обусловлено техническими задачами: усовершенствовать конструкцию храмов (стены должны располагаться под прямым углом к полу), акведуков (арочные пролеты должны обеспечивать устойчивость), катапульт (нужно рассчитать баллистические траектории бросаемых камней), а позже боевых самолетов и атомных бомб, и за всем этим стоят легионы ученых и инженеров. При наших воинственных наклонностях история математических открытий определяется нашим желанием как строить сооружения, так и разрушать их. У мирной инопланетной расы может не возникнуть идея разработки баллистического оружия, а у расы, не имеющей религии, могут так и не развиться технологии строительства величественных храмов. Математические принципы, кажущиеся нам фундаментальными и очевидными, могут иметь гораздо меньше значения для инопланетян, которые достигли своей «разумности» совсем иным путем.

А как насчет элементарной арифметики? Должны ли все разумные инопланетяне, например, уметь считать? Даже если у них нет пальцев или аналогичных органов? Как вообще на Земле эволюция породила математические способности и насколько вероятно, что они будут развиваться похожим эволюционным путем на других планетах?

Эволюция математических способностей

Способность различать понятия «много» и «мало» явно дает животному огромные эволюционные преимущества. Если вы можете определить, где «много» пищи и где «много» хищников, ваша вероятность выжить повышается. Поэтому неудивительно, что едва ли не все животные на всех уровнях развития обладают этой способностью. Однако умение отличить большую кучу еды от маленькой кучки еще не математика. Возможно, вы просто ощущаете более сильный запах от большой кучи или же она занимает бо́льшую область вашего поля зрения, подавая более сильный визуальный сигнал: «иди сюда».

Различие между простой реакцией на сенсорный стимул (пониманием, что с одной стороны запах сильнее, чем с другой) и подлинным умением считать в какой бы то ни было форме (пониманием, что с одной стороны число предметов больше, чем с другой) представляет собой значительный эволюционный шаг. В ходе лабораторных экспериментов ученые искали способы проверить реальные способности животных к счету и отделить умение считать от чувственного восприятия. В итоге на примере нескольких далеких друг от друга видов, от рыб до голубей и обезьян, было показано, что многие животные способны улавливать разницу в числе, а не просто разницу в приблизительном количестве. Хотя до «математики» в нашем понимании здесь еще далеко, эта способность фактически лежит в основе математической компетенции. Вряд ли животное или инопланетное существо сможет развить способность производить сложные математические расчеты, не приобретя сначала базовый навык счета. Наши собственные поразительные возможности в области алгебры, математического анализа и статистики, вероятно, смогли развиться лишь потому, что наши предки умели увидеть разницу между двумя львами и пятью.

Следующая ступень за базовым представлением о количестве — эволюционные преимущества которого вполне очевидны — представление о «числе» как таковом. Это огромный скачок в развитии интеллектуальных способностей, и его гораздо труднее объяснить с эволюционной точки зрения. Если я умею различать «много львов» и «мало львов», так ли уж мне надо точно знать, что передо мной именно три льва? Как таковая, способность различать конкретные числа не так уж распространена среди животных, но и не отсутствует полностью. Эксперименты прежних лет показали, что крыс можно научить дергать за рычаг определенное количество раз, чтобы получить вознаграждение: если дернуть три раза, то получишь лакомство, если четыре — нет. Животные, по-видимому, понимали, что они должны проделывать это определенное число раз, а не руководствоваться простым принципом «больше значит лучше».

Конечно, можно отнестись с некоторой долей скептицизма к поведению крыс в лаборатории: мы уже убедились, что путем ассоциативного научения можно добиться от животного выполнения любого вида заданий, хоть катания на скейтборде. Может быть, это какой-то побочный продукт интенсивного обусловливания, как при обучении цирковых слонов делать вещи, совершенно несвойственные слонам? Хотя интенсивное обусловливание может продемонстрировать, что животные теоретически способны выполнять «интеллектуальные» задачи, этот метод мало что говорит нам о том, действительно ли эти способности развились, чтобы дать им эволюционное преимущество в дикой природе. Напомню, что наша цель — найти универсальные пути к интеллекту, одинаковые для животных нашей планеты и обитателей чужих миров. Нас интересует эволюционная функция интеллекта, а не трюки, которые умеют выполнять животные ради нашего развлечения.

