Интеллектуальные развлечения. Интересные иллюзии, логические игры и загадки.

КАРЛ САГАН=КОСМОС=эволюция Вселенной, жизни и цивилизации=

Электронное оглавление

ОТ ПЕРЕВОДЧИКА

ПРЕДИСЛОВИЕ

Глава I. НА БЕРЕГАХ КОСМИЧЕСКОГО ОКЕАНА

Глава II. ОДИН ГОЛОС В КОСМИЧЕСКОЙ ФУГЕ

Глава III. ГАРМОНИЯ МИРОВ

Пять правильных платоновых многогранников

Глава IV. НЕБЕСА И ПРЕИСПОДНЯЯ

Спектр электромагнитного излучения от самых коротких волн (гамма-излучение) до самых длинных (радиоизлучение).

Глава V. БЛЮЗ КРАСНОЙ ПЛАНЕТЫ

Глава VI. ПРИКЛЮЧЕНИЯ ПУТЕШЕСТВЕННИКОВ

Глава VII. ХРЕБЕТ НОЧИ

Глава VIII. ПУТЕШЕСТВИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ И ВРЕМЕНИ

Глава IX ЖИЗНЬ ЗВЕЗД

Глава X КРАЙ ВЕЧНОСТИ

Глава XI. ПОСТОЯНСТВО ПАМЯТИ

Глава XII. ГАЛАКТИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ

Глава XIII. КТО ОТВЕЧАЕТ ЗА ЗЕМЛЮ?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Приведение к абсурду, или Квадратный корень из двух

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Пять пифагоровых* тел

КОММЕНТАРИИ К ЦВЕТНЫМ ИЛЛЮСТРАЦИЯМ

Ил. 1. За темной пылевой завесой туманности Ориона разливается яркий свет горячих молодых звезд.

Ил. 2. Трапеция Ориона — четыре новорожденные звезды в туманности Ориона.

Ил. 3. Стадо флоатеров дрейфует над большим атмосферным вихрем.

Ил. 3а. Флоатер крупным планом.

Ил. 3б. Флоатеры, парящие над аммиачными облаками.

Ил. 4. Изображение Большого Красного Пятна в искусственных цветах.

Ил. 5. Снимок Юпитера, сделанный станцией «Вояджер-1» в начальной фазе сближения с расстояния 28 млн. км.

Ил. 6-8. Звездолет «Орион» (авторы идеи Т. Дайсон, Ф. Дайсон и др.); звездолет «Дедал» (Британское межпланетное общество); прямоточный звездолет Бассарда.

Ил. 10. Ночь на ледяной планете на краю звездного скопления Плеяд.

Ил. 11. На планете, обращающейся вокруг звезды на окраине шарового скопления. Эта цель достижима лишь с субсветовой скоростью, которую мог бы развить звездолет Бас-сарда.

Ил. 12. Ракета «Сатурн-5» с космическим кораблем «Апол-лон-14», установленная на пусковой позиции перед ночным стартом к Луне.

Ил. 13. Астронавт экспедиции «Аполлон-16» устанавливает на поверхности Луны лазерный ретрорефлектор.

Ил. 14. Модель посадочного модуля «Викинг» в Долине Смерти в Калифорнии.

Ил. 15, 16. Межзвездное послание «Вояджера».

Ил. 16. Позолоченный диск сохранит запись на протяжении миллиардов лет (ил. 16).

УКАЗАТЕЛЬ*

Оглавление

ОТ ПЕРЕВОДЧИКА

На Марсе, в точке с координатами 19°20' с. ш., 33°33' з. д., занесенный песком, стоит небольшой самоходный аппарат. А неподалеку от него установлен памятник человеку, книгу которого вы сейчас держите в руках. Это мемориальная станция имени Карла Сагана. В июле 1997 года она доставила сюда самоходный ровер «Пасфайндер», а потом почти три месяца передавала на Землю изображения с его видеокамеры. В реальности путешествие «Пасфайндера» по поверхности красной планеты оказалось намного скромнее плана, который задумывал Саган, однако уровень общественного интереса к этой миссии был угадан им верно. В то лето репортажи с Марса были непременной составляющей вечерних теленовостей. Вот только сам Саган не дожил до реализации этой своей идеи.

Памятник на Марсе — далеко не единственный замечательный факт, связанный с именем человека, которого можно смело назвать самым знаменитым популяризатором науки в ХХ столетии. В Сагане причудливо сочетались строгий реализм ученого и харизматический накал эмоций неудержимого романтика. Его непримиримая борьба против псевдонауки и суеверий, мистики и догматизма обернулась не лишенными определенных оснований упреками со стороны оппонентов в том, что он превращает саму науку в предмет религиозного поклонения. В то же время неутомимая популяризаторская деятельность и стремление доступным языком, непременно увлекательно рассказывать о самых сложных научных проблемах порой вызывали упреки со стороны консервативно настро
5

енных коллег, считавших, что настоящему ученому не пристало столь эмоционально выступать в ночных ток-шоу и вообще лучше держаться подальше от внимания «непосвященной» публики. Во многом из-за этого Сагана забаллотировали на выборах в Национальную академию наук. Любопытно, что впоследствии та же Академия вручила ему свою самую престижную награду — медаль за выдающиеся достижения в применении науки на благо общества. Но не будем забегать вперед.

Карл Эдуард Саган родился в Нью-Йорке 9 ноября 1934 года. В детстве он зачитывался научной фантастикой. Вопрос о существовании жизни и разума вне Земли будоражил его воображение. К 12 годам он уже твердо решает быть астрономом и быстро движется к своей цели. В 1951 году в возрасте 16 лет он поступает в Чикагский университет, в 19 лет получает степень бакалавра, а к 25 годам становится доктором астрономии и астрофизики. Задавшись целью искать внеземную жизнь, Саган не забывает и о биологии. В студенческие годы он работает лаборантом у лауреата Нобелевской премии генетика Г. Мёллера. Здесь формируются его представления о биологической эволюции. О научном уровне Сагана в области биологических наук говорит тот факт, что именно ему Британская энциклопедия заказала написать статью «Жизнь».

