Инопланетяне глазами науки: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

По всей Земле инопланетные корабли начинают невероятную атаку. Длина инопланетных рейдеров составляет 15 миль (24 км), а длина корабля-матки — 200 миль (322 км), и ни то, ни другое невозможно уничтожить никаким земным оружием.

Перед вами появляется инопланетянин (рис. 1.1). Наверное, это дурацкая шутка. Если это существо эволюционировало в чужом мире, почему оно должно выглядеть таким гуманоидным? Инопланетянин стоит прямо и двусторонне симметричен — то есть, его левая и правая стороны выглядят одинаково. У него есть пальцы, по две суставчатых ноги и руки, голова с двумя глазами и большой череп.

1.1 Инопланетянин из фильма «День независимости». У инопланетянина выпрямленное положение тела и он двусторонне-симметричен. У него есть пальцы, две суставчатых ноги и руки, а также голова с двумя глазами. Дополнительные змееподобные отростки являются частью его биомеханической брони. (Рисунок Кена ДеФриза.)

Несмотря на странную внешность инопланетянина, с расстояния 50 ярдов в сумерках вы могли бы принять его за человека. Но это кажется несколько нереалистичным. На самом деле, лишённый своей биомеханической брони, инопланетянин выглядит более человекоподобным, чем земной лемур, с которым у нас более 95 процентов общего генетического материала.

Писатели-фантасты рассмотрели в своих книгах гораздо большее разнообразие инопланетных форм жизни, чем Голливуд когда-либо сможет открыть в кино, потому что голливудский инопланетянин должен вызывать мгновенное эмоциональное воздействие; для этого требуется дизайн, основанный на узнаваемых выражениях человеческого лица, выражающих угрозу. По сути, довольно характерно, что многие из «злых» голливудских инопланетян, начиная с «Войны миров» 1953 года, выглядели злыми и сумасбродными, или же какими-то сексуально озабоченными существами с лицом, напоминающим череп. На самом же деле, если мы когда-нибудь встретим настоящих инопланетян, то, глядя на них, нам будет сложно понять их настроение.

Лучший способ строить предположение о том, как могла бы появиться инопланетная жизнь, — это рассмотреть эволюцию формы животных на Земле. Идея о том, что эволюция инопланетян приведёт к появлению существ, похожих на нас, несколько натянута — несмотря на тот факт, что в сериале «Звёздный путь» мистер Спок выглядит почти как мы, хотя родился на планете Вулкан от отца-вулканца. Мать мистера Спока была человеком, но его отец, который родом с совершенно другой планеты, каким-то образом смог оплодотворить её — что менее вероятно, чем ваша или моя способность спариваться с нашими близкими эволюционными родственниками вроде осьминогов и кальмаров. Точно так же лица инопланетян из «Причастия» Уитли Стрибера, а также тех, кого рисуют люди, утверждающие, что их похитили инопланетяне, отдалённо напоминают наши собственные. У этих существ, как и у инопланетян в фильме Стивена Спилберга «Близкие контакты третьей степени», большие гладкие головы и огромные чёрные глаза. Опять же, они также слишком человекоподобны, если принимать во внимание совершенно разные эволюционные пути, которые мы ожидали бы для разных миров. Очевидно, что производственные затраты в Голливуде можно снизить, если инопланетяне будут просто людьми, носящими сложные маски и грим с капающей слизью. Почему же так получается, что многие из недавно созданных голливудских инопланетян оказываются мокрыми — может ли слизистая жижа указывать на околоплодные воды, слизь, потрошение или опасные жидкости организма? Возможно, все эти слюни инопланетян напоминают нам о бешеных животных, и потому их следует опасаться.

В нашей реальной вселенной существует множество причин, по которым маловероятно, что инопланетяне примут человеческий облик. С одной стороны, различные темпы и направления эволюции на Земле и тот факт, что многие виды существ вымерли, показывают, что не существует целенаправленного пути от одноклеточных организмов к разумному человеку. Если исходные условия на Земле будут лишь чуть-чуть иными, эволюция не породила бы людей. Иными словами, эволюция настолько чувствительна к небольшим изменениям, что если бы мы перемотали назад «ленту» эволюции и повысили исходную общую температуру Земли всего лишь на один градус, человечества бы не существовало. Огромное разнообразие современной жизни представляет собой лишь малую толику от возможного. Более того, если бы люди были уничтожены сегодня, они больше не возникли бы. Это означает, что в другом мире не возникнут те же генетические системы и гены. Это также говорит о том, что найти другую планету с людьми, динозаврами или обезьянами ещё менее вероятно, чем обнаружить у берегов Нью-Джерси остров, на котором туземцы говорят по-английски, но с мордами, похожими на собачьи.

