Теги: журнал домашняя лаборатория
Год: 2017
Текст
С „ J
С^)
CJ)
CI
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
оп га? (а
«,___.
@1>Ш
ФЕВРАЛЬ 2017
6420
6440
6460
ДОМАШНЯЯ
ЛАБОРАТОРИЯ
Научно-практический
и образовательный
интернет-журнал
Адрес редакции:
homelab@gmx.com
Статьи для журнала направ-
лять, указывая в теме пись-
ма «For journal».
Журнал содержит материалы
найденные в Интернет или
написанные для Интернет.
Журнал является полностью
некоммерческим. Никакие го-
норары авторам статей не
выплачиваются и никакие оп-
латы за рекламу не принима-
ются.
Февраль 2017
СОДЕРЖАНИЕ
История
Цивилизация классической Европы (продолжение)
Мир микробов (продолжение)
Осваиваем статистику (продолжение)
Ликбез
63
82
Некоторые методы органической химии
Технологический контроллер (продолжение)
Химичка
103
Электроника
115
Явные рекламные объявления
не принимаются, но скрытая
реклама, содержащаяся в
статьях, допускается и даже
приветствуется.
Редакция занимается только
оформительской деятельно-
стью и никакой ответствен-
ности за содержание статей
не несет.
Статьи редактируются, но
орфография статей является
делом их авторов.
При использовании материа-
лов этого журнала, ссылка
на него не является обяза-
тельной, но желательной.
Никакие претензии за не-
вольный ущерб авторам, за-
имствованных в Интернет
статей и произведений, не
принимаются. Произведенный
ущерб считается компенсиро-
ванным рекламой авторов и
их произведений.
Ардуино для начинающих (окончание)
Трансформатор Теслы
Атомно-змиссионная спектроскопия
Наука Плоского мира 4 (окончание)
Биологически активные растения
Системы
122
Техника
148
Технологии
159
Литпортал
164
Разное
262
По всем спорным вопросам следу-
ет обращаться лично в соответ-
ствующие учреждения провинции
Свободное государство (ЮАР).
При себе иметь, заверенные ме-
стным нотариусом, копии всех
необходимых документов на афри-
каанс, в том числе, свидетель-
ства о рождении, диплома об
образовании, справки с места
жительства, справки о здоровье
и справки об авторских правах
(в 2-х экземплярах).
НА ОБЛОЖКЕ
Рисунок к статье «Атомно-змиссионная спектроскопия». Вся-
кая сложная техника или технология когда-то начиналась с
простой. Всякая сложная техника или технология может быть
сведена к простой.
История
ЦИВИЛИЗАЦИЯ КЛАССИЧЕСКОЙ ЕВРОПЫ
1630-1760 ГГ.
Пьер Шоню
Глава VIII. Город.
Рамки урбанизма
Город только повод. В классической Европе город не играл той роли, которую
мы пытались ему приписать. Он не совпадал так полно, как в наши дни, со вто-
ричным и третичным секторами экономики. Небольшая деталь напоминает о сущест-
вовании городских и, самое главное, окологородских виноградников. Городская,
производящая сомнительный по качеству напиток, лоза продолжает пригородные
виноградники, дающие доброе вино. Стало быть, существовал архаичный, прежде
всего средиземноморский, «первичный» город. Но существовала и революционная
«вторичная» деревня. С начала XVIII века в Англии прежде всего и на западном
побережье континента решающим этапом долгого периода подготовки к мутационно-
му скачку роста стала domestic system", по выражению англичан, иначе говоря,
Домашняя система (англ.). — Примеч. ред.
фаза индустриализации, рассеянной в сельской местности, основанной на исполь-
зовании моментов досуга в ритме аграрных работ. Между кольберовской мануфак-
торой и фабрикой вклинивается фаза сельской индустрии. Не будем преувеличи-
вать. Хотя ветви новой экономики в XVIII веке могли иной раз существовать не-
зависимо от города как такового, но мозгом революции был город. Именно в го-
роде, для города и городом жила цивилизация классической Европы. Единственная
действительная революция — не та, что меняет порядок вещей, но революция в
сознании — совершалась в известной степени в городе.
Город как таковой. Предположим, проблема дефиниций решена. И доверимся не
социологам или географам, а текстам, которые всегда были определенными. Сна-
чала возникает проблема размеров. Нигде изменения размеров не проявлялись
столь полно, как на уровне города. Городское население классической Европы
составляло от 6 млн. душ около 1600 года до 10 млн. душ к 1750-му. Оно цели-
ком поместилось бы в какой-нибудь из крупнейших агломераций нашей эпохи: То-
кио, Нью-Йорке, Лондоне, Париже, Москве. Между 1600—1700-ми и 1960-ми годами
имело место увеличение городского феномена в 100 раз в мировом масштабе и в
60 раз в масштабе европейском. Впрочем, город как таковой стагнирует на всем
протяжении XVIII века, за исключением Англии (признак здоровья), Испании и, в
меньших масштабах, Италии (признак нездоровья, когда налицо скорее не урбани-
зация, а агглютинация бедноты, выброшенной из сельской местности в города и
пригороды). Мутация городов происходила в XVI веке: 4 города с населением бо-
лее 100 тыс. жителей в 1500 году; не менее 12 — на рубеже XVI—XVII веков.
Двенадцать городов с населением более 100 тыс. человек, но несколько более
крупных в 1700 году. Их число достигает 16 в 1800 году вместе с почти милли-
онным (850 тыс. жителей) Лондоном. Еще раз XVII век закрепил сдвиги XVI века,
и это немалая заслуга. Упрочение сделало возможным новые сдвиги. В конце XVII
века, почти как в конце XVI века, город оставался прежде всего феноменом сре-
диземноморским. Из 12 бесспорных городов, с населением более 100 тыс. жителей
в конце XVI века, 8 — города средиземноморские (Италия, Испания, Португалия):
Неаполь, Милан, Венеция, Лиссабон, Рим, Палермо, Мессина, Севилья; 4 — севе-
ро-западные: Париж, Лондон, Амстердам и некоторое время Антверпен (4 или 3,
ибо в момент, когда Амстердам превысил цифру 100 тыс. жителей, Антверпен уже
не дотягивал до нее). Феномен крупного города был целиком локализован на оси
с плотностью населения 40 чел. на кв. км и на юге, в наистарейшей и продвину-
той средиземноморской Европе. На востоке — ничего. В 1700 году из вероятных
12 городов с населением более 100 тыс. человек по-прежнему 8 — средиземномор-
ские, но их расположение стало несколько хуже — на грани 100 тыс. человек и в
самом низу списка — Неаполь, Рим, Венеция, Париж, Амстердам. И один город Ве-
на , первый в Восточной Европе.
Эти скромные гиганты грозили испортить перспективы. Городское население в
основном было населением маленьких городов. Через 50 лет после благополучного
завершения рассматриваемого нами периода во Франции, по переписи 1801 года,
Париж представлял менее 10 %, а совокупность городов с населением более 40
тыс. жителей (548 тыс. на Париж, 667 тыс. на другие города) — 1 млн. 215 тыс.
жителей, т. е. менее 20 % французского городского населения. В 1836 году, ко-
гда урбанистическая революция достигла Франции, 53,1 % населения были сгруп-
пированы в агломерациях от 3 до 10 тыс. жителей, 68,1 % — в городах с населе-
нием менее 20 тыс. человек. В начале XVIII века в Европе города с населением
более 100 тыс. жителей объединяли менее четверти городского населения. Чет-
верть — это одновременно и мало и много.
Классическая Европа, в сущности, знает два типа городов, которые не следует
смешивать. Сеть маленьких городов, группирующая более половины городского на-
селения. Средневековый город выполнял свои функции рынка, воспитывал в круп-
ных монархиях Западной Европы кадры более многочисленной и более требователь-
ной администрации, обеспечивал среду духовной жизни, или, более скромно,
управление церквами, поддерживал старинные промыслы. Например, текстильный
комплекс Фландрия — Пикардия. В XVII веке продукция города не обязательно бы-
ла самой главной и самой доходной. Но именно в городе были обладавшие капита-
лом и инициативой купцы-предприниматели, которые руководили работой поденщи-
ков -саржеделов по деревням. Именно маленький город осуществлял вокруг дейст-
вовавшего два дня в неделю рынка распределительную торговлю без размаха и ам-
биций. Как уже говорилось, небольшой традиционный город в XVII веке группиро-
вал 60-65 % городского населения. Это была устойчивая совокупность отношений,
структура в полном смысле слова, по крайней мере, в той же степени, что и де-
ревня. Об этих неподвижных или малоподвижных городах написано достаточно мо-
нографий: на сегодняшний день среди них нет равных той, которую Пьер Губер
посвятил Бове.
Бове, город на севере Франции с 10 тыс. душ населения, с князем-епископом,
находящийся на укрепленном заднем плане рано заброшенного, из-за выдвижения
Франции в направлении испанских Нидерландов, рубежа; в 1636 году, году Корби,
пригодились его прочные стены. «В море виноградников, в болотистой ложбине»,
одно лье стен, которые никогда не будут модернизированы Вобаном, «вокруг зем-
ляных валов двойные рвы, где протекал канализованный Терен, рассеченный мель-
ницами, оскверненный стоками от промывки шерсти, "смывами" красильщиков, по-
моями». Соломенные крыши, черепичные щипцы и двадцать шпицев, крытых сланцем,
самый высокий (48 метров) в Европе неф самого незавершенного собора. «В раз-
гар XVII века что-то вроде средневекового города на севере с множеством церк-
вей и мануфактур, слава, богатство, сила и красота которых уже принадлежали
прошлому». Но сколько таких Бове было в классической Европе? Подобные средне-
вековые города классической эпохи группировали больше людей, чем очень редкие
и крупные города, готовившие условия для экономического сдвига.
Этот тип заурядного города северо-западной Европы виделся Губеру «смрадным,
многозвенным и злоречивым», грязным и нездоровым. Отстроенная основа обновля-
лась медленно. Еще в XVIII веке — по прошествии трех веков, это тем более па-
радоксально — основными материалами были дерево, земля и глина. Обожженный
кирпич в конструкциях и черепица на крышах — материал, связанный с ростом до-
бычи угля в XVIII веке, — были в плане гигиены огромным прогрессом. В XVIII
веке кирпич обеспечил превосходство Англии и, в меньшей мере, превосходство
Голландии с XVII века. С точки зрения влияния на здоровье северный саман был
лучше характерных для средиземноморских городов толстых стен из камня, плохо
скрепленного глиняным раствором. Все дома маленькие, двухэтажные. Никаких
мостовых, кроме площадей и нескольких больших дорог до 2-й пол. XVIII века,
никакого городского освещения до 1765 года. Вот почему в XVII веке по-
прежнему, вплоть до примерно 1680—1690-х годов, безопасность была настолько
относительной, что по вечерам гостей провожали, вооружившись палками и фона-
рем.
В городе, будь он большой или маленький, центральной была проблема воды. На
влажном северо-западе, в отличие от Средиземноморья, которое издалека и с
большими издержками доставляло горные воды (парадоксально запоздалый выбор
Мадрида как места большой столицы объясняется, помимо всего прочего, обилием
хорошей воды), это скорее проблема не снабжения, а спасения: Бове, как и Ам-
стердам, обеспечивал себя за счет колодцев и водоемов. Но колодцы были опас-
ны, а брюшной тиф эндемичным. Вот почему введение во всеобщее употребление во
Франции XVII века вина и винных пикетов100 в народных классах города, всеобщее
употребление в Англии чая с кипятком и распространение пива сократили болезни
и смертность. Чай и кирпич — две победы человека в предреволюционной Англии.
Пикет — вино из виноградных выжимок. — Примеч. ред.
Однако в связи с позитивной аномалией смертности можно утверждать, что на
всем протяжении XVII-XVIII веков городской баланс рождаемости был чаще всего
негативным. Города воспроизводили себя или a fortiori увеличивали численность
за счет населения окружающих деревень. Могло случиться — как это уже было с
Парижем во 2-й пол. XVIII века, — что города опустошали деревни, тем более
что имущие классы снижали рождаемость окрестных деревень систематическим ис-
пользованием крестьянок-кормилиц.
Улица в Бове, сохранившаяся с тех времен (Бове неоднократно раз-
рушался в последующих войнах).
Экскременты, «требуха и кишки» с боен — все шло на улицу и далее в сточные
канавы Бове. «Болотистая природа территории застройки усиливала нездоровые
условия в городе. Рассекавшие его сточные канавы использовались для мытья
шерсти, обезжиривания, и играли роль канализации под открытым небом. Некото-
рые омывали нижнюю часть домов, так что доступ туда можно было получить по
дощечкам, установленным жителями с позволения бальи».
Амстердам обладал огромным преимуществом приливных вод. Без этого жизнь его
200 тыс. обитателей на собственных экскрементах была бы невозможна при рыхлой
почве и без яркого света средиземноморского неба с его антисептическими свой-
ствами. С этой точки зрения солнце представляло собой главный козырь среди-
земноморской урбанизации.
Мадрид пятикратно вырос за 15 лет в XVI веке: в конце правления Филиппа III
его население превышало 100 тыс. жителей, вскоре — 150 тыс., на которых он
остановился на столетие. Творение почти ex nihilo101 в XVII веке: Мадрид был
обязан своим соответствием духу времени, преимуществу более широких, чем в
других европейских столицах, улиц, расходящихся лучами от Пласа Майор. Город
нового времени не имел, тем не менее, канализации. Источники единодушно отме-
чают грязь на улицах и перекрестках, источаемый ею смрад. Оседающая тошно-
творными наплывами зимой, высушиваемая летним солнцем и превращаемая в тонкую
1 Из ничего (лат.). — Примеч. науч. ред.
пыль очистительным ветром из сьерры. Мадридская пословица делает из этого
цикла вывод: «Если прямо вам сказать, чем зимою будешь ссать — то и выпьешь
летом». Но солнце, горный воздух вкупе с основательным мясным питанием (по
данным Мендеса Сильвы, которые приводит Дефурно, Мадрид в течение года по-
треблял 50 тыс. баранов, 12 тыс. быков, 60 тыс. лошадей, 10 тыс. телят и 13
тыс. свиней, т. е. по одной голове на душу населения, что почти сравнимо с
современным уровнем потребления) делали молодую столицу одним из самых здоро-
вых городов Европы. Стерилизация ультрафиолетовыми лучами станет одним из
секретов городских возможностей Средиземноморья.
Мадридский Алькасар - королевский дворец испанской монархии до
1734 года, когда он был разрушен при пожаре.
• * *
Неудивительно, что до середины XVIII века Средиземноморье сохранило преиму-
щество или недостаток ускоренной урбанизации. Впереди шла Италия. Самые круп-
ные города и наибольшее число крупных городов принадлежат Италии.
Неаполь отчетливо выделяется с конца XV века. Он был в XVI и оставался в
начале XVII века, вплоть до 1600-1649 годов, первым городом христианского ми-
ра: 212 тыс. жителей в 1547 году, 280 тыс. — в 1600-м. Только Константинополь
превосходил его, но он был турецким. Искусственное процветание рухнуло: 176
тыс. жителей в 1688 году, 215 тыс. — в 1700-м, 215 тыс. — в 1707-м. Уровень
1600 года не восстановится до 1730-1740 годов. В 1742 году Неаполь насчитывал
305 тыс. жителей, в 1796-м — 426 тыс. Неаполь парадоксальным образом до конца
оставался первым итальянским городом, питаемым сказочно богатой Кампанией и
административными потребностями самого крупного итальянского государства. Ис-
панский до начала XVII века, впоследствии это был город сложной и противоре-
чивой судьбы.
Милан, Венеция, Рим следовали буквально друг за другом. Милан держался на
уровне примерно 100 тыс. жителей с 1576 по 1650 год, чтобы дойти до 123 тыс.
в 1715-м и оставаться с этими 123 тысячами и в 1750 году. Венеция, достигнув
показателя 158 тыс. жителей в середине XVI века (1552) и, возможно, 168 тыс.
в 1563 году, постепенно сократилась со 148 тыс. в 1586-м до 120 тыс. в 1642
году, чтобы задержаться между 130 и 140 тыс. человек во 2-й пол. XVII и в
XVIII веке. Рим, отягощенный своим престижем, не превышал уровня 50 тыс. жи-
телей в течение самой долгой части XVI века, отмеченного, правда, разгромом и
чумой. В 1600 году вместе с юбилеем численность его жителей достигла 109 тыс.
человек, через год сократилась до 101 тыс. и оставалась на этом уровне на
всем протяжении XVII века. Она возрастет в последние годы века: 135 тыс. че-
ловек в 1699-м, 153 тыс. в 1759-м, 162 тыс. в 1790 году. Аккумуляция экономи-
ческих, интеллектуальных и художественных богатств в городе такого размера, в
сердцевине Лацио, непоправимо подорванного малярией, была, очевидно, вызвана
преимуществами его положения как столицы первоначально западного христианст-
ва, а потом католичества.
Не считая Палермо, сидящего на сицилийском хлебе, — 105 тыс. человек в
1606-м, 129 тыс. в 1625-м, 100 тыс. в 1713-м, 117 тыс. в 1747 году, потолок
которого наглядно показывает упадок старой средиземноморской экономики, —
Италия больше не знала других стотысячных городов, этих эквивалентов, как уже
говорилось, городов — дважды миллионеров нашей эпохи.
И все-таки в 1600, 1650 и 1700 годах и даже в середине XVIII века никакой
другой регион средиземноморской или внесредиземноморской Европы не имел тако-
го количества крупнейших городов. В 1600 году Италия могла предъявить Неаполь
(280 тыс.), Венецию (148 тыс.), Палермо (105 тыс.), Рим (101 тыс.) и Милан
(96 тыс.). В тот момент Британские острова имели на счету лишь Лондон (100
тыс. жителей в 1593 году и около 50 тыс. жителей во внешних приходах и Вест-
минстере) ; Дублин в XVII веке вырос с 10 до 40 тыс. жителей; Эдинбург насчи-
тывал от 10 до 30 тыс. жителей; в Англии Бристоль вырос с 10,5 тыс. жителей в
1607 году до 30 тыс. в 1690-м. Ни один английский город в 1600 году не пре-
одолел вслед за Лондоном рубеж в 15 тыс. жителей. В 1600 году Париж, едва оп-
равившись от осады, очень сильно отставал от Неаполя, он был несколько впере-
ди Лондона и Венеции: самое большее 200 тыс. жителей, включая предместья. В
Марселе и Лионе было не более чем по 50 тыс. жителей. Тулуза и Бордо не дос-
тигали 40 тыс. Итак, в 1600 году, кроме четырех крупных столиц, которые пре-
восходили и следовали по пятам за Парижем, Италия насчитывала еще 5 городов,
которые существенно превосходили второй город Франции: Мессина (80 тыс. жите-
лей) , Флоренция (70 тыс.) , Болонья и Генуя (63 и 62 тыс.) . Даже в 1750 году,
когда Париж имел полмиллиона жителей, Лион — 130 и 140 тыс., когда Марсель,
Бордо и Руан колебались между 90 и 70 тыс. жителей, когда в Лондоне проживало
600-700 тыс. человек, при том, что ни один другой английский город не насчи-
тывал и 50 тыс., позиция Италии оставалась вне всяких сравнений. Неаполь с
305 тыс. человек (в 1742 году) еще занимал блестящее третье место, за которым
следовал Рим (153 тыс.), Венеция (140 тыс.), Милан (124 тыс.), Палермо (118
тыс.), Флоренция (77 тыс.), Генуя (70 тыс.), Болонья (69 тыс.), Турин (57
тыс.), Верона (43 тыс.). В тот момент Пиренейский полуостров, находившийся к
1600 году на вершине золотого века, имел всего лишь два города, приблизивших-
ся к численности в 100 тыс. жителей при отсутствии достоверных данных о том,
что они действительно достигли этого рубежа, — Лиссабон и Севилью, за которы-
ми следовали Толедо (55 тыс.), Вальядолид (33 тыс.), Барселона (32 тыс.).
Рост Мадрида (150 тыс. жителей к 1650 году) не компенсировал сокращения насе-
ления всех прочих городов. Подобное выдвижение Италии создавало шанс в плане
культурном и — в конечном счете — неблагоприятный фактор в решающий момент в
порядке экономическом.
За пределами средиземноморского пространства семнадцать старинных провинций
(Нидерланды, Соединенные провинции) были единственным регионом, достигшим
степени традиционной урбанизации, сравнимой с итальянской. Антверпен, достиг-
нув уровня примерно 100 тыс. жителей, стабилизировался между 40 и 60 тыс.,
Брюссель в течение XVII века превысил 50 тыс. жителей, численность Гента была
несколько ниже, а Брюгге — приблизилась к 40 тыс. душ. Но на юге города стаг-
нировали или сокращались, и после сорока лет лучшей администрации «Бельгия» к
1750 году находилась на уровне урбанизации 1560-х славных лет. Все городское
население, примкнувшее к реформации, подалось на север. В 1557 году Амстер-
дам, с его 35 тыс. жителей, вышел на уровень Утрехта. Амстердам, с нашей точ-
ки зрения, подобно Мадриду, обладает преимуществом легко датируемой и осуще-
ствившейся целиком в начале XVII века урбанизации. В 1622 году он превысил
показатель 100 тыс. душ, сменив Антверпен в качестве демографической метропо-
лии Нидерландов, после того как отнял у него первенство в колониальной тор-
говле и банковском деле. Именно между концом XVI и началом XVII века Северные
Нидерланды осуществили прорыв в своей урбанизации, благодаря приливу протес-
тантских эмигрантов с юга. Между 1557 и 1622 годами, кроме возрастания насе-
ления Амстердама втрое, можно отметить также удвоение численности населения
городов Зейдерзее и рост населения внутренних городов на 50 %. Лейден и Хаар-
лем имели 45 и 40 тыс. жителей, Делфт, Эйндховен, Роттердам слегка превысили
20 тыс.; численность населения в Дордрехте, Гааге, Хауде, Хоорне варьирова-
лась между 15 и 20 тыс., в Алкмааре была чуть ниже. Зеландская мутация, под-
нявшая Мидделбург до уровня 25 тыс. жителей, была сравнима с голландской му-
тацией на берегах Зейдерзее. Для Голландии — Зеландии XVII век — 1-я пол.
XVIII века были периодом консолидации и медленного роста. Перепись 1795 года,
отмеченная систематической недооценкой, дает ситуацию, которую можно с доста-
точным основанием проецировать на середину XVIII века: Амстердам — 221 тыс.
человек, Роттердам — 53 тыс., Гаага — 38 тыс., Гронинген — 24 тыс., Хаарлем —
21 тыс., Мидделбург — 20 тыс., Дордрехт и Маастрихт — по 18 тыс., Леэваарден
— 15 тыс., Делфт — 14 тыс., Буа-ле-Дюк — 13 тыс., Зволле и Хауде — по 12
тыс., Нимвеген — 11 тыс., Заандам и Арнем — по 10 тыс. Тем не менее, именно в
Соединенных провинциях впервые в Европе и мире первичный сектор деятельности
был обойден вторичным и третичным — в большей степени специфическими город-
скими секторами. Эти цифры позволяют лучше выявить слабость востока. До бед-
ствий Тридцатилетней войны Гамбург, Данциг и Аугсбург, имевшие порядка 40-50
тыс. человек, обогнали старинную метрополию Кёльн, который вместе с Любеком,
Веной, Прагой, Нюрнбергом держался в пределах 30-40 тыс., тогда как Магде-
бург, Бреслау, Страсбург вышли на уровень 30 тыс. жителей. Антверпен и Ам-
стердам позволяют измерить германскую экономику. Катаклизм Тридцатилетней
войны более тяжело поразил городскую сеть империи, нежели ее деревенскую мас-
су. До 80-х годов XVII века город будет восстанавливаться с нуля, причем зна-
чительно восточнее, чем уничтоженная в начале нашего периода сеть. Таков при-
мер Берлина. Берлин использовал в 1688 году первую административную унифика-
цию в ущерб пяти периферийным коммунам. Первый большой Берлин 1688 года на-
считывал 58 тыс. жителей, из которых 20 тыс. на первоначальном местоположе-
нии. Политический в высшей степени взлет Вены был того же рода. Избавленный
разом от турецкой угрозы победой под Каленбергом и реконкистой венгерской
равнины, оказавшись с этого времени в центре Дунайского бассейна, переживав-
шего процесс унификации, давно переполненный внутренний город перетекает в
свои предместья. Вена достигает 100 тыс. жителей около 1700 года. Еще одна
новая черта — заметное развитие портов. Гамбург достиг 60 тыс. жителей, по-
видимому, в 1700 году и начал процесс аннексии Альтоны. Любек оставался в
пределах 30 тыс. человек, в тени своего слишком мощного эмансипированного
подданного (Гамбург), сделавшегося соперником. Данциг, в какой-то момент XVII
века вроде бы приблизившийся к показателю 70 тыс. жителей на волне экспорта
балтийского леса, утвердился на неизменном уровне в 50 тыс. человек, обогнав
Кенигсберг, долгое время остававшийся в пределах 30-40 тыс. жителей.
На востоке происходят другие подвижки. К концу XVII века Бреслау и Прага
преодолели отметку в 40 тыс. человек, тогда как Лейпциг и Дрезден едва превы-
сили показатель 20 тыс. Трудно оценить население Москвы. К 1600 году оно бы-
ло, несомненно, порядка 80 тыс. жителей; в 1750 году, после колоссальных уси-
лий Петра Великого на Неве, Москва по-прежнему превосходила Санкт-Петербург
(чуть больше 100 тыс. жителей против чуть менее 200 тыс.). Городская сеть,
таким образом, позволяет одновременно проследить долгий подъем Востока и в то
же время лучше оценить существовавшие в середине XVIII века масштабы расхож-
дения , которое предстояло преодолеть.
• * *
Долгое время структурно неподвижный город в конце классической эпохи начи-
нает двигаться. Он меняет размеры и численность. Достигнув на целое столетие
своего верхнего предела после быстрого роста XVI века, город в течение двух
третей столетия, между 1690-1700 и 60-ми годами XVIII века, переживает рост.
Такое изменение уровня не обходится без структурных перемен. С самого начала
XVIII века в городе, вокруг города и через город происходят революционные пе-
ремены новой эпохи. Именно поэтому даже столь поверхностный, как в рамках
этой главы, очерк о городе выливается в вопрос о вторичных и третичных секто-
рах деятельности.
Экономические перемены глубоко воздействуют на перемены социальные, отража-
ясь, прежде всего, на городском пейзаже. Неблагоразумно схематизировать сто-
летие истории на самом богатом, самом плотном, самом разнообразном, если не
самом обширном, из континентов и выбирать для такой схематизации сектор самый
человеческий, а значит, самый живой, пульсирующий и своеобразный городской
сектор, в эпоху обманчивой неподвижности, сопряженной с глубокой трансформа-
цией. Предостережение высказано, факт остается. Город XVII века до некоторой
степени по-прежнему оставался городом Средневековья. По крайней мере, по мо-
менту возникновения или рождения, от которого ведется отсчет. Когда налицо
простой рост, привносимые к прежнему городскому ландшафту новшества не нару-
шают континуума. В XVIII веке все иначе. Извилистые улочки без определенного
плана, приземистые дома, легкие материалы, чрезвычайная скученность. В срав-
нении с крайней плотностью, достигнутой в конце XIX века, когда ко всем ста-
ринным причинам скученности добавились возможности многоэтажного строительст-
ва благодаря дешевой подъемной технике, городская плотность XVII-XVIII веков
была низкой. Но относительно жилой площади, а не площади застройки плотность
XVII века была весьма высокой средневековой плотностью.
Несмотря на катастрофический пожар сентября 1666 года, Лондон в 1695 году
(из 97 приходов intra muros102 результаты по 17-ти утрачены, сохранилось 80)
по причине головокружительного роста деловой активности отличала большая ску-
ченность : плотность превосходила 300 жителей на акр (800 на гектар) в двух
приходах — Сент-Ленард — Фостер-Лейн (398 жителей на акр) и Сент-Энн — Ол-
дерсгейт (316); в 41 приходе она превышала 200 жителей на акр, в остальных,
за исключением трех, была не более 120 человек на акр. За городскими стенами
плотность существенно уменьшается, но становится более равномерной — колеба-
ния плотности по 13 округам составляли от максимума в 219 жителей на акр в
Сент-Боттолф — Бишопсгейт до минимума в 125 жителей на акр, что дает еще бо-
лее 300 жителей на гектар.
Позднее исследование революционного Парижа позволяет, по крайней мере, от-
четливо проследить контраст между двумя городскими структурами: древней (до
XVII века) и новой структурой XVIII века. Центральная часть, старый средневе-
ковый Париж, соответствующий городской черте времен Карла V (1370), несмотря
Внутри города (лат.) . — Примеч. ред.
на древность и малую высоту домов, повсеместно представлял плотность выше 400
жителей на гектар. «Кварталы, образованные старинными радиальными дорогами,
ведущими из города, — пишет Роже Моль, — тоже были полностью урбанизированы;
их плотность превышала 200 человек на гектар. Зато за заставой откупщиков
простирались кварталы новые, находящиеся в стадии развития, где плотность ос-
тавалась ниже 100». За исключением старого центра, Париж XVIII века был отно-
сительно разреженнее в сравнении с фантастической плотностью Лондона в конце
XVII века.
Как правило, в городах XVIII века центральные кварталы, где дома датирова-
лись в основном XVII и XVI веками, даже концом XV века, имели самую высокую
плотность, зачастую превышающую 500 жителей на гектар. Эти старые перенасе-
ленные кварталы — в среднем по одной семье на комнату — были кварталами на-
родными. Кварталы XVIII века, периферические, зачастую богатые, имели плот-
ность вдвое-втрое меньшую. С одной стороны, это следствие прогресса обеспе-
ченности, с другой — это связано с новой концепцией отношений человека и про-
странства .
К примеру, в 1773 году в сильном контрасте с новыми кварталами с прямоли-
нейными проспектами и внутренними садами центр Бордо (город-чемпион Франции в
XVIII веке) насчитывал 501 жителя на гектар в черте древнего галло-римского
ситэ. В центре Льежа в 1790 году: Ротюр — 638 жителей на гектар, Марше — 627,
Сент-Альдегонд — 560, Санси — 539, Сент-Катрин — 521. В квартале Сент-Катрин
в 1790 году насчитывалось еще 73 дома на гектар. Но в 1684 году их там было
83. Можно было бы расширить пример, сравнив старинные города с городами новы-
ми, плотность, достигнутую в зонах недавней урбанизации на востоке, с плотно-
стью традиционной урбанизации на юге и западе, это подтвердило бы, что чис-
ленное удвоение городской сети XVIII века сопровождалось учетверением урбани-
зированных пространств благодаря радикальному разреживанию. Это аналогично
революции пригородов XX века, связанной с умножением средств внутригородской
транспортировки, и противоположно ситуации XIX века, самой функции дешевой
техники многоэтажного строительства.
Восемнадцатый век устраивается в городе поудобнее. А также намечает систем-
ную организацию городского пространства. Чтобы доказать это, несмотря на не-
достаток места, вот несколько убедительных ориентиров: Амстердам, Мадрид,
Лондон и Лиссабон.
Амстердам, город каналов, Венеция северной урбанистики, вырос втрое между
1580 и 1620 годами. Этот город в начале XVII века по-прежнему стоял на своих
дубовых сваях, расходясь веером от своего символического центра — биржи. Экс-
траординарная скученность, плотность выше средневековой, подкрепленная техни-
ческой инновацией: дешевый кирпич, материал крепкий и относительно легкий, и
прочность основания, обеспеченная сваями, позволяли надстраивать этажи. Узкие
— только высота и глубина — дома фасадом на канал, идеальное средство транс-
порта и свалка, бесплатно и эффективно обеспеченная приливом, — какое преиму-
щество перед зловонной Венецией! Наконец, городское ядро было охвачено в ка-
честве средства коммуникации и защиты полукругом большого «обводного» канала
(Singel). «Кирпичная стена, укрепленная множеством каменных арок, под которы-
ми жили в ужасной грязи семьи нищих, окружала город. Двадцать шесть ворот от-
крывались по эту сторону от рва» (Пауль Зумтор). Налицо эффективность, обес-
печенная кирпичом, водой и высотой домов, но отсутствие геометрического пла-
на.
Мадрид, город высушенных плато, самая сухопутная из средиземноморских сто-
лиц. Здесь ничего не согласовывалось с экономикой. Был ли это каприз принца
Филиппа II, переместившегося в Мадрид, чтобы наблюдать за строительством Эс-
куриала? Исторически более правдоподобно, что это Эскуриал возводился возле
Мадрида. Чистый воздух, прекрасный пейзаж, хорошая вода. Предтеча калифорний-
скоро и лазурнобережнохю выбора. Здесь к услугам человека было не тяжелое, но
плодотворное подчинение вещей. Маленький городок XVI века, возвышенный Филип-
пом II и оставленный Филиппом III, совершил свой перелом через 30 лет после
Амстердама, между 1610 и 1640 годами. Более широкие, почти прямые улицы, дома
уже весьма высокие благодаря тому же кирпичу, в компоновке меньше скученно-
сти. Несмотря на все то, что разделяет эти две столицы взаимной ненависти,
между Амстердамом и Мадридом — всего 30 лет, одно поколение.
Так выглядел Амстердам еще во 2-й половине 19-го века.
Бывали и катаклизмы, они не исключают возрождения, хотя и без первоначаль-
ной свежести. Два из крупнейших городов классической Европы с интервалом в 24
года были полностью обновлены. Особый случай — лондонский пожар (сентябрь
1666 года); лиссабонское землетрясение 1 ноября 1755 года, 9 часов 40 минут —
отправной пункт долгих размышлений, философских озарений.
Два сравнимых и радикально различных события. Первая неделя сентября 1666
года, долгое сухое лето, сильный восточный иссушающий ветер, случайный пожар
в частично деревянном городе. В четыре дня уничтожено более 13 тыс. домов,
церквей, общественных зданий, парламент — ничему не было пощады. Крупнейший
наравне с Парижем город Европы, Лондон был полностью уничтожен. Со времен со-
жжения Рима при Нероне не было ничего похожего. Ущерб — страхования от пожа-
ров еще не существовало — оценивался в 7—10 млн. фунтов. Очень мало было
жертв собственно огня. Напротив, множество погибших вследствие паники, по не-
доразумению, от испуга.
Лондон был полностью отстроен в 10 последующих лет на протяжении 70-х годов
XVII века. В сравнении с эхом, вызванным лиссабонским землетрясением, это со-
бытие отмечено экстраординарной сдержанностью; XVII век обладал более крепки-
ми нервами, а протестантская Европа — большей стойкостью. Забвению способст-
вовали главным образом чрезвычайный динамизм и богатство Англии. Наконец,
указание признаваемого всеми перста Божия здесь было лучше воспринято. Мы
ведь с вами в XVII веке. Скептики — они тогда были — могли успокаивать себя,
обвиняя во всем людскую оплошность. Бог раздул, но запалил человек. Пожар
1666 года — фейерверк в долгой традиции пожаров — показал, что Лондон, не-
смотря на свои 350-400 тыс. душ, остается городом-спичкой, где дерево и ску-
ченность создают постоянную угрозу.
Большой лондонский пожар 1666 г. - картина неизвестного художника.
Лондон был реконструирован в рекордные сроки, в целом он стал лучше, проч-
нее, чем прежде, меньше стало дерева, больше — камня и кирпича, но поспеш-
ность, спесь, прагматизм, почтение к прошлому и необоримая вера в будущее ос-
тались почти в тех же масштабах и на тех же путях, что и в старом городе. Вот
почему по переписи 1698 года Лондон оказался самым плотным городом Европы.
Король, государство были отстранены от реконструкции; ранняя форма свободного
предпринимательства: каждый строил без плана, лишь бы лучше и быстрее. Круп-
нейший катаклизм городской истории XVII века не позволил Лондону стать новым
городом. Парадоксально, но обновленный Лондон производил впечатление более
старого города, чем Амстердам и Мадрид.
Иное дело Лиссабон. Что здесь поставить в вину людям? Непродуманность
строительства, глухоту к предупреждениям прошлого? Лиссабон уже переживал не-
сколько землетрясений. В 1531 году разрушено 1500 домов; в 1551-м — 2 000 по-
гибших; в 1597-м — три улицы поглотила земля. В XVII веке произошло три силь-
ных толчка: два в 1724-м и один в 1750 году. После катастрофы наступил момент
безумия. Как обвинить человека в этом величественном ударе по глупому опти-
мизму столетия, в этом опровержении нового, а значит, еще слабого идола про-
гресса?
Это случилось 1 ноября 1755 года, в 9 часов 40 минут, спокойным теплым ут-
ром прекрасной средиземноморско-атлантической осени: первый вертикальный тол-
чок , второй толчок горизонтальный в направлении север — юг. Полторы минуты.
Еще два толчка: все будет продолжаться девять минут, затем внезапный сильный
прилив и несколько дней глухого рокота. Не говоря о психологическом эффекте,
вызванном плотным облаком пыли от разрушающегося города и выбросами сернисто-
го пара, дыханием ада. Пять-шесть дней пожаров — чудовищная паника.
Лиссабон в 1755 году пострадал несколько меньше, чем Лондон в 1666-м, 260
тыс. жителей щедро приписаны ему французским анонимом, опубликовавшимся в
Гааге в «Филантропе» через год. Каков объем ущерба? Оценить его очень непро-
сто. Этому мешали южное солнце и его миражи, гордость Португалии (в Лиссабоне
было сосредоточено 15 % населения, 25-30 % богатств королевства), смятение
философской Европы, получившей удар в сердце всех своих упований, перенесен-
ных с Неба в «комфортабельную» повседневность. Европа, восторгавшаяся Помба-
лом, исходит смертным страхом перед архаичным приходом Апокалипсиса. В 1756
году речь шла о 1 312 млн. турских ливров ущерба. Что в десять раз превышает
потери Лондона в устойчивой монете. Чрезмерность очевидна. Из 20 тыс. домов 3
тыс. остались невредимы, 7-8 тыс. подлежали восстановлению. Лиссабон в 1755
году насчитывал чуть меньше уничтоженных домов, чем Лондон в 1666-м. В плане
экономическом два катаклизма вполне сравнимы. Если принять во внимание бри-
танское хладнокровие. Если учесть особенности севера и XVII века.
Лиссабонское землетрясение 1755 года.
Но противопоставлений гораздо больше. Фундаментальное отличие, столь кон-
трастирующее с консервативной деловитостью Лондона, — это желание поскорее
закрыть скобки и, не порывая с прошлым, принятым как обещание будущего, ис-
пользовать удобный случай для радикальных перемен. Помбал выстроит во славу
Иосифа II новый город. Сегодня Лиссабон представляет собой лучшее свидетель-
ство об урбанизме эпохи Просвещения.
Новый Лиссабон — средоточие всех экспериментов 1-й пол. XVIII века с прак-
тическими уже признаками технической эффективности. Дерзкая реконструкция по-
разила Европу и в конечном счете вдохновила почти повсеместно урбанизм рево-
люционной Европы своими первыми шагами индустриальной революции, это была ра-
бота скорее инженера, чем художника, с оригинальным техническим ответом на
суровый вызов нестабильной почвы: широта улиц, создающая зрительную разрежен-
ность , ограничение высоты домов, сдержавшее тенденцию столетия ко все более
высокому строительству, и, прежде всего, gaiola, т. е. деревянная клеть, под-
держивающая здание, когда не выдерживают стены, высокие противопожарные стены
над крышами. Философский город, разгруженный отчасти своими церквами, симво-
лически сконцентрированными на площади Коммерции, где возвышается статуя Ио-
сифа I. Блестящая работа Мачадо де Кастро. Со своими большими функциональными
зданиями (высокий первый этаж, три благородных этажа, один мансардный этаж и
еще мансардный полуэтаж), с холодными фасадами своих особняков, новый Лисса-
бон был, безусловно, столицей буржуазии архаичной и в то же время динамичной
буржуазии монопольной колониальной торговли. Напротив летнего дворца Келуш,
символа преемственности слабо обновленной аристократической Португалии, отны-
не вознесся Лиссабон большой коммерции — одного из условий европейской мута-
ции роста. Урбанизм с необходимостью приводит к экономике.