В 1960-е годы Саган работает в Йоркской и Смитсоновской астрофизических обсерваториях и преподает астрономию в Гарвардском университете. С 1968 года он становится профессором астрономии и космических исследований в Корнеллском университете. Здесь он создает лабораторию по изучению планет, в которой работает до конца жизни.

Саган не раз подчеркивал, что ему повезло жить в эпоху, когда человечество приступило к освоению космоса. С самого начала американской космической программы он участвует в проектах НАСА по исследованию планет Солнечной системы в надежде обнаружить на них следы жизни. При его непо
6

средственном участии была решена загадка высокой температуры на Венере, поняты причины сезонных изменений на поверхности Марса, объяснен цвет атмосферы Титана. Обо всем этом и рассказывается в книге «Космос».

Поиски внеземного разума всегда были окрашены романтикой, но Сагана не привлекает легкий путь потакания собственному воображению, которым идут уфологи. К вопросу существования жизни на других планетах он подходит как к чрезвычайно важной, интересной, сложной, но строго научной задаче. Огромное количество сил он вложил в программу SETI — первый научный проект поиска радиосигналов внеземных цивилизаций. И даже критерием того, что цивилизация достигла высокого уровня технологического развития, Саган считает не выход в космос или освоение ядерной энергии, а открытие радиоастрономии.

Одна из первых научно-популярных книг Карла Сагана называлась «Разумная жизнь во Вселенной». Она была написана в 1966 году в соавторстве с основоположником советской школы звездной астрофизики и горячим сторонником программы SETI И. С. Шкловским, книга которого «Вселенная, жизнь, разум» несколькими годами раньше вышла на русском языке. Интересно, что Шкловский со временем разочаровался в своих ранних романтических убеждениях и в 1976 году опубликовал в журнале «Вопросы философии» статью под пессимистичным заглавием «О возможной уникальности разумной жизни во Вселенной». Саган же, наоборот, до последних дней надеялся, что внеземные сигналы вот-вот будут обнаружены. В 1985 году он написал научно-фантастический роман «Контакт», по которому в 1994 году на киностудии «Warner Brothers» был снят одноименный фильм. Основанное Саганом в 1980 году Планетное общество и сейчас, после того как НАСА официально закрыло программу SETI, продолжает поддержку масштабного проекта SETI@Home, в котором может принять участие любой желающий.

7

Со временем популяризаторская деятельность занимает в жизни Сагана все больше места, почти каждый год выходят его новые книги. Это не просто изложенные доступным языком рассказы о научных исследованиях, каких написано немало. Его произведения — это в полном смысле слова литература. В 1978 году за книгу «Драконы Эдема: размышления об эволюции человеческого разума» Саган получил Пулитцеровскую премию. Литературному таланту Сагана ничуть не уступают его артистические способности и ораторское искусство. Об этом свидетельствует премия «Грэмми» за аудиокассету, на которой он читает свою книгу «Голубое пятнышко» (Pae Bue Dot), посвященную космическому будущему человечества.

Для авторского стиля Сагана характерна особая импрессионистическая манера. Он не излагает вопрос, а создает как бы серию образов. Порой кажется, что в повествовании возникает разрыв, мысль автора, будто фонарик в темноте, неожиданно высвечивает иной предмет. Но будьте уверены, в конце, как в хорошем детективе, из этих фрагментов сложится целостная картина. Подобные приемы позволяют Сагану не только донести до читателя суть научного знания, но и показать развитие науки как огромный захватывающий сюжет, который отличается от обычной беллетристики тем, что при желании любой может стать участником описываемых событий. «Каждый из нас начинает как ученый», — говорил Саган.

Он был уверен, что для выживания нашей цивилизации необходимо, чтобы публика стала понимать и ценить науку. Но для этого рассказ о ней должен быть ясным и увлекательным. И Саган готов использовать для популяризации любые имеющиеся средства и каналы: книги, статьи, многочисленные интервью, выступления в качестве эксперта в телевизионных ток-шоу, собственную научно-популярную программу на телеканале Би-би-си. «Единственный мой секрет, позволяющий доступно говорить о науке, — говорит он в интервью журналу

8

«Плейбой», — это память о том, что когда-то я сам ничего не понимал в том, о чем сейчас рассказываю».

Описывая научные исследования, Саган никогда не позволяет себе ограничиться простой констатацией фактов. Он дает оценки, проводит параллели, сопоставляет полученные результаты с надеждами и ожиданиями, служившими мотивами научного исследования. Он прекрасно знает аксиому научной популяризации: история идей острее всего воспринимается через жизненные коллизии вовлеченных в нее людей. Так печальная иллюстрация из японской истории делает предельно ясной, убедительной и незабываемой идею искусственного отбора (гл. II). Трагическая судьба Гипатии придает особенно пронзительное звучание истории Александрийской библиотеки, которой начинается и заканчивается эта книга. Вообще тема библиотеки — обычной, генетической, галактической — проходит через всю книгу. Образ гибнущей Александрийской библиотеки становится предупреждением всей нашей цивилизации — пока единственного известного проявления самосознания во Вселенной.

Телесериал «Космос» и эта книга принесли Сагану всемирную известность. Работе над ними он посвятил более трех лет — с 1976 по 1980 год. Но вместе с общественным вниманием вырос и уровень критики. Многие оппоненты отмечают, что в своих книгах Саган идет намного дальше виртуозной популяризации науки, неявно предлагая читателю свою собственную метафизическую концепцию. Следует быть внимательным, чтобы отличать, когда автор говорит об объективных научных фактах, прогнозах и гипотезах, а когда переходит к ценностным, морально-этическим суждениям, которые отражают его личную точку зрения.

Философскую позицию Сагана можно охарактеризовать как отчетливо позитивистскую — он реалист, готовый приять любой факт, буде он надежно продемонстрирован, но отрицающий искусственные умозрительные конструкции, которые

9

не помогают систематизировать и объяснять наблюдаемые факты. При этом следует подчеркнуть полную открытость Сагана к рассмотрению любых фактов, наблюдений, теорий. Скандальные писания Иммануила Великовского любой ученый без тени сомнения назовет бредовыми. Однако Саган неожиданно выбрал именно этот пример, чтобы напомнить: каждая научная концепция заслуживает того, чтобы быть рассмотренной по существу (гл. IV). И только сделав такую оговорку, он подвергает систему Великовского уничтожающей критике.