Эволюция на Земле многое говорит нам о возможных формах инопланетян. Хотя каждая из особенностей должна отличаться, существуют наборы общих проблем и общие решения этих проблем, которые применимы к жизни в чужих мирах. В ходе истории Земли всякий раз, когда перед формами жизни возникала проблема, требующая решения, они решали её удивительно схожими способами. Например, три совершенно не родственных друг другу животных — дельфин (млекопитающее), лосось (рыба) и ихтиозавр{6} (вымершая рептилия) — все они плавали в прибрежных водах и делали броски в поисках мелкой рыбы для еды. Эти три существа имеют очень мало общего друг с другом биохимически, генетически или эволюционно, но у них всех сходная внешность. На первый взгляд они кажутся не более чем живыми, дышащими торпедами. Хотя биологически они совершенно различны, у них у всех в ходе эволюции возникло обтекаемое тело, помогающее им быстро передвигаться по воде. Это пример конвергентной эволюции, и мы могли бы ожидать, что водные инопланетяне, которые питаются более мелкими и быстро движущимися инопланетными существами, также будут обладать аналогичными обтекаемыми телами.

В случае конвергентной эволюции успешные решения возникают независимо в разных линиях животных, в разное время и в разных местах. Причина сходства решений очевидна: животные сталкиваются с похожими экологическими проблемами и справляются с ними сходным образом, потому что данное решение успешное. Мой любимый пример — это цепкие (хватательные) хвосты, которые развились у всех перечисленных ниже существ: опоссумов, хамелеонов, морских коньков, бинтуронгов (похожих на кошку хищников, обитающих в густых лесах Южной Азии), кинкажу (центральноамериканских енотов), панголинов и тамандуа (муравьедов), южноамериканских древесных дикобразов, Aneides (род древесных амфибий), поссумов (австралазийских сумчатых) и некоторых обезьян. Сходные потребности у этих очень различных животных вызвали сходный ответ в строении и функции хвоста.{7} Эти универсальные решения будут обнаружены и на других планетах, где есть жизнь.

Единственный шанс найти инопланетян, которые выглядят в точности как мы, находится в параллельных вселенных — в мирах, которые напоминают наш собственный и, возможно, даже каким-то неуловимым образом занимают то же пространство, что и наш собственный. Хотя концепция мультивселенной может показаться надуманной, такую возможность рассматривали серьёзные физики. Например, физик Джон Уилер из Принстонского университета предположил, что во время Большого взрыва, создавшего нашу вселенную, возникло множество вселенных. В большинстве этих вселенных законы физики отличны от наших, и их, вероятно, было бы невозможно наблюдать. Кроме того, в докторской диссертации Хью Эверетта III «Формулировка относительного состояния квантовой механики» (перепечатана в июльском номере журнала “Reviews of Modern Physics” за 1957 год) излагается противоречивая теория, согласно которой в каждый момент времени Вселенная разветвляется на бесчисленные параллельные миры; это называется «многомировой» интерпретацией квантовой механики. Однако человеческое сознание работает таким образом, что оно осознаёт лишь одну вселенную в один момент времени. «Многомировая» теория утверждает, что всякий раз, когда вселенная сталкивается с выбором пути на квантовом уровне, она фактически реализует обе возможности, разделяясь на две вселенные. Эти вселенные часто описываются как «параллельные миры», хотя, с математической точки зрения, они ортогональны, то есть, расположены под прямым углом друг к другу. Согласно многомировой теории, существует бесконечное число вселенных; если это верно, то возникают всевозможные жуткие миры, где правдой должно быть практически всё. Существует вселенная, где сказки правдивы: настоящая Дороти живет в Канзасе и ей снится Волшебник страны Оз; настоящие Адам и Ева живут в Эдемском саду, а похищения инопланетянами действительно происходят всякий раз. Теория также подразумевает существование бесконечного числа вселенных, настолько странных, что мы не смогли бы их описать. Мои любимые рассказы о параллельных мирах — это рассказы Роберта Хайнлайна. В его научно-фантастическом романе «Число зверя» есть параллельный мир, похожий на наш, за исключением того, что в английском языке отсутствует буква «J». К счастью, у главных героев книги есть устройство, которое позволяет им исследовать параллельные миры, не выходя из своего высокотехнологичного транспортного средства. И напротив, главный герой романа Хайнлайна «Иов» бесконтрольно перемещается по параллельным мирам. И как только он зарабатывает немного денег в одной Америке, он переезжает в немного иную Америку, где его деньги больше не являются действующей валютой, что делает его жизнь всё более невыносимой.