Глава IX. Экономика.
Вторичный сектор
Уже говорилось, сколь важно не отождествлять «вторичный» сектор деятельно-
сти с городом. Относительно «третичных» родов деятельности, торговли в част-
ности, отождествление, напротив, будет почти полным. В целом же мы имеем со-
вокупность крупных и, при нынешнем состоянии наших знаний, практически нераз-
решимых проблем. Классическая Европа в этой сфере была, в сущности, абсолютно
престатистической, следовало бы сказать, достатистической. Если по некоторым
ведущим областям существуют отдельные примеры статистики крупной коммерции,
мучительно вырабатывавшиеся историками в течение 15-20 лет — показатели ак-
тивности, которые вместе с движением цен позволяют уловить историческую конъ-
юнктуру, — то по индустрии, за двумя-тремя исключениями, нет почти ничего.
Несколько разрозненных рядов цифр, не оставляющих надежды на то, что когда-
либо их удастся свести в показательные серии. Может, мудрее умолчать и кон-
центрироваться на известном? Известного достаточно, и при таком урезанном ба-
лансе все строго просчитано. Однако действовать таким образом означало бы от-
казаться от важного направления исследования. Поэтому мы прибегаем к гипотезе
и двинемся от вероятного.
И прежде всего несколько достаточно общих, а потому практически неоспоримых
примеров. В плане целей и средств набор того, что предлагает индустрия, по-
прежнему невелик, несмотря на количественный прогресс.
Отобранные нами посмертные описи по двум векам, с середины XVI по середину
XVIII века, свидетельствуют относительно всей привилегированной Западной Ев-
ропы: Англии, Нидерландов, Франции, Северной Италии, рейнской оси — о накоп-
лении мебели, посуды, вещей, о большем домашнем комфорте, связанном с измене-
нием технологии кладки каминов и производством дешевого плоского оконного
стекла, прозрачного или слегка тонированного. Середина XVIII века вполне мо-
жет быть глобально противопоставлена началу XVII века. Единство целого про-
должает существовать. В порядке величин и даже средств 1-я пол. XVIII века
оставалась в широком смысле лишь улучшенным Средневековьем. Простейшая инду-
стриальная статистика не позволяет в этом усомниться. Все железо, произведен-
ное с начала железной эры до середины XVIII века, — не забавно ли подсчитать,
— не превысит продукции и одной из четырех наиболее крупных североамерикан-
ских металлургических компаний 50—60-х годов XX века.
В 1815 году мировая добыча угля достигла 30 млн. тонн, из них 16 млн. — в
Англии. В настоящее время мы находимся на уровне 5 млрд. тонн в год в уголь-
ном эквиваленте. Что касается вышедших из печати книг, то вся печатная про-
дукция 2-й пол. XV века не достигает объема рождественского тиража крупной
нью-йоркской газеты. В XVI веке происходит увеличение печатной продукции в 20
раз, в XVII — в 5-6 раз, то же самое в XVIII веке. Печатная продукция всего
мира за 1460-1800 годы лишь приближается к тому количеству бумаги, которое
потребляют за год пять крупных газет Нью-Йорка. Подобных банальных примеров
легко может хватить на целую книгу.
* * *
С 1750 года по наши дни в индустриальном секторе рост был более стремитель-
ным, чем в первичном секторе. Это вполне очевидно. В Европе имело место весь-
ма определенное улучшение питания. Скорее в качественном, чем в количествен-
ном отношении. В общем, рост аграрной продукции в Европе с 1760-х по 1960-е
роды есть величина, заданная коэффициентом роста численности населения, умно-
женным на два. Для индустрии коэффициент демографического роста следовало бы
умножать на 50, 100, 1 000, в зависимости от отрасли. Такой рост после 1770-
1780 годов — после take off английской экономики — способен замаскировать не-
которое расширение индустриального сектора классической Европы. Если бы можно
было рассчитать индекс индустриальной продукции 1620-1760 годов — такая воз-
можность полностью исключена, максимум можно надеяться на большие количество
и точность цифровых показателей, — учитывая рост населения в пространстве
классической Европы в полтора раза, то мы, несомненно, обнаружили бы трое-
кратное увеличение валовой продукции и двукратное — продукции единичной. Уд-
воение за 150 лет; в то время как рост аграрной продукции, по-видимому, не
намного превысил рост населения.
Эта констатация (несмотря на погрешности расчетов, линия эволюции неоспори-
ма) основана на совокупности очевидных технических улучшений. Отдадим должное
историкам техники французской школы, вдохновляемой Морисом Дома и Бертраном
Жилем, и более ранней кембриджской группы в Англии. История микросовершенст-
вований за предшествующий взлету 2-й пол. XVIII века период в свое время была
прекрасно исследована, достаточно обратиться к ней. Для нас остается только
два пути: выделить эволюционную линию и попытаться вписать ее в экономический
порядок.
После поразительно плодотворного периода 1400-1550 годов (возможно, это ил-
люзия, порожденная резким усовершенствованием источников), после плодотворно-
го периода Ренессанса, понимаемого в широком смысле, по-итальянски, напоми-
нающего техническую весну Европы времен революции XII века, с 1070—1080-х по
1250 год, после такого Ренессанса долгий XVII век, парадоксально захватываю-
щий часть XVI века, с 1550 по 1700 год, — может показаться довольно тусклым.
Действительно в этой области, как и во всех других, за исключением сферы чис-
той мысли и мысли научной, в которой, как и в VI веке до Р. X. , наблюдается
самый плодотворный период в человеческой истории, XVII век ассимилирует, кон-
солидирует, делает выводы, отвечает, осваивает, хотелось бы сказать, осущест-
вляет. В XVII веке технические изобретения Ренессанса, представляющие собой
эскизы нескольких инженеров-поэтов, созданных в качестве курьеза ради удо-
вольствия правителей, переходят в практический план действительного, конкрет-
ного , продуктивного. В той мере, в которой распространение техники и эстафета
лидера в сфере инноваций переходит от Северной Италии, использовавшей фунда-
ментальные технические изобретения немецкого XV века, к Голландии, XVII век
вводит технику в экономику. Все это, очевидно, оставило незначительный след,
или, точнее, все это не является областью квантитативной истории. История
техники может быть лишь историей квалитативной. Однако проблемы распростране-
ния, основные для XVII века и занимающие нас, — это проблемы из области эко-
номической квантитативной истории, в сущности, не реализуемой по XVII веку.
Возможно, поэтому обычно мы, не вполне отдавая себе отчет, проходим мимо
крупных технических новаций XVII века. Потому что наука и философия, матема-
тика и онтология затмевают — и это справедливо — скромные подвижки крупнейше-
го века величины и сущности, потому что XVIII век снова исполнился надеждами,
пока после 1770 года окончательно не слился с английской технической револю-
цией, которая и есть единственная революция XVIII века, а не то возбуждение
простолюдинов, которое от Бастилии до садов Тюильри, затем от Вальми до Ау-
стерлица, Байлена и Москвы небезуспешно пыталось сбросить Францию и континен-
тальную Европу с рубежей эволюции.
Возьмем, к примеру, стекло. По-видимому, основное в техническом плане было
достигнуто в 1450-1550 годы. Это убедительно доказал Бертран Жиль. Сода по-
степенно заменила поташ. Как следствие, стекло сделалось легкоплавким, «удоб-
ным в работе, равномерным, бесцветным, и, — уточняет Бертран Жиль, — стало
возможно делать его более тонким и более чистым».
Во 2-й пол. XV века появилась новая разновидность: венецианское стекло,
хрусталь, силикатно-щелочное стекло (силикат поташа и извести, который много
позже будет заменен силикатом поташа и свинца). Решительный прогресс осущест-
вился в Венеции, благодаря тессинским кремням и превосходству импортированно-
го с Востока сырья, «соде из Египта и Сирии, произведенной путем сжигания
особой травы (kali)». В XVI веке происходит прогресс в производстве плоских
стекол: «Были получены стеклянные пластины большего размера (со стороной 0,6-
0,7 м), которые с тех пор режутся алмазом». А завоевание Европы венецианской
технологией стекла? Здесь можно вслед за весьма хорошими книгами лишний раз
вспомнить Кольбера. Абрахам Тиварт в 1688 году основал мастерскую, которая
будет вскоре перенесена ближе к чистому кремнезему и дровам леса Сен-Гобен.
Начинается всеобщее распространение стеклодувной трубки (она позволила в
больших масштабах разливать шампанское в бутылки), листовое стекло обосновы-
вается уже не только в оконных рамах дворцов и особняков, но и в скромных жи-
лищах, совершается переход от стеклянного цилиндра (выдуваемого трубкой) к
стеклянной пластинке, которая как раз и позволила получать относительно одно-
родное и относительно дешевое оконное стекло, все это — XVII век.
Телескоп Галилея (1609 г).
От почти самоценной техники инженеров Ренессанса мы перешли к экономической
технике XVII века. Семнадцатый век утвердил еще одну связь: связь науки и
техники. Не в том смысле, как понимаем ее мы. Такая связь датируется передо-
вым XIX веком. Эта же техника не опиралась на науку, не научный прогресс дви-
гал технический. Эта техника была на службе у науки. Без прогресса стекольно-
го производства не было бы астрономической трубы, без линз и точной механики
не было бы микроскопа. Техника стояла на службе фантастического взрыва космо-
са, который определил, как мы увидим, весь ход классической мысли: человек
меж двух бесконечностей геометризованного пространства, между звездой и бу-
кашкой, и «вечное безмолвие бесконечных пространств». Первоначально эта мысль
была, отделенная от средств, но вскоре она стала мыслью, которая опробует, а
затем необъятно расширит свою интуицию, поскольку искания стекольных мастеров
дадут ей линзу, призму и обширное поле для ее приложения. Зрительные трубы,
микроскопы - плоды первых шагов и чисто эмпирической техники. Вскоре потреб-
ность в зрительных трубах, телескопах, микроскопах обусловит прогресс отрас-
ли, совершенно отделенной от старой индустрии стекла, — индустрии оптических
инструментов.
Вот несколько вех. Астрономическая труба появляется в первые годы XVII ве-
ка. Использовать линзы, чтобы видеть более отчетливо удаленные объекты, стали
почти одновременно — и где! — в Голландии и Италии.
«Первые инструменты, датируемые 1608 годом, — пишет Морис Дома, — делались
несколькими искусными людьми — мастерами по изготовлению очков, зеркальщиками
или механиками, которые были только случайными исполнителями; ученые, профес-
сора или получающие пенсию монахи, множество которых занимались науками, лю-
бители — иногда с помощью ремесленников — шлифовали и монтировали свои стек-
ла. Эти инструменты долгое время были весьма редки, ибо непросто было освоить
технику, секреты которой ревниво охранялись; кроме того, конструкторам было
невероятно трудно достать чистое стекло, пригодное для такого использования.
Поэтому сначала именно в Италии были изготовлены лучшие зрительные трубы в
большом количестве». Итак, первая, благодаря Венеции, — Италия; начиная с
1640-1650 годов впереди — Голландия. Невозможно нагляднее проиллюстрировать
эту двойную связь: наука — технике, техника — экономике.
* * *
Микроскоп появился в 1612-1618 годах, и вызов, брошенный им стекольной ин-
дустрии, был гораздо серьезнее вызова астрономической трубы. «Увеличения в
100-200 раз, которого, без сомнения, можно было добиться с первыми микроско-
пами, было уже достаточно, чтобы стало очевидным, что линзы посредственного
качества дают лишь смутное изображение. Хроматическая аберрация была большей
помехой, чем при астрономических наблюдениях, а отсутствие диафрагмы не по-
зволяло уменьшить сферическую аберрацию». Отсюда недоверие многих ученых 1-й
пол. XVII века, продолжавших линию схоластов, которые отвергали известную в
их время лупу, под технически понятным тогда предлогом, «что природа должна
быть наблюдаема без посредника из опасения получить лишь искаженное и обман-
чивое изображение». Потребуется работа стекольных мастеров, улучшение мате-
риала и ошеломляющий прогресс астрономии, вооруженной зрительной трубой, что-
бы снять это возражение.
Зрительная труба и микроскоп были созданы путем проб и ошибок. Что касается
телескопа, то это первый пример техники, движимой и направляемой наукой. Из-
ложенный Кавальери, Мерсенном и Зукки принцип был открыт некоторое время
спустя после изобретения зрительной трубы, созданной на ощупь. Теоретическое
обоснование телескопа дал Джеймс Грегори в 1663 году. И лишь затем началось
его воплощение. Два выпуклых зеркала, самое маленькое в центре большего, изо-
бражение, наблюдаемое посредством выпуклого зеркала, труба которого пронизы-
вала большое зеркало в его центре. Ривз безуспешно пытался осуществить идею
аппарата, Ньютон представил свой в Королевское общество в феврале 1672 года.
Микроскоп Захария Янсена (1585-1632) имел две линзы.
Сколько еще микроусовершенствований следовало бы вспомнить! Не хватит и
сотни страниц. Приведем последний пример, заимствованный в самом скромном
секторе, в извозном деле. В начале XVII века в Голландии появляются первые
рессоры, и начинается всеобщее распространение шин, закрепляемых в горячем
виде, — первый достоверный факт относится к середине XVI века. В начале XVII
века шины чаще всего представляли собой полоски, прибитые гвоздями. Шляпки
гвоздей быстро снашивались, ободья расшатывались и портились от множества
пробоин. Сотня микроулучшений, включая повозку и королевские мостовые, обу-
словила переход к экономическому росту XVIII века.
Всему было найдено должное применение в XVII веке. Именно там скрыта дата
невидимого рождения нашей эры. Технический прогресс, как бы его ни замалчива-
ли учебники, был велик. Из чего же это следует, если налицо не так много? Де-
ло в том, что XVII веку недоставало средств, которые будут в избытке в XIX
веке и умножатся во 2-й пол. XVIII века, и в том, что сохранялась старая эко-
номическая структура — ремесленная структура, покуситься на которую капита-
лизм не успел. Капитализм был занят большой коммерцией: чтобы взяться за ин-
дустрию, ему потребуется еще больше века.
• * *
Преобладало текстильное производство, но оно было отсталым. Примат тек-
стильного производства будет более столетия сдерживать индустриальную револю-
цию, ибо застой в текстильном производстве не позволял произойти ничему реши-
тельному. Однако текстильное производство переживало застой именно в XVII ве-
ке . Существует масса доказательств, позволяющих шах1 за шагом проследить моно-
тонный ритм микроусовершенствований, — монотонный потому, что, в отличие от
Англии 1740-1760 годов, не возникало никаких неожиданностей, и потому, что
нам неизвестны пределы нашей осведомленности.
Лучше, чем любая другая отрасль старой индустрии, текстильное производство
позволяет воспроизвести фундаментальную структуру этой индустрии XVII века,
идущую из самых глубин Средневековья, абсолютное фракционирование экономиче-
ского пространства. Отсюда способность совмещать самые разные технические
уровни и, как следствие, неспособность применять происходящие перемены. Сем-
надцатый век — это подвижки, восемнадцатый — подвижки и их приложение, вот в
чем разница.
Самая неповоротливая отрасль старой индустрии была территориально разброса-
на. Лидировала, разумеется, шерсть, несмотря на «некоторое возрождение хлоп-
ка». По отношению к XVI веку, текстильное производство XVII века, ставшее
свидетелем отступления Тосканы, Фландрии, группы Севожи и восхождения Руана,
Ле-Мана, Англии, было, если такое возможно, менее сконцентрировано, чем 150
годами раньше, когда Италия и Фландрия явно господствовали на рынке качества.
Пожалуй, оставался еще один старый центр, теснящийся в маленьком нездоровом
городке вокруг его колокольни в топи болот, — это снова Бове, крайняя южная
точка распыленного фламандско-пикардийского текстильного производства. «В
1624 году в городе работало по меньше мере 411 сукновален и, по меньшей мере,
309 саржеделен». В 1624-1750 годах Бове — а сколько было еще таких архаичных
центров — медленно приходит в упадок.
Римские квасцы, этот, несомненно, наиболее удобный показатель индустриаль-
ной активности, подтверждают столетнюю стагнацию первой из всех индустрии. Не
имеющий ни к чему прочему отношения, этот закрепитель красителя превосходно
контролирует весь текстильный сектор, лучше, чем ртуть — производство драго-
ценных металлов. Квасцы, как и ртуть, можно произвести только при крайней
концентрации производства. Квасцы, произведенные в рамках крупного предпри-
ятия, а значит, хорошо учтенные, лучше поддающиеся «статистике», устанавлива-
ют уровень в самом текучем, самом рассеянном и потому самом неуловимом секто-
ре старой индустрии.
Как правило, римская продукция, превосходно учтенная, благодаря использо-
ванной Жаном Делюмо статистической находке, составляет две трети средиземно-
морской продукции и 35-40 % валовой продукции Европы в течение трех столетий.
Однако не все так просто: относительная доля Рима ощутимо снижается в XVII и
радикально — в XVIII веке, в трудно оценимой пропорции по отношению к пережи-
вавшему рост северному производству (Йоркшир, в частности).
Римские квасцы попутно дают сведения о размерах самого крупного горнодобы-
вающего предприятия XVI, XVII и даже начала XVIII века. На пике своего могу-
щества, в 1550-1560 годы, Тольфа использовала около 800 рабочих, в XVII веке
— вероятно, 500-600. За 285 лет эксплуатации, о которых мы имеем сведения, с
1462 по 1796 год, 500-600 человек в среднем добыли 17 млн. тонн руды, что эк-
вивалентно 3,5 млн. тонн чистой квасцовой соли. Ее экспорт морем за три века
наполнил трюмы 10 тыс. кораблей. В порядке сравнения — это 18 тыс. рейсов
(кораблей в среднем в три раза крупнее) по пути в Индию с 1504 по 1650 год:
порядок величин, рекордный для нарождающейся нововременной барочной или клас-
сической эпохи, огромный и ничтожный одновременно.
Другое сравнение, несомненно, более приемлемое, поскольку оно охватывает
референции однородного порядка — между коммерцией и индустрией: совокупная
прибыль предприятия Тольфы в XVI веке, в период его наибольшего процветания,
по расчетам Жана Делюмо, — величина близкая к начальному капиталу в 6 млн.
тыс. флоринов голландской Ост-Индской компании в 1602 году. Крупнейшее горно-
добывающее предприятие Европы оставалось далеко позади крупных предприятий
колониальной торговли.
Кроме того, цифры Жана Делюмо позволяют осторожно, сектор за сектором, оп-
ределить темпы текстильного производства. Они подтверждают прекрасный и быст-
рый рост XVI века после застоя конца XV века. Точная корреляция со всеми на-
шими сведениями и счастливое совпадение с квалитативной схемой истории техни-
ки. Начиная с 26 130 кантаров103 среднегодового показателя 1501-1513 годов,
производство достигает кульминации в 1553-1565 годы; среднегодовой показатель
экспорта достигает в это время 37 723 кантаров. Высокий уровень стабильности
Единица массы во многих странах Ближ. Востока и Средиземноморья; сильно различа-
ется по размеру: 45-82 кг в одних странах и 230-320 кг в других.
в течение полувека с 1565 по 1614 год. Перелом происходит после великого
итальянского и средиземноморского кризиса 1619-1622 годов. После легкого
оживления 1630-1650 годов Тольфа постепенно приходит в упадок на протяжении
2-й пол. XVII века.
Коротко, если сопоставить точные данные по Тольфе с тем, что фрагментарно
известно по другим секторам растущего в целом производства квасцов, то можно
констатировать, что после быстрого роста производства текстиля в 1-й пол. XVI
века имел место непрерывный рост, замедляющийся во второй половине века и
очень неравномерный по секторам. Эта неравномерность интересна, ибо предвеща-
ет, по-видимому, неравномерность XVII века. В северо-западной Атлантике —
группировка Франции и Нидерландов в пользу Англии и Соединенных провинций.
Спад в Средиземноморье. Высшая точка производства в XVII веке. Довольно позд-
нее, без сомнения, оживление в XVIII веке. Кроме того, в XVII веке определя-
ется новый индустриальный пейзаж. Упадок в средиземноморском регионе, в Ита-
лии и Испании. Упадок в Нидерландах. Французские затруднения. Непрерывный
рост производства в Соединенных провинциях и Англии.
* * *
Такова в общих чертах география главной индустриальной отрасли классической
Европы. Для металлургии, отрасли второго плана, значительно отставшей с точки
зрения создаваемых стоимостей, имелось два существенных отличия. Большая от-
носительная концентрация, если сравнивать с современными нормами. География
металлургии железа в XVII веке обрисовывается лучше, чем география текстиля.
Железо, в общем, связано с деревом, а значит, с масштабами лесов, следова-
тельно, очень приблизительно находится в негативном соотношении с плотностью
населения. Металлургия имела два полюса в Европе XVII века: полюс техническо-
го прогресса вокруг Льежа и средней Германии и полюс балтийского массового
производства: шведского и прибалтийского, подкрепленного и замененного в
XVIII веке Уралом с его огромными лесами. Вплоть до конца XVIII века Балтика
была самым крупным производителем и, более того, главным экспортером железа и
железных изделий. То же самое относительно меди, главным поставщиком которой
была Швеция.
Кроме того, XVII век в области металлургии находился на острие крупных тех-
нических перемен. С одной стороны, методы добычи руды, значительно усовершен-
ствованные в XVI-XVII веках в Германии и Льеже, распространяются от этого
географического сектора высокой добычи. Трудно переоценить вклад
Bergbuchlein, маленьких учебников металлургического мастерства, а тем более
пользу от распространения по миру эмиграции немецких инженеров.
Металлургическое дело можно резюмировать двумя словами: мехи и доменные пе-
чи . Пятнадцатый век алхимиков научил делать огонь. С тех пор размеры мехов не
переставали увеличиваться. Есть разногласия относительно момента появления
гидравлических мехов, конец XIV — начало XV века. Как бы то ни было, техника
распространялась, улучшалась в XVI и XVII веках, медленно преодолевая раз-
дробленность экономического пространства, с которой мы уже сталкивались в
связи с текстильным производством. Прогресс мехов подтолкнул, как верно заме-
тил Бертран Жиль, к соответствующему увеличению печей для выплавки металлов.
Произошел переход от нагревательной печи (stuckofen), домницы каталонских
кузниц — она еще сохранилась во Франции в XIX веке, — к классической доменной
печи (flussofen) и вскоре к печам в 4-5 метров высотой. Родилась домна; она
набирает высоту в XVII веке. Исходный пункт: район Льежа и Нидерланды. Рас-
пространившись по всей Европе в XVI веке, она, регион за регионом, вытесняла
старинные технологии, которые продолжали существовать наряду с ней. Тем более
что доменная печь давала не только преимущества. Она предполагала большое — в
масштабах современного мира — единство производства, значительные месторожде-
ния и, главное, крупные запасы леса. Вокруг печи лес быстро исчезал, и рань-
ше, чем печь выходила из строя, ее рентабельность уменьшалась за счет все бо-
лее трудной транспортировки древесины. В Англии к концу XVII века все эти
трудности приобрели очертания национальной катастрофы и масштабы вызова. Кро-
ме того, доменная печь, в отличие от домниц, дает более углеродистое железо.
Преимущество очевидное: понижение точки плавления, а значит, и разлива. Поя-
вился новый продукт — чугун, использование которого поначалу было весьма ог-
раниченным (детали каминов); и восстановление ковкого, почти единственно ис-
пользовавшегося железа поставило весьма деликатные проблемы.
Макет воздуходувной домны.
Семнадцатый — восемнадцатый века бесконечно бьются над проблемой чугуна.
Никакого совершенного решения не было найдено до XIX века, до пудлингования
и, главное, до конвертора Бессемера. Последняя трудность: чугун, пригодный к
переделу (единственный практически применявшийся), означал исключение части
использовавшейся до того руды, в частности столь распространенных в континен-
тальной северо-западной Европе фосфорсодержащих руд. Бедность и богатство руд
вкупе с размерами лесов объясняют подъем балтийской, в особенности шведской,
черной металлургии в XVII веке.
Словом, металлургия в XVII веке переживала стадию технологического вызрева-
ния . Она доказала относительную пластичность, она столкнулась с рядом техни-
ческих проблем и естественных препятствий. Главное проистекало от разрыва ме-
жду потреблением и производством. Зоны самого высокого потребления — Англия,
Голландия, Франция — были к тому же наиболее многонаселенными, а значит, про-
блема нехватки леса душила их сильнее всего. Много железа проходило через
Зунд, где транзитная пошлина позволяет частично установить количество перево-
зимого . В конце концов подобная ситуация стала нетерпимой.
* * *
Однако основной сдвиг произведет не металлургия. Хотя она была первой от-
раслью, пришедшей в движение с самого начала XVIII века, ей еще недоставало
веса, чтобы сыграть роль пускового механизма.
Общеизвестна классическая история первой крупной технической новации, воз-
вестившей об основном сдвиге: коксовая плавка. Англия стояла перед двойствен-
ной проблемой недостатка населения (5,5 млн. в начале XVIII века) и нехватки
леса: в 1700-1720 годах английская черная металлургия переживала спад. Такова
ситуация крупного традиционного региона Forest of Dean, занимавшегося произ-
водством с римской эпохи и почти полностью опустевшего в 1720-1730 годы.
Дин (англ. Forest of Dean) — древний лес и одновременно историческая
и географическая область в графстве Глостершир, Англия.
Англия начала XVIII века эволюционировала к решению проблемы за счет импор-
та полуфабрикатов. Индустрия передела Бирмингема и Шеффилда, вынужденная им-
портировать шведское или русское железо, уже не могла обеспечивать себя по
низким ценам. Серьезный вызов в стране, где рабочие руки становились несколь-
ко более дорогостоящими, чем на континенте. Отсюда идея прибегнуть к каменно-
му углю. Использование каменного угля в качестве топлива для домашних очагов
в районе Шарлеруа восходит к III веку после Р. X. Там же в деревне Маршьен
впервые стали применять каменный уголь для разжигания кузнечного горна. Анг-
лия с ее прибрежными угольными бассейнами оказалась в замечательном положе-
нии. Около 1700 года английский уголь появился почти по всей береговой полосе
вплоть до Средиземноморья как корабельный балласт или обратный груз для по-
бочного употребления. Разумеется, Англия очень рано, с начала XVII века, сле-
дила за опытами Льежа по использованию каменного угля в качестве топлива. Но
отсюда до использования каменного угля для переработки собственно руды, опе-
рации самой дорогостоящей, надо было сделать огромный шаг. Необходимым по-
средником стал кокс, обожженный уголь, очищенный от всех примесей, которые
делают произведенный на каменном угле чугун и которые, в сущности, непригодны
к употреблению. Метод изготовления кокса был запатентован в Англии в 1612 го-
ду. Тем не менее, еще в течение целого столетия длится безрезультатный поиск
методом проб и ошибок. Два человека, отец и сын квакерского семейства Дерби,
Абрахам Дерби-отец (1677-1717) и его сын (1711-1763) создали эксперименталь-
ное , долгое время единственное в Европе предприятие в Коулбрукдейле. Первую
достоверную фабрикацию несомненного и гомогенного кокса традиционно датируют
1709 годом; в 1720-1730 годах Абрахам Дерби-сын, разработав применение первых
флюсов, преуспел в производстве первого чугуна на коксе, сравнимого по каче-
ству с чугуном, выплавленным на древесном угле. Способу Дерби потребуется
полвека, чтобы завоевать Англию. В мировом масштабе производство чугуна на
коксе превзойдет производство чугуна на древесном угле не ранее 1860 года.
Почти полтора столетия — такова живучесть предрассудка, полагавшего, что но-
вый чугун был не того качества, как старый, традиционно оставляемый для осо-
бого применения.
Новые доменные печи, не имевшие теперь проблемы древесины и хрупкости дре-
весного угля, растут ввысь. Начав с 4 метров, они достигли 6 метров в высоту
к концу XVII века. В Англии с ее коксом они вырастают до 12 метров, а вскоре
до 17,18,20 метров. Сдвиг затрагивает и производственное единство. Способ
Дерби на первом этапе покорил район Шропшира, где расположен Коулбрукдейл.
Отныне Бирмингем, опиравшийся на ресурсы Шропшира, уже не зависел от шведско-
го железа. Около 1750 года начинается расцвет Мидлендса. На 250 кв. км нахо-
дится богатый бассейн, где сосуществуют 65 угольных пластов (мощностью в 287
метров) , руда (30 % содержания металла, 36-40 % — близ Дадли, между пятым
угольным пластом и шестым, который к тому же является основным), глина и
сульфиды (иначе говоря, сырье для флюсов). Эксплуатация каменного угля нача-
лась в Венсбери (25 тыс., затем 70 тыс. тонн в начале XVIII века, распростра-
нилась к востоку, на юг и в западном направлении) (Кингсвиндфорд и Хэйлсоу-
эн). Добыча руды возросла с 7-8 тыс. тонн в начале XVIII века до 60 тыс. тонн
к концу века. Во 2-й пол. XVIII века Южный Стаффордшир соединился с Мидлен-
дсом, затем с Южным Уэльсом, который вскоре их обогнал. Две первые уэльские
домны, изначально гиганты, в Даулэйз и Сифартфа датируются 1759 и 1765 годами
(по Морису Леви-Лебуайе).
Первые шаги XIX века начались отсюда. И, тем не менее, тихая революция
1720-1760 годов не сразу сгладила последствия падения традиционного производ-
ства из-за нехватки леса. Вот доказательство того, что даже в Англии, даже в
1760 году старая экономика продолжала доминировать. Производство будет сни-
жаться до 1757 года (1757-й: 10 тыс. тонн чугуна, 12-15 тыс. тонн железа,
треть общего потребления). С 1757 по 1806 год, за 49 лет, производство чугуна
возрастает с 10 до 260 тыс. тонн. Увеличение как минимум в 26 раз за полвека
— это и есть индустриальная революция. Вот еще доказательство, что вплоть до
1760 века даже в Англии продолжает существовать старая экономика. До самой
середины XVIII века промышленность не испытывала недостатка в энергии. Вполне
хватало воды вкупе с мускульной силой человека и животных и с помощью ветра
(мощные мельницы, иначе говоря, ветряные с вертлюговой крышей датируются кон-
цом XV века). Рядом с шахтой, а значит, в тесной связи с металлургией, роди-
лась паровая машина, символ новой эры. Оставим Дени Папена с его искусными
опытами 1690 года, скорее спекулятивного, чем утилитарного порядка, в среде,
которая оставалась глухой. Необходимостью была шахта с ее затоплениями, с ее
насосами, а с конца XVII века и с огневыми насосами. Паровая машина Савари
была запатентована в 1686 году. Ее отдача была низкой, применение опасным.
Машина Ньюкомена (квакера, как и Дерби), запатентованная в 1705 году, очень
медленно будет вытеснять машину Савари. Предыстория паровой машины покрыта
мраком, но настоящая паровая машина, которая изменит лицо мира, еще впереди.
Она будет связана с потребностями уже не только шахты, но и первых крупных
мануфактур. Джеймс Уатт, Мэтью Боултон, Джон Уилкинсон: в 1769-1796 годах па-
ровая машина родилась благодаря соединению их усилий. Она открыла дверь в Но-
вую Эру.
Паровая машина, сделанная по проекту Джеймса Уатта. Выставлена в
Высшей инженерной школе в Мадриде.
Общеизвестно, что индустриальная революция связана с текстильным производ-
ством, точнее, с хлопчатобумажным. Как и в металлургии, революция подготавли-
валась в мозгах, она делала свои первые шаги на нескольких экспериментальных
предприятиях. Она удалась парадоксально сама собой — Франсуа Крузе это очень
хорошо показал — за счет самофинансирования, получив вливание капитала, нако-
пленного крупной колониальной торговлей, в результате малоподвижности раз-
дробленного рынка, позволявшего долгое время существовать наслоению различных
технологических эпох. Английская индустрия, которая в 1760 году работала по
технологии XIX века рядом со средневековым ремеслом и реализовала продукцию
по ценам 1760 года, представляла собой восхитительную фабрику капиталов. Не-
поворотливость раздробленного рынка — наследие прошлого, и его выживание в
течение полувека обеспечат английской индустрии почти без поддержки извне ры-
вок вперед.
Тогда великий Джон Кей, не получивший, слава богу, классического образова-
ния сын суконного фабриканта из Колчестера, в 1733 году в возрасте 29 лет
изобретает знаменитый челнок, названный позднее «самолетным челноком». Тем
самым открывается решающий период. Технологический прорыв челнока Кея породил
ряд проблем. Качество нити явно отставало. Повышение требований к нему вызы-
вало и другие. Взрывная волна, произведенная изобретением челнока Кея, в бла-
гоприятной среде стала фейерверком Новой Эры. Четыре колесика, нить, связан-
ная с рычагом, которым манипулирует ткач. За челноком последовала вязальная
машина. Потом — чулки, нить, Аркрайт. Потребовалось слишком большое количест-
во ниток, что привело к их нехватке. Начиная с 1735 года цена хлопка возрас-
тает. В 1760 году Роберт Кей, сын Джона Кея, изобрел корпус, ставший прообра-
зом станка Жаккарда. «Дженни» Харгривса была собрана в 1763-1767 годах. Рево-
люция перестала быть уже только квалитативной. Она уже не ограничивалась вы-
движением идей, она глубоко проникала в вещи. Прядильная машина Кромптона
1779 года — это уже Новая Эра. Процесс пошел. Отныне ничто уже не заставит
его отступить.
Но все это только в Англии. И все-таки, хотя инициатива поначалу была ис-
ключительно английской, эта великая революция XVIII века, несмотря на часто
упоминаемую разобщенность старой эры, по-видимому, первоначально почти немед-
ленно взволновала половину севера Франции и Нидерланды, т. е. технологически
развитый регион континента. В пять лет с десятилетним интервалом Франция,
привилегированная часть континента, следует этому ритму. Один пример: «Джен-
ни» Харгривса была разработана в 1763-1767 годах, Холкер-сын вывез одну из
Англии в 1771 году и велел скопировать во многих экземплярах в Руане и Сансе;
Морган ввел ее в Дуэ в 1773 году, и она распространилась в деревнях от Дуэ до
Нима. (Морис Леви-Лебуайе).
Механическая прялка, созданная в 1764 году, изобретателем Джейм-
сом Харгривсом.
Вплоть до 1790 года индустриальная революция была европейским, направляемым
Англией предприятием. Французская революция, сокрушившая капитал, рассеявшая
элиту, отвлекшая умы от сущности, обрекая Францию, а потом и континент на
продолжительную заурядность, сделает тем самым бизнес почти исключительно
английским.
• * *
И все же была отрасль, где континент и Франция преуспевали в течение всего
XVIII века, отрасль соединившая прошлое и будущее, Восток и Европу и лучше
любой другой деятельности определяющая жизненные рамки: производство ситца.
В середине XVIII века совершенно новая индустрия находилась на самом взле-
те. В 1760 году 21 мастерская находится во Франции, 7 — в Женеве, 15 — в Мю-
лузе (который еще не был французским) и только 1 — в Манчестере. Подобная
аномалия легко объяснима. В Англии в середине XVIII века прядение, ткачество
и набивка уже были естественными этапами дешевого текстильного производства.
«Но на континенте, несмотря на некоторое сходство, хлопчатобумажные ткани бы-
ли роскошью; их потребление начиналось с ситца, материи дорогостоящей, наби-
ваемой с доски и раскрашиваемой кистями, мода на которые произвела фурор в
XVIII веке, заменив собой пристрастие рафинированной публики к шелкам броше,
линонам и батистам» (М. Леви-Лебуайе). Индустрия почти независимая от естест-
венных условий, всем обязанная человеку и ничем — вещам. Миткали, которые ис-
пользует ситцевое производство, легко, соответственно своей цене, переносят
транспортировку и задержки. Доставляли их издалека. В 1785 году французские
ткани составляли только 20 % национального потребления. «Остальное шло из Ин-
дий, 500 тыс. штук путем прямого импорта, 300 тыс. штук путем закупки на ино-
странных складах». Оборудование нехитрое: «гравированные деревянные валы,
столы, несколько подвалов, двигательная сила ни к чему». «От рисовавших эски-
зы художников, таких как Ж.-П. Юэ, Линге, Жергон, Портале, Прево или Мален-
отец, не требовалось личного присутствия, атмосфера мастерской, — тонко под-
мечает Морис Леви-Лебуайе, — отнюдь не идеальное место, чтобы создавать сель-
ские сценки, характерные для счастливого искусства XVIII века. Мастера, кото-
рые пускали в дело эти рисунки, тоже были весьма немногочисленны: 1000-1500,
быть может, человек около 1750 года, едва ли 25 тыс. человек к концу века;
граверы и колористы, рисовальщицы и набойщики — все были мэтрами в искусстве,
дававшем им возможность выбирать себе место жительства и работы».
• * *
Миткаль на 80 % шел из Индии. Ситцы могучего XVIII века уже архаизм, кото-
рый легко развеял XIX век. Соединяя Восток и Запад, ставя Европу и Индийский
океан в последний раз наравне, они свидетельствовали о торговле между равны-
ми, они были современниками начавшегося процесса деиндустриализации мира на
пользу Европе, процесса только что начавшегося, которому было еще очень дале-
ко до завершения.
Фредерик Мауро отнес примерно к 1730-1750 годам поворот, утвердивший сило-
вые отношения в Индийском океане и заменивший торговлю между равными, прежде
всего унаследованную голландцами, примерно в 1600-1620 годах, у оттесненных
португальцев, торговлей, которая отныне выкачивала для Европы восточный капи-
тал. Между 1740 и 1760 годами платежный баланс Индийского океана, традиционно
бывший в XVI-XVII веках неблагоприятным для Европы, продолжает быть неблаго-
приятным и для Азии. Этот поворот соответствует сдвигу в эффективности общей
для Запада техники и массированному приходу англичан в Индийский океан.
Иначе говоря, победы Клайва (23 июня 1757 года при Плесси пушка засвиде-
тельствовала новую и парадоксальную разницу в техническом уровне двух миров,
легко рассеяв 78 тыс. воинов наваба Бенгалии), Уоррена Гастингса были подго-
товлены гораздо раньше. Равно как и провал старины Дюплекса (1754) и позаба-
вивший любопытствующих договор Годе104, они не были рождены случаем. Победы,
подобные победам в Индии, обеспечиваются заранее.
Вплоть до середины XVIII века утечка американской монеты, а также выгоды
торговли из Индии в Индию смягчали структурный дефицит торгового баланса Ев-
ропы в Азии.
После 1750 года положение изменилось. Частная торговля агентов английской
Ост-Индской компании, прежде всего торговля таможенными лицензиями, продажа
пропусков и разрешений, исходя из практики, существовавшей в клонящейся к
упадку империи Великого Могола, добровольная или вынужденная покупка всевоз-
растающей массы европейских товаров, отдача в наем службы при индийских
князьях, в особенности по драгоценной артиллерийской части, взимание податей
обеспечивали на все более обширных территориях значительное накопление капи-
талов в пользу Европы. «Общая сумма изъятого англичанами из Бенгалии и пере-
веденного в Англию с 1757 по 1780 год достигает 38 млн. фунтов» в устойчивой
монете, это восьмикратная стоимость недвижимого капитала Лондона в 1666 году.