Пока мы остаемся в рамках естественных наук, философская позиция Сагана не встречает возражений. Проблемы начинаются, когда с этой же точки зрения он начинает критиковать религию. Приводя хорошо известные нам по советским учебникам исторические примеры, он демонстрирует, как религиозные институты и догматы вступали в конфликт с наукой и отдельными учеными, препятствуя бескомпромиссному поиску знания, ценность которого для Сагана первостепенна. Отсюда делается вывод об антиинтеллектуальном и антинаучном характере любой религии. К сожалению, при этом полностью игнорируются не менее многочисленные примеры того, как религия способствовала сохранению и развитию научного знания. Не менее часто развитию науки препятствовали совершенно иные факторы — социальные, экономические, политические. Наконец, и в самих научных сообществах конкуренция идей далеко не всегда идет по правилам честного поединка.

Недоразумения и злоупотребления свойственны всем человеческим институтам, но тем не менее у каждого из них есть своя функция, недоступная другим. В частности, в компетенции религии, или, точнее, метафизики, находятся вопросы о смысле жизни и ценностях, о морали и этике. Позитивистская наука не может включить их в свой круг ответственности, так как в этой сфере эмпирический метод бессилен. Поэтому

10

любая атеистическая система, кроме, быть может, тотального нигилизма, должна выработать некую метафизику. И Саган предлагает довольно красивую и стройную систему. Высшим смыслом он объявляет самопознание мира, осуществляемое через разумных существ. Отсюда появляется моральный императив: будучи порождением космоса, мы в долгу перед ним и не можем допустить, чтобы по нашей вине его самопознание остановилось. Человечество должно приложить все силы к тому, чтобы выжить, не допустить самоуничтожения и по мере возможности установить связь с другими островками разума во Вселенной.

Можно ли возразить такому построению? Это каждый решает сам. Важно только отдавать себе отчет, что Саган последовательно и настойчиво пропагандирует свою метафизику и, к сожалению, не отделяет ее от собственно научной популяризации. Еще более важно, что оценки исторических событий и личностей Саган дает именно с позиций своей метафизики, видя смысл истории в неограниченном прогрессе познания. Кроме того, он явно недооценивает иррациональные мотивы поведения людей, особенно больших групп, предполагая, что если бы все знали и понимали научную истину, то непременно действовали бы наилучшим способом. Все это приводит к упрощенной трактовке логики исторического развития, особенно древних обществ, вызывая скептическое отношение специалистов-историков.

Отдельного замечания заслуживает критика Саганом астрологии. С современных позиций эта критика может выглядеть не вполне убедительной. Пытаясь сохранить наукообразный вид, астрология старается обзавестись всеми возможными атрибутами настоящей науки. Так, на сегодняшний день вне профессионального научного сообщества именно астрологи, а, к примеру, не любители астрономии являются основными потребителями астрономических эфемерид. К ним больше не могут быть адресованы упреки Сагана в том, что они

11

не разбираются в прецессии и рефракции или не учитывают в своих выкладках недавно открытые астрономические объекты. Сегодня действенная критика астрологии может опираться только на анализ ее методологии в противопоставление методам эмпирической науки. Теме борьбы с псевдонаукой и суевериями посвящена последняя написанная Саганом книга «Мир, полный демонов», вышедшая в 1996 году. В «Космосе» же эта тема еще не получила полного развития.

Если бы эта книга была переведена на русский язык лет двадцать назад, вскоре после публикации, вряд ли к ней пришлось бы писать такое предисловие. В то время официальная советская философия была очень близка к позиции Сагана. Однако в СССР книги Сагана почти не издавались, а его имя, знаменитое на весь мир, было мало известно. И это при том, что Саган открыто выступал за сокращение ядерного вооружения, резко критиковал президента Рейгана за программу звездных войн. Трижды он проигнорировал приглашение в Белый дом на президентский ужин, а однажды был даже арестован в Неваде за участие в выступлениях против ядерных испытаний. Сейчас уже все знают, что наиболее катастрофическим последствием полномасштабного ядерного конфликта будут не разрушение городов и гибель людей и даже не многочисленные мутации, а глобальное изменение климата — ядерная зима. Впервые об этом стали говорить советские ученые, но во многом благодаря именно усилиям Карла Сагана в представлении западной общественности закрепился образ ядерной зимы как неизбежного следствия атомной войны, которое лишает смысла любые рассуждения о победе в ядерном конфликте.

Но несмотря на то что философская и политическая позиция Сагана во многом была близка к советским идеологическим установкам, он весьма критично относился к СССР. Симпатизируя нашей стране за атеистическую пропаганду и борьбу с суевериями и псевдонаукой, он хорошо знал о сталинских

12

репрессиях и фальсификации истории и считал, что должен внести свой вклад в противодействие тоталитарной системе. Правда, делал он это довольно своеобразным способом, на протяжении ряда лет (до конца 1980-х годов) регулярно засылая в СССР экземпляры книги Льва Троцкого «История русской революции». Такой выбор определяется почти буквальным прочтением романа Дж. Оруэлла «1984»: многие литературные критики считали именно Троцкого прообразом Голдстейна — главного сподвижника Большого Брата, ставшего его символическим главным врагом. Саган полагал, что ради восстановления исторической справедливости надо предоставить слово и другой стороне.

С момента написания «Космоса» прошло уже почти четверть века. Для научно-популярной книги это огромный срок. С тех пор некоторые теории были уточнены, многие предположения проверены или сняты с повестки дня. Осуществлен целый ряд задумывавшихся Саганом космических миссий, найдены многочисленные планеты у других звезд. И конечно, с окончанием холодной войны и распадом СССР кардинальным образом изменилась геополитическая обстановка в мире.

В тех случаях, где современная наука располагает более точными фактическими сведениями, чем приводит Саган, в настоящем издании даются примечания переводчика. Однако, когда в результате развития науки произошла заметная корректировка картины событий в целом, как, например, в главе XII, где описывается строение и эволюция Вселенной, было решено не давать примечаний, так как они фактически претендовали бы на подмену авторского текста.