Теория множества миров предполагает, что некое создание, существующее вне пространства-времени, видело бы все мыслимые развилки, все возможные четырёхмерные пространства-времена как существовавшие всегда.{8} Как это существо могло бы управляться с таким знанием и не сойти с ума? Бог увидел бы все Земли: те, где ни один житель не верит в Бога, те, где все жители верят в Бога, и всё, что находится между ними. Согласно теории множества миров, существовали бы вселенные, где Иисус был сыном Божьим, вселенные, где Иисус был сыном дьявола, и вселенные, где Иисуса не существовало.

Значительная часть многомировой интерпретации Эверетта относится к событиям на субмикроскопическом уровне. Например, теория предсказывает, что всякий раз, когда электрон либо перемещается на новый энергетический уровень, либо не может этого сделать, создаётся новая вселенная. В настоящее время неясно, в какой степени квантовые (субмикроскопические) теории воздействуют на реальность на макроскопическом, человеческом уровне.

Симметрия у инопланетян

Наверняка возможно, что тело инопланетянина может обладать внутренними органами, подобными органам его земных аналогов, потому что тела инопланетян должны будут выполнять функции, с которыми успешнее всего справляются специализированные ткани. Например, у инопланетян могут быть пищеварительная и выделительная системы, транспортная система для распределения питательных веществ по организму и специализированные органы, облегчающие передвижение. Эволюционное давление, вероятно, привело бы к появлению таких знакомых экологических классов и явлений, как плотоядные и травоядные существа, паразиты и полезные симбиотические отношения. Инопланетяне, демонстрирующие какие-то технологические возможности, будут обладать придатками, сравнимыми с руками и ногами, чтобы манипулировать предметами. Технологически развитые инопланетяне также должны обладать органами таких чувств, как зрение, осязание или слух, хотя конкретная природа органов чувств, которые эволюционируют в другом мире, будет зависеть от окружающей среды. Например, у некоторых инопланетян могут быть глаза, чувствительные к инфракрасной или ультрафиолетовой области спектра, потому что чувствительность такого рода имеет значение для выживания в данном мире. Существа, проявляющие некоторые из этих основных тенденций развития, сильно отличались бы от нас, обладая различными возможными типами симметрии, и ещё они могли бы быть размером с тираннозавра или с мышь, в зависимости от силы тяжести и других факторов.

Для биолога симметрия означает упорядоченное повторение частей животного или растения. Часто симметрией считают положение частей тела с противоположных сторон относительно разделительной линии или распределённых вокруг центральной точки или оси. Некоторые из самых успешных форм жизни на Земле обладают двусторонней симметрией — это означает, что животное делит на симметричные половины лишь одна плоскость симметрии. (Например, можно разделить человека вертикальным разрезом и получить два похожих друг на друга куска.) Двусторонняя симметрия характерна для подавляющего большинства животных, включая насекомых, рыб, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих и большинство ракообразных (рис. 1.2).

1.2 Мечехвосты и различные виды их вымерших предков (трилобитов) — все они обладают двусторонней симметрией.

Оказалось, что наши предки были водными животными. Если инопланетяне также произошли от водных видов, они тоже могут обладать двусторонней симметрией, потому что это удачный способ создать обтекаемое мускулистое тело для ловли пищи и бегства от хищников в воде — особенно по сравнению с медлительными формами жизни с радиальной симметрией, такими как более пассивные морские звёзды, морские ежи и медузы (см. рис. 1.3). При радиальной симметрии тело обладает в целом цилиндрической или чашеобразной формой с центральной осью, от которой части тела расходятся в стороны, или вдоль которой они расположены упорядоченным образом.

1.3 Различные виды дискомедуз (Semaeostomeae, отряд медуз), обладающие радиальной симметрией.