В отношении Китая происходит аналогичный сдвиг и аналогичный рост. Лидиро-
Годе — губернатор французской Индии, подписавший 11 января 1755 года — в момент,
когда французы, казалось, были на полпути к победе, — договор с англичанами, по ко-
торому Франция отказывалась почти от всех своих завоеваний в Индии; этот мир произ-
вел ошеломляющее впечатление на поверхностные умы. — Примеч. перев.
вал чай. Мы уже видели, что даже в Европе он, заставляя отступить тифозные
инфекции, способствовал победе над смертностью. С 1640 по 1730 год в рамках
несколько укороченного XVII века экономической истории наиболее достоверный
индекс активности (суда, отправляемые из Европы в Азию) увеличивается в 7
раз. В 1640-1650 годы действительно он удерживается на аномально низком уров-
не. По отношению к самому высокому уровню 1590-1620 годов увеличение происхо-
дит в 4 и, возможно, в 5 раз чуть больше чем за столетие. С 1720-1730 по
1790-1800 годы, за короткий семидесятилетний XVIII век, наиболее репрезента-
тивные показатели вырастают в 10-15—20 раз.
С 1690-1700 годов до конца XVIII века крупная колониальная торговля не пре-
кращала накапливать богатства, которые окончательно не подсчитаны, и эти бо-
гатства в самом начале индустриальной революции сыграли роль, переоценить ко-
торую невозможно. Умножение в 1,5 раза в агрикультуре между 1620 и 1760 года-
ми , предположительно троекратное увеличение валового объема индустриального
производства. Рост, по меньшей мере, в 10, 15, а скорее, в 20 раз оборотов
крупной торговли. Именно крупная торговля была движущей силой. Перед лицом
такого роста Америка была регионом скромным. В сущности, к концу XVI века она
достигла уровня, который ей было трудно превзойти.
Сахарная Америка не прекращала развиваться почти китайскими темпами. Она
создала Бордо, Нант и Гавр, придала завершенность могуществу Амстердама и
Лондона, реконструировала Лиссабон Помбала. Почти несуществующая в начале
XVII века, эта торговля возросла в 5-6, а то и в 7 раз с начала по конец
XVIII века.
Что касается Америки драгоценных металлов (испанская Америка и бразильские
плато), мы, исходя из уточненных данных Гамильтона, предлагаем оценить в 90
тыс. тонн в серебряном эквиваленте общий рост объема экспорта в направлении
Европы за три столетия; кроме того, около 10 тыс. тонн по различным каналам
отправились на Дальний Восток. Сколько металла помимо этих масс подвергалось
тезаврации на месте или было мобилизовано для нужд американской экономики? Мы
этого не знаем. С 1620 по 1760 год в период спада Америка, вероятнее всего,
отправила в Европу не более 20-25 тыс. тонн. Внешне Кадис наследовал Севилье.
В действительности официальная торговля одолела торговлю «на длину копья»,
которая велась напрямую вне всяких правил из неиспанских портов в направлении
кастильских Индий. Но в Кадисе испанская коммерция осталась далеко позади
трех крупных соперников: французов, англичан, голландцев. Испанская Америка
начиная с 1650-1660 годов сделалась кондоминиумом, негласно эксплуатируемым к
совместной выгоде крупными морскими державами европейского северо-запада. В
1760 году Англия, по-видимому, вышла на первое место, к 70-м годам восстано-
вила силу Франция. Как и в сфере индустрии, и это еще более очевидно, только
континентальный катаклизм Французской революции сделает Англию единственным и
бесспорным победителем.
Глава X. Общество.
Сословия и классы
Середина XVIII века готовит нам еще один подвох. Все повсеместно приходит в
движение около 1750 года, а что же до этого? Крупная колониальная торговля
показала, по крайней мере, где сформировалось капиталистическое накопление,
которое взорвет в конце XVIII века аристократический мир аграрного общества.
Но все не так просто. Начиная от поворотной середины XVIII века, в Европе
обозначаются четыре сектора. Нигде капиталистическое накопление от крупной
торговли не имело столь давней истории, как в Голландии, и не было столь ско-
рым, как в Англии. Вот уж где ему нечего было взрывать. Буржуазия занимала
гибкие формы аристократического общества и трансформировала его. Таким обра-
зом, подпитка роста не требовала никаких затрат. Почти что плавный take off,
скажем вслед за Франсуа Крузе, take off последовательно-постепенный.
Что касается сектора северо-западного, бельгийского, западно-немецкого,
здесь накопление поначалу было едва ли меньшим, но общество оставалось ригид-
ным, политические условия плохими, и вот — катастрофический взрыв конца XVIII
века. Он крушит, бьет, ломает, по всей социальной лестнице он вызывает самые
ретроградные рефлексы отказа от роста. Словом, он задвигает далеко на второй
план всю ту часть Европы, которая наряду с Англией обладала привилегией самых
прекрасных достижений.
На юге, в Средиземноморье, усиливается отставание. Ничто всерьез не угрожа-
ет старому сословному обществу. На востоке — парадоксальный, на взгляд Запа-
да, мир. Общество земельной аристократии, которое усиливает притеснение кре-
стьянства, переживающего падение статуса. Западный IX век, совмещенный во
времени с первыми признаками индустриальной революции.
* * *
Вся социальная история классической Европы, в сущности, социальная история
Запада, — которую Восток, пытаясь копировать, искажает, — заключена в опасной
своей справедливостью формуле: сословное общество медленно, глубоко преобра-
зуется в общество классовое. Французская революция все-таки — это всего лишь
перевод в план конституционно-правовой и политический этого замещения, почти
завершившегося в социальном порядке около 1750 года. Ломая экономический
рост, двигатель социального потрясения, Французская революция неизбежно даже
спровоцировала отвердение того, что могло продолжать существовать в старых
сословных структурах. В области коллективных представлений откат был несомне-
нен. Немалая часть французского общества в 1815 году была привержена сослов-
ным представлениям в большей степени, чем это было в 1785 году. Общество Ста-
рого порядка, невредимое почти во всем средиземноморском секторе (за исключе-
нием Пьемонта и Каталонии), переживающее процесс упрочения в славянском мире
на востоке, глубоко разложившееся в атлантической Европе под влиянием большой
колониальной торговли в середине XVIII века, продолжает существовать и намно-
го позже 1789 или 1815 года: юридически в Центральной Европе вплоть до 1848
года, в России же и еще позже 1861-го, вплоть до примерно 1890, 1905 или 1917
года, а во французских деревнях запада по некоторым параметрам — вплоть до
примерно 1880 года. Вместе с социальной историей мы снова обретаем чрезвычай-
ную весомость вещей. Наконец, это возвращает нас к тому понятию структуры,
которое мы отчасти потеряли из виду, пытаясь уловить реальность материальной
цивилизации классической Европы и постоянно сталкиваясь к концу ее длительно-
сти с неопределенным периодом 1750-1770 годов, начинающим потрясающую мута-
цию, на которую нам рано отвлекаться. Важно изначально твердо отметить, что
социальная реальность классической Европы весьма широко выступала из берегов.
Между XIV и XVIII веками, а в некотором смысле с V по XVIII век доминирующим
и определяющим является один и тот же принцип социальной стратификации, мы
постараемся сказать, в скольких видах и компромиссах.
Ролан Мунье в недавней своей публикации поставил во главу угла несколько
генеральных принципов классификации, которыми мы можем руководствоваться.
Предварительный вопрос социальной истории (следует особо остерегаться гово-
рить о ней с недомолвками, ибо это неизбежно означает имплицитный ответ, поч-
ти обязательно анахроничный, в силу бессознательного переноса нашего жизнен-
ного опыта) — это, очевидно, вопрос о принципах, двигателях и представлениях,
которые определяют социальную стратификацию. Все развитые общества, входящие
в поле наблюдения истории, упорядочиваются по трем крупным типам стратифика-
ции: «стратификация кастовая, стратификация сословная, стратификация классо-
вая». Это в теории. В жизненной реальности социума три принципа, которые ана-
лиз, изъясняясь по картезиански, позволил выделить в их подвижности, эти три
принципа образуют параллелограмм сил, выделяющий доминанту. Это равновесие
движущих сил стратификации, которые столь полно согласуются с совокупностью
социального коллективного существа, очевидно, обладает свойством сохраняться
очень долго. Что не исключает определенной пластичности. Классическая эра,
при кажущейся неподвижности баланса движущих сил стратификации, является в
действительности периодом относительно большой пластичности.
Кастовая стратификация, отличающаяся тенденцией к наследственности, предпо-
лагает иерархивацию групп «не в соответствии с достоянием своих членов и их
способностью расходовать, не в соответствии с их ролью в производстве матери-
альных благ, но в соответствии с их степенью религиозной чистоты или нечисто-
ты». В XVIII веке, когда классическая Европа встретилась с Индией и расширила
влияние, индийское общество группировалось примерно в две сотни каст, «в свою
очередь подразделяющихся на примерно две тысячи подкаст, иерархизованных
внутри каст». Каждая каста играет в процессе производства вполне определенную
роль или, по крайней мере, ее деятельность организуется вокруг ограниченного
количества возможностей. Принадлежность к касте определена превратностями на-
следственности , строго соблюдаемой эндогамией, слегка скорректированной ги-
пергамией. Стало быть, возможно только коллективное возвышение. Эта социаль-
ная система, которая давала возможность жить бок о бок самым различным расам,
мыслима лишь в перспективе всеобщего принятия сансары и кармы. В неумолимом
круговороте перерождений (сансара), который осуществляется согласно не менее
неумолимому учету заслуг и ошибок (карма), социальное возвышение осуществля-
ется посмертно в момент реинкарнации. Стало быть, какой бы ни была тенденция
к наследственности, тенденция первого порядка в Европе аристократических ре-
акций к самоконструированию на касты, стратификация на касты не имеет шанса
вне религиозных вселенных перерождения.
Но влияние экономического таково, что даже в Индии XVIII века внутрь каст и
между кастами вкрадывается стратификация по классам. «Имеются социальные
классы», можно сказать вслед за Роланом Мунье, точнее, имеется совершенная
система классов, когда «в рыночной экономике роль, играемая в производстве
материальных благ, и уровень дохода помещают индивидуума» на определенный
уровень в социальной иерархии. Для существования класса надо, чтобы внутри
группы, определенной одним источником дохода, одним порядком уровня дохода,
одним уровнем жизни, имелся минимум общего, группового сознания. С момента
утверждения денежной экономики классовое деление естественным образом стре-
мится себя навязать.
И все-таки в обществе XVII и 1-й пол. XVIII века по всей барочной и класси-
ческой Европе классовая стратификация отнюдь не становится ведущим способом
дифференциации; продолжает превалировать стратификация сословная если не все-
гда фактически, то, по крайней мере, юридически и в представлениях, которые
восходят к далекому прошлому. Если длительность экономических структур — дан-
ность, то для природы взаимосвязи способов производства (не являются ли спо-
собы производства Европы 1750-х годов гораздо более близки к способам произ-
водства XII века, нежели 1880-х годов?) нормально, что категории социальных
ценностей 1600-1750 годов остаются гораздо ближе социальным ценностям Средне-
вековья, нежели ценностям, порожденным индустриальной революцией. Ролан Мунье
охотно подчеркивает взаимосвязанность критериев социальной стратификации Ев-
ропы Нового времени с близкими им критериями из далекого прошлого. «Стратифи-
кация по сословиям, — пишет он, — (по-немецки Stande. по-английски estates)
существовала в Европе с XIV по XVIII век, хотя этот род включал несколько ви-
дов и местами классовые общества появились в этой географической зоне уже в
тот период. Можно было бы включить сюда феодальную систему с IX века и, быть
может, вассальный порядок с конца V века».
В этой стратификации по сословиям, или по estates, социальные группы были
иерархизованы не по положению или влиянию в экономическом порядке, «но в со-
ответствии с уважением, почетом, достоинством, придаваемыми обществом или со-
циальными фракциями» вне обязательной связи с производством материальных
благ. «Внутри каждой страты, каждого estate, — уточняет дополнительно Ролан
Мунье, — корпорации, товарищества образуют группы действия, каждая со своим
статусом, обусловленным консенсусом мнений, социальной оценкой и своим уста-
вом, постоянным или легальным». В каждом сословии существует тенденция к эн-
догамии, а в верхах даже тенденция к кастовости.
«В верхах», согласно «Трактату о сословиях и простых достоинствах» (1610)
Шарля Луазо, «церковное сословие, клир, ибо в правах посланники Божий должны
сохранять первый ранг почета. Затем дворянство, либо старинное с незапамятных
времен благородство, происходящее от древних родов, либо дворянство звания,
проистекающего от службы или от сеньории, которые сообщают те же самые приви-
легии. Наконец, третье сословие, которое составляет остальной народ» (цит. по
Р. Мунье) .
Каждое из основных сословий имеет свою нисходящую иерархию. Во Франции 1-й
пол. XVII века, согласно тому же Луазо, во главе первого сословия стояли кар-
диналы, примасы или патриархи, архиепископы и епископы, три высших ранга; на-
конец , четыре низших ранга — посвященные в духовный сан. «Дворянское сословие
подразделяется сверху вниз на принцев крови, принцев-родственников, более от-
даленных от суверена, высокое рыцарское дворянство, различающееся между собой
достоинством своих феодов в нисходящем порядке: герцог, маркиз, граф, барон,
шателен, наконец, простое дворянство рядовых благородных, профессиональных
военных». Второе сословие включает также чиновников судебного и финансового
ведомств, положение которых дает им дворянство по должности и званию.
Возможность такого социального осмоса, допустимого перехода из третьего во
второе сословие, шла во Франции на уменьшение. В середине XVII века первая из
верховных палат, парижский парламент, традиционная машина получения доступа к
высокому дворянству начала демонстрировать свою отстраненность по отношению к
таким новым людям. «Гийом I де Ламуаньон (1617-1677), первый председатель в
1658 году, — пишет Франсуа Блюш, — стал автором такого рода реакции: ллПо соб-
ственному побуждению в 1659 году парламент запрещает доступ в свои ряды род-
ственников и свойственников откупщиков"». Людовик XIV, навязывая время от
времени неприятные парламенту кандидатуры, сумеет держать эту дверь полуот-
крытой. В течение XVIII века она, в конечном счете, захлопнется. Цитируемый
Франсуа Блюшем Жан Эгре, «интерпретируя постановления Совета об освобождении
от золотой дворянской марки для благородных кандидатов на аноблирующие долж-
ности, доказывает, что накануне 1789 года около 90 % парламентариев (тоже не
только парижане), вступающих в должность, были благородными». В 1715 году
благородные составляли в парижском парламенте 81,5 % численного состава, 91 %
благородных и сыновей привилегированных, в 1771-м — 80,9 % и 89,9 % соответ-
ственно .
Таким образом, третье сословие включает чиновников не дающих дворянского
звания должностей. «В принципе, — свидетельствует Ролан Мунье, — во главе со-
словия были люди образованные, с дипломами факультетов теологии, юриспруден-
ции , медицины, искусств.» Адвокаты, финансисты, «практикующие врачи и дельцы»
(секретари суда, нотариусы, прокуроры, судейские длинной мантии, судебные
приставы, короткие мантии). Затем идут купцы. На их счет Луазо высказывается
следующим образом: «Как по причине и полезности, даже общественной необходи-
мости и коммерции, так и из-за обыкновенного богатства, которое приносит им
доверие и уважение, не говоря о том, что способ пользоваться ремесленниками и
мастеровыми придает им большое влияние в городах: поэтому купцы — это послед-
ние в народе, кто несет почетные свойства, будучи именуемы почтенными людьми
или честными персонами и городскими буржуа. Равно как аптекари, ювелиры, зо-
лотых и серебряных дел мастера. Ежели они обитают в городе и причастны к по-
честям, должностям и привилегиям города, все могут претендовать на титул бур-
жуа». Ниже буржуа стоят ремесленники, «кои живут более трудом телесным, неже-
ли продажей товара или ухищрениями ума, и эти суть самые ничтожные» (цит. по
Р. Мунье) .
Во главе, хотя и низких персон, стоят хлебопашцы, земледельцы или арендато-
ры. Такое возвеличивание достоинства независимого крестьянина-хозяина, вла-
дельца одной или нескольких упряжек (примерно одна десятая сельского населе-
ния Франции) , шло по нарастающей, пока не расцвело пышным мифом в XVIII веке
в лицемерной литературе трактатов о счастье. Жан Блондель в трактате «Люди,
как они есть, и должны быть», опубликованном в Лондоне и Париже в 1658 году,
позволяет себе ни к чему не обязывающий панегирик: «В хижинах своих, где вам
недостает самого необходимого, вы в некотором смысле тысячекратно счастливее,
нежели люди света, коих ненасытная душа всегда сыщет чего еще пожелать. Сча-
стливы те, кто, подобно вам, не имеет, если так можно выразиться, иных
чувств, кроме чувства природного инстинкта» (цит. по Р. Мози). Шарль Луазо,
не владевший подобным слогом, не пошел бы столь далеко. Но, следуя стилю
Блонделя, Робер Мози подчеркивает первенство и высшую степень достоинства
четвертого сословия, отдаваемую хлебопашцу в восприятии XVIII века, когда ми-
ло заявляет: «Среди всех сих счастливых бедняков, наиизбраннейшими остаются
хлебопашцы. Естественные рамки их жизни легче согласуются со свободными ассо-
циациями и метаморфозами, чем мрачный интерьер ремесленника. Вкус пастораль-
ной поэзии служит пищей и оправданием экзальтации сельских обрядов. Крестьяне
— это единственная часть народа, с коей почтенные горожане иной раз соприка-
саются. Люди светские и буржуа игнорируют рабочих из предместий, а когда раз-
влекаются на лоне природы, то пренебрегают деревенским мельником, но наносят
визит хлебопашцам».
Внизу Луазо помещает «ремесленников или мастеровых, которые занимаются ис-
кусствами механическими, а потому именуются, ради отличия от свободных ис-
кусств, механиками, подлыми и грязными». Еще ниже — «простые подсобные поден-
ные рабочие, самые подлые из простолюдинов». В самом низу — категория «узако-
ненных нищих, бродяг и оборванцев, пребывающих в праздности и беззаботности
за счет других».
Таким виделся социальный порядок во времена Шарля Луазо. С некоторыми ого-
ворками картина применима к большинству европейских стран. Трактаты о счастье
убедительно доказывают, что он не так уж девальвировался в XVIII веке.
«Каждое слово имеет свой особый знак, иначе говоря, свои социальные симво-
лы» — Р. Мунье прав, уточняя это. Почетные прерогативы, титулы и ранги, «пре-
димена», иерархия которых вполне определенна и иногда изумительна для нас.
Рене Декарт из коллежа Ла-Флеш в письмах употреблял обращение: «Мадемуазель
моя матушка». Сословия имеют привилегии, которые мы склонны замечать только в
одном-единственном смысле, если бы они были на пользу двум первым сословиям.
«Третье сословие пользуется широкой всеобщей привилегией, а именно той, что
благородные, за исключением хозяев стеколен и кузниц, не могут разделять при-
быль от товара и ремесла, не могут составлять конкуренцию третьему сословию».
Наконец, каждое сословие должно дорожить своим званием. И именно здесь начи-
наются трудности.
Сантьяго: это влияние экономики, ибо по древности и почету Сантьяго выше.
Что касается архиепископа Таррагоны, то был ли он так уж уверен в своем пре-
восходстве над простым викарным епископом Сигуэнцы, доход которого был втрое
выше? Внутри сословия ранг и его требования снова вводят доход, а следова-
тельно, экономику. Когда неравенство доходов превышает некий порог, оно запу-
тывает традиционную иерархию сословий. «Poderoso Caballero, es Don Dinero»
— писал Франсиско Кеведо; благородное перезолочение герба и гипергамия — в
Испании она приводит к мезальянсам дворянства с иудео-христианскими семьями —
есть способ социального осмоса, реванш класса над сословием.
Такой способ социального осмоса, однако, был широко осуждаем. Послушаем
крик возмущенной души, когда семья банкира Самуэля Бернара проникла в среду
парижского парламентского дворянства. Вот уж что будет списано на безнравст-
венность эпохи пост-Регентства:
О времена! О нравы! Век гнилью напоен.
Попрали честь сыны фамилий старых.
Моле, Мирапуа, Ламуаньон
Берут в супруги дочерей Бернара
И делят барыши с ворьем.
И можно держать пари, что анонимный стихоплет был не голубых кровей. Зато
какое вливание доходов! «Когда председатель Ламуаньон в 1732 году женился на
внучке Самуэля Бернара, на счету сей юной персоны было 800 тыс. ливров, 200
тыс. ливров обеспечения, 40 тыс. экю подарок зятю, 1 тыс. экю на белье и пла-
тье, а также прекрасные бриллианты. Мальзерб, кузен председателя, женился на
девице Гримо де ла Рейньер: приданое невесты исчислялось 600 тыс. ливров на-
личными, а также 200 тыс. ливров краткосрочным платежом и обязательство, ко-
торое Ла Рейньер охотно подписал, обеспечивать в течение многих лет стол и
кров молодой семьи. Председатель Моле женился на дочери Самуэля Бернара в
1735 году: она получила в приданое 1 млн. 200 тыс. ливров и унаследует от от-
ца 6 842 088 ливров» (Ф. Блюш).
Восемьдесят процентов дохода классической Европы, скажем проще, 80-85 %
производимых богатств исходили от земли и сущего на земле. Великое богатство
— это, в сущности, не столько земля, сколько крестьянин, обрабатывающий ее в
таком мире, в котором, кроме мускульной силы, еще нет иных машин или в них
нет необходимости.
Таким образом, дополнительно встает проблема расхождения уровней жизни.
Простой взгляд на доходы подтверждает, что оно в среднем в 10, 15 и 20 раз
больше, чем в наши дни, с нижней точкой несоизмеримо более низкой, но это не-
равенство не имело тех последствий, которых, казалось, можно было бы ожидать.
Для богатых оно выражалось не столько в сверхпотреблении благ, сколько в
сверхпотреблении услуг. Отличие между столом бедных и богатых было ли столь
уж значительным? Возможности желудка, не говоря о свирепости подагры, были
все-таки ограниченными.
Гамма уровней жизни была гаммой услуг. Десятая часть населения, возможно,
mutatis mutandis находилась в услужении у 2-3 % населения. Вот истинный вес
доминирования на вершине социальной пирамиды. В конечном счете, он гораздо
менее значителен, чем мы это представляем. Изъятие материальных благ в обще-
стве , бедном благами и богатом людьми, имело бы более опасный эффект.
О чудовищных размерах штата челяди при Старом порядке уже все было сказано.
Не будем искать их на самом верху: один из графов Оливаресов, ребенок и млад-
ший сын в семействе, которое еще не достигло величия, был студентом в Сала-
манке и имел сорок девять слуг, а вот на уровне промежуточном примеры более
доказательны. Скромный дворянин из Бовези Готье де Кревкер в 1593 году решил
сократить прислугу в своем доме: «оказалось, что он по-прежнему кормил», как
правило, «57 персон, — сообщает Пьер Губер, — более 40 из которых были слу-
В русском переводе М. Донского текст этой летрильи о всевластии денег звучит так:
«Дивной мощью наделен дон Дублон». — Примеч. науч. ред.
ги».
Обратимся, по докладу от 15 июля 1720 года (AN, АЕ, В, 225 Р181) Партийе,
консула Франции в Кадисе, к сфере обслуги. Наем дома обходился ему в 650 пиа-
стров в год. Он платил своему хранителю печати сиру Луи Деластру, французу из
Булонь-сюр-Мер, поскольку сборы канцелярии были недостаточны, он давал ему
кров и стол. Он оценил его содержание в 250 пиастров в год. То же самое отно-
сительно вице-консула Барбье: дополнительное жалованье, кров, стол. Далее,
наемный лекарь для больных соотечественников и домочадцев, нечетко определен-
ная общественная функция прислуги. Теперь перейдем к собственно прислуге: ма-
жордом — 120 пиастров в год, три служанки — 1-2 пистоля в месяц (4-8 пиаст-
ров) , одна — 3 пиастра, два пажа, по обычаю страны, — полтора пистоля в месяц
(6 пиастров) каждому в качестве жалованья и содержания плюс 4 пистоля возна-
граждения, повар — 30 пистолей в год, не считая вознаграждения помощнику по-
вара (полтора пистоля в месяц), кучер, конюх, привратник с оплатой соответст-
венно в 5, 4 и 3 пиастра. В целом на Партийе, его жену и троих детей прихо-
дится 11 персон: три — женская прислуга, восемь — мужская. На «функционера»,
как бы мы сказали сегодня, средней руки.
Итак, все просто. В сердце социального механизма все, в конечном счете, тя-
готеет к «сколько» и «как». Сколько изымает верхушка социальной иерархии у
массы тружеников полей? Как осуществляется изъятие? И как внутри самой кре-
стьянской массы, которая далеко не была однородной, осуществляется распреде-
ление немалого остатка — ибо, несмотря на ошибочные расчеты, крестьяне все-
таки оставляли себе основное — как осуществляется внутри этой массы распреде-
ление создаваемого богатства? С учетом, разумеется, того, что богатство — это
еще не все, что честь не в этом и что надо много денег, чтобы обрести толику
той чести, которую иные получают от рождения, рискуя утратить ее из-за недос-
татка средств, иначе говоря, из-за неспособности поддерживать положение. В
конечном счете это еще раз позволяет сказать, что есть только одна проблема —
проблема сеньории, поскольку именно в рамках сеньории совершается эта любо-
пытная алхимия.
Сеньория хранит ключ к одному из самых трудных и, стало быть, к одному из
самых плодотворных противоречий социальной истории трех солидарных столетий,
которая охватывает период от начала XVI до конца XVIII века. Выигрыш денежной
экономики — вот одна из констант нескольких долгих веков. А значит, возвыше-
ние буржуазии, согласно раздражающе банальной схеме, — когда она завершит
свое восхождение от пещер до атомной эры, эта буржуазия в наших дрянных учеб-
никах? — купцов, сказал бы Шарль Луазо, связанных с полезностью, с обществен-
ной необходимостью коммерции. Но восхождение этого класса было еще более ско-
рым, чем даже восхождение торговли «товаром». Она восходит, направляемая впе-
ред преумножением. Деньги гипнотизируют, деньги поляризуют, деньги мобилизу-
ют. Восхождение буржуазии — это восхождение группы людей, умеющих обращаться
с чудесным денежным инструментом. Но эта группа людей слишком осведомлена об
экономической и социальной реальности своего времени, чтобы не знать лучше
дворян и хлебопашцев, что источник богатства и власти кроется не в коммерции,
которая породила их, а в многочисленной массе живущих на земле людей. С добы-
тыми коммерцией деньгами она приступает к завоеванию этой единственной реаль-
ности, которая к тому же приносит престиж и почет. Соразмерно тому, что ие-
рархизация по сословиям не такая уж мистификация, как в это старались пове-
рить . Приобретение земли, приобретение сеньории, подкуп государства: эта дру-
гая великая реальность весьма реальна, поскольку предполагает власть над
людьми.
Здесь и кроется противоречивость. Торговая и денежная мутация двух первых
третей XVI века, казалось, поколебала сословное общество. Буржуа заняли глав-
ные должности в территориальных штатах, там, где сеньор уже давно оставил до-
мениальную сеньорию, как, например, во Франции, и в определенном смысле обра-
тил «бан» в звонкую монету, революция цен в первое время разорила сеньора.
Могла ли она разорить сеньора в пользу низов социальной пирамиды? В сущности,
подобное расточение по рукам огромного большинства стоило бы Европе будущего
ее цивилизации, оно неминуемо блокировало бы процесс прогресса и повлекло бы
за собой регресс и смерть. Оказавшиеся в опасном положении сеньории — это
сеньории, вынужденные заново себя изобретать и, прежде всего, приносимые в
жертву формирующемуся из торговли классу. Конец XVI века — это не только из-
менение экономического климата, а значит, паралич двойного процесса социаль-
ной мутации — ускоренного роста торгового сектора и революции цен. Это еще и
новое дворянство, не менее преданное ценностям сословия и чести. Тем паче,
что оно обрело их большими усилиями и помнило об этом. Сословное общество,
взбудораженное в XVI веке планетарным взрывом экономики коммерческой и евро-
пейской в масштабах еще только намеченных мировых отношений и революцией цен,
было усилено и укреплено включением в него нового слоя продвигающихся внутри
класса. Это возвышение было подкреплено падением экономической конъюнктуры.
Вот почему экономическая революция XVI века фатальным образом вылилась не в
исчезновение, но в укрепление аристократических общественных структур. Точно
так же не происходит и значительной модификации производственных секторов.
Эта модификация происходит, как известно, лишь в более поздний период, в се-
редине XVIII века в нескольких привилегированных секторах. Возвышение буржуа-
зии в XVI веке, укрепление аристократических структур сословного общества в
XVII веке, повторный запуск процесса трансформации в XVIII веке. При этом на
западе — английская модель с ее консервативной пластичностью и французская,
имеющая оттенок ригидности, которую можно объяснить слишком совершенным успе-
хом.
В не очень далекой перспективе XVII век резко противостоит XVI веку. Так же
как 2-я пол. XVIII века противостоит временному единству XVII века, длящего-
ся, невзирая на формальные рамки, до середины следующего столетия. В более
длительной перспективе XVI, XVII и XVIII века суть не более чем диалектиче-
ские моменты одного и того же роста.
Аристократическое господство над землей и людьми осуществлялось в рамках
сеньории. Традиционно существует сеньория домениальная и баналитетная. С этой
точки зрения Европа разделилась между двумя полюсами: предельно схематизируя,
можно сказать, что была Европа домениальнои сеньории и Европа баналитетнои
сеньории.
Франция до карикатурной степени относится к Европе баналитетнои сеньории.
Быть может, потому, что здесь феодальная система была более совершенной, чем
где бы то ни было, и здесь сеньор в результате распыления почти всей государ-
ственности получал более широкие права на управление баном. По многим сообра-
жениям французский сеньор допускал дробление обязательной доли наследства.
После нижней точки XV века, особенно после появления в XVI веке нового дво-
рянства, происходящего от городского капитала, закрепившегося в сельской ме-
стности и гораздо более жадного, происходит частичное восстановление домени-
альнои сеньории. Для новых дворян, рассуждавших по буржуазному, собственность
являлась средством, вернее всего гарантирующим положение. В XVII-XVIII веках
французские крестьяне сохранили не более чем 35-40 % земель, тогда как в XVI
веке им принадлежало гораздо больше половины. На 65 % земли, находившейся в
собственности благородной аристократии, церковников или буржуазии, вступающей
во дворянство, не более 10-15 % — земли, эксплуатируемые непосредственно бла-
городным или буржуазным собственником. На 10-15 % обрабатываемой земли фран-
цузский крестьянин был сельскохозяйственным рабочим крупного собственника,
предпринимателя не из крестьян; на 50 % обрабатываемой земли он был арендато-
ром, фермером, хозяйствующим на свой страх и риск, но вдвойне обремененным
рентой, земельной рентой, арендной платой, которой облагалась земля, и личны-
ми повинностями, которыми он был обязан сеньору; на 30 % обрабатываемых зе-
мель он являлся фактическим собственником, обязанным оплачивать сеньору свои
личные повинности, в большинстве случаев наиболее тяжелую и более позднюю,
наиболее оспариваемую из сеньориальных повинностей — шампар, жестко не опре-
деленный процент от урожая. На всех землях существовала десятина: 2, 3, 4 %,
практически никогда одна десятая — предназначенная церкви и пополняющая
mutatis mutandis нарождающийся социальный бюджет нации. Аллод, т. е. земля
без сеньора, составлял не более 1-2 % территории.
Каким бы тяжелым ни было его положение, французский крестьянин, по крайней
мере, юридически, был привилегированным. Даже если его уровень жизни отставал
с конца XVII века и в XVIII веке от уровня жизни крестьян Англии и Соединен-
ных провинций.
Противоположная картина наблюдается в странах, которые знали крестьянскую
собственность лишь в незначительной степени. А также в тех, где обязательные
сеньориальные повинности были наиболее легкими. В Кастилии крестьянская соб-
ственность в конце XVI века, по данным Ноэля Соломона, не превышала 15-20 %.
Несомненно, она была несколько больше в Галисии, но значительно меньше в Ан-
далусии. В Испании крестьянская собственность традиционно была очень малой.
Совершенно иначе обстояли дела в Англии, где возникшая в XV веке ситуация,
примерно сопоставимая с ситуацией французской, однако не ставшая столь выиг-
рышной для крестьянской собственности, привела к восстановлению домениальной
сеньории.
Процесс огораживаний, начавшийся в XVI веке, но достигший полного размаха
после 1750 года, навязывая издержки ограды из страха пострадать в односторон-
нем порядке от прав других на неогороженных землях, ускорил процесс консти-
туирования крупных владений. В XVIII веке крестьянская собственность сокраща-
ется, но, в отличие от Кастилии, Англия сочетает крупную собственность с
крупным хозяйством. Что и позволило английской агрикультуре возглавить вели-
кое обновление сельскохозяйственной технологии.
Итак, в Западной и Южной Европе три полюса: Кастилия — полюс дворянской
собственности и мелкого хозяйства; Франция — полюс мелкокрестьянской собст-
венности, но весьма тяжелых сеньориальных прав; Англия — полюс крупной ари-
стократической собственности, соединенной с крупным хозяйством при высокой
производительности и новаторской технологии.
На востоке складывается парадоксальная ситуация с крупной собственностью,
которая, вместо того чтобы, как в Англии, покушаться на крестьянскую землю,
покушается на самих крестьян. Богемия, Польша, Россия в XVI, XVII и XVIII ве-
ках проходят путь, напоминающий путь западного крестьянства в VII, VIII и IX
веках нашей эры. Йозеф Вулка обнаружил там любопытное сочетание барщины и на-
емного труда. Усиление барщины, обращение к отвергнутой почти повсеместно на
Западе старой и одиозной системе барщины по произволу или по усмотрению, но
при этом оплачиваемой — это нечто новое. Но поскольку это делалось по принуж-
дению, то очевидно, что заработная плата была фиктивной, много ниже экономи-
ческой стоимости выполняемой работы. Утверждение новой системы, покоящейся на
радикальном увеличении барщины, требующей от крепостных нескольких рабочих
дней в неделю, и, самое главное, неограниченной барщины (ситуация Запада VIII
века) , в Польше совершается раньше (XVI век) , чем в Богемии — Моравии, где
этот процесс ускорился в начале XVII века в результате смены старого дворян-
ства новым после Белой Горы.
Таким образом, Центральная и Восточная Европа эволюционирует к крупному хо-
зяйству, но из-за недостатка денежных средств — согласимся с Йозефом Булкой,
что подобная система парализует формирование реального рынка рабочей силы, —
крупное хозяйство пользуется худшей из систем, системой подневольного труда.
Одиозной социально, плачевной экономически. Инициатива сходит на нет, продук-
тивность минимальная.
В России последний сдвиг к крепостничеству произошел после 1750 года, в
правление Екатерины II, когда государство предоставило более действенные меры
и поддержку сеньорам против беглых крепостных, выступающих против сеньории.
Итак, это четвертый полюс в истории сеньории. Во Франции наблюдается укрепле-
ние баналитетной сеньории путем усиления реальных денежных и натуральных по-
винностей, во всей Восточной Европе — отягощение баналитетной сеньории путем
усиления личной зависимости крестьян.
Слово «собственник» употреблялось в различных значениях, но к понятию зе-
мельной собственности при Старом порядке всегда прилагалось понятие вечного
пользования с правом передачи. Именно в этом и только в этом смысле можно го-
ворить о крестьянской собственности. «Тем самым собственник противопоставля-
ется тому, чье владение является ненадежным и ограниченным во времени: арен-
датору, издольщику, испольщику, земледельцу» (П. де Сен-Жакоб). Цензитарий, в
крестьянском понимании, есть собственник, сколь бы тяжелой ни была обременяю-
щая землю повинность, поскольку цензива сопряжена с правом передачи. Вот по-
чему обложенный непомерной барщиной и пребывающий в личной крепостной зависи-
мости русский крестьянин, тем не менее, считал себя владельцем выделенной
«миром» земли, которую он обрабатывал от отца к сыну.
Цензива, обычная форма владения, является, вероятно, результатом давнего
дробления indominicatum. Старинные цензивы, на которые у сеньора не было до-
кументов, но только «признание», имели легкие обязательства; цензивы недавние
облагались более тяжко. Бывало, что цензива оказывалась в руках нескольких
держателей, совокупно ответственных за ценз. При всяком переходе собственно-
сти выгодоприобретатель был обязан в порядке признания вносить особый налог
сеньору.
В XVII веке, на стыке между долгим сеньориальным прошлым и миром домениаль-
ного хозяйства, более соответствующего возможностям обмена, складывается но-
вый порядок: уступка сеньором держания «за ценз и ренту» — ценз легкий, вклю-
чающий обыкновенно различные повинности по фьефу106, а ренту тяжелую, дающую
реальный доход. Как правило, никакая продажа не была возможной до внесения
ренты, выступавшей таким образом в качестве гарантии держания. Многие земли
попросту были, так сказать, податными. Первоначально талья была не оформлени-
ем держания, а разновидностью вносимой всем населением подати. Талья для
сеньории была «вносимой» (в отличие от десятины, которая была «взимаемой»).
Она превращается в терцию или шампар, наиболее тяжелую из сеньориальных по-
винностей. От далекого прошлого тут и там оставались земли, не подлежащие пе-
редаче по наследству, пережиток стародавнего серважа; их держатель находился
в почти подневольном положении, от которого он всегда мог избавиться через
героическую процедуру дезавуирования, иначе говоря, отречения.
В XVII-XVIII веках с возникновением на селе аноблированной или переживающей
процесс аноблирования буржуазии вводятся две крупные новации: во-первых, по-
временные выплаты, близкие современной аренде (гранже или испольщики).
Renterre, или rentaire, — фиксированное количество зерна с дневной нормы
вспашки (2-5 мер, в зависимости от урожайности), аренда фермы. На Британских
островах, параллельно с ростом крупной собственности, когда сеньор не ведет
106 В средние века, в эпоху феодализма, так назывались участки земли, владельцы кото-
рых в своих пределах пользовались большой самостоятельностью, имели верховные права
по отношении к населению. Взамен этого они считались по отношению к собственнику
этого участка вассалами, платили ему дань, обязаны были помогать в войне и проч.
Фьеф в связи с правами, какие он давал владельцу, и обязанностями, которые вытекали
из договора с собственником, назывался леном.
собственного хозяйства, — это относится, прежде всего, к Ирландии — такие со-
временные формы прекарной уступки возобладали, в конечном счете, над старин-
ными, выходящими из употребления формами. Но крупная новация французской
сеньории — это продвижение тяжелого и непопулярного шампара, коварного потом-
ка сеньориальной тальи. Бургундии потребуется пять столетий, с конца XII по
XVIII век, чтобы вся неблагородная земля на 97-98 % была постепенно охвачена
шампаром. Терция или шампар были очень обременительны. В Бургундии они пред-
ставляли собой девятый сноп. Возможным было понижение до тринадцатого, даже
до пятнадцатого, в исключительных случаях было возможно повышение до шестого,
даже до пятого снопа, «или, по крайней мере, до трети чистого продукта, ибо
это не исключает обыкновенной десятины», Божьей десятины. В разгар XVII века
можно проследить непрерывный подъем и консолидацию шампара. «В 1602 году, под
предлогом задолженности 6 900 ливров, 790 дневных норм (263 гектара) в Фон-
тен-ан-Десмуа, именовавшиеся до тех пор свободными землями, были обложены
сеньориальной терцией и подтверждены в таком качестве в 1695 году интендантом
Буше, затем Ферраном, несмотря на жалобы населения».