В отдельных местах примечания поясняют общественно-политические обстоятельства, относящиеся ко времени написания книги, с которыми современный читатель может быть незнаком. Однако ссылки на некоторые реалии того времени (например, советская Средняя Азия), как правило, оставлены без комментариев. Это относится и к временным интервалам,

13

отсчитываемым от момента первого издания книги в 1980 году. Примером такого интервала может служить ссылка на создание специальной теории относительности 75 лет назад, то есть в 1905 году.

Очень трудно однозначно охарактеризовать роль, которую должна играть эта книга в современном российском культурном контексте. По ряду вопросов, таких как происхождение и эволюция жизни, строение Солнечной системы, поиск внеземных цивилизаций, в научно-популярном аспекте она остается вполне актуальной. Однако некоторые темы, например космология или геополитика, получили такое развитие, что здесь книга является скорее важным и интересным документом своей эпохи. В любом случае она подарит вам несколько вечеров увлекательного чтения.

Но, пожалуй, главная ценность этой книги — дух реализма и рационализма, который, несмотря на сделанные оговорки, пропитывает все произведения Сагана. После череды смутных лет, которые пережила Россия, когда общественный интерес к естественным наукам упал едва ли не до нуля, сейчас самое время вновь получить прививку научного мировоззрения. И особенно ценно, что мы получаем ее от человека, чьи убеждения сложились в героическую эпоху, когда наша цивилизация одним рывком вышла в космос, овладела ядерной энергией, создала компьютеры, расшифровала геном и сделала первые попытки найти братьев по разуму, от человека, не чуждого истории нашей страны, от светлого романтика Карла Сагана, которому поставлен памятник на Марсе.

Александр Сергеев

Посвящается Энн Дрюан

В бескрайности космоса и бесконечности времени я рад делить планету и эпоху с Энни.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Наступит время, когда тщательные и продолжительные исследования прольют свет на вещи, пока скрытые от нас. Одной жизни, пусть даже полностью посвященной небу, недостаточно для изучения столь обширного предмета <...> Это знание будет открыто лишь по прошествии многих веков. И настанет пора, когда наши потомки удивятся тому, что мы не знали вещей, совершенно очевидных для них <..> Многие открытия отложены на будущие столетия, когда память о нас сотрется. Наш мир окажется жалким недоразумением, если каждому веку в нем не найдется что исследовать <...> Природа не раскрывает свои тайны сразу и навсегда.

Сенека. Естественные вопросы. Книга 7. I в.

В древние времена обычаи и повседневная речь связывали самые обыденные земные дела с величайшими космическими событиями. Пример тому — заклинание против червя, который, как считали ассирийцы в 1000 году до нашей эры, вызывает зубную боль. Заклятие начинается от происхождения мира и заканчивается излечением зубной боли:

Потом Ану создал небо,

И небо создало землю,

И земля создала реки,

И реки создали каналы,

И каналы создали болота,

И болота создали червя.

Червь, плача, явился перед Шамашем,

17

Его слезы текли перед Эа:

«Что дашь ты мне в пищу,

Что дашь ты мне для питья?»

«Я дам тебе сушеные фига

И абрикосы».

«Что мне сушеные фиги

И абрикосы!

Возвысь меня и между зубами

И деснами позволь мне обитать!..»

И потому, что ты сказал это, о червь,

Пусть Эа поразит тебя силою

Своей руки!

(Заклинание против зубной боли)

Применение: второсортную брагу... и масло

смешай вместе; Заклинание прочитай трижды над ними

и наложи лекарство на зуб.

Наши предки упорно стремились понять мироздание, но просто не смогли найти нужного подхода. Они представляли себе аккуратный, изящный, маленький мир, где главной силой были боги, такие как Ану, Эа или Шамаш*. В этом мире человек играл важную, если не центральную, роль. Теснейшие связи соединяли нас с остальной природой. Лечение зубной боли при помощи второсортной браги уходило корнями в глубочайшие космологические тайны.

Сегодня мы обнаружили могучий и изящный инструмент познания Вселенной, метод, называемый наукой. Он открыл нам Вселенную столь древнюю и огромную, что на первый взгляд дела человеческие не могут иметь к ней никакого касательства. Мы выросли вдалеке от Космоса*. Он кажется далеким и чуждым повседневности. Но наука обнаружила не только поразительное ве
* Ану, Эа, Шамаш — месопотамские божества. — Ред.

18

личие кружащейся Вселенной, не только доступность ее человеческому пониманию, но также и то, что мы в самом буквальном и глубоком смысле являемся частью Космоса, рождены от него и наша судьба тесно связана с ним. Самые важные для человека события, как и самые простые, возвращают нас к Вселенной и ее происхождению. Данная книга посвящена исследованию этой космической перспективы.

Летом и осенью 1976 года в составе группы, которая обрабатывала изображения, полученные посадочными модулями проекта «Викинг», я вместе с сотней коллег занимался изучением планеты Марс. Впервые в истории человечества мы посадили два космических аппарата на поверхность другого мира**. Были получены впечатляющие результаты, более полно описанные в главе V. Историческое значение миссии совершенно очевидно. И тем не менее широкая публика практически ничего не знает об этом великом событии. Пресса не проявила к нему большого внимания, телевидение почти полностью проигнорировало миссию. Когда стало ясно, что определенного ответа на вопрос о существовании жизни на Марсе получить не удалось, интерес почти пропал. Человек плохо переносит неоднозначность. Когда мы обнаружили, что небо на Марсе скорее розовато-желтое,

* Слово «Cosmos», вынесенное в название книги, Саган пишет в тексте с заглавной буквы, вкладывая в него смысл «Вселенная», «всё сущее», «всеобщий порядок вещей». В таких случаях в переводе слово «Космос» тоже пишется с заглавной буквы. Но если речь идет о космическом пространстве и его исследовании методами астрономии и космонавтики, то слово «космос» пишется со строчной буквы. Как правило, в таких случаях Саган использует слово «space». — Пер.

