От Дарвина до Эйнштейна. Величайшие ошибки гениальных ученых, которые изменили наше понимание жизни и вселенной

Ливио Марио

Принцип Коперника назван в честь польского астронома Николая Коперника, который в XVI веке сместил Землю с престижной должности центра мироздания. Теории, следующие принципу Коперника, не требуют, чтобы люди занимали какое-то особое место – они справедливы и без этого. Коперник научил нас, что Земля – не центр Солнечной системы, и дальнейшие астрономические открытия лишь укрепили нас в убеждении, что, с точки зрения физики, люди не играют в мироздании никакой особой роли. Мы живем на крошечной планетке, которая вращается вокруг заурядной звезды, в Галактике, где таких звезд сотни миллиардов. Наше физическое ничтожество этим не ограничивается. Мало того, что в наблюдаемой Вселенной около двухсот миллиардов галактик, но даже обычная материя – вещество, из которого состоим и мы, и все звезды, и газ во всех галактиках – составляет всего лишь чуть больше четырех процентов энергетического бюджета Вселенной. Иначе говоря, в нас нет совершенно ничего особенного (в главе 11

мы поговорим о некоторых предположениях, согласно которым слишком сильно скромничать по примеру Коперника тоже не стоит).

И редукционизм, и принцип Коперника – фирменные черты эволюционной теории Дарвина. Дарвин объяснил более или менее все, что связано с жизнью на Земле (кроме ее происхождения) одной единой теорией. Большего редукционизма и представить себе нельзя. К тому же его теория – насквозь коперниковская. Люди развивались точно так же, как и любой другой организм. Метафора древа жизни предполагает, что самые молодые почки отделены от главного ствола примерно одинаковым количеством разветвлений, и единственная разница – то, что они смотрят в разные стороны. Точно так же в эволюционной схеме Дарвина все живущие на данный момент организмы, и люди в том числе, – продукт примерно одинаковых эволюционных путей. Люди в этой схеме не занимают никакого особого, уникального места, они отнюдь не венец творения, а результат адаптации и развития своих предков на Земле.

Это был конец «абсолютного антропоцентризма». Все твари земные – одна большая семья. По словам влиятельного биолога-эволюциониста Стивена Джея Гульда, «Дарвинова эволюция – это не лестница, а куст». Именно это в большой степени и послужило причиной того, что теории Дарвина так упорно сопротивлялись в течение более 150 лет: многие боялись, что теория эволюции сместит человека с пьедестала, который он сам себе воздвиг. Дарвин заставил переосмыслить природу всего сущего и место человека в мироздании. Обратите внимание, что при такой картине мира, где выживают лишь наиболее «приспособленные» (о чем мы скоро поговорим в контексте естественного отбора), вполне можно сказать, что насекомые намного превзошли человека, ведь их так много. И в самом деле, английский генетик Дж. Б. С. Холдейн [31] , как рассказывают (впрочем, может быть, это и выдумка), на вопросы теологов, можно ли сказать что-нибудь о Творце на основании изучения творения, отвечал, что Господь «страстно любит жучков». Сегодня мы знаем, что даже в размере генома люди сильно уступают – хотите верьте, хотите нет – пресноводной амебе [32] под названием Polychaos dubium. У нее целых 670 миллиардов пар нуклеотидов ДНК – то есть геном этого микроорганизма более чем в 200 раз больше генома человека!

31

См., например, Hutchinson 1959.

32

Следует учесть, что определение генома проводилось устарелыми методами и может быть не вполне точно. McGrath and Katz 2004.

Следовательно, теория Дарвина с запасом удовлетворяет двум критериям подлинно красивой теории (конечно, они несколько субъективны, что и говорить). Неудивительно, что «Происхождение видов» вызвало тектонический сдвиг в мировоззрении – пожалуй, такое не удавалось еще ни одному научному труду.

Вернемся к самой теории. Дарвину было недостаточно просто заявить об эволюционных переменах и о причинах разнообразия. Он считал, что его главная задача – объяснить, как именно проходят эти процессы. А для этого ему нужно было объяснить, почему в природе налицо общий замысел, при помощи какой-то теории, которая послужила бы достойной альтернативой теории творения. Профессор из университета Тафтса философ Дэниел К. Деннетт назвал его идею естественного отбора ни много ни мало «самой лучшей идеей в истории человечества».