В конце XVII века не много оставалось земель, где не был введен шампар. Не-
сколько выделяющихся островков в Нормандии, вот и все, что можно отметить
географически. Распространение терции было французской разновидностью сеньо-
риальной реакции. Напротив, те части Европы, где преобладал indominicatum —
indominicatum наследственный в форме капиталистического присвоения (Англия),
— не знали ее, как не знала ее Европа нового крепостничества (Польша, Боге-
мия, Россия): неопределенная барщина 2-3 дня в неделю, такое равнение на За-
падную Европу периода, предшествовавшего освободительной революции XVII века,
абсолютно не то же самое, что шампар.
Почти повсеместно пытались высчитать объем перемещения, осуществляемого в
ущерб крестьянской массе. Как правило, его переоценивали. С этой оговоркой мы
получаем экстраординарное постоянство во времени и в пространстве.
Ноэль Соломон пришел к очень близким выводам относительно Новой Кастилии
1575 года, несмотря на сеньориальную систему, глубоко отличную в своих каче-
ствах и средствах от того, с чем имел дело Пьер Губер в Бовези XVII века. «Не
боясь ошибиться, — пишет Ноэль Соломон, — мы можем утверждать, что более 50 %
урожая под разными предлогами уходило на обогащение некрестьянских классов».
Пьер Губер в результате, очевидно, строгих расчетов пришел к весьма близким
результатам: крестьянин-собственник сохранял 48 % урожая, фермер-издольщик —
менее трети. Впрочем, расчеты Пьера Губера смешивают техническое и социаль-
ное. За вычетом 20 % заранее определенных расходов на обработку и эксплуата-
цию земли получается соответственно около 70 и 50 %, иначе говоря, ситуация
сходная, едва ли не лучшая, чем у крестьян Новой Кастилии. Впрочем, расчеты
как Пьера Губера, так и Ноэля Соломона не должны восприниматься чересчур бук-
вально . Крестьянская экономика — это экономика частично закрытая. Наши доку-
менты отражают не все. Часть самосодержания, собственного потребления средств
производства остается вне расчетов, как в Кастилии, так и во Франции между
Соммой и Луарой. Если бы изымалось 50 % крестьянского продукта, одно из фун-
даментальных условий для развертывания непрерывного роста было бы реализовано
с XVII века. Скорее всего, крестьяне Кастилии и Франции умерли бы от голода,
как американские индейцы, от которых долгое время никто не мог требовать,
чтобы стоимость производства и воспроизводства была возмещена.
Вот в чем, в общих чертах, фундаментальное отличие положения «Жака-
простака» и «Хуана-лабрадора» от гораздо более трагического положения «Хуана-
индианито» в безбрежном Новом Свете. Без такого латентного бунта людей и ве-
щей крестьянские массы, источник богатства и мощи Европы, были бы изведены
верхушкой поддерживаемой ими социальной пирамиды.
Но сколько различий в положении существовало внутри самой крестьянской мае-
сы. В самом низу — поденщики, около 50 %, может, чуть больше, но никак не
меньше, по всей Франции. Равно как и в Кастилии — 50 % jornaleros, значитель-
но больше (80 %) в Андалусии, на Сицилии, на равнинах Неаполитанского коро-
левства, по всей «латифундистской» Европе, к югу от сорокового градуса север-
ной широты.
Но в той мере, в какой они составляют массу, их положение, по крайней мере,
психологически, является менее плачевным. Английский сельскохозяйственный ра-
бочий, появившийся в конце XVIII века, благодаря начавшемуся техническому
прогрессу компенсирует непрочность своего пролетарского положения лучшим пи-
танием. От массы поденщиков отделяются вниз многочисленные в голодные годы
«нищие» и «бродяги» Шарля Луазо, движение которых летом 1780 года способство-
вало запуску психологического механизма великого страха. Из поденщиков, быть
может, выходят вверх некоторые ремесленники, мастера соломенной кровли, «гли-
номесы» саманных краев, которые отправляются по утрам по окрестным деревням и
которые в городе, как «люди профессии», не признают «именования поденщиков,
как одного из самых низких», отмечает Пьер Губер в согласии с Луазо.
Поденщик — не специализированный крестьян, выполняющий для других обычную
поурочную работу. Это рабочая сила, кормящаяся с заработка, получая часть на-
турой или несколько грошей в день, и содержащаяся как должник авансом зимой и
в трудные времена. В отличие от андалусских jornaleros и английских сельско-
хозяйственных рабочих после «огораживаний», французский поденщик редко бывал
«пролетарием» как таковым. «Довольно часто можно видеть его собственником до-
ма, скромной хижины из одной комнаты, увенчанной чердаком, с пристроенным
хлевом, souillis, небольшим гумном, садиком в несколько ар. Внутри кое-какая
грубая мебель, соломенные тюфяки, глиняная посуда, две-три пары простыней,
несколько пеньковых половиков, саржевые покрывала и одеяло: более или менее
редко» (П. Губер). Зачастую хижину делили две семьи, обреченные на ужасную
тесноту. Но за видимой стороной положение поденщика, по крайней мере, во
Франции, ухудшалось. Такова, применительно к Верхней Бургундии, мысль Пьера
де Сен-Жакоба, который драматизирует, пренебрегая не поддающимися учету дохо-
дами: «Многие получают лишь 100-150 ливров, включая питание. В 1726 году на
8—10 су поденной платы поденщик мог обеспечить себя 10 фунтами пеклеванного
хлеба или 5 фунтами белого. В 1788 году на 12 су — не более чем 7 фунтами
пеклеванного и 3 фунтами белого».
Но действительно ли являются поденщиками эти люди, которые, будучи «поден-
щиками согласно податному списку», умудряются откармливать «шерстистый скот»
благодаря общине, эти поденщики-фермеры, как их именует Пьер Губер, которые
держат по несколько коров и собственную дюжину овец? Действительно ли поден-
щики эти поденщики-ткачи, которые заполняют пробелы сельскохозяйственного ка-
лендаря, нанимаясь к предпринимателю-купцу из ближнего ткацкого города?
Наиболее оригинальным в среде французского крестьянства было прекрасно об-
рисованное Губером положение кусочников (haricotiers). «Надо ли в поисках
корней этого образного термина, — пишет он, — напоминать о haricot de
107
mouton , мясо для которого резали на мелкие кусочки? Кусочник владел малень-
ким земельным наделом, он извлекал доход и из других, которые арендовал, он
откармливал небольшое стадо и со всего этого вел свою убогую жизнь. Среди ку-
сочников не принято ходить внаймы, они работают на другого только в порядке
взаимопомощи.» Достоинство — вот слово, которое, прежде всего, приходит на
ум. Это именно та категория, которой недостает почти повсеместно на периферии
Европы. Она существует в Кантабрийской Испании, но не в Кастилии, не в Анда-
лусии; в Пьемонте, но не в Южной Италии. В Нидерландах lato sensu108, в Швей-
7 Бараньем рагу (фр.). — Примеч. перев.
8 В широком понимании (лат.). — Примеч. ред.
царии и рейнской Германии, но не в Германии Восточной, a fortiori не в Цен-
тральной и Восточной Европе, славянской и мадьярской. Эквивалент, без сомне-
ния , можно обнаружить в Швеции и скандинавском мире. Во Франции кусочник имел
от 2 до 8 гектаров на хозяйство, 4 гектара в среднем. Близок к его положению
сельский ремесленник благородной профессии, плотник, портной, каретник, бон-
дарь , который, как правило, держит за ценз несколько дневных норм доброй зем-
ли , виноградарь, чистильщики колодцев и садовники, пригородные огородники.
Хлебопашец, тип которого обнаруживается по всей Европе, — это кусочник, рас-
полагающий, по меньшей мере, одной упряжкой при среднем хозяйстве в 8—10 гек-
таров как минимум. Его престиж в недрах крестьянского общества, извечно иску-
шаемого кастовым духом, таков, что, бывало, семья пришедших в упадок безло-
шадных хлебопашцев сохраняла свой ранг в податном списке на протяжении одно-
го -двух поколений.
На вершине крестьянского общества находится крупный арендатор, не менее
землепашца отмеченный литературным признанием. И разве это не лучшее доказа-
тельство медленного, но верного проникновения капитализма в сельское хозяйст-
во? В Англии, переживавшей процесс трансформации XVIII века, крупные аренда-
торы составляли элиту крестьянства. Эли Галеви в свое время хорошо уловил в
этом два противоречивых аспекта для второй половины того же XVIII века. В
Скалистом краю Дербишира, в Шропшире, Корнуолле и даже в окрестностях Лондо-
на, в Серри, слишком медливших, по мнению министерства сельского хозяйства,
войти в ритм века, здесь в рамках нашей эпохи, на пороге великих перемен,
распространявшихся в преуспевающей Англии, остается нетронутым континенталь-
ный образ жизни; «в доме плиточный пол» (в Ирландии пол был земляным), «стол
без скатерти, оловянная утварь, соломенные тюфяки, в хозяйстве старое дере-
вянное ярмо, соломенные хомуты». Облаченные в свободный сюртук «столь же яв-
ные враги аграрного прогресса, как и разложения нравов», потомки Английской
республики, — как утверждает Джеймс в 1794 году в работе, посвященной Серри,
— они «предпочитают дешево продавать свой хлеб старым клиентам, чем принимать
более выгодные предложения от людей, с которыми не привыкли иметь дело» (цит.
по Э. Галеви). Однако именно из этой категории, единственной выделяющейся в
великой аграрной революции XVIII века, составляются авангард и движущая сила
аграрных перемен. Если поверить Юнгу, склонному несколько приукрашивать кар-
тину и к тому же заставшему ситуацию, которая только намечалась около 1760
года, на треть века раньше, английские арендаторы были рассудительными капи-
талистами, ловившими любую возможность обогащения, любой случай расширения
кругозора: в Линкольншире, в Дургеме во 2-й пол. XVIII века все чаще станови-
лось правилом, что добрый фермер оседлывал время от времени коня и пускался в
тур по Англии, дабы войти в курс свершившегося в других провинциях прогресса.
Вплоть до того, что по образу жизни арендаторская элита смыкалась с частью
джентри. «Английский фермер есть джентльмен второй категории», — пишет Эли
Галеви. Это настолько далеко от арендатора из Бовези и даже от «сеньориальных
сборщиков», этих крестьян-паразитов сеньориальной системы, которые легким
обогащением путем примитивных злоупотреблений никак не способствовали техни-
ческому прогрессу.
* * *
Разбогатевшие землепашцы, арендаторы — сборщики тальи, ловкие проводники
сеньориальной реакции, из которой они умели, пользуясь случаем, извлечь выго-
ду, эта мелкая аристократия «деревенских петухов»109 составляет первый эшелон
социального возвышения, первый этап на пути превращения в буржуазию. Надо ли
Первых персон, первых парней на деревне (ирон.). — Примеч. перев.
удивляться при таких условиях, что обеспечившая свой успех буржуазия города
через должность, переживая процесс инфильтрации во второе сословие, одновре-
менно стремится на селе через сеньорию закрепить свое непростое восхождение?
Всю историю Запада можно — это удобно и проще — поместить между двумя вари-
антами аристократической стерилизации буржуазного восхождения: наиболее пере-
менчивым английским и французским, т. е. более континентальным.
Социальное восхождение всегда тормозится теми усилиями, которые каждая со-
циальная группа в своем восхождении прилагает, дабы возвести барьер между со-
бой и более низкой ступенью, только что ею покинутой. Поскольку все начинает-
ся на земле, чтобы туда и возвратиться, симптоматично старание землепашцев
выделить себя относительно поденщиков и кусочников. В крайнем случае, будут
какое-то время терпеть разорившегося землепашца, но разбогатевшему, владеюще-
му одной упряжкой кусочнику придется долго дожидаться признания за ним желае-
мого ранга. Это еще более ощутимо на высоком уровне сборщиков тальи. Пьер Гу-
бер наблюдал в Бовези в начале XVIII века группу, вставшую на путь превраще-
ния в касту. Эндогамия сеньориальных сборщиков, которая усиливается в XVIII
веке, дает представление о масштабах помех, которые XVIII век стремится по-
всеместно противопоставить социальной мобильности.
Буржуа — это, прежде всего, купец. В среднем городе, наподобие Бове (10-15
тыс. жителей), их бывало 80—100-130 человек. От лавочника до негоцианта, до
купца-предпринимателя, до промышленного магната, вплоть до верхушки буржуазии
— до каргадоров (cargadores) индийской торговли, до Неегеп XVII Ост-Индской
компании в Амстердаме, до негоциантов крупной колониальной коммерции из Лон-
дона, Бристоля, Нанта, Бордо, Руана, Гавра, Гамбурга, тем более до купцов-
банкиров, сотрапезников великих сеньоров, друзей министров, обласканных зна-
ками внимания короля. Это, к примеру, Самуэль Бернар, в конце Войны за испан-
ское наследство содействовавший спасению Франции, Исаак Фелюссон или Неккер,
женевский банкир, приверженец «религии, именующей себя реформированной» и ге-
неральный контролер финансов крупнейшей монархии Старого порядка эпохи упад-
ка.
Писать историю восхождения буржуазии означало бы писать историю коммерции,
второго сектора деятельности старинной экономики, следующего непосредственно
за агрикультурой и намного опережающего индустрию. Отметим лишь, что социаль-
ная мобильность в XVII веке была ниже, чем на заре бурного роста конца XV —
начала XVI века.
Сильнее всего замедление было заметно на Пиренейском полуострове, где обще-
ство в начале XVI века еще отличается скоростью социального осмоса, в XVII
веке застывает в полном отказе от мобильности; крупные сеньоры, идальго, ка-
питулянты-буржуа и удовлетворенные своим старохристианским достоинством кре-
стьяне связывают воедино социальный организм общим аристократическим взгля-
дом.
Во Франции прошло время, когда два поколения Бонов, Брисоне, Вертело, Рюзе
прибрали к рукам государство и церковь. Прошло время подвижности английских
Фишеров, Лэтимеров, Тиндейлов, Моров, которые с легкостью переходили от га-
лантерейной торговли к управлению королевством или епископату, не порывая с
родной средой и делами.
Задержанная в своем восхождении XVII веком с его повышением цен и сопротив-
лением аристократии, замененной во время Революции и Республики разоренным
мелким джентри, крупная английская буржуазия, за некоторым исключением, не
оставляет бизнеса. В сущности, английское государство, защищенное островным
положением и терзаемое архаизмом парламентского контроля, было не слишком со-
блазнительным .
На континенте Франция приходит к необходимому, эффективному, но, в конечном
счете, выхолащивающему и опасному решению. Продажность должностей по француз-
ской модели с опозданием в пятьдесят лет охватит Испанию и значительную часть
континента. Но не коснется Англии. Наибольшего размаха она достигнет во Фран-
ции.
Большая часть королевской государственной администрации стала в XVI веке
должностями, иначе говоря, по определению Ролана Мунье, «социальными степеня-
ми , сопровождающими государственную администрацию». Наиболее значительные из
них дают дворянство по должности.
Это, помимо комиссаров с патентом, канцлер, хранитель печати, государствен-
ные советники, инспекторы, председатели верховных палат. Советники верховных
палат, стоявшие во главе парламента, получали личное дворянство, которое, од-
нако, сохранялось в трех поколениях. Покупаемые весьма дорого должности явля-
лись немаловажной частью растущих расходов государства. Их цена была залогом
доходности. Акционеры королевства, должностные лица отдавали росту государст-
ва столько же рвения, сколько и преумножению личного достояния: но разве
Франция не была их достоянием? Растущая фракция деловой буржуазии, отвращаясь
от торговли, станет формироваться в «четвертое сословие», сословие мантии. От
покупки до наследования — немалый путь в несколько этапов. С 1522 года король
постоянно предоставлял своим чиновникам за деньги права преемственности, т.
е. возможность, продолжая во всей полноте исполнять должностные обязанности,
назначать себе преемника: сына, зятя, племянника или покупателя. Лига делала
попытку сломать этот порядок. Враждебность чиновников спасла монархию, а ста-
ло быть, и Францию. Король был обязан воздать им сторицей. Воздаяние прихо-
дится на начало спада конъюнктуры, когда торговля становится менее привлека-
тельной, а государство имеет тем более крупные потребности. Шарль Поле, гени-
альный службист, предложит решение, которое позволит примирить чаяния чинов-
ников и права короля. Полетта110 была страховым взносом, дающим гарантию права
передачи должности. Успех был громадным, сопротивление дворянства — бесполез-
ным. Несмотря на злобу некоего Шарля Сореля и некоего Бальзака, несмотря на
контрнаступление регентства Марии Медичи и волнение Генеральных штатов 1614-
1615 годов, продажа и наследование должностей были признаны во Франции в нача-
ле XVII века. Отсюда они пустились покорять часть континентальной Европы.
В XVI веке продажа стала условием социальной мобильности, а как же наследо-
вание, гарантированное полеттой? Второе сословие напрасно метало гром и мол-
нии. Буржуазия покупала фьефы и должности. Она превращалась в дворянство ман-
тии. Удовлетворенная своим возвышением, она крепко заперла дверь, сквозь ко-
торую прошла. Аристократическая реакция в государстве, сеньориальная реакция
в деревне будут в XVIII веке направляться чиновным крылом дворянства. Эта
буржуазия, с XVI века сделавшаяся аристократией в государстве и в деревне,
придает XVII и XVIII векам кристаллическую твердость аристократических струк-
тур. Прежнее дворянство допустило вторжение в свои ряды, новое же, с его вро-
жденным вкусом к крючкотворству, приумножило барьеры и фильтры на пути новых
выдвижений. Разумеется, ему не удалось удержать восходящую буржуазию за кон-
торкой и при товаре, однако оно сумело перекрыть клапаны настолько, что дове-
ло машину до взрыва. В конце XVIII века это станет на континенте санкцией за
чрезмерное торможение социальной мобильности.
В этом смысле лучшее доказательство — парижский парламент XVIII века. Пер-
вая из суверенных палат полностью перестала играть свою роль отмывания от не-
благородного происхождения. Туда стали приходить молодыми, это знак привиле-
гии от рождения. С 1659 по 1703 год средний возраст младших советников в мо-
мент вступления в должность составлял 25 лет и 8 месяцев, советников-
Полетта - (paulette) - во Франции 17-18 вв. ежегодный денежный взнос в казну,
производившийся государственными чиновниками. Уплата полетты давала им право прода-
жи, передачи по наследству занимаемой должности.
секретарей — 32 года и 3 месяца, общий средний возраст — 26 лет и 3 месяца. С
1704 по 1715 год произошло дальнейшее снижение возраста соответственно до 22
лет и 8 месяцев, 30 лет и 8 месяцев, 22 лет и 11 месяцев. В 1709 году из 209
действительных советников (по Ф. Блюшу) только 10 были простолюдинами (4,8
%) ; в 1771-м на 155 советников приходится 15 простолюдинов (9,6 %) . Предста-
вители старинного дворянства были еще достаточно редки; тем не менее, пример-
но каждый второй советник, вступивший в парламент с 1716 по 1760 год, пред-
ставлял , по меньшей мере, четвертое дворянское поколение. И это благодаря не
королю, а сословию. Тридцать три семейства (5,65 %) возводили свое дворянское
достоинство самое меньшее к 1500 году. Старинное дворянство, во всяком слу-
чае, уже давно было отмечено аноблированием. Например, семейство Гранж-
Трианон, давшее купеческого старшину в 1464 году, до конца XVI века не имело
доступа во второе сословие. Более столетия оно оставалось высшей парижской
буржуазией, равно как и семейство Топинар де Тильер до перехода во второе со-
словие в 1720 году. Возьмем семейство Терре (один из триумвиров 1771 года,
один из наиболее крупных контролеров финансов Старой Франции, советник-
секретарь парламента с 1736 года). Первый известный предок (ум. около 1552
года) из Боен-сюр-Линьон был «деревенским петухом». Сын его Антуан, «трактир-
щик и мясник», вышел в мелкие буржуа и удачно женился. Антуан-второй был куп-
цом и приобрел землю. Его сын Пьер, и это случилось в середине XVII века, по-
средством женитьбы перебрался в разряд крупной буржуазии. Жан Терре, сын Пье-
ра, первый чиновник с должностью, разумеется, по финансовой части. «От брака
Жана Терре с дочерью контролера доменов графа де Форе родились Франсуа, пер-
вый врач короля (ум. в 1753 году), и Антуан-третий, финансист, генеральный
директор по налогам на соль, аноблированный в 1720 году по канцлерской долж-
ности, отец 10 детей, в том числе Жозефа, аббата Терре, секретаря советника
парламента и генерального контролера финансов» (Ф. Блюш). За семь поколений
совершается переход от крестьянства до буржуазии (одно столетие) и от буржуа-
зии до второго сословия и славы (еще одно столетие).
Если старинные буржуа, составляющие горделивое парламентское дворянство,
попирали устои, за миллион и более вступая в неравный брак с семейством Саму-
эля Бернара, то они умели широко распахнуть дверь в высшие эшелоны власти в
государстве.
Из парламента великие амбиции вели через инспекторство, «должность-
отмычку», по выражению маркиза Мирабо (цит. по Блюшу) и канцлера д'Агессо:
«Инспекторы как желания человеческого сердца — они стремятся к скорейшему не-
бытию : это положение, коего стяжают, лишь чтобы покинуть; корпорация, куда
вступают лишь затем, чтобы выйти вон, и всякий задерживающийся там каждоднев-
но ощущает свое слабение, уход в забвение». С 1717 по 1789 год из парламента
вышло четыре канцлера Франции, шесть хранителей печати (Луи Шовлен, Машо
д'Арнувиль, Берье, д'Алигр, Ламуаньон де Бавиль и Барентен), тринадцать гене-
ральных контролеров финансов, в том числе Терре, три секретаря по иностранным
делам, один по военным, один по морским, один по делам королевского дома, и
Франсуа Блюш делает вывод: «таким образом парламент дал тридцать министров,
государственных секретарей, генеральных контролеров, канцлеров или хранителей
печати», не говоря о должностных лицах полиции, послах, парижских прево, гра-
жданских чинах Шатле и т. д.
Что означало для государственной службы блокирование доходности постов, по-
казывают некоторые цифры по XVIII веку, эпохе относительного, тем не менее,
спада цен на должности. В достатке парижского парламентского дворянства стои-
мость должности составляла в среднем 23,44 % по расчетам Ф. Блюша (30,9 % — в
начале карьеры и 14,3 % — в конце). Должность младшего советника между 1748-
1750 годами стоила от 35 до 40 тыс. ливров, секретаря советника — 34,5—36
тыс., субститута — 25-30 тыс., председателя дознаний и кассаций — 185-172—200
тыс. ливров. И все-таки из сопротивления кооптации homines novi , приносящих
свежие деньги от конторки и товара, цена парламентских постов вопреки или в
силу придаваемого им престижа, была в 4-5 раз меньше, чем такса на аноблирую-
щие должности, единственно по причине гораздо более либерального отношения
короля. Между 1748 и 1750 годами должность хранителя мостов и дорог Франции
стоила 595 тыс. ливров, должность генерального финансового откупщика в Кане
можно было получить за 484 тыс. ливров, королевское секретарство при великом
канцлере ордена Почетного легиона (аноблирующее первой степени) — за 105-185
тыс. ливров, финансовое интендантство (должность, возводящая в достоинство) —
за 200 тыс. ливров, и в самом низу лестницы: 12 тыс. ливров за должность ко-
миссара короткой мантии в Париже, 9 тыс. ливров — за адвоката в королевском
совете, 7,5 тыс. ливров — за инспектора полиции. В конце правления Людовика
XIV, несмотря на неоднократные драконовские сокращения, годовая сумма госу-
дарственных рент достигла 86 млн. ливров, что составляет половину теоретиче-
ских доходов государства и намного превышает сумму реальных поступлений в
трудные 1700-1715 годы, т. е. 55 млн. в год в среднем. Сумма долга составила
около 2 млрд. Два миллиарда и, возможно, один миллиард официально — вот ко-
нечное назначение коммерческих барышей, на остальное покупают сеньории. Круг
замкнулся. Государство на континенте обходится дорого, но за неимением проли-
ва — Фронда и Тридцатилетняя война доказали это — оно вполне оправдывает свою
цену.
Великая амбиция Кольбера состояла в том, чтобы отвратить французскую бур-
жуазию от государственных соблазнов. В своих письмах он обрушивается «впере-
мешку на безделье, милостивые даяния, паломничество, прерывающие работу
праздники, монастыри, рантье, чиновное сословие». И делает это до того ярост-
но , что Юбер Люти высказывается так: «Можно понять, насколько экономист в нем
грезил обществом кальвинистской нравственности, скрижалями отринутых ценно-
стей и насколько он отчаялся в обществе одновременно католическом, дворянском
и лелеющем старину».
Вот почему благодаря остракизму, которому она подверглась, протестантская
буржуазия стала во Франции и в сети Убежища единственным сектором французской
буржуазии, вынужденным по необходимости оставаться в рамках торговли, финан-
сов и банков.
Следует серьезно остерегаться анахронизма. Роль банка оставалась скромной.
Поначалу, на заре XVII века он обеспечивал путем эмиссии переводных векселей
международные обмены, после распространения он начал дополнительно в Амстер-
даме и Лондоне, а затем постепенно и на континенте, предоставлять коммерции
краткосрочный кредит от учета векселей, в основном же размещал государствен-
ные бумаги, служил посредником между не имеющими кредита государствами и не-
безосновательно пугливыми искателями ренты, — таковы были ограниченные мас-
штабы роли этого привилегированного сектора торговли: торговли деньгами. Банк
XVTI-XVTII веков практически никак не участвовал в промышленности. Финансиро-
вание английской промышленной революции XVII века осуществлялось, если вспом-
нить , почти исключительно за счет самофинансирования.
Как прекрасно доказал Люти, французский банк конца XVII века и в XVIII веке
был протестантским, опирающимся на солидаризирующую общность «диаспоры» XVI
века и Убежища XVII века. Означает ли это, что французские буржуа так назы-
ваемой реформированной церкви, покорные некоему призванию кальвинистского
предопределения, как того хотелось бы Максу Веберу, или — логичнее — тому ас-
кетическому труду, что вывел их вперед, не позволяя слишком приблизиться к
Аркадии должностей, — означает ли это, что они полностью и окончательно пови-
нуются буржуазному призванию к торговле, к конторке, к служению экономическо-
1 Выскочек, парвеню (лат.). — Примеч. ред.
му росту?
Это верно лишь отчасти. Парижский банк — в начале XIX века скажут «женев-
ский банк» — был на службе короля. И до и после эксперимента Лоу, эксперимен-
та, который он перенес без особого ущерба, протестантский банк оставался на
службе государства. Звезда поменяла хозяев. Туртон и Гине в момент отмены
Нантского эдикта, звезда Самуэля Бернара во время Войны за испанское наслед-
ство, до и после Лоу, менее значительная роль Исаака Фелюссона, Кроза, се-
мейств Андре, Буасье, Буе, Бита, Лаба,Троншен. и финальное восхождение Некке-
ра. Было бы несправедливо сводить их деятельность единственно к служению Ге-
неральным штатам. Гугенотские банкиры сыграли решающую роль в распространении
благоприятных условий для международной торговли, они представляли собой наи-
более активные элементы французской колонии в Кадисе; таким образом, их роль
в развитии крупной американской торговли, пополнявшей монетные средства Евро-
пы, значительная в 1730-е годы, вырастает еще больше при Гарнье, Моле и Дюма
около 1740-1750 годов. Столь же важной была роль группы женевских гугенотских
банкиров в расцвете производства часов. Но за деревьями следует видеть лес.
Именно на службе Генеральных штатов и особенно в деле мобилизации капиталов
Франции и Европы, дружественной и враждебной, гугенотский банк совершил свои
великие дела.
Довольно характерно для этой важнейшей среды гугенотского банка семейство
Фелюссон. Происходящее из Сен-Симфорьен-ле-Шатель, под Лионом, оно относится
к первому женевскому Убежищу XVI века, как и их родственники Дегуты и Батье
де Баль, купцы, фабриканты шелка, хозяева тростилен, они и в Женеве слишком
долго оставались верны фамильной традиции производителей шелка. Женевская
ветвь, слишком долго приспосабливавшаяся, пребывала, следовательно, в упадке
в конце XVII века, когда Исаак обеспечил ей на долгое время блестящее положе-
ние в финансах и банковской сфере. Родившийся в 1698 году, единственный сын
(четверо живых детей при восьми умерших в раннем возрасте) Теофиля-второхю и
Жанны Гине, Исаак покинул Женеву в семнадцать лет, за год до смерти отца. От
единоверцев-родственников к единоверцам-друзьям, упорно работая как приказчик
и посредник, Исаак приобщился к деловой среде, изучил немецкий в Базеле, гол-
ландский — в Амстердаме (им он владел лучше, чем французским), английский — в
Эксетере у Бидуэлла, лондонского единоверца кузенов Гине. Фелюссон обеспечил
свое состояние во времена системы Лоу.
Убежища сыграли главную роль в формировании французской разновидности евро-
пейского Просвещения в сознании эпохи.
Разве положение меньшинства, толкавшее протестантскую буржуазию к обособле-
нию в делах и подвигавшее ее на неустанное приращение своего богатства, фак-
тически не отрезало ее от государства и его соблазнов? Парадоксальным обра-
зом, нет. Опорой короля Франции были католические чиновники и протестантские
банкиры. Удивительное, в конечном счете, разделение труда, обнажающее важный
факт структурного свойства.
Построение государства остается крупнейшим экономическим деянием классиче-
ской Европы.
Глава XI.
Конъюнктура
Банк и государство — нет ничего более чувствительного к флуктуациям конъ-
юнктуры .
Разве не парадокс — помещать рассмотрение конъюнктуры, т. е. движения в
чистом виде, в заключение раздела, посвященного более ригидным структурам?
Парадокс, в сущности, кажущийся. Колебательное движение — это еще и способ
отрицания движения. Структурные сдвиги обеспечивает только непреодолимая тен-
денция на повышение. Колебательные движения всегда совершаются вокруг одной
оси. Очевидно, неподвижность экономики Старого порядка лучше всего проявляет
себя в устойчивом характере колебаний.
Новейшими изысканиями в истории неоспоримо установлено столь же давнее, на-
сколько проникает ретроспективный взгляд, постоянство больших фундаментальных
экономических ритмов, хотя на деле нет возможности что-либо доказать за пре-
делами престатистической эры, но Европа классическая была вполне престатисти-
ческой и даже протостатистической. Вибрация, колебания повсеместно с амплиту-
дами, превосходящими все то, к чему приучил нас экономический анализ реалий
нынешней эпохи. Колебания цен в отношении обыкновенно 1:3 на самые ходовые
товары; колебания сбора зерновых от года к году; колебания производства тка-
ней в отношении 1:2 и даже, что поразительно для нас, 1:4; еще более порази-
тельные колебания торговли на дальние расстояния: 1:10 по объему и 1:100 по
стоимости от года к году — в частности, колебания на важнейшем направлении, в
торговом сообщении между Европой и испанской Америкой, производившей монетный
металл, колебания объема денежной массы. Испания, особенно до 1680 года,
Франция в почти сопоставимой степени с 1700 по 1726 год, испытывали монетар-
ные колебания, неизбежно наводящие на мысль о превратностях валютной системы
в Европе 1920-1929 родов. И наконец, гораздо более драматичные — у нас они
изучались издавна — колебания численности населения. Все эти колебания не
создают беспорядочного фона человеческой деятельности. Они внутренне связаны
между собой в едином пространстве системой соотношений, иной раз поразитель-
ных. Негативное, разумеется, соотношение между ценой и сбором зерновых. Это
предсказуемо. Менее очевидное на первый взгляд позитивное соотношение цен и
объемов морской торговли на дальние расстояния. Совокупная система таких со-
отношений представляет собой конъюнктуру. Но конъюнктура — это еще и обста-
новка. Экономическая конъюнктура, навязывающая себя человеку, не бывает неза-
висимой от человека. При экономике XVII — 1-й пол. XVIII века, непосредствен-
но зависящей от природный условий, ее, разумеется, еще могли определять мно-
жество независимых от человеческой воли факторов, которые мы называем «экзо-
генными», но конъюнктура — это, по сути дела, равнодействующая, поразительно
выводимая из системы согласования атомарных воль. Говорить о влиянии конъюнк-
туры на всю совокупность человеческой активности, и не только экономической,
ибо ничто: ни политика, ни идеи, ни восприятие искусства, ни даже проявление
религиозных чувств не ускользает от воздействия конъюнктуры — это равносильно
утверждению о влиянии человека на человека, о влиянии людей и сопротивлении
вещей. «Yo soy уо у mi circunstancia» («я — это я и мои обстоятельства»), как
говаривал Ортега-и-Гассет. Конъюнктура не лимитирует человеческой свободы.
Она выступает как воплощение circunstancia: пульсирующей структуры вещей,
идей, человеческих существ.
Упорядоченные, сплоченные, связанные в рамках регионального и даже нацио-
нального пространства колебания выделяли, по крайней мере, три Франции: одна
Франция — между Соммой и Луарой, другая Франция — южная и еще одна Франция на
востоке — маргинальная; в общей сложности три Испании: ансамбль Кастилия —
Андалусия, кантабрийский ансамбль и ансамбль Каталония — Валенсия; была Анг-
лия восточная и Англия западная, Ирландия южная и Ирландия западная — сово-
купность Шотландии и Северной Ирландии, а вот Соединенные провинции были
близки к гомогенному экономическому целому. Именно в этом главное завоевание
экономической истории последних лет, достоверность равнодействующей мировой
конъюнктуры всех конъюнктур далеко за признаваемыми за нею пределами. Уже су-
ществует более или менее обширная сфера деятельности, охваченная единой мир-
экономикой и, таким образом, подчиняющаяся мировой конъюнктуре в XIX веке, но
также и в XVIII, и в XVII веках — эпоха классической Европы — и даже, без со-
мнения, в XVI веке — момент великой пространственной мутации, планетарного
взрыва христианского Запада, — где анализ выделяет четыре фундаментальных
ритма: краткосрочные двух-, трех-, четырехлетние флуктуации; цикл приблизи-
тельно 10-летний; интерциклический вариант и, если угодно, флуктуация Конд-
ратьева — в целом 30-летняя; столетняя фаза.
Можно и должно удивляться, когда обнаруживаешь в столь далеком прошлом при
столь глубоко отличных способах производства и способах коммуникации целый
мир относительно неплохо согласующихся флуктуации. Еще более поразительно на-
блюдать , сколько частных конъюнктур образуют начиная с XVI века в масштабе не
только европейском, но собственно мировом равнодействующую — первый, непол-
ный , неуверенный эскиз мировой конъюнктуры. Такой подход — главное. Без него
мы были бы не в праве говорить о конъюнктуре. Эта конъюнктура прошлого выте-
кает из расчетов по статистическим данным, которые мы постараемся выстроить,
отталкиваясь от фрагментарных цифровых элементов престатистики Старого поряд-
ка.
* * *
Эти предварительные сведения не должны затмить для нас главное: весьма спе-
цифическую динамику старой конъюнктуры. Нам предстоит очень скоро вывести ее
основные линии. И условия.
Какие это условия? Прежде всего, порядок и соотношение родов деятельности.
Мы, в Европе 60-х годов XX века, привыкли к соотношению: индустрия — торговля
— агрикультура с существенным преобладанием промышленного сектора. Отношение,
которое утвердилось по всей классической Европе, было отношением традицион-
ным: агрикультура — торговля — индустрия с большим весом аграрной сферы.
Тут главной особенностью аграрной конъюнктуры является, прежде всего, то,
что это была конъюнктура падения производства, конъюнктура скудости. Эрнест
Лабрусс великолепно обрисовал ее, он перевел ее в некую модель, которая учи-
тывает основное. Метеорологический кризис недопроизводства, взлет цен, нерав-
ное распределение неизбежного конъюнктурного голода, дефицит аграрного дохода
обездоленных, недостаточно компенсированный сверхдоходом привилегированных,
вызывает кризис наиболее значительного, по крайней мере, наиболее чувстви-
тельного, промышленного сектора — сектора текстильного и, в силу факторов
взаимодействия, — кризис всей индустрии. Затронута даже часть торгового сек-
тора. Эта модель кризиса совершенно исчезла в Европе с середины XIX века. Аг-
рарные кривые отражают три типа флуктуации: цикл 7—9-летний, концентрирующий-
ся вокруг пика цен, который соответствует метеорологическим обстоятельствам
недопроизводства; кондратьевский 25—30-летний цикл, более или менее связанный
с ритмом солнечной активности; столетняя ценовая тенденция: конец широкого
движения на повышение (начало XVII века), долгое плато стагнации (XVII — на-
чало XVIII века) и вступление в новую фазу роста (после 1730-1740 годов).
Циклы десятилетние, циклы тридцатилетние и столетние колебания обнаруживаются
и в других секторах, не полностью охваченных аграрной конъюнктурой.
Эти другие сектора, не полностью связанные с аграрным сектором, — сектора
крупной колониальной торговли. Они имеют более богатую конъюнктуру: следует
различать уже не три, а четыре взаимоналожившиеся флуктуации.
Остается центральная, примерно десятилетняя флуктуация: около 11 лет в на-
чале XVII века, менее 9 лет в конце XVII века, но эта флуктуация в свою оче-
редь образована двумя-тремя более короткими флуктуациями, которые, по внешней
аналогии с ритмами северо-американской экономики 1919-1939 годов, мы предла-
гаем называть циклами Китчина. Доминирующая аграрная флуктуация находится в
негативной корреляции с ценами и является экзогенной; флуктуации крупной ко-
лониальной торговли находятся в позитивной корреляции с ценами, они являются
к тому же эндогенными, по крайней мере, на стадии десятилетней флуктуации.
Напротив, трехлетняя флуктуация кажется связанной в основном с перебоями в
навигации на дальние расстояния. Десятилетняя флуктуация определяется сложно-
стью регулировать снабжение по заказу на столь дальние расстояния. Она явля-
ется, таким образом, эндогенной и соприкасается в некоторой степени с совре-
менными экономическими ритмами, вызванными приспособлением производства к из-
менениям спроса.
Аграрные и торговые флуктуации не бывают абсолютно независимыми. Мы показа-
ли это на примере американской торговли Севильи и ритма аграрных цен в Анда-
лусии .
Рис. 24. Америка в торговом комплексе Севилья — Кадис. Вначале (1-я
пол. XVI века) выделялись Сан-Доминго и Пуэрто-Плата, потом Сан-
Доминго от всего острова Эспаньола. Около 1530-1540 годов — Сан-
Доминго, Веракрус и Номбреде-Диос, другими словами, перешеек и Перу
уравняли свои права на будущее. С 1540-1550 годов доминирует конти-
нент. В 1541—1560-м перешеек обгоняет Веракрус; в 1561 — 1580-м два
порта уравниваются; в 1580- 1620-х (ситуация, отраженная на первой
карте 1601-1610 годов) лидирует Новая Испания. Веракрус поначалу
стремительно теряет свои позиции вплоть до того, что около 1640-1650
годов Пуэрто-Бело, заменивший Номбре-де-Диос на перешейке после 1598
года, преуспевает больше. После наивысшего уровня 1590-1620 годов,
после фантастического роста XVI века, спад продолжается. Никакого
оживления не происходит до самого конца XVII века; новый колоссаль-
ный рост отмечается после 1750 года, но в недрах совершенно иных
структур.
Итак, первое условие — соотношение родов деятельности. Второе условие — не-
достатки монетарной экономики. Не хотелось бы заострять внимание на этом ас-
пекте. Монетный запас Европы возрастал с 1510 по 1620 год в ритме, который в
целом превосходил насущные потребности. Исходя из расчетов Гамильтона и пере-
ходя от них к урегулированиям, которые становятся необходимыми (контрабанда
на поступающем из Америки, продукция немецких рудников), массу монетарного
металла, влитую в европейскую экономику, можно оценить в 25-30 тыс. тонн в
золотом эквиваленте. Шестнадцатый век отмечен не только общим повышением цен
на металлы на 450 %, но и общим ростом монетарной экономики.