** Здесь Саган не рассматривает состоявшиеся ранее многочисленные полеты к Луне и ряд неудачных попыток посадки на Марс, произведенных советскими автоматическими межпланетными станциями. — Пер.

19

а не голубое, как следовало из первого ошибочного сообщения, известие об этом было встречено добродушным шиканьем собравшихся репортеров — им хотелось, чтобы Марс и в этом отношении походил на Землю. Они считали, что каждое новое отличие будет охлаждать интерес аудитории. И тем не менее марсианские ландшафты ошеломляющи, перспективы захватывают дух. Я точно знал по своему собственному опыту, что во всем мире существует громадный интерес к исследованию планет и множеству связанных с этим научных вопросов: к происхождению жизни, Земли и Космоса, поиску внеземных цивилизаций, наших связей со Вселенной. И я был уверен, что этот интерес можно подогреть посредством самого мощного средства коммуникации — телевидения.

Мои чувства разделял Б. Гентри Ли, директор по анализу данных и планированию проекта «Викинг», человек выдающихся организаторских способностей. Мы решили на свой страх и риск сделать что-то для решения этой проблемы. Ли предложил учредить продюсерскую компанию, которая подавала бы научную информацию в занимательной и доступной форме. В последующие месяцы мы рассмотрели множество проектов. Однако наиболее интересным оказалось предложение компании «Кей-Си-И-Ти» (КСЕТ), осуществляющей кабельное вещание в Лос-Анджелесе. В конце концов мы договорились создать тринадцатисерийную телевизионную передачу, в основном посвященную астрономии, но затрагивающую широкий круг гуманитарных проблем. Она была адресована неподготовленной аудитории и требовала великолепного визуального ряда и музыкального оформления, чтобы захватывать сердца так же, как и умы. Мы договорились со страховщиками, наняли исполнительного продюсера и обнаружи
20

ли, что втянуты в трехлетний проект под названием «Космос». На момент написания этих строк его мировая аудитория оценивается в 140 миллионов человек, или 3 процента всего населения планеты Земля. Он создавался исходя из предположения, что публика гораздо умнее, чем принято думать, что глубочайшие научные вопросы о природе и происхождении мира вызывают любопытство и энтузиазм у огромного числа людей. Современная эпоха — это важнейший перекресток на пути развития нашей цивилизации и, возможно, нашего вида. Какую бы дорогу мы ни выбрали, наша судьба неразрывно связана с наукой. Поэтому так существенно для нас понимание науки, по сути это вопрос выживания. Кроме того, наука доставляет истинное наслаждение. Так устроено эволюцией, что мы получаем удовольствие от познания, — познающие выживают с большей вероятностью. Телевизионный цикл «Космос» и эта книга представляют собой многообещающий эксперимент по донесению до публики некоторых идей, методов и успехов науки.

Эта книга и телевизионный цикл развивались совместно. В некотором смысле они друг на друге основываются. Однако книги и телевизионные передачи предназначены для разной аудитории и используют различные подходы. Одно из главных преимуществ печатного слова в том, что читатель может вернуться и повторно прочитать неясный или сложный фрагмент; у телевидения такая возможность лишь намечена развитием технологии видеомагнитофонов и видеодисков. При написании главы книги автор пользуется гораздо большей свободой выбора объема и глубины изложения, чем при создании серии с жестким форматом некоммерческой телепрограммы — 58 минут 30 секунд. Многие темы в этой книге обсуждаются гораздо глубже, чем в телевизион
21

ных передачах. Некоторые из поднятых в ней вопросов вообще не затрагивались в передачах, и наоборот. Например, вы не найдете здесь описания космического календаря, ставшего знаковой частью телевизионного цикла. Отчасти оно опущено потому, что космический календарь обсуждается в другой моей книге — «Драконы Эдема». По сходной причине я не рассказываю детально о жизни Роберта Годдарда, которому посвящена глава в книге «Мозг Брока». Тем не менее каждый эпизод телевизионного цикла весьма точно следует соответствующей главе этой книги, и, я надеюсь, удовольствие от знакомства с ними будет усилено перекрестными взаимными связями.

Для ясности многие идеи я ввожу более одного раза: в первый раз вскользь, а потом постепенно углубляю рассмотрение. Такой прием используется, например, в главе I при описании космических объектов, которые позднее рассматриваются значительно подробнее; или при обсуждении мутаций, энзимов и нуклеиновых кислот в главе II. В некоторых случаях идеи излагаются вне хронологического порядка. Например, концепции древнегреческих ученых, представленные в главе VII, обсуждаются после работ Иоганна Кеплера, которым посвящена глава III. Однако я считаю, что по достоинству оценить греков можно только после того, как мы увидим возможности, которые они упустили.

Поскольку наука неотделима от всей остальной человеческой жизни, ее нельзя обсуждать, не затрагивая — иногда поверхностно, иногда довольно глубоко — ряда социальных, политических, религиозных и философских вопросов. Даже во время съемок телепередач о науке в нашу работу вмешивалась охватившая весь мир военная активность. Когда мы имитировали исследование Марса в пустыне Мохаве с использованием полно
22

масштабной модели посадочного модуля «Викинг», нашу работу неоднократно прерывали самолеты американских ВВС, выполнявшие бомбометание на расположенном неподалеку полигоне. В Египте, в Александрии, ежедневно с девяти до одиннадцати утра над нашим отелем на бреющем полете проносились самолеты египетских ВВС. На Самосе, в Греции, нам до последнего момента не позволяли вести съемку из-за маневров НАТО и ведущегося строительства подземных и наземных позиций для артиллерии и танков. В Чехословакии использование портативных раций для организации взаимодействия при съемке на сельской дороге привлекло внимание истребителей чешских ВВС, которые кружили над нами, пока не убедились, что не происходит ничего грозящего чешской национальной безопасности. В Греции, Египте и Чехословакии нашу съемочную команду везде сопровождали агенты службы государственной безопасности. Предварительные запросы о возможности съемки в Калуге, в СССР, для планировавшегося рассказа о жизни русского пионера астронавтики Константина Циолковского были отвергнуты, как мы узнали впоследствии, из-за проходившего там суда над диссидентами. Нашей съемочной группе оказывали очень любезный прием во всех странах, которые мы посетили, но повсеместное присутствие военных и затаенный в сердце народов страх были заметны везде. Этот опыт укрепил мое решение по мере возможности затрагивать в передачах и в книге социальные вопросы.