Другие эксперименты, проведенные в более естественных условиях, показывают, что у некоторых, весьма немногих видов все же есть довольно впечатляющие способности к счету. Шимпанзе можно обучить распознавать цифры и связывать их с количеством, которое они обозначают. Это гораздо более убедительное доказательство математических способностей, но поскольку шимпанзе — наши ближайшие родственники, этих данных недостаточно, чтобы судить о том, насколько широко такие способности могут быть распространены на Земле и тем более во Вселенной. Шимпанзе, в конце концов, не так уж сильно отличаются от людей.

В то же время некоторые животные, от которых вряд ли можно было бы этого ожидать, проявляют почти человеческие способности к счету, как, например, попугай жако по имени Алекс. В 1980–1990-е гг. психолог Айрин Пепперберг, профессор Гарвардского университета, занялась главной проблемой, возникающей при исследовании интеллекта животных, — невозможностью спросить их, что они думают, — и подошла к этому с другой стороны, попросту научив Алекса говорить[73]. Причем не только повторять человеческие слова, но и понимать смысл простых предложений и общаться, ведя внятные, осмысленные диалоги на уровне пятилетнего ребенка. Результаты были ошеломляющими. В целом ряде строгих, тщательно контролируемых экспериментов Алекс не только смог правильно определить и объяснить наличие предметов, различных по цвету, форме и материалу, но и сосчитать их. Он не просто механически перечислял «раз, два, три», но определял количество показанных ему предметов, даже когда их признаки намеренно путали. Например, Алексу показывали поднос, на котором лежали: один оранжевый мелок, две оранжевые деревянных дощечки, четыре фиолетовые дощечки и пять фиолетовых мелков (обратите внимание, что форма, цвет и материал предметов частично совпадают). Затем его спрашивали: «Сколько фиолетовых деревяшек?» — и он давал правильный ответ: «Четыре». Разумеется, это замечательная возможность исследовать когнитивные способности животного напрямую, задавая ему вопросы, вот только выпадает она исключительно редко. И тем не менее это реальный пример животного, несомненно обладающего навыком счета. Но что это может рассказать нам об эволюции математических способностей на Земле?

Как и шимпанзе, которые распознают цифры, попугаи жако обладают исключительными когнитивными способностями. О них без колебаний можно сказать, что они умны. Конечно, их пример едва ли можно считать типичным для множества видов животных на Земле. Тем не менее на нашей планете в процессе эволюции появились виды, обладающие интеллектом, — шимпанзе, попугаи, мы сами, а значит, другие животные, по крайней мере потенциально, тоже могут им обладать. Но как он появился и какие эволюционные шаги могут превратить животных с арифметическими способностями, как у золотой рыбки (то есть простейшими), в выдающихся математиков, подобных нам, людям? Когда и как предки людей стали принципиально отличаться от новокаледонских ворон и у них развился интеллект, который не просто превосходил возможности их собственных предков, а оказался качественно иным? Почему это произошло? Под каким давлением отбора возникли эти изменения? Почему математическими способностями обладают лишь немногие — и все же не единственный — виды животных? Нам необходимо найти ответы на все эти вопросы, если мы хотим оценить вероятность появления на других планетах существ с таким же или по крайней мере подобным интеллектом.

[68] Джейн Гудолл. Через окно: Тридцать лет моих наблюдений за шимпанзе в Гомбе (Through a Window: My Thirty Years with the Chimpanzees of Gombe, Jane Goodall, 2010).

[69] Акерман Дж. Эти гениальные птицы. — М.: Альпина нон-фикшн, 2018.

[70] Саган К. Контакт. — М.: Альпина нон-фикшн, 2021.

[71] Статья Дугласа Вакоча «Коммуникация с другим» (Communicating with the other’) в сборнике «Последствия открытия внеземной жизни» (The Impact of Discovering Life Beyond Earth) под ред. Стивена Дика.

[72] Цит. по: Докинз Р. Слепой часовщик / Пер. с англ. А. Гопко. — М.: CORPUS, 2015.

[73] Айрин Пепперберг. Эксперименты с Алексом: Когнитивные и коммуникативные навыки попугаев жако (The Alex Studies: Cognitive and Communicative Abilities of Grey Parrots by Irene Pepperberg, 2002).