Надо ли говорить, до какой степени XVII век и 1-я пол. XVIII века контра-
стируют между собой? Для возросшего населения, для более обширного простран-
ства, протянувшегося на восток, монетарная масса прирастает уже не в доста-
точном ритме. Между 1620 и 1750 годами прирост составил не более 15-20 тыс.
тонн в золотом эквиваленте по самому большому максимуму. Показательна цена на
зерновые во Франции между высоким пиком 1630-х годов и спадом 1720-го, посто-
янное падение в монете устанавливается в отношении 100:40, подъем цен на
треть в XVI веке был отменен. Даже если инфляция частично и ослабила послед-
ствия этого, падение цен стало крупным экономическим и социальным фактом XVII
века. Оно способствовало той социальной ригидности, которую мы отметили по
контрасту с мобильностью XVI века. Падение цен сделало богатых еще богаче и
увереннее в себе, бедные же стали еще более бедными и жили с ощущением посто-
янной опасности, во всяком случае, с ощущением безысходности своего положе-
ния.
Денежная масса XVII и XVIII веков оставалась, в сущности, тесно взаимосвя-
зана с оборотными средствами. Предпринятые одновременно в Англии и Франции
(система Лоу, май 1719 — декабрь 1720 года) попытки ввести в оборот бумажные
деньги, отделенные от металлического индекса, привели к провалу, который, как
следствие, помешал, особенно во Франции, разумному обращению к новому оборот-
ному средству, т. е. массовому применению бумажных денег эмиссионного банка.
Какие же оборотные средства были в ходу? Самый старый, самый верный, един-
ственно неоспоримый — это переводный вексель купцов-банкиров. С начала XVII
века его эффективность возрастала, как мы видели, путем учета векселей. Его
применение в торговом деле ограничивалось исчислением вексельных курсов меж-
дународных обменов. Тесно связанный с золотым обеспечением, он был скорее не
умножителем объема, а ускорителем оборота. По отношению к XVI веку объем вы-
пущенных переводных векселей не претерпел существенного роста. Наибольшая
польза от этого заметна к востоку, где в направлении Германии распространи-
лась сеть маклерских контор, которая в XVI веке была исключительно средизем-
номорской и западной.
Гораздо более сомнительны были денежные билеты, выпущенные во время Войны
за испанское наследство ведомством генерального контролера. Это была попытка
еще до пресловутой финансовой системы Лоу ввести в оборот бумажные деньги, не
прибегая к банковской эмиссии. Выпущенные первоначально в 1701 году беспро-
центными , денежные билеты станут носителями процентной ставки в размере 4 %,
а потом 8 % (1703-1704). В октябре 1706 года масса билетов в обращении соста-
вила больше 180 млн. Теперь уже ничто не останавливало обесценивание. «По
официальной оценке, сделанной в 1709 году, — пишет Герберт Люти, — специаль-
ными комиссиями, уполномоченными проверить счета отчислений на армию, денеж-
ные билеты, еще близкие к паритету в конце 1705 года, потеряли бы 6 % в янва-
ре — марте 1706 года, 14 % в апреле — июне, 28 % в июле — сентябре, 53 % в
октябре — декабре 1706-го, 63 % в мае 1707 года, чтобы затем слегка подняться
снова, благодаря прекращению выпуска и мерам изъятия и конверсии; но в декаб-
ре 1706 года Самуэль Бернар потребовал от казны возмещения потери 78,5 % на
денежных билетах, которые он получил». Будучи средством военной экономики,
денежные билеты не вышли за пределы узкого круга финансистов, банкиров и вой-
сковых поставщиков.
Таким образом, вся денежная система нововременной Европы напрямую зависела
от денежной наличности. Эта недостаточность была особенно чувствительной во
Франции 1680-1720 годов. Без автономных источников металла французская монета
находилась под постоянной угрозой неблагоприятного денежного курса. Сам по
себе он был следствием структурно дефицитного торгового баланса. Этот факт
начала XVIII века был реальностью уже в XVI и на протяжении почти всего XVII
века. Стоило случиться войне, ставящей под угрозу торговые отношения с Амери-
кой, — и в Европе произошел всеобщий и повсеместный обвал (таково было кос-
венное следствие войны Аугсбургской лиги и прямое — Войны за испанское на-
следство) . Франция была задета жестоко. Оценки Арнольда, основанные на пере-
плавках, не учитывают тезаврацию, а значит, они ниже реальных, но линия, ко-
торую они вычерчивают (приводится по Г. Люти), бесспорна.
Рис. 25. Крупные показатели торговой активности. Некоторые показате-
ли торговой активности особенно ярко иллюстрируют два с половиной
столетия конъюнктуры.
А. Конъюнктура торговли Испании с Америкой. Для столетия с 1550 по
1650 год мы взяли наиболее неоспоримый из показателей активности —
глобальную торговлю в объемах в десятки тысяч тонн, перемещаемых ту-
да и обратно между Испанией и Америкой. Ранний переворот конъюнкту-
ры. Спад наметился в 1608-1610 годах, крах произошел после 1620—
1630-х. Вся 2-я пол. XVII века — глубокий провал между пиком конца
XVI века и оживлением в XVIII веке. Фактически это уже другие
века и оживлением в XVIII веке. Фактически это уже другие Америки.
Однако суммарный оборот между Европой и Америкой по своей стоимости
до конца XVII века не достигает крайне благоприятного уровня 1590-
1620 годов.
В. Конъюнктура европейской торговли на Дальнем Востоке. Тут явное
оживление, прослеживаемое по серии восточных подборок Луи Дерминьи.
График представляет последовательно для продолжительного периода
1650-1790 годов китайские джонки, входящие в Нагасаки; корабли, от-
правляющиеся из Европы в Азию вплоть до 1730 года; общее количество
прибывающих в Манилу; китайские джонки, прибывающие в Манилу; запад-
ные корабли, прибывающие в Кантон. Без особого труда мы отмечаем
тридцатилетнюю конъюнктуру, довольно близкую к нашим цифровым рядам
манильской торговли в стоимостном выражении. Бурное оживление в кон-
це XVII века, неудачи второй четверти XVIII века, экстраординарный
взлет в конце XVIII века.
1690-й и 1750-й — годы безусловного поворота морской конъюнктуры
XVIII века.
В 1683 году 18 млн. 518 тыс. серебряных марок, или 500 млн. турских ливров
по 27 ливров за марку, или 1 млн. герминативных франков.
В 1693 году 17 млн. 666 тыс. 607 серебряных марок, или 548 млн. турских
ливров по 31 ливру за марку, или 954 млн. герминативных франков.
В 1697 году 14 млн. 814 тыс. 815 серебряных марок, или 489 млн. турских
ливров по 33 ливра за марку, или 8G0 млн. герминативных франков.
В 1715 году 13 млн. 544 тыс. 117 серебряных марок, или 489 млн. турских
ливров по 35 ливров за марку, или 731 млн. герминативных франков.
За неимением достаточного количества оборотных средств приходилось, таким
образом, прибегать к порче монеты — к классическому завышению реальной монеты
по отношению к расчетной монете. В период естественной дефляции драгоценного
металла этот прием себя оправдывал; применяемый разумно, он способствовал
сглаживанию последствий падения цен. В XVII веке все государства прибегали к
подобному приему. Даже Англия, даже Голландия. И та и другая отказались от
него: Англия в 1693 году с созданием Английского банка, Голландия — в 1682-м.
Флорин содержал 14,28 г чистого серебра в 1575 году; 10,94 г — в 1604-м;
10,89 г - в 1607-м; 10,70 г - в 1611-м; 10,28 г - в 1620-м; 9,61 г - в 1682-
м. Флорин содержал 9,61 г чистого серебра вплоть до 1844 года. Голландия дает
героический и уникальный пример почти совершенной денежной стабильности на
всем протяжении ужасного XVII века. Твердость флорина вызывала уважение к
голландской экономике.
Иное дело Испания и Франция.
Надо ли говорить об Испании? Здесь не было осуществлено валютного единства.
Каталония была осторожна в расходах, и Валенсия старалась поддерживать ста-
бильность динара. Валенсийский динар следовал, но в более спокойном ритме
превратностям кастильского мараведи. С 1501 по 1609 год динар был эквивален-
тен 0,1389 г чистого серебра. Что касается каталонского принципата, он ревни-
во сохранял стабильность ливра. До такой степени, что позволил Пьеру Вилару
предположить, что желание избежать в стране драмы валютного хаоса Кастилии
предопределило движение к разрыву 1640 года. Война, французская интервенция
за 12 лет привели к впечатляющему крушению. С 1641 по 1652-1653 годы двойной
золотой экю, который равнялся 56 су, достиг постепенно стоимости 320 су. За-
вышение реальной монеты, таким образом, падало вертикально от монеты расчет-
ной. Содержание золота в ливре с 2,22 г золота в 1641 году упало до 0,383 г в
1652-1653 годах. Несколько менее ощутимым было падение по серебру. В июне
1640 года унция стоила 17 су, в 1651-м — 40 су. В года смятений золото, кото-
рое легче транспортировать, легче спрятать, золото, благородный металл между-
народных обменов, естественно становится важнее серебра, металла внутренних
сделок.
Что касается мараведи, то после волнений XV века, которые обесценили кас-
тильскую расчетную монету, его стабильность была образцовой вплоть до 1602
года. Мараведи был единственной европейской расчетной монетой, которая пере-
жила XVI век неиспорченной (0,094 г чистого серебра).
Последствия такой исключительной твердости окажутся весьма дорогостоящими.
В течение всего XVI века стоимость расчетной монеты поддерживалась ценой ряда
банкротств, воздействие которых на торговлю и, более того, на социальную пси-
хологию было губительным. Трижды, по меньшей мере, кастильское правительство
изменяло в собственную пользу процентную ставку: в 1653, 1608 и 1621 годах.
Шесть раз оно подводило к банкротству по краткосрочным обязательствам: в
1557, 1575, 1596, 1607,1627 и 1647 годах.
Но культ валютной стабильности в то время, когда падение поступлений золота
и серебра из Америки, сокращение по объему и стоимости торговли с Индиями,
переворот главной тенденции цен обязывали смириться, сыграет с Испанией худ-
шую шутку. Вместо того чтобы прибегнуть к простому, классическому для Франции
приему завышения, сначала герцог Лерма, потом Оливарес решат выпутаться, вы-
пуская негласно по совершенно фиктивной стоимости и в огромном количестве
биллон, который все меньше и меньше содержал серебра и все больше и больше
меди. Кастилии довелось испытать в действии экономический закон, неправильно
\j 112 ^ ^
приписываемый Грешэму плохая монета изгоняет хорошую, — и всей испанской
экономике пришлось в течение шестидесяти лет жить на медной, громоздкой и не-
эффективной монете. Кроме того, перебои с эмиссией и переплавкой, вспышки ин-
фляции и дефляционная расплата привели к усилению аристократического предрас-
судка. Появляются две спасительные ценности: золото и серебро, — превращаемые
в сокровища, в чудовищного вида посуду, в тяжелое и безобразное убранство
^ 113 ^
церквей в стиле Чурригеры , — и земля, защищенная умножением майоратов. Ря-
дом со скандальным богатством тех, кто через коридоры власти узнавал на не-
сколько дней раньше о готовящемся изменить порядок факторов указе, существо-
вала тотальная ригидность социального организма, сосредоточенного на самых
бесплодных надежных ценностях. Гамильтон вывел график перебоев в такой поли-
тике. Мудрая перемена произошла в 1680 году.
Тысяча шестьсот восьмидесятый год не означал остановки инфляции, она про-
должалась и в XVIII веке в разумных, приемлемых для экономики пределах; 1680
год обозначил, по крайней мере, конец скачкообразной валютной политики, конец
потрясающей неустойчивости; но одного столетия было недостаточно для исправ-
ления ущерба, нанесенного в 1620-1680 годах психологическим движущим силам
экономического роста.
Между твердой монетой (флорин и фунт стерлингов) и монетой неустойчивой
(мараведи) Франция представляла промежуточный вариант. Нам придется остано-
виться на этом подробнее.
Денежное пространство Франции было относительно унифицированным. Начиная с
1667 года единственная расчетная монета — турский ливр, соль и денье в мас-
штабах королевства. В первой половине века еще сохранялся как пережиток рас-
чет в паризи114. Он был официально упразднен в 1667 году. На периферии коро-
левства (Воклюз, княжество Оранж, Домб, Седан и Лотарингское герцогство) рас-
Закон Грешзма: «Любой тип денег, который становится более ценным в другом качест-
ве , исчезает из обращения». — Примеч. ред.
113 Чурригера, Хосе де (1665-1725), архитектор испанского барокко, создатель избыточ-
ного стиля чурригереск. — Примеч. перев.
114 Монета, отчеканенная в Париже, парижский ливр. — Примеч. науч. ред.
четные монеты, унаследованные от прошлого, сохранялись еще очень долго в
XVIII веке. Известно, что фактически только контракты, заключенные в нацио-
нальной монете, признавались судами. Король устанавливал стоимость экю ордо-
нансом. Таким образом, он имел возможность изменить содержание турского ливра
без дорогостоящего усилия по всеобщей переплавке наличной монеты. Никакая
страна в Европе XVI-XVII веков не использовала столь полно возможности завы-
шения стоимости расчетной монеты. Тем самым во Франции XVI века эффект де-
вальвации накладывался на эффект регулярного падения покупательной способно-
сти денег. От завышения к завышению стоимость турского ливра в граммах чисто-
го серебра снизилась с 6 апреля 1513 года по сентябрь 1602-го с 17,96 до
10,98 г.
Рис. 27. Курсы цен в Париже и Бове. Индекс цен во Франции. При нынеш-
нем уровне исследований графики могли бы составить целые тома. Мы, ес-
тественно, ограничились презентацией нескольких равно классических и
показательных серий согласно оси юг — север одной и другой части Фран-
ции. Мы отразили Испанию, Францию, Голландию, Данию и, через амстер-
дамские индексы, широкую гамму тропических и прибалтийских продуктов.
В Париже дороже всего благородная пшеница, повышение цен на которую
относительно спадов меньше, чем сильные колебания цен на рожь, хлебный
злак бедноты. Рожь примечательна своими скачками цен. Бедные питаются
дешево в хорошие временные циклы, но в период кризиса им приходится
переплачивать за свою скромную пищу. Овес в Париже — роскошь для лоша-
дей, а ячмень в трудные времена служит еще и пищей для людей. Это цены
номинальные. Показательная стоимость (внизу) позволяет корректировать
почти постоянный эффект девальвации турского ливра. Но в повседневно-
сти имеют значение именно номинальные цены, а не цены на золото или
серебро, служащие для долговременного экономического анализа и сопос-
тавлений в обширных географических рамках. После Парижа взглянем на
провинцию. Мы взяли цены на пшеницу в Бове по курсу (следовательно,
возможно сопоставление Парижа и Бове) из великолепного исследования
Пьера Губера (номинальные цены на пшеницу и, пунктиром, цены, скоррек-
тированные в устойчивой монете). Бовези и Париж принадлежат к одному
географическому сектору. Стало быть, это сравнение категории город —
деревня. До 1650 года большое совпадение. После 1650-го кажется, что
парижское преимущество и его современный характер утверждаются с мень-
шими колебаниями. Париж амортизировал перебои за счет расширения снаб-
жающей его территории и предусмотрительности властей. Как общее прави-
ло отметим в двух случаях относительное спокойствие, особенно в Пари-
же, 1662-1690 годов. Тусклое время Кольбера, разумеется, не имело того
динамизма, как оживленный XVI или мощный XVIII век, зато это было спо-
койное для бедноты время. Понятно, что первые годы единоличного прав-
ления, несмотря ни на что, не оставили слишком плохих воспоминаний.
Внизу мобильная средняя одиннадцатилетняя кривая цен на пшеницу, цен,
скорректированных в серебряной монете с постоянным содержанием металла
в Бове, передает конъюнктуру французского XVII века. Подъем вплоть до
1630 года, выравнивание с понижением с 1630 по 1650 год, падение 1650-
1670 годов. Постепенное понижение 1670-1730 годов, при убийственных
случайностях 1693 и 1709 годов, ощутимых даже на мобильной средней
кривой такой продолжительности, а значит, отшлифованной и сглаженной.
Все падение приходится на период 1513-1577 годов. В 1577 году начинается
долгий 25-летний период денежной стабильности. Действительно в эту эпоху па-
дение покупательной способности денег шло в наиболее быстром темпе. Однако
эта стабильность парадоксальна, если учитывать тот факт, что она, в общем,
соответствует пароксизму гражданской войны. Тем не менее, она будет сущест-
венно облегчена испанской интервенцией и крупными кредитами, предоставленными
Лиге. Политическая интервенция Испании, поставщицы белого металла, сгладит
последствия хронического дефицита французского торгового баланса. Меры 1577
года были мудрыми. Возможно, Франция стояла на грани монетной катастрофы,
сравнимой с той, что опустошит Кастилию в XVII веке. Привязывая французскую
расчетную монету к золотому экю, монете реальной, Генрих III добился искомого
психологического эффекта. Эта серьезная модификация привычек несла, тем не
менее, огромный риск в перспективе помешать спасительному обращению к урегу-
лированию понижением монеты.
Вот что нужно иметь в виду в первую очередь, чтобы хорошо понимать француз-
скую денежную политику XVII века и фактически невозможность строго поддержи-
вать стабильность расчетной монеты, каковы бы ни были намерения суперинтен-
дантства и ведомства генерального контролера. Поэтому мы можем различить две
противостоящие друг1 другу эпохи валютной политики. Эпоха крупных девальваций.
Она соответствует обострению военных усилий: 1636-1641 годы (28 июня 1636 го-
да — понижение ливра с 10,98 до 8,69 г; 18 ноября 1641-го — с 8,69 до 8,3 г);
провал Войны за испанское наследство и тяжелое выравнивание в эпоху регентст-
ва. Выраженный в герминативном франке ливр стоил 1,523 франка 1 октября 1693
года, он был поднят до 1,655 франка 1 января 1700 года (7,02 г чистого сереб-
ра) и упал до 1,022 франка в мае 1728 года. С 1 января 1700 года до оконча-
тельной стабилизации в мае 1726-го происходит 85 колебаний, из которых 26
приходятся на один только 1720 год.
Нижняя точка (0,415 герминативного франка) была достигнута в 1720 году. Бо-
лее интересны времена относительной стабильности с 1641 по 1700 год. Последо-
вательные выравнивания ливра начались как следствие простого обязательства
привести закон в соответствие со скромной реальностью. Они обнажали ограни-
ченность монетарной основы французской экономики. Однако французский опыт мог
быть распространен на большинство европейских экономик.
Жестокая драма Франции — что характерно для Европы XVI века — это недоста-
точный запас звонкой монеты. Масса деревенского населения редко держала в ру-
ках что-либо крупнее пятифранковой монеты, сомнительной, фиктивной, неполно-
весной, истертой. И поскольку она обладала лишь официально ограниченной пла-
тежной способностью (мадам де Севинье сетовала на громоздкие мешки с медью,
которые получала от своих арендаторов), неизбежной была высокая ценность се-
ребра .
Другая трудность проистекала из соотношения золото/серебро (коэффициент).
Турский ливр находился между дешевым серебром (Испания) и серебром дорогим на
севере (Нидерланды и Соединенные провинции). Как правило, в Европе мы имеем
дело с очень медленным обесцениванием серебра по отношению к золоту. После
1560 года и за исключением 1700-1750 годов, с притоком бразильского золота,
имеется серьезный дисбаланс в производстве двух металлов. Упомянутое обесце-
нивание можно проследить почти повсюду. В Испании, например, коэффициент со-
отношения золото/серебро составлял 10,11 и 10,61, затем 12,12 в XVI веке
(1497-1536, 1537-1565, 1566—1608), он поднимается с 12,12 до 15,45 с 1566 по
1680 год, чтобы вновь снизиться до 15,20 в 1700-м и до 15,00 в 1750 году, за-
тем с 15,03 он еще поднимается до 16,2 в конце XVIII века. Даже эволюция во
Франции в период 1561-1700 годов — за исключением периода Кольбера, который
стремился привлечь золото выгодным, как правило, для этого металла показате-
лем рентабельности, — проходит при относительно более крупной валоризации се-
ребра: 13,73 - с 1614 по 1636 год; 14,49 - с 1641 по 1662-й; 14,91 - с 1679
по 1700 год. В Амстердаме, в центре дорогого серебра для нужд торговли с
Дальним Востоком, где международные платежи осуществлялись в серебре, эволю-
ция, тем не менее, была той же самой: показатель рентабельности рос с 10,77 и
10,97 (1521-1580, 1580—1584) до 14,50 в конце XVIII века и твердо держался с
1640 по 1750 год на уровне чуть выше 13 (13,02 с 1685 по 1750 год). Малейшая
ошибка в оценке несла риск самых серьезных последствий. Или же обычная пере-
оценка серебра (только во французском языке серебро и деньги обозначаются од-
ним и тем же словом) могла лишить королевство золота, необходимого для обес-
печения равновесия обменов в международных торговых отношениях, золото было
необходимо и для большой политики. Поэтому Ришелье в какой-то момент и Коль-
бер отдавали первенство золоту, рискуя дезорганизовать внутренний обмен. За-
пас был недостаточный, и ходило множество плохой монеты. Виной тому не только
деятельность фальшивомонетчиков и длительное использование трудно контроли-
руемых иностранных денег, но также посредственная работа многих монетных дво-
ров. В начале XVII века монеты по-прежнему выбивали в основном молотком.
Сколь бы искусным ни был мастер, невозможно было избежать неправильностей,
возникающих от малейшей оплошности. Это было на руку мошенникам и делало воз-
можным обрезывание краев.
28. Индексы цен на севере и в Средиземноморье.
А. Цены в Дании. Наверху датской серии — к несчастью, она поздняя, а по-
тому ее непросто сравнивать с испанской серией — зерно, как датское, так
и импортированное из Гольштейна, рожь, ячмень и солод, основа националь-
ного напитка, пива. Можно отметить циклические бури 1757-1758 годов; не-
прерывное повышение 1760-х. Классический XVIII век, век бешеного роста,
начинается на Балтике гораздо позже, чем во Франции. Первый отрыв обна-
руживается на уровне 1740-х годов после долгого ровного спада 1728 и
1730-1735 годов. XVIII век далек от той цельности, которую ему слишком
поспешно приписали. Суровое экономическое время XVII века очень долго
продолжается на севере. Классическая Европа, какой мы ее определили с
1620 по 1760 год, была к тому же экономической реальностью.
В. Зерно и вино в Новой Кастилии. По Испании мы отобразили, исходя из
выкладок Гамильтона по отпускным ценам в Новой Кастилии, цену на хлеб и
вино (разрыв винной кривой между 1650 и 1651 годами связан со сменой ис-
точника и единицы измерения). Это цены номинальные, они, стало быть, пе-
редают мучительную реальность инфляции и испанской монетной неустойчиво-
сти в XVII — начале XVIII века. Кроме того, цены Гамильтона отпускные, а
значит, цены полу-оптовой, менее нервозной бухгалтерии, чем рыночные це-
ны французских прейскурантов.
На этом фоне еще более ощутима амплитуда циклических бурь. Драмы 1660-
1680 годов, по контрасту со спокойствием французских кривых этой эпохи,
новые драмы середины XVIII века. Относительно благоденствие эпохи вос-
становления в разгар правления Филиппа V, когда Испания понемногу вос-
становила свое человеческое богатство, уничтоженное сверхсмертностью и
особенно падением рождаемости XVII века.
Изобретенный в XVI веке чеканочный пресс восторжествовал в 1640 году. И
вскоре гравированная по ребру легенда осложнила старания обрезывателей краев.
Разумеется, этот материал не позволял обеспечить полноту денежной экономики
на всей территории, на всех социальных уровнях.
Ввиду подобной недостаточности надо ли говорить об английском превосходст-
ве, достигнутом благодаря деятельности Английского банка после 1693 года? Не
будем преувеличивать. Английской стабилизации предшествовали примерно 35 лет
стабилизации французской. Можно сказать, что XVIII век здесь начался в конце
XVII века. Монетный XVII век, долгий туннель после возможностей XVI века, за-
канчивается блистательным оживлением американской торговли. Первоначально зо-
лото из Бразилии, а затем постепенно (с 1740 по 1760 год) оттеснившее его се-
ребро из Мексики прекращают монетный голод последовательными траншами через
Атлантику из эпицентра, находящегося скорее не в Лиссабоне и Кадисе, а в Лон-
доне. Региональные диспропорции в XVIII веке ослабевают и меняют направление.
Шестнадцатый — семнадцатый века противопоставляли средиземноморскую конъюнк-
туру северной. Восемнадцатый век противопоставляет скорее конъюнктуру атлан-
тическую конъюнктуре внутренней.
Для зерновых два десятилетних нюанса, цикл средиземноморский и цикл севера,
прослеживаются далеко в прошлое, насколько позволяют расчеты. Короткая торго-
вая флуктуация, напротив, подчиняется ритму обращения, который утвердился в
качестве доминанты. В XVI веке существовала несомненная согласованность тор-
говых ритмов Севильи с Америкой, отраженных с более или менее долгим расхож-
дением в экономиках прибрежных регионов с торговой доминантой. После 1630 го-
да эффект господства распространяется, отражается, перекрещивается. Конъюнк-
тура XVII века отличается от прекрасного единства XVI века.
Согласие утверждается заново в долговременных масштабах. В общем, XVII век
начинался в условиях застоя и спада скорее на юге, нежели на севере. Оживле-
ние скорее происходит на западе, вблизи побережья, нежели на востоке, во
внутренних землях. Эти уже контрасты, а не вариации вокруг средней линии луч-
ше передаются цифрами и графиками, чем словами.
Винтовой монетный пресс времен Марии-Терезии (1717-1780). Несо-
мненно был достижением, ибо до него монеты имели неровные края,
которые срезали мошенники.
Проследим их в момент долгих столетних поворотов между 1590-1650 годами, с
одной стороны, и 1690—1750-ми — с другой.
Фредерик Мауро предложил схему международной конъюнктуры, несомненно прило-
жимую к Европе и прослеживаемую в ее основных чертах. Долгий спад XVII столе-
тия распадается на семь полуциклов Кондратьева. Интерцикл затруднений: 1595-
1620 годы. Прекращение ускорения, затем прекращение роста испано-американской
экономики. Истощение серебряного производства. Чума в Испании, изгнание мори-
сков, долгий застой правления Лермы. Кризис поначалу был атлантическим, аме-
риканским, испанским. Однако не пощадил он и Англию. Относительная эйфория
правления Генриха IV во Франции обманчива. Германия по-прежнему процветает.
Между тем при общем кризисе французская экономика и экономика севера образует
защищенный сектор. Конъюнктурные «ножницы» такого рода создали в начале века
весомый политический фактор.
1620-1635. Некоторое оживление. Но Италия приходит в упадок. За кризисом
1619-1622 годов следует чума. Испания силится сдержать свое падение. Но после
1630 года терпит крах Севилья и приходят в упадок американские рудники. Рух-
нула Германия. Два региона, однако, переживают подъем. На северо-западе во-
зобновляется индустриальная предреволюция в Англии, приносит свои плоды поли-
тика крупных компаний в Голландии. Сахарная Бразилия находится в разгаре рос-
та, который дает о себе знать от Лиссабона и Амстердама по всей прибрежной
полосе.
i6ax> 1650
1700
17Я>
200
30
20
10
5
i
"Г—t
r r i r r * f т i I I I i
1 Индексы сбалансирнянны* 31
н несбалансированные
.С.
J6J0
1700
175* 179*
.Медная проволока
3 ЦЕНЫ НА ТЕКСТИЛЬ
^, и Шерсть
Хлопчатобумажная
i—(—i—1—1—1—1—г*гт—j—[—1—
Имдмсы сбалансированные]
продуктов arpuptux
,2
G<'\
•рнвагрорных
Медь
4 ЦЕНЫ НА*МЕТАЛЛЫ
Сталь
Железо
Hwf-^^K-n
Железная *
проволока 1Д,
**+
шЛ L
\
■^м^-
г-^
ir*
J L
Ч
200
IJO
50
Ч эо
»
5
Рис. 29. Индексы цен в Голландии. Комплексные показатели амстердамского
рынка. Нет смысла напоминать о выигрышном положении Амстердама. В той
степени в какой уже существовали в некоторых ограниченных пунктах и для
некоторых ключевых секторов все характеристики рыночной экономики, мы
можем обнаружить их и в Амстердаме. Голландия с точки зрения экономиче-
ской истории — это сектор привилегированный, по крайней мере начиная с
XVII века. Качество источников и внимание историков соответствуют реаль-
ному превосходству голландской экономики. Графики 1 и 2 отражают индексы
цен. История цен, благодаря усилиям Постумуса, вышла здесь на уровень
инструмента современной статистики. На графике 1 различные индексы (ин-
дексы несбалансированные (А) , индексы сбалансированные (В) , сбалансиро-
ванные индексы 44 продуктов (С)) дают весьма отчетливую кривую цен. Вот
где действительно можно увидеть европейскую конъюнктуру, по крайней ме-
ре, конъюнктуру Северной Европы. Подъем до 1630 года, восходящее вырав-
нивание с 1630 по 1650-й, падение с 1660 по 1685-й — разложенный на три
«кондратьева» XVII век. Оживление конца XVII века, падение 1-й пол.
XVIII века, запоздалый и сильный подъем с 1750 года. Такова же конъюнк-
тура Дании, Филиппин и Дальнего Востока. Не был ли Амстердам чем-то
средним между Балтикой и Китаем? На графике 2 сравниваются аграрные и
«индустриальные» индексы. Внизу аграрные цены (индексы сбалансированные
(D), количества продукции по цене (F)), вверху — цены неаграрные (индек-
сы сбалансированные (Е) , количества продукции по цене (G)) . Важный вы-
вод: повышение XVI и 1-й пол. XVII века было, прежде всего, «индустри-
альным» . Оно предполагало и позволяло создание в Голландии экономики,
главным образом, торговой и индустриальной. Возможно, Голландия была
первой европейской и мировой страной, утратившей аграрную и деревенскую
доминанту в пользу торговых и индустриальных характеристик Нового време-
ни . На графике 5, обратите внимание, даны не цены на зерновые, а индексы
цен. Амстердам был столицей торговли балтийским зерном, сюда, таким об-
разом, входят кёнигсбергский хлеб, прусская рожь, фрисландский озимый
ячмень и фуражный овес. Поэтому не стоит удивляться, что этот классиче-
ский XVII век отличается привычными и регулярными спадами. Это верно как
для хлебных злаков, так и для других товаров. На графике 3 отражены цены
на текстиль: шерсть из Сеговии, хлопок из Смирны, плетеный шелк из Боло-
ньи, хлопчатобумажная пряжа из Смирны, саржа из Лейдена и Хондсхота. Во
всем большая стабильность. Падение XVII века еще ощущается, но техниче-
ский прогресс очень рано, в конце XVII века, уравновешивает в некоторых
секторах естественный и ожидаемый скачок цен. На графике 4 — цены на ме-
таллы. Тридцатилетняя и Северная войны продлевают скачок цен и после
1650 года. Кроме того, мы приближаемся здесь к балтийской конъюнктуре,
конъюнктуре запоздалой по отношению к более южной Европе. Спад XVII века
был глубоким и продолжался в первые десятилетия XVIII века. Подъем начи-
нается с 1740 года, с решения проблемы древесины. Кривые скачкообразные,
напоминающие аграрные, связаны с военными превратностями и морозами,
влиявшими на производство и транспортировку древесины.
1660-1670. Некоторые признаки робкого оживления во Франции, в Англии, уме-
ренное процветание в Голландии, но Средиземноморье балансирует над пропастью.
1670-1690. Спад горнорудного производства в Америке и стагнация валютного
запаса вызывают обвал цен и общий застой.
1690-1720. Несмотря на драму великого противостояния между морскими держа-
вами и Францией, приморская экономика демонстрирует неоспоримые признаки
оживления. Подъем в Англии, подъем в Бразилии, подъем на северном направле-
нии, возобновление процветания в Голландии.
Между тем в Испании, во Франции, в Италии позитивные факторы уравновешива-
ются негативными факторами. Снова обозначаются «ножницы» между процветающим
северо-западным сектором и продолжающими пребывать в застое югом и востоком.
1720-1730. Короткий интерцикл кризиса и затруднений. Банкротство Лоу, кри-
зис крупной английской торговли задают тон.
1730-1775. Большой интерцикл оживления. Регион за регионом, страна за стра-
ной, начинается великий взлет. Меняется ценовая тенденция, и начинается дол-
говременный подъем, поддержанный открытием новых пространств в Америке и но-
вых зон торговой эксплуатации на Дальнем Востоке.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Ликбез
МИР МИКРОБОВ
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ РЕКОМБИНАЦИЯ
В ходе эволюции естественный отбор действует не столько на уровне
мутаций в отдельных генах, сколько на уровне новых комбинаций генов,
возникающих при соединении в одной клетке мутантных генов из двух
разных клеток. Этот процесс называется генетической рекомбинацией: в
настоящей главе мы рассмотрим механизмы генетической рекомбинации у
бактерий, бактериальных вирусов и эукариотических микроорганизмов.
РЕКОМБИНАЦИЯ
У БАКТЕРИЙ
На молекулярном уровне рекомбинация представляет собой процесс, в ходе ко-
торого из ДНК двух разных родительских клеток образуется рекомбинантная хро-
мосома. В бактериях к образованию рекомбинантных хромосом ведут три процесса
(в порядке их обнаружения): трансформация, конъюгация и трансдукция. Они от-
личаются от полового процесса у эукариот тем, что истинного слияния клеток не
происходит; вместо этого часть генетического материала донорной клетки пере-
носится в реципиентную клетку. Таким образом, реципиентная клетка становится
диплоидной в отношении лишь части своего генетического материала; такие час-
тичные зиготы называются мерозиготами.
Исходный геном реципиента называется эндогенотой, а фрагмент ДНК, который
вводится в реципиентную клетку, — экзогенотой. И происхождение и размер экзо-
геноты при этих трех процессах различаются. При трансформации короткие фраг-
менты двухцепочечнои ДНК, высвободившиеся из донорных клеток, адсорбируются
на поверхности реципиентных клеток и проникают в них таким образом, что одна
цепь деградирует. При трансдукции небольшой двухцепочечный фрагмент ДНК пере-
носится из донорной клетки в реципиентную частицей бактериофага: в некоторых
случаях он прикреплен к фаговой ДНК. При конъюгации из одной клетки в другую
переносится одна цепь ДНК, причем клетки находятся в непосредственном контак-
те, а переносимая ДНК может составлять значительную часть донорного генома.
Прежде чем подробно рассматривать эти три процесса, остановимся на некото-
рых их общих свойствах.
Судьба
экзогеноты
Если экзогенота содержит участок, гомологичный какому-либо участку эндоге-
ноты, то происходит спаривание и сразу же образуется рекомбинантная хромосома
путем интеграции части или всей экзогеноты с эндогенотой.
Если спаривание и интеграция по каким-либо причинам невозможны, судьба эк-
зогеноты может пойти по одному из следующих путей. Если экзогенота содержит
генетические элементы, необходимые для ее репликации, она может сохраниться и
реплицироваться, в результате чего мерозигота даст начало клону частично дип-
лоидных клеток. Это явление имеет место в некоторых особых случаях трансдук-
ции и конъюгации (см. ниже). Если экзогенота не содержит таких элементов, она
может сохраниться, но не реплицироваться, так что в клоне клеток, возникших
из мерозиготы, частичным диплоидом будет всегда лишь одна клетка. Это явле-
ние, которое наблюдается только при трансдукции, называется абортивной транс-
дукцией.
Наконец, экзогенота может деградировать под действием ферментов; это явле-
ние носит название - ограничение хозяином (рестрикция).
Рестрикция и
модификация ДНК
Деградация чужеродной ДНК, проникшей в бактериальную клетку, была впервые
открыта при заражении бактериофагами. Это явление удобно рассмотреть до того,
как мы перейдем к обсуждению вопроса о роли рестрикции в рекомбинации у бак-
терий .
В ранних работах о бактериофагах не раз упоминалось о так называемой «моди-
фикации бактериальных вирусов хозяином». Отмечалось, что после посева фага на
одном штамме бактерии-хозяина эффективность заражения другого штамма резко
падала. В табл. 1 приведен пример такого эксперимента: частицы фага X, обра-
зовавшиеся в клетках Escherichia coli K12, заражают этот штамм с эффективно-
стью1 1,0; эффективность же заражения Е. coli В составляет 110~4. Опыты с фа-
говыми частицами, образовавшимися в клетках штамма В, показывают, что они об-
ладают обратными свойствами: эффективность заражения штамма В равна 1,0, а
1 Эффективность заражения, равная 1,0, означает, что каждая частица вызывает продук-
тивную инфекцию и, следовательно, образует бляшку. Эффективность заражения 1 10~4 оз-
начает, что продуктивную инфекцию в хозяйских клетках вызывает лишь одна частица из
104.
штамма К12 — только 4'10~ . Другими словами, фаговые частицы могут успешно за-
ражать хозяйские клетки только того типа, в которых образовалась их ДНК. Если
ДНК фага «чужеродна» для клетки-хозяина, примерно в 99,9% клеток продуктивная
инфекция не возникает.
Таблица 1. Эффективность заражения бактериофагами
при посеве на чашки с различными хозяевами
Хозяева, на которых
фаг был выращен
Е. coli K12
Е. coli В
Эффективность заражения при посеве на чашки
Е. coli K12
1,0
4-Ю"4
Е. coli В
110"4
1,0
Неспособность «чужеродного» фага продуктивно заражать бактерию-хозяина обу-
словлена действием специфической эндонуклеазы, расщепляющей чужеродную ДНК ;
если клетки чужеродного хозяина инфицировать фагом, ДНК которого мечена по
32Р, то очень скоро можно будет обнаружить мелкие меченые фрагменты фаговой
ДНК.
Это явление и называется рестрикцией, а эндонуклеаза — ферментом рестрик-
ции. Все вышесказанное позволяет сделать вывод, что фаговая ДНК, образовав-
шаяся в хозяйских клетках данного типа, уже не служит субстратом для фермента
рестрикции; иными словами, она ферментативно модифицируется в хозяине таким
образом, что в дальнейшем оказывается защищенной от рестрикции.
Возвращаясь к табл. 1, можно рассмотреть приведенные в ней данные в свете
представлений о рестрикции и модификации. Фаг, выращенный на штамме К12 (мы
будем называть его ХК), специфически модифицируется, так что фермент рестрик-
ции данного штамма уже не может расщепить его ДНК. Однако ДНК фага ХК являет-
ся хорошим субстратом для фермента рестрикции штамма В и легко расщепляется в
клетках этого штамма. Тем не менее в одной из 104 клеток фаг вырастает, так
как модифицируется клеткой Е. coli В до начала деградации ДНК. В фаговых час-
тицах, вышедших из этой клетки, ДНК модифицирована по типу В; эти частицы
(которые мы назовем ХВ) становятся устойчивыми к действию фермента рестрикции
штамма В, но быстро расщепляются ферментом рестрикции штамма К12.
Процесс модификации состоит в метилировании оснований в небольшом числе
весьма специфичных участков ДНК, которые одновременно являются местами расще-
пления ферментом рестрикции. ДНК бактериальной хромосомы модифицируется таким
же образом, поскольку в противном случае хромосома расщеплялась бы системой
ферментов рестрикции. Рестрикция и модификация играют роль и в переносе бак-
териальной ДНК из одной клетки в другую при рекомбинации. Например, клетки Е.
coli В конъюгируют с клетками Е. coli K12, но число образующихся рекомбинан-
тов составляет одну тысячную от числа рекомбинантов при подобных скрещиваниях
между двумя штаммами — производными от Е. coli В или двумя штаммами — произ-
водными от Е. coli K12.