Сущность науки состоит в ее способности к самокоррекции. Новые экспериментальные результаты и оригинальные идеи раз за разом решают старые загадки. Например, в главе IX обсуждается тот факт, что Солнце генерирует слишком мало неуловимых частиц, называемых нейтрино. Перечисляется несколько предложен
23

ных объяснений. В главе X мы задаемся вопросом о том, достаточно ли вещества во Вселенной, чтобы в конце концов остановить разбегание далеких галактик, и является ли мироздание бесконечно старым и, значит, несотворенным. Некоторый свет на оба эти вопроса могут пролить недавно проведенные эксперименты Фредерика Рейнса из Калифорнийского университета. Он утверждает, что обнаружил: а) нейтрино могут находиться в трех различных состояниях, из которых только одно детектируется нейтринными телескопами, изучающими Солнце; б) нейтрино, в отличие от света, имеют массу, так что тяготение всех испущенных в пространство нейтрино способно предотвратить вечное расширение Космоса. Будущие эксперименты покажут, верны ли эти идеи*. Однако они иллюстрируют непрерывную и смелую переоценку полученного знания, которая имеет фундаментальное значение для всей науки.

В проекте такого масштаба невозможно поблагодарить каждого, кто внес в него свой вклад. Тем не менее я в первую очередь хочу выразить свою признательность Б. Гентри Ли и всем людям, работавшим над производством программ «Космос», администрацию КСЕТ, а также гарантов и сопродюсеров этого телесериала.

Моя безмерная благодарность администрации Корнеллского университета за предоставление мне двухлетнего отпуска для осуществления этого проекта, моим коллегам и студентам, а также коллегам из НАСА, Лаборатории реактивного движения и группы по обработке изображений проекта «Вояджер».

* На сегодня предположения о ненулевой массе покоя нейтрино и о нейтринных осцилляциях не получили убедительного подтверждения, и большинство специалистов не рассматривают эти возможности. Тем не менее говорить об окончательном опровержении этих гипотез пока рано. — Пер.

24

Я в огромном долгу перед моими соавторами по телевизионному сериалу «Космос» Энн Дрюан и Стивеном Сотером. Ими сделано очень многое для развития основных идей, взаимосвязей и интеллектуальной структуры эпизодов, а также для удачного общего стиля. Я очень благодарен им за тщательную критическую вычитку первых версий этой книги, за конструктивные и творческие предложения по исправлению многих частей рукописи и за огромный вклад в подготовку текстов телепередач, которые во многих отношениях повлияли на содержание этой книги.

Итака и Лос-Анджелес

Май 1980

Глава I. НА БЕРЕГАХ КОСМИЧЕСКОГО ОКЕАНА

Первых созданных людей звали Колдун Рокового Смеха, Колдун Ночи, Лохматый Колдун и Черный Колдун <...> Они были наделены разумом и могли познать все, что есть в мире. Оглядевшись, они сразу увидели все, что их окружало, и стали размышлять о небесном своде и о круглом лике земли <....> [И тогда Создатель сказал:] «Они знают всё <...> что нам теперь с ними делать? Пусть же их взор будет ограничен лишь тем, что близко; пусть они видят лишь малую часть лика земли! <...> Разве по природе своей они не просто созданные мной существа? Почему же они должны быть богами?

Священные письмена майя: Пополь-Вух

Обозрел ли ты широту земли? <...> Где путь к жилищу света и где место тьмы?

Книга Иова

348. ... Я не становлюсь богаче, сколько бы ни приобретал земель, потому что с помощью пространства Вселенная охватывает и поглощает меня, а вот с помощью мысли я охватываю Вселенную.

Блез Паскаль. Мысли

Известное — конечно, непознанное — безгранично; интеллектуально мы находимся на островке посреди беспредельного океана необъяснимого. Наша задача — с каждым новым поколением отвоевывать себе немного больше земли.

Томас Генри Гексли. 1887

Космос — это все, что есть, что когда-либо было и когда-нибудь будет. Одно созерцание Космоса потрясает: дрожь бежит по спине, перехватывает горло,

26

и появляется чувство, слабое, как смутное воспоминание, будто падаешь с высоты. Мы сознаем, что прикасаемся к величайшей из тайн.

Размеры и возраст Космоса лежат за пределами нормального человеческого понимания. Наш крошечный планетарный дом затерян где-то между вечностью и безмерностью пространства. Перед лицом Космоса большинство людских дел выглядят незначительными, даже пустячными. И все же человеческий род молод, любопытен, храбр и подает большие надежды. За последние несколько тысячелетий мы сделали множество удивительных и неожиданных открытий, касающихся устройства Космоса и нашего места в нем, открытий, осмыслять которые так увлекательно. Они напоминают нам, что человек рожден удивляться, что постижение есть радость, что знание — залог выживания. Я верю: наше будущее зависит от того, насколько хорошо мы будем знать этот Космос, где мы плывем, как пылинка в утреннем небе.

Эти исследования требуют одновременно и скептицизма, и воображения. Воображение часто уносит нас в небывалые миры. Но без него мы вообще никуда не попадем. Скептицизм позволяет нам отличать фантазии от фактов, проверять наши предположения. Космос богат без меры: изящные факты, изысканные взаимосвязи, тончайшая организация, внушающая благоговейный трепет.

Поверхность Земли — это берег космического океана. Почти все наши знания мы получили, не покидая его. Совсем недавно мы вступили в море, зашли по щиколотку, самое большее — по колено. Вода манит. Океан зовет нас. Какая-то часть нашего существа знает, что мы пришли оттуда. Нас тянет вернуться. Эта тяга, я думаю, не таит в себе ничего кощунственного, хотя и способна потревожить всех богов, какие только могут существовать.