Естественный отбор

Концепция эволюции требовала, в частности, объяснить, как происходит адаптация: почему мы наблюдаем, что биологические виды живут в идеальной гармонии со средой обитания, и каким образом различные черты живых организмов – части их тела и физиологические процессы – так прекрасно приспособлены друг к другу. Это заставило сформулировать загадку, которая ставила в тупик даже тех естествоиспытателей-предшественников Дарвина, которые в целом симпатизировали идее эволюции: если виды так прекрасно адаптированы, как они могут эволюционировать и при этом оставаться столь же прекрасно адаптированными? Дарвин отлично знал об этом парадоксе – и дал на него исчерпывающий ответ: дело в принципе естественного отбора.

Основная мысль естественного отбора очень проста (если ее придумал не ты сам, а кто-то другой) [33] . Как иногда случается с открытиями, чье время пришло, очень похожие

идеи примерно тогда же независимо сформулировал натуралист Альфред Рассел Уоллес. Однако он ясно и недвусмысленно дал понять, кому, по его мнению, по праву принадлежит честь открытия. В письме к Дарвину [34] 29 мая 1864 года он писал:

«Что касается теории естественного отбора как такового, я всегда буду считать, что она ваша и только ваша. Именно вы проработали ее в подробностях, о которых я и не подумал, за долгие годы до того, как у меня забрезжили мысли на эту тему, и моя статья никого не убедила бы и прошла бы незамеченной – на нее обратили бы внимание разве что как на оригинальную точку зрения – в то время как ваша книга произвела настоящую революцию в изучении естественной истории.»

33

Полное введение в теорию см. Bell 2002. См. также Endler 1986.

34

Darwin and Seward 1903.

Давайте попытаемся проследить ход мысли Дарвина. Итак, он отметил, что, во-первых, виды склонны производить больше потомства, чем способно выжить. Во-вторых, отдельные особи в пределах одного вида не тождественны друг другу. Если у кого-то появляется какое-либо преимущество с точки зрения способности преодолевать неблагоприятные обстоятельства в окружающей среде – и если это преимущество может передаваться по наследству и переходит от него к потомкам, – то со временем в популяции постепенно наметится перевес в пользу особей, которые приспособлены лучше. Вот как об этом пишет сам Дарвин [35] в третьей главе «Происхождения видов»:

35

Darwin 1964 [1859], p. 61

«Благодаря этой борьбе [за жизнь] вариации, сколь угодно слабые и происходящие от какой угодно причины, если только они сколько-нибудь полезны для особей данного вида в их бесконечно сложных отношениях к другим органическим существам и физическим условиям их жизни, будут способствовать сохранению таких особей и обычно унаследуются их потомством. Так же и потомки их будут иметь более шансов выжить, так как из периодически нарождающихся многих особей любого вида может выжить только незначительное число. Этот принцип, в силу которого каждая слабая вариация сохраняется, если она полезна, я назвал термином «Естественный отбор» [36] .

36

Очень простое и доступное объяснение естественного отбора можно найти в книге Mayr 2001. Учебник по естественному отбору и селекции – Bell 2008. В книге Endler 1986 приводится много наглядных доказательств естественного отбора.

Если прибегнуть к современной генетической терминологии, о которой Дарвин не знал ровным счетом ничего, можно сказать, что естественный отбор – это просто утверждение, что особи, у которых «лучше» гены (с точки зрения выживания и размножения), смогут дать больше потомства, и гены у этого потомства тоже будут (относительно) «лучше». Иначе говоря, когда пройдет много поколений, благоприятные мутации сохранятся и распространятся, а неблагоприятные исчезнут, что и приведет к эволюции в сторону лучшей приспособленности. Например, очевидно, что скорость выгодна и хищнику, и жертве. Так что на равнинах Серенгети в восточной Африке естественный отбор привел к появлению самых быстрых животных на Земле.

Чтобы сложилась полная картина естественного отбора, нужно несколько составляющих. Во-первых, естественный отбор происходит на уровне популяций, то есть в географически ограниченных сообществах особей, которые скрещиваются между собой, а не на уровне отдельных особей. Во-вторых, популяции, как правило, размножаются с такой скоростью, что если у них будет выживать все потомство, их численность возрастет по экспоненте. Скажем, самка луна-рыбы вида Mola mola за один раз производит целых 300 миллионов икринок. Даже если бы только каждая сотая икринка – один процент – оплодотворялась и развившаяся из нее рыба доживала бы до взрослого состояния, рыбы-луны заполонили бы планету (вспомним, что вес взрослой луны-рыбы достигает полутора тонн). К счастью, благодаря конкуренции за ресурсы в пределах одного вида, борьбе с хищниками и прочим неблагоприятным внешним условиям, от каждой пары родителей, принадлежащих к тому или иному виду, выживает и размножается в среднем лишь два детеныша.