Гены, ответственные за образование ферментов рестрикции и модификации, тес-
но сцеплены в бактериальной хромосоме. С помощью рекомбинации удалось полу-
чить штамм К12, который несет аллели генов рестрикции и модификации штамма В;
этот штамм К12 рекомбинирует со штаммом В Е. coli с высокой эффективностью.
Существование и специфичность ферментов рестрикции и модификации определяют
сложность картины совместимости различных штаммов бактерий в отношении спо-
собности ДНК одного штамма избежать деградации в клетках другого. Эта картина
усложняется еще и тем, что некоторые фаговые геномы, а также отдельные плаз-
миды сами обладают генами рестрикции и модификации. Поэтому производный от Е.
coli K12 штамм, лизогенный по фагу Р1, является плохим реципиентом при реком-
бинации с нелизогенными донорными штаммами К12.
Интеграция
экзогеноты с
эндогенотой
В опытах с ДНК, меченной тяжелыми изотопами, было установлено, что рекомби-
нация между зкзогенотой и эндогенотой происходит путем разрыва и воссоедине-
ния родительских молекул ДНК. Самое удивительное свойство процесса рекомбина-
ции, делающее ее вообще возможной, — это сохранение последовательности пар
оснований. Кроме тех сайтов, где произошли мутации, рекомбинантная ДНК имеет
такую же последовательность пар оснований, как и родительские молекулы. Пред-
полагается, что механизм, обеспечивающий точную ориентацию родительских моле-
кул, основан на комплементарном спаривании одноцепочечных участков ДНК. Ре-
комбинация между фрагментами ДНК может происходить, например, так, как это
показано на рис. 1.
3*
В
$
;зг
V3J
■5*
<—Деградация
jfjje^MAjijufl—►
■г
н
+* 5'
в
Ъ'\
>?
Pecvumei —>
3*
■PtOHHrtWJ
3'
Рис. 1. Гипотетический механизм рекомбинации между фрагментами ДНК с совпа-
дающей последовательностью пар оснований. А. Одна из цепей первого фраг-
мента образует водородные связи с комплементарной цепью другой молекулы. Б,
В. Свободные однонитевые участки постепенно разрушаются экзонуклеазои. Г. С
помощью ДНК-полимеразы синтезируются недостающие участки (пунктир), а за-
тем полинуклеотидлигаза соединяет концы цепей; образуется рекомбинантная
молекула. (Отметим, что эта молекула гетерозиготна по маркеру С. После сле-
дующего цикла репликации генотип одной дочерней молекулы будет ABCde, a
другой — ABcde.)
Рис. 2. Гипотетический механизм рекомбинации между молекулами ДНК. 1 - Од-
нонитевые разрывы в родительских молекулах расположены в разных местах. 2 -
Родительские дуплексы частично разошлись. 3 - Основания одной из цепей пер-
вой молекулы образуют водородные связи с комплементарными основаниями дру-
гой молекулы. 4 - На одноцепочечном участке каждой родительской молекулы
происходит ресинтез второй цепи. 5,6- Новосинтезированные цепи спариваются
друг с другом. 7 - Эндонуклеаза делает однонитевой разрез в каждом роди-
тельском дуплексе, и «лишние» участки ДНК с 3!-концов постепенно разрушают-
ся экзонуклеазои. 8 - Соединение концов, цепей приводит к образованию двух
рекомбинантных молекул. (По схеме Уайтхауза.)
Комплементарные цепи двух фрагментов, содержащих одинаковые последователь-
ности пар оснований, спариваются друг с другом, в результате чего противопо-
ложные цепи в каждом фрагменте вытесняются из дуплекса, переходят в неспарен-
ное состояние, а затем расщепляются клеточной экзонуклеазои. ДНК-полимераза
восстанавливает недостающий сегмент, и процесс завершается соединением концов
цепей с помощью полинуклеотидлигазы.
Сходство этого процесса с процессом репарации ДНК поразительно. Ферменты
деградации, синтеза и воссоединения цепей, осуществляющие репарацию ДНК, по
всей вероятности, участвуют также и в рекомбинации.
Если рекомбинация происходит не на концах молекул ДНК, процесс выглядит
сложнее. Предполагается, что и в этом случае одноцепочечный участок одного
родительского дуплекса вытесняет гомологичный участок цепи другого дуплекса,
однако точная последовательность событий пока неизвестна. Один из возможных
вариантов представлен на рис. 2. Каким бы ни был точный механизм этого про-
цесса, в основе его должна лежать рекомбинация, которая имеет место как при
кроссинговере у эукариот, так и при интеграции двух разных репликонов2 у бак-
терий .
При трансформации, а также при переносе коротких фрагментов ДНК в процессе
конъюгации дело обстоит несколько иначе. В этих случаях эксперименты с изо-
топной меткой показали, что с двухцепочечнои эндогенотои интегрируется только
одна цепь экзогеноты. На рис. 3 показан возможный механизм этого процесса.
Какие фрагменты экзогеноты — одно- или двухцепочечные — участвуют в интегра-
ции в случае переноса длинных фрагментов хромосомной ДНК путем конъюгации или
при трансдукции, осуществляемой фагами, до сих пор неясно.
3' +
з'<
5'
А
Разрез
В
■5*
5'
1>Г
»С
з:<
5
В
С
5'
3'
В
^?*
В
.<**
«я»
сч
D
5*
3'
З'ч
5'
5' 34
В
■5*
D
3V
5'
/>3'
3'<
5'
^_ Ресинтез и соединение и_ Ресинтез и соединение
^~ концов цепей Vf~~ концов цепей
£ 5'
г- >*'
в
D
Репликон — единица репликации. Интеграция двух репликонов происходит в том случае,
когда такие плазмиды, как F-фактор или умеренный фаг X, интегрируются с бактериаль-
ной хромосомой.
Рис. 3. Интеграция одноцепочечной зкзогеноты с двухцепочечной зндогенотой.
А. Одноцепочечный фрагмент, несущий маркеры abc, располагается вблизи
двухцепочечной молекулы, несущей маркеры ABCDE. Между маркерами А и В име-
ется однонитевой разрыв. Б. Частичное расхождение цепей дуплекса позволяет
зкзогеноте и зндогеноте образовать водородные связи. В, Г, Экзонуклеаза
разрушает одноцепочечные участки с 3!-концов. Д. С помощью ДНК-полимеразы
восстанавливаются недостающие участки, затем концы цепей соединяются по-
линуклеотидлигазой; образуется рекомбинантная молекула, в которой одна из
цепей несет маркеры ABcDE.
Сегрегация
рекомбинатной
клетки
Бактерия содержит несколько хромосом, но в процессе рекомбинации может уча-
ствовать только одна хромосома реципиентной клетки. После интеграции зкзоге-
ноты клетка с не сколькими хромосомами становится гетерокарионом; для образо-
вания гомокариотного рекомбинанта необходим такой же процесс сегрегации хро-
мосом, какой был описан раньше при образовании гомокариотного мутанта.
ТРАНСФОРМАЦИЯ
БАКТЕРИЙ
Открытие
трансформации
Трансформация была обнаружена впервые у пневмококков (Streptococcus
pneumoniae). Пневмококки, содержащиеся в мокроте или в тканях больных пневмо-
нией, всегда имеют отчетливо выраженную полисахаридную капсулу; на чашках с
агаром инкапсулированные клетки (S-клетки) образуют гладкие колонии. На осно-
вании химических различий в полисахаридах капсулы пневмококки можно разделить
на множество различных типов. Эти типы (которые обозначают I, II, III и т.
д.) удается различить иммунологически.
Если штамм S многократно пересевается, в популяции появляются клетки R-типа
(образующие шероховатые колонии), не имеющие капсул и авирулентные. В 1928 г.
Ф. Гриффит (F. Griffith) обнаружил, что если ввести мыши подкожно очень боль-
шое количество R-клеток вместе с убитыми нагреванием S-клетками типа II, то
через несколько дней мышь погибнет. В крови животного обнаруживаются только
гладкие клетки типа II. Следовательно, из мертвых клеток типа II выделилось
что-то такое, что сообщило живым R-клеткам способность образовывать капсуляр-
ный полисахарид иного типа. Оказалось, что это перенесенное свойство наследу-
ется.
Через несколько лет другим исследователям удалось провести такую же транс-
формацию типа клеток, смешивая in vitro R-клетки с убитыми нагреванием S-
клетками. Позднее было обнаружено, что трансформация типа клеток может проис-
ходить и под действием бесклеточных экстрактов S-клеток. Другими словами, ко-
гда некое химическое вещество, экстрагированное из S-клеток типа II, добавля-
ют к культуре R-клеток типа I, некоторые клетки генетически изменяются
(трансформируются) и переходят в группу типа II.
Неидентифицированное химическое соединение, вызывающее это явление, было
названо трансформирующим началом. Оно обладает двумя свойствами, обычно ха-
рактерными только для генов: во-первых, способностью к самоудвоению (можно
получить экстракт трансформированной культуры, содержащий гораздо больше
трансформирующего начала, чем было использовано первоначально для трансформа-
ции); во-вторых, способностью определять специфическую функцию клетки — обра-
зование конкретного полисахарида.
Тип бактерий
Заражение мыши
Живые гладкие %т Мышь умирает
бактерии ф^
Убитые теплом Оп
гладкие бактерии Oq
Мышь>*мвет
'&Z*
■■^гл
Трансформирующий
агент- это ДНК
Из погибших мышей
выделяют wiBbix
гладких бактерий
Живые
шероховатые
бактерии
Смесь:
Убитые теплом
гладкие бактерии
+
Живые
шероховатые
бактерии
Мышь живет
*
Мышь умирает
►
Добавление к живым
шероховатым бактериям
экстракта ДНК из
1гладких бактерий
Трансформация у бактерий Streptococcus pneumoniae.
Природа трансфор-
мирующего начала
В 1944 г. О. Эвери (О. Avery) , К. Мак-Леоду (К. MacLeod) и М. Мак-Карти (М.
MacCarty) удалось очистить трансформирующее начало пневмококка и показать,
что оно представляет собой ДНК. До того времени считалось, что специфичность
гена определяется белковым компонентом нуклеопротеида; химическая характери-
стика трансформирующего начала была первым прямым доказательством, что ДНК
является носителем генетической информации.
После 1944 г. подобного типа трансформация была проведена с бактериями, от-
носящимися к другим родам, в частности с Hemophilus, Neisseria и Bacillus.
Трансформацию штаммов Е. coli K12 удалось осуществить только после многих не-
удачных попыток. Способность этого вида к трансформации, как оказалось, зави-
сит от присутствия ионов кальция в высокой концентрации и сильно увеличивает-
ся при использовании мутантных линий, которые лишены некоторых дезок-
снрибонуклеаз.
Трансформация
генетических
маркеров
Все мутантные локусы (или маркеры) реципиентных клеток могут быть трансфор-
мированы. Однако переносимый фрагмент генетического материала обычно очень
мал; хотя такой фрагмент может содержать много генов, он редко несет более
одного генетического маркера. Это обусловлено особенностями метода, который
обычно применяют для получения трансформирующей ДНК. Обработка препарата фе-
нолом для удаления белков и многократное переосаждение этанолом приводит к
гидродинамической деградации ДНК на фрагменты, мол. вес которых даже в препа-
ратах , приготовленных с максимальными предосторожностями, редко превышает
110 . Такой фрагмент соответствует примерно 0,3% бактериальной хромосомы,
или примерно 15 генам3. Однако в опытах по трансформации клеток отдельных ви-
дов использовалось не более нескольких десятков мутантных локусов, так что
вероятность присутствия двух маркеров в одном фрагменте ДНК была очень низ-
кой. И, тем не менее, такая «сцепленная трансформация» иногда наблюдалась.
Если использовать плохо очищенные препараты трансформирующей ДНК, при полу-
чении которых гидродинамическая и ферментативная деградация сведена к миниму-
му, удается получить сцепленную трансформацию по многим маркерам.
В таких препаратах может переноситься до одной трети хромосомы.
Рекомбинация обычно происходит с относительно низкой частотой, поэтому при-
ходится использовать селективные маркеры, т. е. донорная ДНК должна содержать
маркеры, позволяющие отобрать рекомбинанты при наличии в популяции большого
избытка живых родительских реципиентных клеток. Подходящими селективными мар-
керами могут быть устойчивость к лекарственным препаратам и способность расти
в отсутствие определенных питательных веществ. Если, например, реципиентная
культура чувствительна к стрептомицину, а донорная устойчива, то трансформа-
цию всего нескольких клеток можно обнаружить путем посева культуры, обрабо-
танной препаратом ДНК, на чашки с агаром, содержащим стрептомицин. В этом
случае мутантный локус, ответственный за устойчивость, является селективным
маркером. Точно так же, если реципиентнаи культура ауксотрофна (например, для
ее роста необходим аргинин), а донорная культура не зависит от аргинина, то
трансформацию можно обнаружить при посеве популяции клеток, обработанной ДНК,
на чашки с агаром без аргинина.
Для выращивания культур Streptococcus, Hemophilus и Neisseria необходимы
сложные среды, поэтому работать с маркерами ауксотрофности в случае этих ор-
ганизмов трудно. В то же время бактерия Bacillus subtilis растет на простых
минеральных средах, содержащих подходящий источник углерода, и получено много
различных ауксотрофных мутантов этого организма. Трансформацию ауксотрофа
легко обнаружить, если использовать ДНК из штамма дикого типа и высеять обра-
ботанные ауксотрофные реципиентные клетки на минимальную среду (содержащую
минимальное число питательных веществ, достаточных для поддержания роста ор-
ганизма дикого типа).
Процесс
трансформации
При образовании трансформантов ограничивающим фактором является обычно ком-
петентность популяции реципиентных клеток, их способность поглощать трансфор-
мирующую ДНК. Физиологическое состояние клетки, определяющее ее компетент-
ность , сильно меняется на протяжении клеточного цикла. Природа компетентности
остается недостаточно ясной; известно, что компетентные клетки синтезируют
какой-то белок, который удается выделить и использовать для придания компе-
тентности другим клеткам. Возможно, этот белок — компонент мембраны, катали-
зирующий поглощение ДНК, или фермент, расщепляющий какие-то компоненты кле-
точной поверхности и обнажающий рецепторные участки, с которыми связывается
ДНК. Компетентность клеток, видимо, зависит от синтеза этого белка, так как в
присутствии веществ, подавляющих синтез белка, например хлорамфеникола, ком-
петентность не развивается.
Поглощение ДНК было детально исследовано в опытах с грамположительными
пневмококками. Выявлено три стадии этого процесса. На первой стадии двухцепо-
3 Средний размер гена составляет, по оценкам, 1000 пар оснований,, кодирующих поли-
пептид длиной около 330 аминокислотных остатков. Бактериальная хромосома содержит
около 110б пар оснований ДНК, что соответствует 5000 генов среднего размера.
чечная ДНК связывается с участками, которые имеются (или доступны) на поверх-
ности только компетентных клеток. В связывании ДНК важную роль играет процесс
постоянного включения холина в мембранные фосфолипиды. Включение холина про-
исходит в экваториальной области клетки — месте образования новой клеточной
стенки, и, по всей вероятности, ДНК проникает в клетку только через эту об-
ласть . Клетки пневмококков неспецифичны в отношении типа поглощаемой ДНК: на-
пример, ДНК из тимуса теленка они поглощают так же эффективно, как и гомоло-
гичную ДНК. Но если экзогенота и эндогенота не имеют достаточной гомологии в
последовательностях пар оснований, чтобы обеспечить спаривание, то рекомби-
нанты не образуются.
На второй стадии связанная с наружной поверхностью ДНК ферментативно расще-
пляется в местах, расположенных случайным образом, с образованием фрагментов
со средним мол. весом 4'10б — 5'10б. На последней стадии, требующей затраты
энергии, фрагменты ДНК проникают в клетку. Эта стадия сопровождается деграда-
цией одной из цепей дуплекса ДНК и образованием внутриклеточного одноцепочеч-
ного интермедиата. Фрагменты с мол. весом менее 5 105 не поглощаются.
В мутантном штамме пневмококка, лишенном двух основных дезоксирибонуклеаз,
была обнаружена остаточная активность третьей, минорной нуклеазы. Из этого
штамма были выделены мутанты, дефектные по способности к трансформации. Неко-
торые из таких мутантов утратили остаточную нуклеазную активность. Они спо-
собны нормально связывать ДНК, но не могут расщеплять и поглощать ее. Следо-
вательно, минорная дезоксирибонуклеаза, видимо, необходима для первых этапов
трансформации — поглощения ДНК и деградации одной из цепей.
Процесс поглощения ДНК изучали также на грамотрицательной бактерии
Hemophilus influenzae. Хотя у этого организма трансформация в общих чертах
напоминает трансформацию у грамположительных пневмококков, имеются и некото-
рые существенные отличия. Одно из них — специфичность процесса: Hemophilus
поглощает только гомологичную ДНК. Другое отличие относится к стадии проник-
новения ДНК в клетку: превращение в одноцепочечную молекулу, видимо, идет па-
раллельно интеграции, поскольку свободный одноцепочечный интермедиат не обна-
руживается .
У клеток Hemophilus, как и у пневмококков, компетентность циклически изме-
няется. Недавно было обнаружено, что в развитии компетентности какую-то роль
играет циклический АМФ: добавление этого нуклеотида в среду может увеличить
компетентность в популяции клеток в 10 000 раз!
Выше мы уже обсуждали интеграцию трансформирующей ДНК с эндогенотой. Инте-
грация происходит очень быстро; сразу после поглощения трансформирующей ДНК,
несущей сцепленные маркеры А+В~, клетками с генотипом А~В+ можно выделить из
клеток фрагменты ДНК, несущие маркеры4 А+В+. Это показано в опытах по выявле-
нию в экстрактах реципиентов ДНК, которая может «котрансформировать» реципи-
ент А~В~ и давать клетки с генотипом А+В+; образование ДНК с маркерами А+В+ на-
чинается почти без всякой задержки и линейно возрастает со временем, достигая
полумаксимального уровня через 5 мин. Этот процесс протекает при полном от-
сутствии репликации ДНК.
Процесс трансформации
в природных условиях
Для проведения трансформации в лабораторных условиях необходимо выделить
донорную ДНК. Однако почти сразу после открытия рекомбинации были высказаны
предположения, что в природе у бактерий этот процесс может происходить при
4 А и В — это два сцепленных маркера; знак «+» обозначает аллель дикого типа, а «—»
— мутантный аллель.
трансформации. Чтобы проверить эту гипотезу, смешанные культуры генетически
маркированных пневмококков получали в таких условиях, когда многие клетки ли-
зируются. Как и предполагалось, в результате высвобождения ДНК из некоторых
клеток и ее поглощения другими клетками происходило образование рекомбинан-
тов. Поскольку рекомбинация значительно увеличивает число наборов генов, с
которыми оперирует естественный отбор, рекомбинация в природе, даже если она
происходит редко, должна играть очень важную роль в эволюции бактерий.
КОНЪЮГАЦИЯ
БАКТЕРИЙ
Открытие трансформации впервые продемонстрировало существование рекомбина-
ции у бактерий. Как только была установлена способность бактерий к трансфор-
мации, начались поиски процессов генетической рекомбинации, которые в большей
степени, чем трансформация, напоминали бы половое размножение эукариот. В
1946 г. Дж. Ледерберх1 (J. Lederberg) и Э. Татум (Е. Tatum) провели серию опы-
тов на Е. coli с целью выявления рекомбинации при конъюгации. Клетки Е. coli
не нуждаются в факторах роста. С помощью мутагенеза Ледерберх1 и Татум получи-
ли два ауксотрофных штамма Е. coli K12, несущих мутации в четырех генах, де-
терминирующих ферменты биосинтеза. Каждая мутация обуславливала потребность в
одном факторе роста: один штамм нуждался в биотине и метионине, другой — в
треонине и лейцине. Локусы, в которых произошли мутации, были обозначены со-
ответственно bio, met, thr и leu. Итак, два родительских генотипа можно час-
тично описать следующим образом:
Родительский генотип I
Родительский генотип II
bio
bio+
met
met+
thr+
thr"
leu+
leu"
Знак « + » в описании генотипа указывает на то, что ген действует, т. е.
является аллелем дикого типа. Знак «—» означает, что ген присутствует в виде
мутантного аллеля и продуцирует неактивный фермент (в этих случаях соответст-
вующий путь биосинтеза блокируется).
Примерно 108 клеток каждого типа смешали вместе и высеяли на минимальную
среду, не содержащую никаких факторов роста. Хотя на такой среде не должны
были бы расти никакие ауксотрофные клетки, образовалось несколько сотен коло-
ний. Их генотип оказался следующим: bio+ met+ thr+ leu+ (т. е. это клетки, об-
ладающие наследуемой способностью синтезировать все четыре фактора роста).
Основной задачей было выяснить, не участвует ли в этом процессе та или иная
разновидность трансформирующего начала. Были испробованы всевозможные подхо-
ды, чтобы найти, диффундирующее химическое вещество, способное переходить от
одной клетки к другой и сообщать ей наблюдаемые генетические изменения, но
все попытки такого рода оставались безуспешными. Наконец, с помощью микроско-
пии было установлено, что для рекомбинации у Е. coli необходим непосредствен-
ный контакт между клетками, их конъюгация.
Роль плазмид в
конъюгации
бактерий
Вначале считалось, что при конъюгации бактерий происходит слияние клеток и
образование истинной зиготы. Но позднее обнаружили, что у Е. coli существует
разделение на два половых типа и что во время конъюгации один из партнеров
действует только как генетический донор и соответствует мужскому полу, а дру-
гой — как генетический реципиент и соответствует женскому полу. Клетки муж-
ского пола легко распознать, так как их можно убить стрептомицином или други-
ми агентами, но фертильность их все-таки сохранится, тогда как клетки женско-
го пола при обработке летальными агентами теряют фертильность. Другими слова-
ми, поскольку главная функция клеток мужского типа — перенос части своей ДНК,
они не обязаны сохранять жизнеспособность, в то время как для женских клеток
это необходимо: только тогда зигота сможет развиваться. Пара конъюгирующих
клеток изображена на рис. 4.
Рис. 4. Конъюгация клеток Е. coli (X25600). Эта электронная микрофо-
тография была сделана вскоре после смешивания донорных (Hfr) и реци-
пиентных (F~) клеток. Перед смешиванием клетки «пометили» путем ад-
сорбции инактивированных частиц бактериофага: F'-клетки легко узнать,
так как они густо покрыты пилями. На микрофотографии виден мостик,
который образовался между Hfr-клеткой и одной из F~-клеток при конъю-
гации. Обратите внимание на частицы бактериофага, прикрепленные хво-
стовыми отростками к поверхности клетки Hfr.
При выяснении вопроса о том, к какому половому типу относятся рекомбинанты,
образовавшиеся при различных скрещиваниях, оказалось, что пол у бактерий оп-
ределяется трансмиссибельным генетическим элементом: если конъюгируют мужская
и женская бактерии, то женская клетка всегда становится мужской. Генетический
элемент, ответственный за наследуемость мужского пола, называется F-фактором
(от слова плодовитость, или фертильность, — fertility); он передается только
при непосредственном контакте между клетками.
F-фактор переносится каждой конъюгирующей клеткой, перенос же хромосомных
маркеров является довольно редким случайным событием. Следовательно, F-фактор
— это автономный элемент, не связанный с бактериальной хромосомой. В 1952 г.
Ледерберг предложил называть все внехромосомные наследственные детерминанты,
примером которых служит фактор F, плазмидами. Теперь нам известно, что бакте-
риальные плазмиды — небольшие кольцевые молекулы ДНК, несущие гены, необходи-
мые для собственной репликации. Во многих случаях они несут также гены, сооб-
щающие хозяйской клетке новые свойства, например устойчивость к лекарственным
препаратам или способность к образованию токсинов. Наконец, многие плазмиды
несут гены, ответственные за процесс конъюгации. К ним относятся гены, опре-
деляющие некоторые новые поверхностные структуры клетки; когда клетка прихо-
дит в соприкосновение с другой бактериальной клеткой, эти структуры участвуют
в образовании конъюгационного мостика. Кроме того, к плазмидам относятся ге-
ны, продукты которых осуществляют перенос молекулы плазмиднои ДНК в реципи-
ентную клетку.
Итак, конъюгация — процесс, способность к которому обеспечивается плазмидой
и результатом которого является перенос плазмиднои ДНК. Перенос бактериальной
хромосомы, как мы увидим далее, — вторичный результат переноса плазмиды; в
большинстве случаев (или даже всегда) он зависит от интеграции хромосомы с
плазмидой в донорной клетке.
Типы
плазмид
После выяснения природы F-фактора было обнаружено, что генами, содержащими-
ся в плазмидах, определяется множество свойств бактерий-хозяев. Большинство
плазмид классифицируют на основании тех свойств хозяев, которые привели к об-
наружению этих плазмид. Так, существуют R-факторы (от слова устойчивость, или
резистентность, — resistance) и Col-факторы (от слова колициногенность —
colicinogeny) грамположительных бактерий, пенициллиназные плазмиды из
Staphilococcus aureus и плазмиды деградации из Pseudomonas, критические плаз-
миды и т . д.
Плазмиды, которые сообщают своим хозяевам способность к переносу хромосом-
ных маркеров, но не обусловливают никаких других легко различимых признаков,
были названы F-факторами; к этой группе относится F-фактор, обнаруженный пер-
воначально в Е. coli K12 и обозначенный F1. Однако многие другие плазмиды, в
том числе ряд R- и Col-факторов, могут обеспечивать перенос хромосомы, поэто-
му некоторые авторы для обозначения-любой плазмиды, обладающей такой способ-
ностью, использовали термин «половой фактор». Термин «половой фактор» исполь-
зуется и в двух других случаях: во-первых, как общее название для всех плаз-
мид, обеспечивающих конъюгацию хозяйской клетки и собственный перенос, неза-
висимо от того, переносятся ли при этом хромосомные маркеры, и, во-вторых,
для обозначения группы генов плазмиды, продукты которых участвуют в процессе
конъюгации.
Выявление
плазмид
Плазмиды можно обнаружить как генетическими, так и физическими методами.
Генетически присутствие плазмиды обнаруживается в том случае, когда удается
показать, что какой-либо ген или группы генов, ответственных за одно или не-
сколько свойств клетки хозяина, не сцеплены с бактериальной хромосомой, т. е.
реплицируются автономно. Обычно вывод о такой автономной репликации делается
на основании независимого переноса плазмиды и хромосомы при конъюгации, как
это происходит в случае фактора F1, или на основании необратимой элиминации
плазмиды, спонтанной или вызванной нагреванием, акридиновыми красителями или
УФ-светом. В обычных условиях необратимую утрату функции гена можно с таким
же успехом интерпретировать и как необратимую мутацию в хромосомном гене. Но
индукция такой потери упомянутыми выше агентами характерна для плазмид, на-
пример F-фактора, природа которого была подробно изучена в экспериментах по
переносу генов. Поэтому и в тех случаях, когда переноса не происходит, высо-
кая частота индуцированой элиминации генов считается сильным доводом в пользу
присутствия плазмиды. Еще более строгое доказательство — совместная элимина-
ция, которой постоянно подвергается определенная группа генов, а не один ген.
Элиминация плазмид под действием красителей и других агентов обусловлена
способностью этих агентов подавлять репликацию плазмиды при таких концентра-
циях, которые не влияют на хромосому. В результате во время деления клетки
возникают свободные от плазмиды сегреганты.
Критерий элиминации предполагает, что плазмиды несут гены, детерминирующие
только функции, не являющиеся жизненно важными для клетки, т. е. что они по
определению являются необязательными автономными элементами. Действительно,
если бы плазмида несла ген, необходимый, например, для синтеза белка в клет-
ке, то она отличалась бы от бактериальной хромосомы только размером. Такие
плазмиды были получены в лаборатории генетическими методами. Клетки, несущие
подобные плазмиды, ведут себя во всех отношениях так, как будто их геном со-
стоит из двух хромосом неравной длины.
Плазмиды можно обнаружить и физическими методами. Далее мы опишем один из
таких методов, позволяющий обнаруживать и даже выделять плазмиды как особую
фракцию ДНК благодаря их небольшому размеру и кольцевой структуре. Присутст-
вие небольшой кольцевой молекулы ДНК и ее исчезновение вместе с маркером —
физическое доказательство того, что этот маркер несет именно плазмида. Иногда
клетки при трансформации плазмидной ДНК приобретают определенный маркер, что
прямо указывает на его связь с плазмидой.
СВОЙСТВА
ПЛАЗМИД
Структура
молекул
Все плазмиды, структура которых известна, представляют собой кольцевые
двухцепочечные молекулы ДНК. Несколько плазмид (F1 и некоторые R-факторы) из
числа тех, размеры которых были определены, имеют мол. вес порядка 5 107—
7 107. Одна плазмида (один из R-факторов) имеет мол. вес всего 1107, а
некоторые криптические плазмиды5 еще меньше. Поскольку для кодирования
среднего полипептида с мол. весом 40000 необходимо примерно 6 105 дальтон
ДНК, F1 и другие плазмиды близкого размера содержат до 100 генов.
Плазмиды можно также охарактеризовать по среднему нуклеотидному составу (т.
е. процентному содержанию ГЦ- и АТ-пар) . Например, было показано, что ДНК F1
содержит два участка с заметно различающимся нуклеотидным составом: один из
них составляет 90% длины молекулы и имеет ГЦ-содержание 50%; у остальных 10%
молекулы ГЦ-содержание равно 44%.
Различия в нуклеотидном составе позволяют отделить разные плазмиды друг от
друга или от хромосомной ДНК ультрацентрифугированием в градиенте CsCl, так
как плотность ДНК пропорциональна ГЦ-содержанию. Если, например, в бактерии
Proteus mirabilis, хромосомная ДНК которой характеризуется ГЦ-содержанием
40%, присутствует F1, то при центрифугировании в градиенте CsCl суммарной
ДНК, выделенной из бактерии, образуется полоса хромосомной ДНК и «сателлит-
ная» полоса, представляющая собой плазмидную ДНК (рис. 5). Однако хромосомная
ДНК Е. coli (ГЦ-содержание 50%) по плотности близка к многим плазмидам, что
не позволяет обнаружить их описанным методом.
Другой метод, разработанный позднее, позволяет выявить плазмиды даже в том
случае, когда их плотность близка к плотности хромосомы клетки-хозяина. При
выделении ДНК из клеток длинные молекулы под действием гидродинамических сил,
возникающих при разрушении клеток, перемешивании экстрактов и т. д., неизбеж-
но фрагментируются. Однако когда ДНК присутствует в виде очень маленьких
5 Криптические (скрытые) плазмиды не содержат генов, которые можно было бы обнару-
жить по их фенотипическому проявлению.
кольцевых молекул, часть этих молекул не разрушается. ДНК, экстрагированная
из клеток, содержащих плазмиды, представлена линейными фрагментами и кольце-
выми (плазмидными) молекулами. Кольцевые молекулы можно отделить от линейных
и очистить с помощью ультрацентрифугирования, затем определить их нуклеотид-
ный состав и молекулярный вес, а с помощью электронной микроскопии — контур-
ную длину и другие структурные особенности (рис. 6).
1,750
Плотность t г • см ~3
1,750 J ,693
Плотность 9 гсм'З
Рис. 5. Влияние плазмидной инфекции на состав ДНК Proteus
mirabilis, штамм РМ-1. Результат микроденситометрирования фото-
графий , полученных после равновесного ультрацентрифугирования
проб в градиенте CsCl. Слева — ДНК, выделенная из клеток Е. coli
РМ-1, зараженных плазмидой F13; справа — ДНК, выделенная из это-
го штамма до заражения. Полоса с плотностью 1,750 г*см"3 соответ-
ствует стандартному веществу, добавленному в обе пробирки. Поло-
са с плотностью 1,698 г'см"3 соответствует ДНК Proteus, небольшое
плечо с плотностью 1,710 г*см"3 — ДНК F13.
Рис. 6. Электронная микрофотография очищенной ДНК плазмид.
Наконец, молекулы ДНК можно охарактеризовать с точки зрения гомологии в по-
следовательности оснований. Если разделить комплементарные цепи дуплекса ДНК
нагреванием, а затем медленно охладить смесь, то комплементарные цепи вновь
воссоединятся (ренатурируют). Степень воссоединения отдельных цепей разных
ДНК зависит от того, насколько они гомологичны: чем длиннее комплементарные
друг другу участки, тем большая часть двух цепей ренатурирует. Кроме того,
чем ближе друг к другу разные ДНК с точки зрения их эволюционного происхожде-
ния, тем ближе их нуклеотидные последовательности; поэтому способность дена-
турированных нагреванием молекул ДНК из разных источников к ренатурации слу-
жит точной мерой генетического родства этих организмов.
Двухцепочечные молекулы ДНК, образующиеся при ренатурации двух частично
комплементарных одиночных цепей, называются гетеродуплексами. Генетическая
взаимосвязь между многими плазмидами изучалась именно с помощью образования
гетеродуплексов; полученные результаты мы обсудим позже.
Репликация
Считается, что репликация плазмид в принципе сходна с репликацией хромосом.
В обоих случаях кольцевая ДНК прикрепляется к бактериальной мембране в месте
репликативной вилки и протягивается через участок прикрепления по мере того,
как происходит репликация.
Хотя общие свойства систем репликации хромосомы и плазмиды сходны, имеются
и некоторые различия. Например, плазмида каждого типа подчиняется, видимо,
собственной генетически предопределенной системе контроля репликации; ско-
рость репликации плазмиды при определенных условиях может сильно отличаться
от скорости репликации хромосомы. Однако при постоянных условиях окружающей
среды устанавливается равновесное состояние, и число копий данной плазмиды на
клетку остается постоянным. Если, например, Р+-клетки Е. coli растут экспо-
ненциально в богатой среде при 37 °С, то на каждую хромосому приходится две
F-плазмиды. При этих условиях за время каждой клеточной генерации хромосома и
плазмиды удваиваются; отсюда следует, что оба типа репликонов регулируются
одинаковым образом.
Как уже говорилось выше, репликация многих плазмид весьма чувствительна к
некоторым агентам, в частности акридиновым красителям. Например, акридиновый
оранжевый препятствует репликации F-фактора в концентрации, слабо влияющей на
рост клетки. Поскольку плазмиды — это гораздо меньшие по размеру мишени для
неспецифического связывания акридина с ДНК, чем хромосома, такой тип связыва-
ния не может обуславливать их исключительную чувствительность; истинная при-
чина повышенной чувствительности плазмид к красителям до сих пор неизвестна.
Заметим, что это свойство весьма полезно, так как часто позволяет клеткам
«излечиваться» от плазмид.
Интеграция и
рекомбинация
Ранее было показано; что интеграция профага X с бактериальной хромосомой
происходит в результате одного кроссинговера. Кроссинговер — это акт рекомби-
нации, которая осуществляется особой ферментативной системой. Интенсивные ис-
следования рекомбинации фага X позволили обнаружить три разные ферментативные
системы рекомбинации в клетках Е. coli, зараженных фагом X:
1. Система, определяемая генами клетки-хозяина, которая обеспечивает кроссин-
говер между двумя гомологичными участками хромосомной ДНК или двумя гомо-
логичными участками фага X; действие этой системы в клетках, зараженных
фагом X, подавляется.
2 . Аналогичная система, определяемая фаговыми генами.
3. Определяемая фаговыми генами ферментативная система интеграции, которая
осуществляет кроссинговер между ДНК фага X и хромосомой Е. coli в опреде-
ленных сайтах. Специфичность этой ферментативной системы интеграции, по-
видимому, обусловлена ее способностью узнавать определенную последователь-
ность пар оснований в сайтах интеграции, причем эти сайты не гомологичны
друг другу.
Способностью к интеграции с хозяйской хромосомой обладает множество разных
плазмид; такие плазмиды называются эписомами. Как осуществляется такая инте-
грация — под действием ферментов, подобных интегразе, которая узнает в хромо-
соме и в плазмиде различные последовательности оснований, или с участием ре-
комбиназ, действующих только на молекулы, цепи которых комплементарно связы-
ваются друг с другом благодаря существованию участков с гомологичной последо-
вательностью оснований, — в большинстве случаев неизвестно. Как бы то ни бы-
ло, для осуществления интеграции плазмиды в хромосоме бактерии должен сущест-
вовать подходящий участок; таким образом, способность плазмиды вести себя как
эписома определяется клеткой-хозяином. Например, фактор F1 в Е. coli ведет
себя как эписома, а в Proteus mirabilis — нет. Из исследований по ренатурации
ДНК фактора F1 известно, что у нее есть некоторая гомология с хромосомой Е.
coli, но нет никакой гомологии с хромосомой P. mirabilis. Неспособность фак-
тора F1 интегрироваться с последней показывает, что в ней нет также специфи-
ческих сайтов интеграции, которые могла бы узнать интеграза.
После интеграции F-фактора с хозяйской хромосомой второй кроссинговер вбли-
зи первого вызовет исключение и обмен участками ДНК, лежащими между двумя
сайтами кроссинговера. Любое нечетное число кроссинговеров приведет к инте-
грации двух кольцевых ДНК, а любое четное — к обмену участками ДНК (рис. 7).
Например, F-lac — рекомбинантный репликон, возникший в результате двух после-
довательных кроссинговеров: в результате первого F1 внедрился в участок хро-
мосомы, соседний с lac-опероном Е. coli K12, а в результате второго произошло
исключение F-фактора, несущего 1ас-гены.
Ряд колициногенных факторов и R-факторов также могут интегрироваться с хро-
мосомой некоторых клеток-хозяев и подобно F1, исключаться в результате второ-
го кроссинговера. Эти события, снова и снова повторяющиеся в ходе эволюции,
позволяют объяснить гетерогенность ДНК некоторых плазмид и присутствие в
большинстве плазмид генов, ответственных за функции хозяйской клетки; хорошей
иллюстрацией в пользу этой гипотезы может служить образование таких плазмид,
как F-lac. Действительно, несколько плазмид, несущих lac-гены, встречается в
естественных условиях в редких 1ас+-штаммах Proteus; в норме эти виды являют-
ся 1ас~.
•*—--*
%
%
•
Рис. 7. А и В. Нечетное число кроссинговеров в области спарива-
ния приводит к интеграции. Б и Г. Четное число кроссинговеров
приводит к обмену участками хромосом.
Нередко кроссинговер происходит и между двумя разными плазмидами; интегра-
ция двух и более плазмид и генетический обмен между сходными плазмидами -
обычные явления. Известно, например, что в некоторых хозяевах при определен-
ных условиях многие R-факторы способны разделяться на две или более независи-
мо реплицирующиеся кольцевые молекулы. Между гомологичными плазмидами проис-
ходит генетический обмен с четным числом кроссинговеров, и частота этого об-
мена достаточна для построения генетических карт этих плазмид.
Рекомбинантные плазмиды могут также образоваться in vitro при ферментатив-
ной обработке выделенной плазмидной ДНК и снова включаться в хозяйские бакте-
рии с помощью трансформации. На первой стадии этого процесса выделенную плаз-
миду расщепляют в определенном сайте с помощью очищенной рестрикционной эндо-
нуклеазы (например, рестриктазы Eco R1) . Этот фермент превращает кольцевую
двухцепочечную молекулу ДНК в линейную, расщепляя обе цепи в сайтах, отстоя-
щих друг от друга на 5—6 пар оснований; в результате образуется молекула с
короткими одноцепочечными концами, комплементарными друг другу6.