27

Космос настолько велик, что для его описания нет смысла прибегать к таким удобным на Земле единицам измерения расстояния, как метры и километры. Вместо этого мы измеряем расстояние скоростью света. За одну секунду луч света проходит 300 000 километров, что равняется примерно семи оборотам вокруг Земли. Приблизительно за восемь минут он преодолевает путь от Солнца до Земли. Мы можем сказать, что Солнце находится в восьми световых минутах от нас. За год свет покрывает почти десять триллионов километров мирового пространства. Единица длины, равная пути, который свет проходит за год, называется световым годом. Ею измеряют не время, но расстояния — гигантские расстояния.

Земля — особое место. Безусловно — не единственное в своем роде. Но, конечно, и не типичное. Никакая планета, звезда или галактика не может быть типичной, потому что Космос в основном пуст. Единственное, что типично для него, — безмерный, ледяной, вселенский вакуум, вечная ночь межгалактического пространства, место, настолько странное и пустынное, что в сравнении с ним планеты, звезды и галактики кажутся восхитительными исключениями. Если бы нас вдруг случайным образом выбросило где-то в Космосе, то шансы оказаться на поверхности планеты или вблизи нее не превысили бы одного к миллиарду триллионов триллионов* (1033, единица с 33 нулями). В повседневной жизни такие числа называют астрономическими. Планеты поистине бесценны.

Заняв наблюдательный пост в межгалактическом пространстве, мы увидели бы россыпь бесчисленных сла
* Один миллиард = 1 000 000 000 - 109; один триллион -1 000 000 000 000 = 1012. Показатель степени соответствует количеству нулей после единицы. — Авт.

28

бых волокон света, напоминающих морскую пену на волнах Космоса. Это галактики. Некоторые из них одинокие странники, но большинство обретается в составе общин — звездных скоплений и, сбившись в кучу, бесконечно дрейфует среди величественной темноты Космоса. Перед нами Космос в самом крупном из известных масштабов. Мы в царстве туманностей, в восьми миллиардах световых лет от Земли, на полпути к границам знакомой нам Вселенной.

Любая галактика состоит из газа, пыли и звезд — миллиардов и миллиардов звезд. И каждая звезда может быть чьим-то солнцем. Внутри галактики есть звезды, и миры, и, возможно, жизнь, разумные существа, космические цивилизации. Но издали галактики напоминают мне коллекцию любовно подобранных вещиц — ракушек, а может быть, кораллов, творений, над которыми Природа трудилась в космическом океане целые эоны.

Существует несколько сотен миллиардов (1011) галактик, каждая из которых состоит в среднем из ста миллиардов звезд. Во всех галактиках вместе взятых планет, по-видимому, примерно столько же, сколько звезд: 1011х1011 = 1022, десять миллиардов триллионов. Перед лицом таких ошеломляющих чисел какова, вы думаете, вероятность, что лишь одна, самая обыкновенная звезда, наше Солнце, имеет обитаемую планету? Почему это счастье выпало только нам, затерянным в глухом углу Космоса? Мне кажется гораздо более вероятным, что Космос до краев наполнен жизнью. Просто мы, люди, еще не знаем этого. Мы только начинаем свои исследования. С расстояния восемь миллиардов световых лет нам трудно обнаружить даже то скопление, в котором находится наша Галактика, Млечный Путь, не говоря уж о Солнце и Земле. Та единственная планета, в населенности которой мы можем быть уверены, — это

29

Космос настолько велик, что для его описания нет смысла прибегать к таким удобным на Земле единицам измерения расстояния, как метры и километры. Вместо этого мы измеряем расстояние скоростью света. За одну секунду луч света проходит 300 000 километров, что равняется примерно семи оборотам вокруг Земли. Приблизительно за восемь минут он преодолевает путь от Солнца до Земли. Мы можем сказать, что Солнце находится в восьми световых минутах от нас. За год свет покрывает почти десять триллионов километров мирового пространства. Единица длины, равная пути, который свет проходит за год, называется световым годом. Ею измеряют не время, но расстояния — гигантские расстояния.

Земля — особое место. Безусловно — не единственное в своем роде. Но, конечно, и не типичное. Никакая планета, звезда или галактика не может быть типичной, потому что Космос в основном пуст. Единственное, что типично для него, — безмерный, ледяной, вселенский вакуум, вечная ночь межгалактического пространства, место, настолько странное и пустынное, что в сравнении с ним планеты, звезды и галактики кажутся восхитительными исключениями. Если бы нас вдруг случайным образом выбросило где-то в Космосе, то шансы оказаться на поверхности планеты или вблизи нее не превысили бы одного к миллиарду триллионов триллионов* (1033, единица с 33 нулями). В повседневной жизни такие числа называют астрономическими. Планеты поистине бесценны.

Заняв наблюдательный пост в межгалактическом пространстве, мы увидели бы россыпь бесчисленных сла
* Один миллиард - 1 000 000 000 = 109; один триллион -1 000 000 000 000 = 1012. Показатель степени соответствует количеству нулей после единицы. — Авт.

28

бых волокон света, напоминающих морскую пену на волнах Космоса. Это галактики. Некоторые из них одинокие странники, но большинство обретается в составе общин — звездных скоплений и, сбившись в кучу, бесконечно дрейфует среди величественной темноты Космоса. Перед нами Космос в самом крупном из известных масштабов. Мы в царстве туманностей, в восьми миллиардах световых лет от Земли, на полпути к границам знакомой нам Вселенной.

Любая галактика состоит из газа, пыли и звезд — миллиардов и миллиардов звезд. И каждая звезда может быть чьим-то солнцем. Внутри галактики есть звезды, и миры, и, возможно, жизнь, разумные существа, космические цивилизации. Но издали галактики напоминают мне коллекцию любовно подобранных вещиц — ракушек, а может быть, кораллов, творений, над которыми Природа трудилась в космическом океане целые эоны.