От «Звёздного пути», «Секретных материалов», «Дня независимости» и «Марс атакует» до «Людей в чёрном» — в большинстве своём авторы телевизионной и голливудской научной фантастики создавали для своих сюжетов двусторонне-симметричных существ. Однако иногда авторы научной фантастики предлагают радиальные формы, которые довольно интересно рассмотреть поподробнее. Например, в «Воспоминаниях женщины-космонавта» (“Memoirs of a Spacewoman”) Наоми Митчисон описаны «радиаты», разумные пятирукие существа, напоминающие морских звёзд (рис. 1.4), которые живут в деревнях, состоящих из длинных низких зданий с потолками, которые украшены грибами, растущими по спирали. Радиаты не мыслят в терминах двойственности, вместо этого у них пятизначная система логики.

1.4 Радиаты из романа Наоми Митчисон «Воспоминания женщины-космонавта». (Рисунок Мишель Салливан.)

Другим потрясающим радиально-симметричным существом из научной фантастики является абьерменцы из «Огненного цикла» Хола Клемента (рис. 1.5). Эти существа с шестью щупальцами живут на планете, вращающейся вокруг сложной системы из двух солнц, которая порождает колеблющиеся циклы холодной и тёмной погоды. Абьерменцы живут в течение 65-летнего периода, когда температура на их планете высокая. Когда их планета вступает в свой 65-летний холодный период, все абьерменцы гибнут, оставляя споры в телах разумных существ, которые господствуют на планете в холодные годы. Когда возвращаются жаркие годы, холодная жизнь, в свою очередь, умирает, закладывая свои репродуктивные споры в тела следующего поколения абьерменцев. Поскольку ради своего существования расы нуждаются друг в друге, они добровольно согласились на колеблющиеся циклы жизни и смерти, и ни одна из рас не уничтожает чужие артефакты.

1.5 Абьерменец из «Огненного цикла» Хола Клемента. (Рисунок Мишель Салливан.)

Давайте на мгновение представим себе инопланетянина, обладающего двусторонне-симметричным телом. Что мы можем предположить о строении его систем органов? На каждой стороне двусторонне-симметричного тела человека есть глаз, ухо, ноздря, сосок, нога и рука. Под кожей наши внутренности не показывают такой замечательной симметрии. Сердце расположено в левой части грудной клетки, печень — в правой. В правом лёгком больше долей, чем в левом. Биологи, пытающиеся объяснить происхождение лево-правой асимметрии, недавно обнаружили несколько генов, которые предпочитают работать лишь на одной стороне развивающегося эмбриона. Без этих генов внутренние органы и кровеносные сосуды развиваются неправильно, что обычно приводит к летальному исходу. Мутации в этих генах помогают объяснить случаи рождения детей с внутренними органами, находящимися в зеркальном положении относительно оси тела, — врожденный дефект, вызывающий на удивление мало медицинских проблем.{9}

Если не считать радиальной симметрии, внешняя форма мало связана с анатомией внутренних органов, поскольку животные с очень разным анатомическим строением могут обладать одним и тем же типом симметрии. Следовательно, мы бы не стали ожидать, что анатомия внутренних органов двусторонне-симметричного инопланетянина обязательно будет напоминать нашу собственную.

Однако мы могли бы ожидать, что у разумных инопланетян пищеварительная система будет напоминать трубчатую структуру, поскольку мы очень часто наблюдаем это на Земле во множестве различных сред обитания. Например, у большинства земных животных выше уровня стрекающих и плоских червей есть полноценный пищеварительный тракт, то есть трубка с двумя отверстиями — ртом и задним проходом.{10} У такой системы есть очевидные преимущества по сравнению с гастроваскулярной полостью — мешковидным образованием с одним отверстием, которое обнаруживается у плоских червей.[4] Например, при наличии двух отверстий пища может двигаться в одном направлении по трубчатой системе, которая может разделяться на ряд обособленных отделов, каждый из которых предназначен для выполнения особой функции. Отдел может специализироваться на механическом измельчении крупных кусков пищи, на её временном хранении, ферментативном переваривании, всасывании продуктов переваривания, обратном всасывании воды и хранении отходов. Трубка работает эффективно и обладает большим потенциалом для специальных эволюционных модификаций, подходящих для различных сред и видов пищи.

[4] У плоских червей пищеварительную систему всё же считают кишкой, хоть она и не сквозная. А гастроваскулярная система является особенностью стрекающих (это кишечнополостные и гребневики). — прим. перев.