С помощью того же фермента аналогичным образом расщепляется другая плазми-
да. Если теперь смешать эти плазмиды, их одноцепочечные концы спарятся друг с
другом и образуют одну кольцевую молекулу ДНК, состоящую наполовину из одной
плазмиды, а наполовину из другой. Для ковалентного соединения двух плазмид
используется еще один фермент — полинуклеотидлигаза.
Эта методика применяется не только для соединения двух разных плазмид, но и
для вставки участка ДНК какого-либо высшего животного в плазмиду. Например,
можно выделить, очистить и расщепить с помощью рестриктазы ДНК, кодирующую
рибосомную РНК у лягушки Xenopus. Если фрагменты так называемой рДНК смешать
с плазмидной ДНК, расщепленной тем же ферментом, и затем обработать лигазой,
то некоторые из образующихся кольцевых молекул ДНК будут представлять собой
плазмиду со вставленными фрагментами, содержащими рДНК лягушки. Если ввести
такую рекомбинантную плазмиду в клетку бактерии-хозяина, рДНК реплицируется и
транскрибируется как часть плазмиды с образованием рибосомной РНК лягушки
(хотя такая РНК и не включается в бактериальные рибосомы). Таким образом,
ферментативный синтез и введение в клетку искусственной рекомбинантной плаз-
миды дает возможность получать большое число копий любой неплазмидной ДНК.
Этот метод может оказаться очень полезным для выделения в больших количествах
отдельных генов человека и их анализа (например, генов, ответственных за на-
следственные болезни).
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
6 ДНК такой структуры совершенно аналогична ДНК вириона фага X.
ш!
ОСВАИВАЕМ СТАТИСТИКУ
Бродский Я.С.
ЭЛЕМЕНТЫ
МАТЕМАТИЧЕСКОЙ
СТАТИСТИКИ
Как мы увидели выше, в теоретико-вероятностных задачах обычно по вероятно-
сти одних событий вычисляют вероятности других, более сложных; находят законы
распределения случайных величин, их числовые характеристики. При этом вычис-
ленная вероятность события позволяет предсказать значение частоты его появле-
ния в серии проведенных опытов. Значение математического ожидания случайной
величины дает возможность оценить среднее значение, которое может принимать
эта величина в результате ряда наблюдений. Более того, при проведении стати-
стических экспериментов можно сравнить полученные результаты с предсказанными
теоретически, оценить согласованность математической модели с изученным явле-
нием. С другой стороны, во многих опытах неизвестны вероятности случайных со-
бытий , или законы распределения рассматриваемых случайных величин. В стати-
стических задачах об этих вероятностных характеристиках судят по результатам
реальных наблюдений, измерений, другими словами, на основании некоторой вы-
борки .
В частности, вероятность случайного события полагают примерно равной его
относительной частоте, математическое ожидание случайной величины считают
приближенно равным выборочному среднему.
Разработка методов, позволяющих делать выводы на основе статистических дан-
ных, обобщить результаты выборочных наблюдений, — основная задача математиче-
ской статистики.
В настоящей главе будут рассмотрены некоторые задачи математической стати-
стики. Речь пойдет, во-первых, о построении случайной выборки, анализ которой
дает возможность делать статистические выводы обо всей совокупности. Напри-
мер, как организовать опрос по политическим или маркетинговым вопросам, чтобы
предсказать, как поведут себя в той или иной ситуации жители некоторого ре-
гиона .
В математической статистике обосновывается тот факт, что выводы, полученные
на основании анализа данных выборки наблюдений, можно распространить на всю
исследуемую совокупность. При этом методы теории вероятностей позволяют оце-
нивать надежность этих выводов. В задачи математической статистики входит
также разработка требований к выборке, обеспечивающих достоверность получен-
ных выводов.
Во-вторых, будет рассмотрена задача оценивания параметров совокупности. Па-
раметр представляет собой значение некоторой характеристики исследуемой сово-
купности . Простейший пример: событие А имеет вероятность р, значение которой
неизвестно. Требуется оценить р по результатам испытаний. Обратите внимание
на то, что речь идет не о нахождении вероятности события А, а об ее оценке.
Результаты испытаний случайны, поэтому и оценка, которую мы можем получить с
их помощью, также случайна. С помощью статистических правил можно найти при-
ближенное значение неизвестного параметра в некотором обобщенном смысле: по-
стоянная величина приближенно равна некоторой случайной величине, построенной
по результатам наблюдений по некоторому правилу.
Примерами параметров, которые требуется оценить, могут служить также сред-
ний доход и дисперсия уровней дохода работающего населения того или иного ре-
гиона .
Часто имеется информация только о некоторой выборке, являющейся лишь не-
большой частью исходной совокупности. Характеристики, полученные для выборок,
называют статистиками. По их значениям можно дать оценку параметрам исходной
совокупности.
При этом будем различать точечные оценки, указывающие точное значение пара-
метра, оцененного для исходной совокупности (например, оценкой неизвестной
вероятности события является число 0,3), и интервальные оценки, указывающие
диапазон изменения значений по обе стороны от полученной точечной оценки, со-
держащей с определенной вероятностью истинное значение параметра (например,
интервал (0,28; 0,32) содержит с достаточно большой вероятностью вероятность
события А).
В-третьих, будет дано представление о проверке статистических гипотез, ко-
торые могут существенно помочь в оценке той или иной ситуации, в обосновании
принятия того или иного решения.
Примерами статистических гипотез являются гипотезы о значении вероятности
события, о значении среднего случайной величины, о равенстве средних двух
случайных величин, о равенстве вероятностей двух событий и т. п.
Две основные задачи математической статистики — оценка параметров и провер-
ка статистических гипотез — будут решаться в основном для выборок из биноми-
ального распределения: простой математический аппарат позволит на этом рас-
пределении познакомиться с основными идеями математической статистики, что
дает возможность более менее сознательно пользоваться соответствующими стати-
стическими процедурами для других широко распространенных распределений, на-
пример для нормального.
При этом нужно иметь в виду, что в статистике главное состоит не столько в
использовании математических формул и проведении расчетов, сколько в опреде-
лении последовательности хода рассуждений. Для каждой из решаемых далее задач
будет дана схема этой последовательности.
Генеральная
совокупность
и выборка
Необходимость проводить выборочные исследования может быть вызвана различ-
ными причинами.
Щ Часто полное исследование изучаемого явления слишком дорогостоящее и
длительное.
Пример 1. Фирмы, специализирующиеся на продаже женской одежды, не имеют
возможности учесть вкус абсолютно всех покупательниц. Применяют другой метод
учета вкуса покупателей: предсезонный каталог, в котором представлены не-
сколько типов одежды разного стиля, рассылают некоторой выборке потенциальных
покупательниц. На основе заказов, полученных от них, составляют основной ка-
талог, содержащий модели одежды, которым было отдано предпочтение большинст-
вом опрошенных покупательниц.
Пример 2. Работник фирмы получает срочное задание: отследить реакцию клиен-
тов фирмы на предлагаемые нововведения. За выделенное время обзвонить всех не
представляется возможным. Приходится довольствоваться обзваниванием отобран-
ного реального количества клиентов. При этом нужно иметь в виду, что руково-
дство фирмы интересует реакция всех клиентов, а не только тех, кто попал в
отобранный список. От способа составления этого списка зависит, будет ли по-
лученная информация полезной или нет.
Пример 3. При аудиторской проверке фирм с большим числом сделок приходится
довольствоваться изучением отобранного числа сделок.
Д Иногда возможность использовать полученную информацию при полном иссле-
довании может исчерпаться раньше, чем завершится процесс его подготовки.
Пример 4. Измерение роста всех призывников с целью обеспечения соответст-
вующей информацией швейные объединения, изготавливающие солдатскую форму оде-
жды, мероприятие бессмысленное. Сбор этой информации обойдется слишком доро-
го, займет много времени, а сама информация практически будет устаревшей. В
связи с этим о распределении роста всех призывников судят по некоторой выбор-
ке наблюдений, достаточно представительной и правильно организованной. По ней
делают выводы относительно среднего роста и разброса его значений.
Д В некоторых случаях в результате проверки качества изделия происходит
уничтожение исследуемого объекта.
Пример 5. Пусть электролампы проверяют на продолжительность горения, вплоть
до выхода из строя. Если бы подобным образом испытывались все изготовленные
лампы, то пришлось бы уничтожить всю произведенную продукцию. Поэтому для ус-
тановления среднего времени горения лампы исследуют лишь некоторую ограничен-
ную часть всех ламп. Аналогично расчет ожидаемого числа бракованных ламп во
всей партии делается на основании проверки некоторой выборочной группы ламп.
Подобная ситуация будет иметь место при проверке качества фотобумаги.
Рассмотрим, какие требования предъявляют к выборке.
Генеральная совокупность — это набор объектов, о которых необходимо полу-
чить информацию.
Выборка — это небольшой набор объектов, извлеченных из генеральной совокуп-
ности .
В примере 1, связанном с фирмой по продаже женской одежды, генеральная со-
вокупность состоит из всех потенциальных покупателей, которые могли обратить-
ся к обычному каталогу данной фирмы, чтобы выбрать интересующую их модель
одежды. Покупательницы, получившие предварительный каталог, представляют со-
бой выборку.
В примере 2, связанном с выяснением реакции клиентов фирмы на нововведения,
все клиенты фирмы представляют собой генеральную совокупность. Те клиенты,
которых обзвонили, образуют выборку.
В примере 3 все сделки фирмы образуют генеральную совокупность, отобранные
— выборку.
В примере 4 генеральную совокупность образуют все призывники определенного
года. Те из них, у которых снимали мерку для пошива одежды и обуви, образуют
выборку.
В примере 5 все лампы, изготовленные за определенное время на некотором
предприятии, образуют генеральную совокупность. Те лампы, которые отобраны
для контроля, — выборку.
Существует много различных способов построения выборок. Каждый способ может
иметь преимущества для определенных целей. Рассмотрим несколько примеров ге-
неральных совокупностей и построения выборок из них.
Пример 6. В городе, насчитывающем 253 000 жителей, имеющих право голосо-
вать, исследуют политические симпатии будущих избирателей.
Выборку можно построить, опрашивая каждого 15-го покупателя, выходящего из
крупного торгового центра. Такая выборка будет отражать мнение посетителей
торгового центра, но вряд ли будет представлять точку зрения всех жителей го-
рода.
Другой метод построения выборки — провести опрос по телефону каждого 100-го
жителя города, взяв номера из телефонного справочника. Такая систематическая
выборка даст информацию о точке зрения группы людей, имеющих телефон, находя-
щихся дома и отвечающих на телефонные звонки. Но она не отражает мнения всех
жителей города.
Еще один метод построить выборку может заключаться в том, чтобы опросить
участников митинга, организованного несколькими политическими партиями. Такая
выборка даст информацию о жителях, активно участвующих в политической жизни
города.
Итак, нужны такие способы образования выборки, которые представляли бы всю
генеральную совокупность, т. е. выборка должна быть репрезентативной (пред-
ставительной) .
Пример 7. Генеральная совокупность — 756 ящиков с оборудованием, содержимое
которых нужно проверить на соответствие документам.
Удобный способ заключается в том, чтобы отобрать 10 ближайших ящиков и про-
верить их содержимое. Такая выборка вряд ли будет представлять всю генераль-
ную совокупность, т. е. вряд ли будет репрезентативной, так как поставщик мог
позаботиться об укомплектовании какого-то числа первых и какого-то числа по-
следних ящиков.
Можно выбрать для проверки три больших, три средних и три небольших по раз-
меру ящика. Такой вариант может не дать желаемого результата, например, в
случае, если большинство ящиков в генеральной совокупности окажется большого
размера. Другими словами, и в этом случае выборка окажется нерепрезентатив-
ной.
Можно взять накладную и случайно отобрать ящики для проверки из перечня,
указанного в накладной. Случайность отбора гарантирует, что поставщики не
смогут предугадать, какие ящики будут отобраны для проверки.
Таким образом, для образования выборки целесообразно иметь перечень элемен-
тов генеральной совокупности и из него каким-то случайным образом организовы-
вать выборку.
Информация, полученная в результате построения выборки, будет только тогда
надежной основой для принятия решения относительно тех или иных свойств ис-
ходной совокупности, когда структура образующих выборку элементов будет ана-
логична структуре элементов в генеральной совокупности. Такую выборку называ-
ют репрезентативной.
Пример 8. Менеджер обувной фабрики большого города хочет выяснить, в каком
количестве нужно шить обувь тех или иных размеров. Он должен составить пред-
ставительную выборку жителей этого города. Ее объем может быть и не очень
большим (например, 500 человек), но в качестве такой выборки нельзя брать
только учащихся какой-то школы, или баскетболистов города. Очевидно, неплохую
выборку могут составить жильцы многоквартирного дома или домов, расположенных
в одном микрорайоне. Дело в том, что в многоквартирном доме живут люди разных
возрастов, различных социальных слоев, различных профессий, поэтому жильцы
такого дома могут в определенной мере представлять жителей большого города.
Конечно, при этом не будут учтены потребности наиболее состоятельной части
населения города, живущей в отдельных особняках, элитных квартирах.
Отдельно нужно поговорить об объеме выборки. Понятно, что она должна быть
достаточно большого объема. Нельзя утверждать, что три четверти жителей Калу-
ги по утрам пьют кофе на основании того, что из четырех калужан, которых мы
рано утром встретили в кафе, трое пили кофе. Но и ошибочным является мнение о
том, что объем выборки должен быть очень большим. Там, где выборка невелика,
необходимо использовать наиболее тонкие математико-статистические методы; та-
кие методы существуют, разрабатываются, но здесь мы их рассматривать не бу-
дем. Каким должен быть оптимальный объем выборки? Это основной вопрос, кото-
рый приходится решать при практическом использовании выборочного метода. На
численность выборки главным образом влияют следующие факторы:
• степень колебаний значений изучаемого признака, которая характеризуется
дисперсией: чем больше дисперсия, тем больше должна быть численность вы-
борки ;
• значение допустимой ошибки случайной выборки: чем меньше допустимая ошиб-
ка, тем большей должна быть численность выборки, чтобы обеспечить требуе-
мую высокую точность оценки;
• уровень надежности (вероятности), с которой требуется гарантировать ре-
зультаты , полученные по выборке: чем выше будет выбран уровень надежности,
тем больше и должна быть численность выборки.
Ярким историческим примером неудачного применения выборочного метода явля-
ются результаты опроса, проведенного в 1936 году американским журналом
«Literary Digest». Редакция журнала разослала 10 млн. бюллетеней, в которых
просила получивших их людей ответить, за кого они будут голосовать на пред-
стоящих выборах - за кандидата республиканской партии А. Лэндона или за демо-
крата Ф. Рузвельта. Было возвращено более 2 млн. заполненных бюллетеней.
Опубликованные в журнале результаты опроса предсказывали, что президентом
станет А. Лэндон. Однако оказалось, что с большим преимуществом победу на вы-
борах одержал Ф. Рузвельт, за которого проголосовало более 60% избирателей.
Причина столь существенной ошибки журнала кроется в том, что полученная в ре-
зультате проведения опроса выборка, на данных которой основывался прогноз, не
была репрезентативной выборкой из генеральной совокупности избирателей. Бюл-
летени были разосланы подписчикам журнала, людям, чьи фамилии и адреса были
взяты из телефонных справочников, а также владельцам автомобилей. Следова-
тельно, в выборке были слишком плохо представлены менее состоятельные люди,
которые в своей массе поддерживали «новый курс» Ф. Рузвельта. Кроме того, от-
веты прислали не все, а люди, не только достаточно уверенные в своем мнении,
но и привыкшие отвечать на письма, т. е. в значительной мере представители
делового мира, которые и поддерживали А. Лэндона.
В то же время американские социологи Дж. Гзллап1 и Э. Роупер правильно
1 Именем Дж. Геллапа назван Американский институт общественного мнения, про-
водящий регулярные опросы населения по проблемам внутренней и внешней полити-
ки.
предсказали победу Ф. Рузвельта, основываясь всего на 4000 анкет. Причиной
такого успеха, сделавшего славу его авторам, было не только правильное со-
ставление выборки. Они учли, что общество распадается на социальные группы,
которые более однородны по отношению к кандидатам в президенты. Поэтому вы-
борка из слоя может быть относительно малочисленной с тем же результатом точ-
ности. Имея результаты исследования по слоям, можно характеризовать общество
в целом.
Этот пример в политической жизни не единственный. В начале 70-х годов XX
века много шума вызвала история о том, как «специалисты по изучению общест-
венного мнения» подвели британскую партию консерваторов: они предсказали кан-
дидатам этой партии успех на парламентских выборах. Правительство Э. Хита,
доверившись этим прогнозам, провело выборы за полтора года до окончания пол-
номочий и потерпело фиаско.
В конце 60-х годов XX века канадские институты по изучению общественного
мнения предсказывали неудачу либеральной партии П. Э. Трюдо, а либералы одер-
жали внушительную победу.
Чем объяснить такие провалы использования выборочного метода? На самом деле
такие опросы зачастую далеки от использования научных методов прогнозирова-
ния. Реально фабрикуются нужные ответы, подтасовываются статистические дан-
ные , сказывается влияние тех, кто финансирует работу таких институтов.
Нерепрезентативные выборки называют смещенными. Смещение — один из источни-
ков ошибок при использовании выборочного метода. Важно иметь в виду, что чем
больше объем смещенной выборки, тем с большей вероятностью полученные данные
приведут исследователя к ошибочному выводу. В этом смысле рассмотренный выше
пример с опросом, проведенным американским журналом, является очень показа-
тельным .
Существует два основных типа выборок. После того как объект извлечен из ге-
неральной совокупности для включения в выборку, его либо возвращают в гене-
ральную совокупность, либо не возвращают. Выборка без возвращения имеет ме-
сто , когда любой объект не может попасть в выборку более одного раза, т. е.
когда все элементы выборки различны. Выборка с возвращением имеет место, если
объект генеральной совокупности может попасть в выборку более одного раза. Мы
будем в основном использовать выборки без возвращения.
Через N будем обозначать объем генеральной совокупности, а через п — объем
выборки.
Получить репрезентативную выборку можно с помощью случайного отбора входя-
щих в эту выборку элементов.
Случайная выборка представляет собой выборку, при которой каждый отдельный
элемент и каждая комбинация отдельных элементов, принадлежащих исходной сово-
купности, имеет одинаковые шансы попасть в выборку.
Создать случайную выборку не так просто. Покажем это на ряде примеров.
Пример 9. При создании выборки из некоторой генеральной совокупности людей
может найтись некоторое число людей, которые бы хотели минимизировать вероят-
ность попадания в эту выборку (преступники, лица, уклоняющиеся от кредиторов,
от уплаты алиментов и т. д.). Некоторых людей трудно застать дома (находящих-
ся в частых командировках, в отпусках и т. д.) . Иногда трудно определить,
принадлежит ли человек к интересующей исследователя генеральной совокупности
(например, не все потенциальные избиратели примут участие в выборах). Пере-
чень таких причин и подтверждающих их примеров можно было бы продолжить.
Трудности случайного отбора заключаются в том, что при таком отборе должна
быть исключена всякая тенденциозность. Поэтому случайный отбор не может быть
представлен как беспорядочный отбор. «Если беспорядочно втыкать булавки в
карту, то это не даст случайного распределения точек на карте. Если отбирать
данные для обследования, просто идя по улицам города, то это не будет случай-
ным отбором домов»2.
Случайную выборку строят таким образом, что:
• каждый объект генеральной совокупности имеет одинаковую вероятность быть
отобранным;
• объекты отбирают независимо друг от друга.
Независимость отбора обеспечивает сбор максимально возможного объема неза-
висимой информации. Рассмотрим пример, который поможет понять проблемы, воз-
никающие , когда элементы совокупности отбирают не независимо.
Пример 10. В школе с 30 классами, в каждом из которых учится по 25 учени-
ков, нужно составить случайную выборку. Если это сделать путем случайного вы-
бора класса и проведения в нем опроса всех учащихся, то полученная выборка не
будет случайной. Следует отметить, что каждый учащийся имеет одинаковую веро-
ятность быть опрошенным. Однако, так как вместо независимого отбора учащихся
респондентов опроса отбирают целой группой, в этой выборке будет отсутство-
вать важная информация обо всех учащихся школы.
Одним из способов построения случайной выборки является применение таблиц
случайных чисел для получения номера элемента генеральной совокупности, вклю-
чаемого в выборку. Таблица случайных чисел представляет собой организованную
в виде таблицы последовательность цифр, в которой каждая из цифр от 0 до 9
встречается независимо друг от друга с вероятностью 0,1.
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
1
09584
81677
45849
97252
26232
87799
46120
53292
81606
67819
50458
59772
94752
01885
85190
97747
43318
47874
24259
31947
37911
82714
82927
65934
56953
2
23476
62634
01177
92257
77422
33602
62298
55652
56009
47314
20350
27000
91056
82054
91941
67607
84469
71365
48079
64805
93224
15799
37844
21782
04356
3
09243
52794
13773
90419
76289
01931
69129
11834
06021
96988
87362
97805
08939
45944
86714
14549
26047
76603
71198
34133
87153
93126
74411
35804
68903
4
65568
01466
43523
01241
57587
66913
07862
47581
98392
89931
83996
25042
93410
55398
76593
08215
86003
57440
95859
03245
54541
74180
45887
36676
21369
5
89128
85938
69825
52516
42831
63008
76731
25682
40450
49395
86422
09916
59204
55487
77199
95408
34786
49514
94212
24546
57529
94171
36713
35404
35901
6
36747
14565
3222
66293
87047
03745
58527
64085
87721
37071
58694
77569
04644
56455
39724
46381
38931
17335
55402
48934
38299
97117
52339
69987
86797
7
63692
79993
58458
14536
20092
93939
39342
26587
50917
72658
71813
71347
44336
56940
99548
12449
34846
71969
93392
41730
65659
31431
68421
52268
83901
8
09986
44956
77463
23870
92676
07178
42749
92289
16978
53947
97695
62667
55570
68787
13827
03672
28711
58055
31965
47831
00202
00323
35968
19894
68681
9
47687
82254
58521
78402
12017
70003
57050
41853
39472
11996
28804
09330
21106
36591
84961
40325
42833
99136
94622
26531
07054
62793
67714
81977
02397
10
46448
65223
7273
41759
43554
18158
91725
38354
23505
64631
58523
02152
76588
29914
76740
77312
93019
73589
11673
02203
40168
11995
05883
87764
55359
Часть таблицы случайных чисел.
2 Ф. Йейтс. Выборочный метод в переписях и обследованиях. — М. : Статистика,
1965.
Схема образования случайной выборки может иметь следующий вид:
1. По какому-либо признаку пронумеровать элементы генеральной совокупности
числами от 1 до N.
2. Выбрать точку начала считывания случайных чисел из таблицы случайным обра-
зом.
3. Начав с выбранной точки, последовательно записать цифры обычным образом,
например, слева направо с переходом на следующую строку.
4. Объединить эти цифры в группы, размер которых равен количеству цифр в чис-
ле N. Например, при объеме генеральной совокупности N = 834 нужно объеди-
нять случайные цифры в группы по три, так как число 834 содержит три циф-
ры.
5. Следующие действия нужно выполнять до тех пор, пока не образуется выборка
из п элементов:
• если получено случайное число между 1 и N и элемент с таким номером еще
не извлекался, то его следует включить в выборку;
• если полученное число равно 0 или больше N, то его следует отбросить,
так как для него нет соответствующего элемента генеральной совокупности;
• если получено такое случайное число, что элемент с соответствующим номе-
ром уже был извлечен ранее, то его нужно отбросить, так как строится вы-
борка без возвращения.
Пример 11. Построить случайную выборку объемом п = 15 из генеральной сово-
купности, содержащей 105 элементов.
Начнем с цифр 81677 (строка 21, столбец 1). Так как число 105 состоит из
трех цифр, то объединим последовательность случайных чисел в группы, состоя-
щие из трех цифр, следующим образом:
816, 776, 26Э
652,
852,
387,
^^,
374,
673,
758,
602,
731,
EIE'
852,
330,
234,
107,
ЕВЗ,
292,
593,
158,
125,
198,
496,
820,
359,
встг
584,
273,
402,
676,
939,
527,
682,
392,
988,
350,
772,
529,
1, 452
901,
972,
417,
120,
ЕШ
393,
640,
404,
899,
873,
270,
475,
, 794
177,
529,
592,
174,
787,
424,
852,
508,
314,
628,
ЕЛЕ'
291, [
, еш
137,
225,
623,
355,
щ,
274,
658,
772,
939,
399,
780,
Ш, 1
, 668
734,
790,
277,
487,
318,
957,
792,
150,
537,
686,
525,
ЕЕ-
, 593
352,
419,
422,
799,
158,
ЦЩ],
289,
917,
ЕДИ.
422,
UJ2,
, 814,
369,
И,
762,
336,
461,
917,
418,
169,
726,
586,
ШЕ,
565,
825,
415,
895,
ЕШ,
206,
255,
533,
783,
585,
947,
167,
799,
322,
251,
758,
193,
229,
329,
835,
947,
394,
181,
756,
934,
258,
666,
742,
166,
869,
255,
481,
223,
711,
397,
971,
495,
458,
293,
831,
913,
129,
652,
606,
505,
996,
695,
347,
682,
774,
145,
870,
630,
ЕЕЕ,
118,
560,
678,
646,
288,
626,
254,
635,
362,
472,
и,
627,
344,
ES2,
194,
315,
щ,
679,
Первые пять чисел из этой последовательности отбрасываем, так как они боль-
ше 105. Первым попавшим в выборку будет число 014, далее исключаем 32 числа,
в выборку попадает число 012. Следующие семь чисел снова исключаем. В выборку
попадает число 078 (в приведенном перечне числа, не превосходящие 105, выде-
лены) . При этом надо исключить числа 078, 071, 045, 009 так как они уже
встречались ранее, и число 000, так как оно меньше 1. Процедура завершается,
когда получено 15 чисел. Итак, выбираем первые 15 чисел:
14, 12, 78, 9, 20, 80, 71, 50, 90, 45, 42, 99, 21, 56, 89.
Другой способ получения случайной выборки можно осуществить с помощью ком-
пьютерной программы, предназначенной для работы с электронными таблицами.
Идея заключается в том, чтобы перемешать элементы генеральной совокупности
случайным образом и затем отобрать в выборку необходимое количество элемен-
тов . В одном столбце располагают числа от 1 до N. Следующий столбец с помощью
генератора случайных чисел заполняют равномерно распределенными случайными
числами из интервала от 0 до 1 таким образом, чтобы эти случайные числа нахо-
дились рядом с числами первого столбца. На следующем шаге оба столбца сорти-
руют так, чтобы упорядочить числа во втором столбце. В результате все элемен-
ты генеральной совокупности будут перемешаны случайным образом. Осталось
взять первые п элементов из этой перемешанной генеральной совокупности.
Пример 12. Построим с помощью программы Excel случайную выборку объемом п =
5 из генеральной совокупности объемом N = 20.
В одном столбце расположим числа от 1 до 20, в верхнюю ячейку соседнего
столбца случайных чисел введем формулу (=СЛЧИС()) и нажмем клавишу <ENTER>;
затем скопируем результат вниз по столбцу, чтобы получить столбец случайных
чисел. После выделения обоих столбцов (с номерами элементов и со случайными
числами), выполняем команду (Данные => Сортировка) из меню, чтобы выполнить
сортировку строк, используя значения из столбца со случайными числами. После
этого числа в первом столбце будут упорядочены случайным образом, и для полу-
чения искомой случайной выборки достаточно взять первые пять номеров элемен-
тов .
X Microsoft Excel - Книга!
|р£а|файл Правка ВИД Вставка Формат Сервис Данные Окно ?
||Di*B|eus4*4»e*|«-n4%fMzA wnlnf-el100*-!©!
Anal Cyr V 10 ▼
ж к н
I Ев ^ .
1
2
3
4
5
—
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
A
7
18
10
19
4
9
13
12
11
2
О
16
6
1
15
с:
17
20
14
"2
В
0 792533
0 455218
0 979491
0 416581
0 383234
0 792624
0 133088
0 268197
0.171446
0 546071
0 569451
0.78708
0674865
0 173478
0 124836
0.062944
0 903225
0 818471
0 225326
0 95289
fill
$ % , :*8 л
[**
Е0 - * - Д, -1
С
D
Е
F
G
Н
Ниже представлены окончательные результаты выполненной работы. В данном
примере в выборку попали элементы с номерами 7, 18, 10, 19, 4:
Полученная таким образом случайная выборка обладает теми же свойствами, что
и выборка, построенная с использованием таблицы случайных чисел.
Случайная выборка — не единственный метод построения выборки из генеральной
совокупности. Существуют и другие методы, каждый из которых имеет свои пре-
имущества и недостатки.
Часто генеральная совокупность определенным образом разбита на слои (груп-
пы) . Например, при опросе родителей учащихся одной из школ генеральная сово-
купность — родители всех учащихся — может быть разбита на две группы: родите-
ли, которые могут профессионально судить о работе школы, и родители, которые
такой профессиональной подготовкой не обладают. Покупателей магазина одежды —
генеральную совокупность — можно разделить на тех, кто покупает обычную одеж-
ду, и тех, кто покупает модную одежду.
В этом случае часто используют так называемую стратифицированную случайную
выборку. Ее получают путем осуществления случайной выборки в каждом слое ге-
неральной совокупности. Если генеральная совокупность однородна внутри каждо-
го слоя, но отдельные слои заметно отличаются друг от друга, стратификация
может увеличить точность статистического анализа. Размеры выборок для каждого
из слоев могут быть различными. Не обязательно отбирать одинаковое число эле-
ментов из каждого слоя или планировать размер выборки для слоя пропорциональ-
но его объему в генеральной совокупности. Это позволяет определять размеры
выборок для слоев исходя из затрат и ресурсов. Для одних слоев процесс отбора
может быть сложнее и дороже чем для других, и для этих слоев можно использо-
вать меньшие по объему выборки. Одни слои могут иметь больший разброс по
сравнению с другими, и для них необходимо использовать большие по объему вы-
борки .
Иногда стратифицированную выборку называют серийной.
Систематическую выборку строят путем целенаправленного отбора данных в ге-
неральной совокупности, элементы которой пронумерованы по какому-то признаку.
Выбирают одну случайную точку, а затем производят отбор элементов генеральной
совокупности с некоторым постоянным шагом.
Если необходимо построить систематическую выборку объемом п из генеральной
совокупности объемом N, то интервал между выбираемыми элементами будет равен
наибольшему целому числу, не превосходящему — N/n. В качестве начальной точки
можно выбрать число между 1 и N/n. Систематическая выборка имеет ограниченное
применение.
Иногда систематическую выборку называют механической.
Фактически выше не было дано строгого определения выборки. Мы сформировали
представление о выборке, достаточное для практического использования. На ес-
тественнонаучном языке тот факт, что некоторые числа образуют выборку, озна-
чает, что все они являются результатом измерения одной и той же величины,
причем эти измерения проводились в неизменных условиях и независимо друг от
друга. На математическом языке имеет место следующее определение:
Выборкой объемом п из некоторого распределения называют совокупность взаим-
но независимых случайных величин Xi, Х2, . . . , Хп, каждая из которых имеет это
распределение.
Никакого противоречия с предыдущими определениями нет. Пусть, например, из-
меряют продолжительность работы п приборов, испытываемых на стенде. Каждый
прибор снабжен номером от 1 до п. Время безотказной работы прибора является
случайной величиной. Xi — это время безотказной работы прибора № 1, это слу-
чайная величина. В ходе испытания она принимает определенное значение, обо-
значим его через xi. Аналогично Х2 — это время безотказной работы прибора №
2, х2 — это значение, которое принимает случайная величина Х2 в результате
испытания и т. д. Числа xi, х2, . . . , хп называют реализацией выборки Xi, Х2,
. . . , Хп.
В дальнейшем при рассмотрении задач математической статистики мы будем опе-
рировать с числами — реализацией выборки.
Оценивание
параметров
Одной из основных задач математической статистики является оценивание неиз-
вестных параметров генеральной совокупности. Фактически с этой задачей мы
сталкивались в предыдущих главах, когда оценивали число изделий, которое не-
обходимо дополнительно выпустить предприятию для замены вышедших из строя;
когда оценивали число рыб в закрытом водоеме; траты населения города на мо-
лочные продукты и т. д. Изучая случайные величины, мы фактически в качестве
оценки (приближенного значения) математического ожидания указывали выборочное
среднее, а в качестве оценки дисперсии случайной величины — выборочную дис-
персию . Вспомните приближенные равенства: MX « х , DX « s2.
В этом параграфе задача оценивания параметров будет рассмотрена в общей по-
становке .
Параметр генеральной совокупности (или просто параметр) — это показатель,
вычисленный для всей генеральной совокупности. В качестве примера можно при-
вести математическое ожидание, дисперсию или среднее квадратичное отклонение
случайной величины (генеральной совокупности). Параметр является фиксирован-
ным, но неизвестным числом.
На основе данных выборки вычисляют некоторый показатель, который называют
параметром выборки, или выборочным параметром, или статистикой. В качестве
примера можно привести выборочное среднее, медиану, выборочную дисперсию,
стандартное отклонение выборки, перцентили. Статистика является случайной ве-
личиной , ее значение — известное число.
Часто существует естественное соответствие между статистиками и параметра-
ми. Для каждого параметра совокупности (показателя, значение которого хоте-
лось бы знать, но которое точно неизвестно) существует выборочная статистика,
рассчитанная на основе данных, представляющих наилучшую доступную информацию
о неизвестном параметре. Такую выборочную статистику называют оценочной функ-
цией параметра генеральной совокупности, а ее фактическое значение, рассчи-
танное по данным выборки, называют оценкой параметра совокупности.
Сущность задачи оценивания неизвестных параметров рассмотрим на следующем
примере.
Пример 1. Пусть требуется оценить неизвестное число рыб, пригодных для вы-
лавливания , в закрытом водоеме. Отловим некоторое число рыб, пометим их и вы-
пустим обратно в водоем. Затем поймаем еще некоторое число рыб, подсчитаем
число меченых среди них и с помощью этих данных оценим общее число рыб в пру-
ду, пригодных для вылавливания.
Здесь генеральной совокупностью является множество всех рыб в пруду, при-
годных для вылавливания, параметром — общее число таких рыб в пруду, выборкой
— рыбы, пойманные во второй раз. На основе данных выборки можно вычислить па-
раметр выборки — долю меченых рыб среди отловленных. Эта величина случайная,
в конкретном опыте она принимает определенное значение. Важным здесь является
способ извлечения репрезентативной случайной выборки: неприменимы ни таблицы
случайных чисел, ни компьютерные программы, так как мы не в состоянии перену-
меровать рыб в пруду. Повысить репрезентативность выборки можно тем, что вто-
рой отлов рыб будет проводиться той же сетью, что и в первый раз, причем она
будет заброшена не сразу после возвращения рыб в водоем (иначе меченые рыбы
не успеют перемешаться с остальными) и не через продолжительное время (иначе
может произойти нерест рыб или сброс вредных отходов в пруд: и то и другое
существенно повлияет на общее число рыб в водоеме), а, например, на следующий
день, в том же месте.
В рассматриваемом примере доля меченых рыб среди отловленных является оце-
ночной функцией для доли меченых рыб среди всех рыб водоема. Если в первый
раз отловлено 40 рыб и все они помечены и выпущены в пруд, а во второй раз
поймано 30 рыб и среди них две оказались мечеными, то оценкой для доли мече-
ных рыб в пруду является число 2/30. Она позволяет оценить число всех рыб в
пруду: оно приближенно равно 600.
Вообще, выборочное среднее является оценочной функцией для среднего гене-
ральной совокупности, или для математического ожидания случайной величины. А
в конкретном случае оно может равняться, например, числу 5,3. Это и есть
оценка параметра.
Оценочной функцией для параметра называют произвольную функцию от элементов
выборки. Ее значение от реализации выборки называют оценкой параметра.
Оценочная функция — случайная величина, ее оценка — число, равное значению
этой случайной величины.
В этом определении речь идет о функциях нескольких переменных.
Пример 2. Пусть Xi, Х2, . . . , Хп — выборка из некоторого распределения. Тогда
выборочное среднее
X = —* z- ?
п
выборочная дисперсия
S2= - V (Х.-Х)2
п ^ '
/ = 1
выборочное среднее квадратичное отклонение
являются функциями от Xi, Х2, . . . , Хп и поэтому являются оценочными функ-
циями для параметров рассматриваемого распределения. Их значения
_ Хл + Х0 + ... + X
X = -
г..»-! £<*,-*)*..-|i£<«,-x)*.
1 V / = 1
подсчитанные по значениям xi, х2, . . . , хп элементов выборки, т. е. по реали-
зации выборки, являются оценками этих параметров. Каждый элемент выборки Х±,
как функция от Xi, Х2, . . . , Хп, также является оценочной функцией для пара-
метра, а его значение х± — оценкой.
Для одного и того же параметра можно построить различные оценочные функции,
а значит, и получить различные оценки. Например, чтобы оценить математическое
ожидание случайной величины, можно в качестве оценочных функций взять либо
среднее арифметическое элементов выборки (выборочное среднее), либо полураз-
ность между наибольшим и наименьшим наблюдениями, либо какую-либо другую
функцию от результатов наблюдений.
Каким критерием пользоваться при выборе оценочной функции? Ясно, что ответ
зависит от поставленных целей. На практике на ответ влияют и экономические
факторы. Например, одна оценка может оказаться лучше другой, но, чтобы полу-
чить первую, нужно затратить 500 000 р., а затраты на получение второй оценки
составляют 5000 р. Если разница, существующая между оценками, не столь суще-
ственна для исследователя, то естественно, что он остановит свой выбор на
второй оценке.
Рассмотрим общие подходы к выбору оценки параметра.
Ошибкой оценочной функции (оценки) называют разность между оценочной функ-
цией (оценкой) и параметром генеральной совокупности. Ошибка оценки, как пра-
вило, неизвестна. Ошибка оценочной функции — случайная величина, ошибка оцен-
ки — число.
Желательно, чтобы оценка не была систематически слишком завышенной или
слишком заниженной по сравнению с соответствующим параметром генеральной со-
вокупности, т. е. чтобы ее смещение от истинного значения параметра было не-
значительным .
Оценочную функцию некоторого параметра генеральной совокупности называют
несмещенной, если ее математическое ожидание равно этому параметру. В против-
ном случае ее называют смещенной.
Пример 3. Пусть Xi, Х2, ..., Хп — выборка из некоторой генеральной совокупно-
сти. Покажем, что выборочное среднее X = (Xi + Х2 + . . .+ Хп)/п, является не-
смещенной оценочной функцией математического ожидания генеральной совокупно-
сти а.
Действительно, тот факт, что Xi, Х2, ..., Хп образуют выборку из генеральной
совокупности, означает, что случайные величины Xi, X2, ..., Хп независимы в со-
вокупности, и их числовые характеристики равны соответствующим числовым ха-
рактеристикам генеральной совокупности, в частности МХ± = а, i = 1, 2, ...,
п. Используя свойства математического ожидания случайной величины, получим
— Хл +Х9 +... + ХИ 1
MX = М— - 5 = - (МХг + МХ2 + ... + МХп) =
= I (а + а + ... + а) = а
п v
л раз
Оказалось, что математическое ожидание X равно математическому ожиданию а
генеральной совокупности, поэтому X является несмещенной оценкой математиче-
ского ожидания.
Несмещенность X означает, что для любого конкретного набора данных (значе-
ний Xi, Х2, ..., Хп) значение X обычно будет больше или меньше среднего гене-
ральной совокупности а, но если многократно производить измерения, т. е. по-
вторять процесс извлечения выборки и для каждой выборки вычислять значение
X , то полученные результаты будут в среднем близки к а и, следовательно,
ошибка оценки не будет систематически слишком отличаться по модулю от нуля.