Существует несколько сотен миллиардов (1011) галактик, каждая из которых состоит в среднем из ста миллиардов звезд. Во всех галактиках вместе взятых планет, по-видимому, примерно столько же, сколько звезд: 1011•1011 = 1022, десять миллиардов триллионов. Перед лицом таких ошеломляющих чисел какова, вы думаете, вероятность, что лишь одна, самая обыкновенная звезда, наше Солнце, имеет обитаемую планету? Почему это счастье выпало только нам, затерянным в глухом углу Космоса? Мне кажется гораздо более вероятным, что Космос до краев наполнен жизнью. Просто мы, люди, еще не знаем этого. Мы только начинаем свои исследования. С расстояния восемь миллиардов световых лет нам трудно обнаружить даже то скопление, в котором находится наша Галактика, Млечный Путь, не говоря уж о Солнце и Земле. Та единственная планета, в населенности которой мы можем быть уверены, — это

29

лишь крохотная каменно-металлическая песчинка, слабо отблескивающая отраженным солнечным светом, и на таком расстоянии она наверняка потеряется из виду.

Но сейчас наше путешествие приводит нас к Местной Группе галактик, как называют это земные астрономы. Достигая в поперечнике нескольких миллионов световых лет, она включает в себя около двадцати галактик. Это довольно разбросанное, бедное и малозаметное скопление. Одна из его галактик, М31, видна с Земли в созвездии Андромеды. Подобно другим спиральным галактикам, она представляет собой огромный диск из звезд, газа и пыли. М31 имеет два маленьких спутника — две карликовые эллиптические галактики, связанные с ней гравитационным притяжением в силу того же физического закона, который стремится удержать меня в кресле. Во всем Космосе действуют одни и те же законы природы. А мы с вами находимся сейчас в двух миллионах световых лет от дома.

Неподалеку от М31 расположена другая, очень похожая на нее галактика, наша собственная, спиральные рукава которой медленно вращаются, совершая один оборот за четверть миллиарда лет. Находясь в сорока тысячах световых лет от дома, мы обнаруживаем, что ввергнуты в падение к массивному ядру Млечного Пути. Но если мы хотим отыскать Землю, нам следует изменить курс и отправиться на окраину Галактики, к малозаметному месту вблизи края отдаленного спирального рукава.

Даже между спиральными рукавами нас сопровождает захватывающее зрелище — это проносящиеся мимо нас звезды, нескончаемый сияющий поток разнообразнейших звезд. Некоторые раздуты, как мыльные пузыри, и так огромны, что вместили бы десятки тысяч солнц и триллионы планет. Другие размером с неболь
30

шой город и в сто триллионов раз плотнее свинца. Бывают звезды одинокие, как наше Солнце, но большинство имеет компаньонов. Преобладают двойные системы — две звезды, обращающиеся одна вокруг другой. Но это не предел: существует плавный переход от тройных систем через небольшие скопления, содержащие несколько десятков звезд, до гигантских шаровых скоплений, сверкающих миллионами солнц*. Иные звездные пары настолько тесны, что едва не соприкасаются и между их поверхностями перетекает звездное вещество. Однако по большей части звезды удалены друг от друга примерно на такое же расстояние, как Юпитер от Солнца. Есть звезды — сверхновые, — сияние которых затмевает всю содержащую их галактику; есть такие — черные дыры, — что их не увидишь даже с расстояния в несколько километров. Одни звезды имеют постоянную светимость, другие неожиданно вспыхивают или подмигивают в неизменном ритме. Одни вращаются с неторопливой грацией, другие так бешено крутятся, что сплющиваются от вращения. Большинство звезд излучает видимый и инфракрасный свет, но попадаются и такие, что испускают мощные потоки рентгеновских лучей и радиоволн. Голубые звезды — горячие и молодые; желтые — похолоднее, среднего возраста; красные звезды, как правило, старые и умирающие; а вот маленькие белые и черные звезды стоят на пороге смерти. Млечный Путь содержит около 400 миллиардов звезд всех типов, движущихся в сложном и строгом танце. Но из всех них жители Земли близко знакомы пока только с одной.

Каждая звездная система — это остров в пространстве, изолированный от соседних с ним световыми годами

* Вообще говоря, переходных форм между рассеянными и шаровыми звездными скоплениями не известно. Эти два типа скоплений имеют существенно различное происхождение. — Пер.

31

пустоты. Мне нетрудно представить, как в бесчисленных мирах живые существа, достигшие в ходе эволюции первых проблесков знания, поначалу считают свою ничтожную планету и несколько скромных солнц всем сущим. Мы сами выросли в изоляции. Очень медленно мы пришли к пониманию Космоса.

Некоторые звезды, возможно, окружены миллионами безжизненных каменистых обломков, планетными системами, остановившимися на ранней стадии эволюции. Не исключено, что многие звезды обладают планетными системами, очень похожими на нашу: на периферии — гигантские, окольцованные, газовые планеты с ледяными спутниками, а ближе к центру — небольшие, теплые, укрытые облаками бело-голубые миры. На некоторых из них могла развиться разумная жизнь, преобразующая поверхности планет в ходе интенсивной инженерной деятельности. Это наши космические братья и сестры. Насколько сильно они отличаются от нас? Каковы их анатомия, биохимия, нейробиология, история, политика, наука, технология, искусство, музыка, религия, философия? Может статься, наступит день, когда мы всё это узнаем.

Пока же мы входим во двор нашего дома — до Земли остается один световой год. Дальнейшие подступы к Солнцу заполнены гигантскими снежками из льда, камня и органических молекул, которые составляют огромный сферический рой*. Это кометные ядра. Время от времени проходящая невдалеке звезда едва заметным гравитационным воздействием мягко направляет одно

* Астрономы называют этот рой облаком Оорта, по имени голландского астронома Яна Хендрика Оорта (1900-1992), который выдвинул гипотезу о его существовании. Облако Оорта до сих пор остается гипотетическим объектом, так как его непосредственное наблюдение находится далеко за пределами возможностей современной техники. — Пер.

32

из них во внутренние области Солнечной системы. Там Солнце нагревает ядро, и лед испаряется, образуя красивый кометный хвост.

Мы приближаемся к планетам нашей системы, крупнейшим мирам-пленникам Солнца, которое своим притяжением вынуждает их следовать по круговым орбитам и согревает их своим светом. Плутон, покрытый метановым льдом*, и сопровождающий его единственный гигантский спутник Харон освещаются далеким Солнцем, которое выглядит не более чем яркой точкой** посреди черного как смоль неба. Гигантские газовые планеты Нептун, Уран, Сатурн (украшение Солнечной системы) и &heip;