Другими словами, несмещенность оценки означает, что оценка не содержит систе-
матической ошибки. Значение X почти наверняка не равно точно а, оно содержит
в себе некоторую неизвестную ошибку X - а. В среднем величина этой ошибки
равна нулю.
В самом начале говорилось, что иногда дисперсию статистической совокупности
определяют с помощью формулы:
i = 1
Объясним причину различных определений этого понятия. Дело в том, что выбо-
рочная дисперсия
i = l
является смещенной оценочной функцией дисперсии случайной величины:
MS2 = na2/(n-l)
где a2 = DX. Математическое ожидание na2/(n-l) оценочной функции не равно
оцениваемому параметру а2. Для устранения смещения рассматривают оценочную
функцию
i = l
Так как
§2 = * S2,
/1 — 1
ТО
MS2 = -^MS2 =
л - 1
П П — 1 2 2
л - 1 я
Таким образом, эта оценочная функция является несмещенной оценочной функци-
ей дисперсии, и поэтому дисперсию статистической совокупности иногда опреде-
ляют вышеприведенной формулой.
Докажем равенство MS2 = na2/(n-l) . Пусть МХ± = а, DXi = а2, тогда MX = а,
DX = a2/n. Преобразуем выражение для выборочной дисперсии:
i - 1 i - 1
i - 1 i = 1 i = 1
= i £(Xf-a)2-?(X-a)£(X£-a)+i -n(X -a)2 =
j = l ii - l
-I J\{Xt-a)*-hx -a)(nX -na) + (X -a)2 =
i= 1
= l X(Xi"a)2"(^"a)2-
i= 1
Применяя свойства математического ожидания, получим
(
MS2=M
1 ^{Хь-а)2-(Х -а)
= - nM(Xt - а)2 - М(Х - а)2 = DXt - DX =
о а2 я -1 о
= az - — = az,
n n
Другое желательное свойство для оценочных функций (оценок) некоторого пара-
метра состоит в том, чтобы с ростом числа наблюдений она приближалась к ис-
тинному значению параметра.
Оценочную функцию некоторого параметра генеральной совокупности называют
состоятельной, если с вероятностью, сколь угодно близкой к 1, при достаточно
большом п разность между ней и параметром по модулю можно сделать меньше лю-
бого наперед заданного положительного числа е. Оценочную функцию, не обладаю-
щую этим свойством, называют несостоятельной.
Покажем, что выборочное среднее является состоятельной оценкой математиче-
ского ожидания. Из теоремы Чебышёва следует, что Р(|Х-а| < е) > 1 - a2/ne2,
a2 = Dxi и если число п велико, то правая часть последнего неравенства близка
к 1, т. е. при достаточно большом п с вероятностью, близкой к 1, выборочное
среднее как угодно мало отличается от их математического ожидания.
Как отмечалось во введении к этой главе, основные задачи математической
статистики будут рассмотрены для биномиального распределения.
Напомним, что через р ранее обозначалась вероятность «успеха» в каждом ис-
пытании Бернулли. Проводят п испытаний Бернулли, пусть m — число «успехов» в
них. Тогда в качестве оценочной функции параметра р генеральной совокупности
можно принять относительную частоту «успеха» р = m/n. Напомним, что оценоч-
ной функцией для вероятности р является случайная величина р = m/n, а оцен-
кой неизвестной вероятности — ее значение при некотором значении т. Например,
если шахматист А выиграл у шахматиста В четыре партии из 10, то вероятность
выигрыша партии шахматистом А у В можно оценить отношением 4/10 = 0,4. Это
оценка. А оценочной функцией является относительная частота. В приведенном
примере она приняла значение 0,4, в другой раз шахматист А смог выиграть три
партии из 10 и тогда оценкой неизвестной вероятности служит значение 0,3. А
оценочная функция одна и та же — это относительная частота партий, выигранных
этим шахматистом.
Рассмотрим свойства оценочной функции р = m/n, в частности исследуем ее на
несмещенность и состоятельность.
Если Xi означает число «успехов» в i-м испытании Бернулли, i = 1, 2, ..., п
(т. е. Xi принимает значение 1, если в i-м испытании наступил «успех», и 0 —
в противном случае) , то случайная величина m = Xi + Х2 + ... + Хп имеет бино-
миальное распределение с параметрами пир, поэтому Mm = np. Отсюда
Мр = M(m/n) = Mm/n = np/n = р,
т.е. р = m/n — несмещенная оценочная функция вероятности р.
Из теоремы Бернулли (см. § 4.9) следует, что
P(|m/n - р| < е) -> 1 при п —> оо т. е. р = m/n — состоятельная оценочная
функция вероятности р.
В то же время оценочная функция Xi для вероятности р не является состоя-
тельной, так как она не зависит от п и поэтому с ростом п не может прибли-
жаться к р. Заметим, что эта оценочная функция означает, что если в первом
испытании произошел «успех», то вероятность р оценивается числом 1, в против-
ном случае — числом 0.
Тот факт, что оценочная функция параметра является несмещенной, еще не га-
рантирует, что она оказывается достаточно часто близкой к оцениваемому пара-
метру. Для иллюстрации рассмотрим 100 испытаний Бернулли. В качестве оценоч-
ной функции для вероятности р выберем Xi. Она является несмещенной. Эта оце-
ночная функция вряд ли может удовлетворить исследователя. Он скорее согласил-
ся бы использовать такие оценочные функции, как т/99, где т — число «успехов»
в 100 испытаниях Бернулли, или т/101, хотя они и не являются несмещенными:
М(т/99) = 100р/99; М(т/101) = 100р/101;
Ясно, что необходимо какое-нибудь представление о точности оценочной функ-
ции. Из нескольких оценочных функций нужно отдать предпочтение той, которая в
каком-либо смысле ближе к истинному значению оцениваемого параметра.
На практике нет возможности работать непосредственно с распределением ста-
тистики, выбранной в качестве оценочной функции, ибо его параметры определя-
ются свойствами всей генеральной совокупности, а информация имеется только о
выборке. Каждое распределение характеризуется средним квадратичным отклонени-
ем, поэтому выборочное распределение любой статистики также имеет среднее
квадратичное отклонение. Если оно известно, то будет приближенно известно и
то, насколько значение статистики отличается от среднего значения статистики.
Точное значение среднего квадратичного отклонения неизвестно, оно зависит от
генеральной совокупности. Поэтому используют информацию о выборке, чтобы сде-
лать предположение или оценить среднее квадратичное отклонение выборочного
распределения статистики. Полученное таким образом приближение среднего квад-
ратичного отклонения статистики, основанное только на данных выборки, называ-
ют выборочным средним квадратичным отклонением, или стандартной ошибкой ста-
тистики . Стандартная ошибка показывает приближенно, насколько наблюдаемое
значение статистики отличается от ее среднего значения. Более точно, стан-
дартная ошибка приближенно показывает, каким будет стандартное отклонение в
том случае, если взять большое число выборок, определить для каждой из этих
выборок среднее и рассмотреть эти выборочные средние как набор данных.
Вернемся к рассмотрению биномиального распределения.
Вычислим дисперсию и среднее квадратичное отклонение оценочной функции р =
m/n неизвестной вероятности р. Используя свойства дисперсии случайной величи-
ны , получим:
Dm = np(l - р) ; Dp = D (m/n) = Dm/n2 = np(l - p) /n2 = p(l - p)/n .
Таким образом,
o(m)= Jnp(l-p), o(p)= J&lfPi.
Полученный результат показывает, что, хотя стандартная ошибка частоты m
возрастает с ростом п, стандартная ошибка относительной частоты р = m/n при
возрастании п убывает.
Недостаток полученных формул состоит в том, что вероятность р, как правило,
неизвестна. На практике произведение р(1 - р) заменяют дробью 1/4 на том ос-
новании3, что р(1 - р) < 1/4 или заменяют р его оценочной функцией р и тогда
выборочные средние квадратичные отклонения или стандартные ошибки, вычислен-
ные по выборке, принимают следующий вид:
8я-ЛйГТ). 8,-^й.
Пример 4. При проверке 50 изделий шесть оказались бракованными. Вычислить
выборочные средние квадратичные отклонения для числа бракованных изделий и их
доли среди всех изделий.
В данном примере п = 50, m = 6, р = 0,12. Поэтому Sm =
= 750-0,6 (1-0,6) - 3,5; Sp = J0,6 ' ^ °'6) ~ 0,069.
Полученный результат означает, что наблюдаемое значение 6 на 3,5 изделия
отклоняется от неизвестного значения бракованных изделий в генеральной сово-
купности. Наблюдаемая доля бракованных изделий, равная 12% , примерно на 6,9%
отличается от истинной неизвестной процентной доли бракованных изделий во
всей генеральной совокупности.
Пример 5. Служба контроля изучает 1000 деталей с тем, чтобы выявить в них
наличие или отсутствие брака. В качестве оценочной функции вероятности р то-
го, что деталь бракована, принимается относительная частота р. На сколько
могут отличаться р и р ?
Применим неравенство Чебышёва к случайной величине р , среднее значение ко-
торой равно р, а среднее квадратичное отклонение
„^,_ ИЬй.
Л
Получим
Р(|р - р| < ha(p)) > 1 - Dp/h2a2(p) = 1 - 1/h2,
Трудность заключается в том, что о(р) неизвестно, так как неизвестно р,
Воспользуемся неравенством р(1 - р) < 1/4. Тогда
Предыдущее неравенство можно переписать в виде:
Р(1р - Pi < h/2Vn)) > 1 - 1/h2.
Если h = 2, тоР(|р-р|< 1/Vn) ) > 1 - 1/4 = 0,75. Если h = 3, то
Р(1р - Pi < 3/2Vn)) > 1 - 1/9 = 8/9.
3 Решение квадратичного уравнения р - р2 при 0 < р < 1.
В рассматриваемом примере п = 1000, поэтому при h = 2 можно утверждать, что
вероятность выполнимости неравенства |р - р | < 1/Vn, или неравенства |р - р |
< 1/VlOOO или неравенства |р - р| < 0,032 не меньше 0,75. Другими словами со
степенью уверенности (или с надежностью) не менее 75% можно утверждать, что
различие между р и р не превосходит 0,032.
Фактически решение этого примера базируется на законе больших чисел, кото-
рый утверждает, что для любого положительного е при п —> оо вероятность вы-
полнения неравенства | р - р | < е стремится к 1. Поэтому использованный метод
применим для выборок большого объема. То же относится и к следующему примеру.
Пример 6. Для оценивания неизвестной вероятности р используют относительную
частоту р = m/n, причем требуется, чтобы вероятность выполнения неравенства
|р - р| < 0,05 была не меньше 0,85. Каким должен быть объем выборки?
Используя неравенство Р(|р - р| < h/2Vn) ) > 1 - 1/h2, получим:
h/2Vn = 0,05; h = 0,lVn; 1 - l/h2 = 1 - 1/0,Oln = 0,85.
Решая полученное уравнение, будем иметь п = 1/(0,150,01) « 667.
0,15 • 0,01
Итак, выборка должна содержать не менее 667 наблюдений.
ЗАМЕЧАНИЕ. Использование неравенства Чебышёва приводит к грубым оценкам ве-
роятности, завышенным оценкам для п. Дело в том, что неравенство Чебышёва
справедливо для любой случайной величины, а всем, изучающим математику, зани-
мающимся ею, известно, чем шире условия для какого-то утверждения, тем слабее
результаты. Есть другие методы, которые приводят к более точным результатам.
Но здесь мы практически не будем на них останавливаться. В частности, в дан-
ном примере эти методы дают значительно меньшее значение п > 218.
Для выборок небольшого объема с помощью программы Excel можно решать задачи
о нахождении вероятности того, что вероятность события в каждом испытании
Бернулли отклоняется от относительной частоты этого события не более чем на
заданную величину. Впрочем, Excel позволяет решать эту задачу и для выборок
большого объема.
Пример 7. Вычислить вероятности:
а) Р(|р - р| < 0,1) , Р(|р - р| < 0,2) , если п = 10, р = 0,2;
б) Р(|р - р| < 0,03), если п = 1000, р = 0,1.
а) Преобразуем искомую вероятность:
Р(1р - Pi < 0,1) = Р(|р - m/n| < 0,1) = Р(|пр - т| < 0,1п) =
= Р(|т - 2| < 1) = Р(1 < т < 3) = Р(т = 1) + Р (т = 2) + Р (т = 3) .
Каждое слагаемое можно вычислить с помощью программы Excel, введя формулу
(=БИНОМРАСП(т; п; р; ЛОЖЬ)), а затем просуммировать полученные результаты с
помощью автосуммы £. В результате получим Р(|р - р| < 0,1) = 0,7718. Анало-
гично :
Р(1р - Pi < 0,2) = Р(|р - m/n| < 0,2) = P(|np - m| < 0,2n) =
= Р(|т-2| <2) =Р(0<т<4).
\ Microsoft Excel - Книга!
Q Файл Правка Вид Вставка Формат Сервис Данные Окно ?
Di*H#as4x,foe*'n-n,4%*:E a tifi
Anal Cvr
▼ 1U ▼
Ж К Ч
^ ^£ ^S tad <tt <V ♦fO >0'
А5
А
В
С
D
О 268435
0.30199
0 201327
0771752
Для вычисления этой вероятности с помощью Excel можно воспользоваться фор-
мулой (=БИНОМРАСП(т; п; р; ИСТИНА4)). Получим Р(|р - р| < 0,2) = 0,9672.
б) Р(|р - р| < 0,03) = Р(|р - т/п| < 0,03) = Р(|пр - т| < 0,03п) =
= Р(|т - 1001 < 30) = Р(-70 < т < 130) = Р(0 < т < 130) .
Заметим, что Р(-70 < m < 130) = Р(0 < m < 130), так как случайная величина
m принимает только неотрицательные значения.
Воспользовавшись опять формулой (=БИНОМРАСП (т; п; р; ИСТИНА)) при т = 130,
п = 1000, р = 0,1, получим Р(|р - р| < 0,03) = 0,9990.
Обратите внимание на то, что формулы
Sm= Jnp(l-p), S-p=^
Р)
получены из формул
о{т) = Vnp(l-p),a(p)= P^1
заменой теоретических характеристик аир соответствующими выборочными ха-
рактеристиками S и р. Точно так же выражения для выборочного среднего
т
~Х = п I *'"'
i = 1
и выборочного среднего квадратичного отклонения
*-&Ьх>-***
Потому, что это и есть суммирование, начиная от нуля.
получаются из выражении для математического ожидания
т
мх =
1*А
I = 1
и среднего квадратичного отклонения
o(X) = jM(X-MX)2= l^(xi-MX)2pi
li = 1
заменой вероятности р± на относительную частоту п±/п . Выражения для Sm и Sp
впрочем, как и произвольные функции от элементов выборки, являются оценочными
функциями соответственнодля о(т) , о(р ) .
Пусть имеется теперь генеральная совокупность, состоящая из к слоев соот-
ветственно объемами N1, N2, ..., Nk, из которой извлечена стратифицированная вы-
борка с размерами слоев п1г п2, . . . , nk. Пусть N = N1 + N2 + ... + Nk — объем ге-
неральной совокупности.
Через Xi, Х2, . . . , Хк обозначим выборочные средние слоев, а через Si, S2,
. . . r Sk — их выборочные средние квадратичные отклонения. Выборочное среднее и
его стандартная ошибка для стратифицированной ошибки вычисляются по следующим
формулам:
_ = NxXx+N2X2 + ...+NkXk
Z NiXt
Nl + N2 +
+ ЛГ,
S- =1 f'5? , Ф1 , _
x Nun, n»
2^2
NtSk
i =
l
= i
N
1±
9
wfS?
n.
!i = 1
Пример 8. Проводят опрос среди 1400 родителей учащихся школы, которым пред-
ложено оценить по нескольким параметрам работу школы. Всех родителей естест-
венно разделить на две группы в зависимости от их возможностей профессиональ-
но судить о работе школы. Решено использовать стратифицированную случайную
выборку. Это разумно, так как можно ожидать, что группа «профессионалов» ка-
чественнее оценит работу школы. Стратификация позволит уменьшить общую вариа-
цию возможных оценок работы школы. Основа выборки — это уже классифицирован-
ный список 1400 родителей: в списке 253 «профессионала» и 1147 «непрофессио-
налов». Решено отобрать 100 «профессионалов» и 50 «непрофессионалов», сделав
акцент на слое подготовленных родителей. В таблице 1 приведены результаты.
Таблица 1
Слой
«Профессионалы»
«Непрофессионалы»
Объем
совокупности
Ni = 253
N2 = 1147
Объем
выборки
ni = 100
п2 = 50
Выборочное
среднее
xi = 125
х2 = 29
Стандартное
отклонение
выборки
si = 45
s2 = 8
Полученные для двух слоев оценки интересны. Эти результаты подтвердили
предположение о том, что «профессионалы» выше оценят работу школы. Вычислим
среднюю оценку работы школы, данную одним родителем:
х = (NiXi+N2x2)/(Ni+N2) = (253-125+1147-29)/(253+1147) = 64888/1400 = 46
Значение результирующей средней оценки, 46, ближе к оценке «непрофессиона-
лов» (29) г чем к оценке «профессионалов» (125) . Это следствие того, что слой
«непрофессионалов» составляет значительно большую часть генеральной совокуп-
ности, чем слой «профессионалов».
Неопределенность полученной оценки можно определить вычислением стандартной
ошибки:
г2 2 жг2 2
S- = - Г1*1 ^2*2 = _J_ /2532 • 452 11472 - 82 =
х N J nx + п2 1400 V 100 50
= —L- 784 198 976 + 129 618 225 ~ 10,4.
1400
Можно ожидать, что оценка, полученная от опроса всех родителей, будет отли-
чаться в ту или иную сторону примерно на 10.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Химичка
НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ПОЛУЧЕНИЕ ЗАМЕЩЁННЫХ БЕНЗАЛЬДЕГИДОВ
Эта тема - самая что ни на есть творческая, разнообразная и многовариант-
ная. Помимо большого выбора проверенных процедур, в ней есть также множество
лазеек, столь приятных сердцу химика-любителя, позволяющих сделать жизнь лег-
че и избежать использования некоторых не столь легко доставаемых реактивов.
Как оно всегда бывает, лазейки эти на 90% не испробованы - ведь лабораторная
химия, имея в своём арсенале многие гитики ("наука умеет много гитик")1, не
Крылатая фраза, поговорка, изначально предназначенная для демонстрации фокуса с
двадцатью игральными картами. В составе данного псевдовысказывания каждая буква не
случайно повторяется дважды: оказывается, выражение составляет основу для карточного
фокуса.
утруждает себя тем, где взять реактивы, а домашняя же химия - непаханное по-
ле, которому ещё многие поколения химиков-любителей будут приносить важные
открытия.
Замещённые альдегиды представляют из себя вообще говоря фенильное кольцо,
на котором расположена альдегидная группа (-СНО) и минимум три заместителя.
Исключение составляет только метилендиоксиБА (пиперональ, гелиотропин), слу-
жащий прекурсором для МДА и МДМА, в котором два заместителя (атомы кислоро-
да) , соединенные между собой метиленовым (-СН2~) "мостиком". Общее правило
таково: два из этих заместителей должны быть метоксигруппами (-ОСН3) и распо-
лагаются либо в позициях 2,5 либо 3,5 (возможны и другие, менее известные ва-
рианты) . Третий же заместитель, самый важный, расположен в четвёртой позиции
кольца (т.е., напротив альдегидной группы) и может быть любым: -СН3, -С2Н5, -
С3Н7, -Br; -I, -CI, -N02, -OR и -SR, где R=CH3, C2H5, С3Н7. Он является опреде-
ляющим для количественных и качественных свойств психоделика.
Таким образом, исходным сырьём для получения конкретного альдегида является
диметокси-4-что-то-бензол. Заместитель в четвёртой позиции обыкновенно уже
присутствует перед формилированием, однако есть важное исключение. Вещества,
у которых в 4-позиции находится галоген или нитрогруппа - такие как 2С-В и
2C-I, получают галогенированием/нитрованием диметоксифенэтил амина, т.е., на
самой последней стадии.
Для их производства нужен 2,5-диметоксибензальдегид, который может быть по-
лучен многими способами, самый простой - формилирование п-диметоксибензола,
который, в свою очередь, получается метилированием гидрохинона (реактив для
фотографии). Относительная простота получения 2,5-диМеО-БА и широкий спектр
применения делают его одним из самых центральных веществ в психоделической
химии.
Ниже изложены все основные методы получения бензальдегидов, могущие иметь
значение для домашних препарации, а также их достоинства и недостатки.
ФОРМИЛИРОВАНИЕ
ПО ВИЛЬСМАЙЕРУ
Термин "формилирование", вообще говоря, означает введение в кольцо формил-
группы, которая представляет из себя ни что иное как -СНО (муравьиная к-та
без -ОН). Механизм формилирования практически идентичен стандартному ацилиро-
ванию по Фриделю-Крафтсу, за тем лишь исключением, что формилхлорид неустой-
чив, поэтому в реакциях формилирования применяются другие формилобразные реа-
генты, приготовляемые in situ. В реакции Вильсмайера это хлорид хлорометанди-
метилиминия (комплекс Вильсмайера), получаемый взаимодействием диметилформа-
мида (ДМФ) с оксихлоридом фосфора.
Вместо последнего могут использоваться также тионил хлорид, фосфора трихло-
рид, фосфора пентахлорид, фосген и даже (по непроверенным данным) сульфурил
хлорид.
В данной реакции формилгруппа вступает почти исключительно в пара-положение
к имеющимся заместителям первого рода.
Преимущества этого метода в том, что он работает практически на любом коль-
це - с гидроксильными, метоксильными, галоидными заместителями и даже на ин-
долах. Недостаток же его один - хлорирующий агент не продаётся в фирмах/стоит
бешеных денег и не может быть легко синтезирован, хотя по этому поводу есть
существенные продвижки - в одном из патентов на Еспаснет упоминается, что в
качестве хлорирующего агента можно использовать двухлористую серу.
Выходы в этой реакции колеблются от 60 до 90%
CI Ci
CI—P=0 CI—P=0
[ si ^^ i ]ae__
l нвд. н^£© J ч
£e VlLSMHBR-Kimplex
0 -^ й! I Cl—HC=N ^ ■* C—M 1 CI™P=0
CI—HC^ L > H 4R2 J 1
FP Chlormfllhan-lminiutTKali ^Emide&ijrechEQrid")
Классический
метод2
Комплекс Вильсмейера получили прибавлением в течении 30 мин 92 мл фосфорил
хлорида (свежевскрытая ампула) к 150 мл безводного диметилформамида при пере-
мешивании и охлаждении в ледяной бане. Светло-оранжевый раствор прибавили по
каплям в течении 2 часов к перемешиваемому раствору 116 г 1,4-диметокси-4-
что-то-бензола (полученного метилированием диметилсульфатом в воде, не очи-
щенного, но хорошо высушенного, (внимание, этот метод не работает на диметок-
сибензолах без электродонорного заместителя в 4-позиции) ) в 150 мл безводно-
го диметилформамида при 100-110 С, использовалась хлоркальциевая трубка для
защиты от влаги воздуха. Нагрев продолжали в течении 3 часов. Полученную чер-
ную смесь разбавили 1 л ледяной воды, нейтрализовали 20% едким натром до рН =
7...8 и экстрагировали дихлорметаном (3x150 мл) . Объединенные экстракты промыли
100 мл воды, высушили сульфатом натрия и отогнали растворитель при атмосфер-
ном давлении и температуре ниже 80 С. Полученное черное вещество перекристал-
лизовали из смеси этанол-вода 3:2, кристаллизация окончилась в холодильнике.
Выход 106 г чистого светло-коричневого 2,5-диметоксибензальдегида (76%, т.пл.
52-53 С).
Индол-3-альдегид
[Indole-3-carboxaldehyde]
В литровую, круглодонную, трехгорлую колбу оснащенную эффективной механиче-
ской мешалкой, осушающей трубкой с драйеритом, и 125 мм капельной воронкой
(KB) помещены 288 мл (274 г, 3.74 моля) свежеперегнанного ДМФ (Прим. 1). Кол-
ба помещена в охлаждающую баню из льда и соли на пол часа, и затем 86 мл (144
г, 0.94 моль) свежеперегнанной хлорокиси фосфора (Прим. 2) были добавлены к
ДМФ в течении получаса. На этом шаге может наблюдаться розоватый цвет форми-
лирующего комплекса. 125 мл KB заменена на 200 мл KB и р-р 100 г индола (0.85
моль) (Прим. 3) в 100 мл (95 г, 1.3 моль) ДМФ добавлен к желтому р-ру в тече-
нии часа. В это время температура не должна подниматься выше 10°. Как только
весь р-р индола в ДМФ прибавлен, KB заменена на термометр и температура вяз-
2 J.C.S. Perkin 1, 1974, 1353-1354
кого р-ра поднята до 35°. Сироп интенсивно перемешивается при данной темпера-
туре около часа и еще дополнительно 15 мин. Это необходимо для того, что бы
чистый желтый р-р стал непрозрачной канареечно-желтой пастой (Прим. 4) . К
концу реакции 300 г колотого льда добавляется к пасте (Прим. 5) с осторожным
перемешиванием, производя чистый, вишнево-красный водный раствор.
Этот р-р перемещен со 100 мл воды в 3 л трехгорлую колбу содержащую 200 г
колотого льда и оснащенную эффективной механической мешалкой и KB, содержащей
р-р 375 г (9.4 моль) гидроксида натрия в литре воды. Одна треть водной щелочи
прикапывается с перемешиванием (Прим. 6). Другие две трети приливаются быстро
с интенсивным перемешиванием (Прим. 7), полученная суспензия быстро нагрева-
ется до кипения, охлаждается до комнатной температуры и оставляется в холо-
дильнике на ночь. Осадок отсасывается на фильтре и ресуспендируется в 1 л во-
ды. Большинство неорганических примесей растворяется, продукт затем отсасыва-
ется на фильтре, промывается тремя порциями по 300 мл воды и сушится на воз-
духе, выход 120 г (97%) индол-3-альдегида, т.пл. = 196-197°. Индол-3-
альдегид, получаемый в данной процедуре, достаточно чист для большинства це-
лей, но при желании может быть рекристаллизован из этанола (Прим. 8).
Примечания:
1. Был использован свежеперегнанный ДМФ от Мерк или Дю-Понт, Ь.р. 151-153°.
2. Была взята свежеперегнанная хлорокись фосфора (чда), Ь.р. 106-108°.
3. Был взят продажный индол, перекристаллизованный один раз (150 г на 1.8 л
петролейного эфира 60-90°) т.р. 52-53°.
4. Выпадение осадка, описанное здесь, происходило не во всех случаях, но ни-
какого заметного эффекта на чистоту и выход конечного продукта это не ока-
зывало если перемешивание и нагревание зеленовато-желтого р-ра продолжа-
лось еще, по крайней мере, час.
5. Реакция между неводной пастой и водой (или льдом) экзотермична, так что
иногда бывает полезно охладить пасту в ледяной бане перед добавлением
льда. Но в любом случае неприятностей не должно возникнуть, если 300 г
льда добавить сразу.
6. Момент, когда быстрое прибавление должно начаться легко узнается по исчез-
новению красного цвета р-ра и появлению вместо него зеленовато-синего или
зеленовато-желтого цветов.
7. К концу прибавления содержимое колбы может заколдобиться и остановить ме-
шалку. Использование мощной мешалки на этом этапе весьма желательно, так
же как и добавление 100 мл воды при интенсивном перемешивании возвращает
заколдобленый ошметок к состоянию жидкой пасты. Во время периода нагрева-
ния приливание воды может происходить неоднократно, а быстрого и эффектив-
ного перемешивания обычно бывает достаточно, чтобы разбить образующийся
ошметок. Ко времени когда температура достигнет точки кипения чистый жел-
то-оранжевый р-р должен быть получен. При нагревании происходит значитель-
ное выделение диметиламина, особенно ближе к точке кипения.
8. Около 8,5 мл 95 этанола требуется на грамм альдегида. Выход альдегида по-
сле рекристаллизации редко превышает 85%, и т.пл. повышается только на 1-
2°. Концентрация материнских ликворов до 15% от их первоначального объема
дают еще 12-13% альдегида, который столь же чист как и первая порция.
Индол-3-альдегид может быть получен непосредственным формилированием индола
с использованием ДМФ или N-метилформанилида и хлорокиси фосфора в качестве
катализатора, по реакции Раймера-Тимана, по модифицированной реакции Гаттер-
мана через 2-карбетоксииндол, формилированием натриевой соли индола монооки-
сью углерода в жестких условиях при высокой температуре под давлением, по ре-
акции Гриньяра, гидролизом и декарбоксилированием анила 3-инданил глиоксило-
вой к-ты, модифицированной реакцией Соммле из храмина или индола, а так же
окислением и гидролизом Ы-скатол1-Ы-фенилгидроксиламина. Метод описанный выше
является методом Смита. Этот метод далеко превосходит все другие методы при-
готовления индол-3-альдегида о которых сообщалось здесь, поскольку чрезвычай-
но прост и удобен, выходы почти количественные, а чистота продукта очень вы-
сока. Два других метода с использованием ДМФ описаны в Organic Syntheses (pp.
331, 831).
Метод с
тионилхлоридом
Диметиламинобензальдегид
К 1 эквиваленту ДМФ и 4 эк. диметиланилина был добавлен с охлаждением 1 эк.
S0C12. При исключении Н20 реакции позволяют стоять 1 ч при 20 С, потом 2 ч
при 90-95 С. В конце концов позволяют стоять 15 мин. в комнатной температу-
ре. Тогда раствор сделан кислотным разбавленной НС1, нагрет 2 ч до 90-95 С.
Затем сделан щелочным с NaOH и экстрагирован эфиром / хлороформом. От ней-
трально-промытого и высушенного экстракта отогнали растворитель, остаток за-
тем фракционировали при 11 торр. Получившийся альдегид (60 % от теории) был
кристалличен и чист.
Индолкарбоксальдегид
В трехгорлую колбу емкостью 100 мл, снабженную магнитной мешалкой, термо-
метром, доходящим до дна колбы, капельной воронкой и холодильником, помещают
18,5 мл (0,255 моль) свежеперегнанного хлористого тионила и при охлаждении
льдом и перемешивании медленно, по каплям, прибавляют 20 мл (0,255 моль) аб-
солютного ДМФ А. Через 30 мин образовавшийся сернистый ангидрид удаляют проду-
ванием инертного газа через реакционную смесь. К полученным бесцветным кри-
сталлам добавляют 40 мл ДМФ А. И постепенно при перемешивании прибавляют рас-
твор 30 г (0,255 моль) индола в 15 мл ДМФ А, поддерживая температуру реакцион-
ной массы не выше 20°С. После окончания прибавления смесь выдерживают еще 30
мин и выливают на лед, затем нейтрализуют водным раствором 21 г едкого натра,
нагревают до кипения и охлаждают. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, промы-
вают водой и сушат на воздухе.
От себя добавлю, что у меня выходы получались не выше 91%. Возможно потому
что я не перегонял хлористый тионил перед реакцией. Хотя он у меня ЧДА.
Т.пл. 192-193°С. Выход 7,3 г (99%).
ИК спектр (СС14) : 1655 см"1 (С=0) .
Спектр ПМР (flMCO-D6+CDCCl3) : 7,18-7,70 (м. ,Н-5-7) , 8,0 (Н-2) , 8,3 (Н-4) ,
9,82 (СНО), 11,66м. д. (NH).
Метод с
фосгеном
4 г ДМФ растворили в 40 мл СС14. При 10-20 С с небольшим охлаждением, в р-р
пропустили 5 г фосгена. Диметилформамидхлорид выпадает как белые кристаллы.
Р-ция перемешивается, пока весь фосген не исчезнет. Вся каша охлаждена до 10
С и по каплям добавляется 6,5 г диметиланилина. После перемешивания полчаса
при 10-20 С, смесь медленно нагрета до 50-55 С и три часа грета. Затем вылита
в смесь 80 г льда и 20 г воды. Кислотная водяная фаза отделена, и с хорошим
перемешиванием вылита в 30% NaOH (кол-во не указано...), в конце добавления
рН должен быть около 8-9. Альдегид отделяется как жидкость, но очень быстро
кристаллизуется. Промыт водой, сушён в вакууме при 40-50 С.
Выход пара-диметиламинобензальдегида - 90-95% от теоретического.
ФОРМИЛИРОВАНИЕ
ПО РАЙМЕРУ-ТИМАНУ
Эта процедура хороша тем, что очень проста, но работает только на фенолах
(т.е., на кольцах, имеющих свободный, неметилированный гидроксил). Для её
осуществления необходим лишь едкий натр и хлороформ - смесь фенола с хлоро-
формом кипятится несколько часов в инертной атмосфере, затем р-ритель удаля-
ется, и альдегид отгоняется с паром из твёрдого остатка.
Механизм реакции следующий: в сильнощелочной среде хлороформ отдаёт один из
своих хлоров, в результате чего получается хлорокарбен-радикал - очень реак-
тивная частица с двумя неспаренными электронами. Оная присоединяется к кольцу
и затем гидролизуется до альдегида:
он о®
Эта реакция3 самая простая и не требующая никаких замороченных реактивов,
однако, её применимость очень узкая. Во-первых, как уже было упомянуто, в
кольце должен быть свободный гидроксил. Во-вторых, этот гидроксил должен быть
ровно один - на пирокатехине и гидрохиноне выходы бывают не выше 30%, при
этом большая часть исходников полимеризуется. В-третьих, выход в этом синтезе
в общем невысокий, причём формил вступает как в орто-, так и в пара- положе-
ние по отношению к гидроксилу, что даёт смесь изомеров. Также фенильное коль-
цо не должно иметь в орто- и пара- положениях алкильные группировки.
Единственное исключение из всех вышеуказанных трудностей представляет пара-
метоксифенол, который формилируется по этому методу с 60-70% выходом, и по-
том метилированием переводится в 2,5-диМеО-бензальдегид, служащий прямым пре-
курсором для 2С-Х (X - галоген) соединений. Сам п-метоксифенол можно получить
в две стадии из парацетамола, причём для этого не нужны метилирующие агенты и
сложные реактивы.
На сегодняшний день синтез 2,5-бензальдегидов по этому методу - наиболее
лёгкий, дешёвый и многообещающий (и практически испробованный) путь к 2С-Х
фензтиламинам.
Процедура
классическая4
В 2-х литровую трёхгорлую колбу поместили 125 г (1 моль) 4-метоксифенола и
горячий раствор 320 г (8 моль) NaOH в 400 мл Н20 (Добавляют горячим, чтобы
фенол растворился и не образовался карбонат)
На колбу поставили О.Х., капельную воронку и термометр (использовался адап-
тер Кляйзена ) а также механическую мешалку, затем нагрели до ^70 С5 на мас-
3 http://www.chemnet.ru/rus/teaching/phenol/4.html
4 Org.Rect. vol28 piб
5 Главное поддерживать температуру реакции около 70 С, но она в самом начале не на-
долго повысилась до 80 С.
ляной бане. Когда температура установилась, по каплям добавляли 160 мл, 2 мо-
ля хлороформа в течение 4 часов, при этом перемешивая и поддерживая темпера-
туру. По ходу реакции смесь стала тёмно-коричневой с жёлто-зелёным слоем и
тяжёлым коричневым осадком (натрия фенолят).
Реакционную смесь мешали ещё час при той же температуре, после дали остыть
и перелили в 5-литровую колбу, прибавив немного горячей воды и подкислили
H2S04 (150-200 мл ЮН). Когда реакция становится кислой продукт всплывает на-
верх в виде чёрного масла.
Это чёрное масло перелили в колбу с небольшим кол-вом воды и перегнали с
паром (собрали около 5 литров дистиллята)
После перегонки остаётся немало чёрной смолы.
Жёлтое масло в дистилляте экстрагировали ДХМ и выпарили получив 112 г (74%)
5-Метоксисалицилальдегида, который можно в дальнейшем подчистить перегонкой
под азотом (т.кип. 133 С/15ммНд).
Данный материал был достаточно чист для метилирования в 2,5-
диметоксибензальдегид с выходом в 76% с ДМС/NaOH(вод.)
Соли этого салицилальдегида довольно чувствительны к окислению воздухом.
12,5 грамм п-МеО фенола были добавлены в р-р 32 г NaOH в 36 мл воды + 4 мл
МеОН, пока ещё горячий.
п-МеО-фенол был использован неочищенный - то самое коричневое, получающееся
при экстракции бензолом монометилирования гидрохинона метиловым спир-
том/ бензохиноном/серной к-той, упаривания бензола и сушки того, что осталось
в эмалированной миске пару дней на воздухе (Внимание! Бензол - канцероген,
вызывает лейкемию!). Таким образом получаются тёмно-коричневые маслянистые
кристаллы, которые не удалось перекристаллизовать - оно всё либо вымаслива-
лось, либо кристаллизовалось вместе с примесями - почему и было решено про-
должать с тем, что есть.
Полученный тёмно-коричневый раствор был помещён в 100 мл колбу и оборудован
мощным воздушным обратным холодильником (за неимением источника бегущей воды)
Всё это продули бутаном из баллончика для зарядки зажигалок, дабы минимизиро-
вать окисление продукта. ОХ был несильно прикрыт пробочкой.
6-литровая кастрюля с горячей водой и термометром была поставлена на элек-
троплитку, установленную на "двойку". Это поддерживало баню ровно на 70 С -
как и задумывалось - всё время реакции.
Когда температура дошла до 70 С, в колбу через ОХ был добавлен из шприца 1
мл хлороформа (оный, будучи взят из бутылки "ч", кипел при 57 С (вместо 61
С), поэтому его предварительно разогнали - сперва с дефлегматором, потом про-
сто так) . Колба немедленно была покручена рукой, чтобы хлороформ абсорбиро-
вался в реакцию - так он почти не кипит (хотя по ходу р-ции кипение становит-
ся всё более заметным). Эта операция повторялась по будильнику (планировщик
задач из Win98) каждые 15 мин в течении 3,75 часов - всего 16 мл хлороформа
было добавлено.
После этого р-ция поддерживалась при 70 С ещё час, а потом была охлаждена
под струёй воды.
Всё было вылито в 500 мл бутылку и нейтрализовано 80 мл 25% серной к-ты -
отчего смесь становится молочно-мутной, а наверх всплывает чёрное маслице.
Смесь была напичкано солью (на глаз, небольшими порциями до р-рения) и вы-
тянуто 30x25x15x10 мл хлороформа, причём к концу экстракции водная фаза ста-
новится бесцветной и почти прозрачной. Хлороформ был нейтрализован чуточкой
твёрдой столовой соды, слит, сода промыта ещё небольшим количеством хлорофор-
ма и оный весь отогнан без сушки на водяной бане в 500 мл колбе. Остаётся
чёрное масло.
Колба наполняется кипятком и отгоняется 300 мл дистиллята, потом добавляет-
ся горсточка соли и ещё 300 мл кипятка, и опять отгоняется 300 мл. В дистил-
ляте заметно плавает жёлтое масло. Эта фаза процедуры - наиболее трудоемкая и
занимает много времени - более 7 часов при темп, бани 135 С.
Дистиллят насыщается 170 г поваренной соли - немедленно становится молочно-
белым - и экстрагируется 50x50x25x20 мл хлороформа (был также реиспользован
ранее отогнанный). Экстракты сушатся Na2S04, осушитель промывается небольшим
количеством хлороформа и р-ритель отгоняется на водяной бане в 100 мл колбе.
После чего колба открывается и держится на бане ещё немножечко, дабы удалить
остаточный хлороформ. Продукт удаляется из колбы стеклянным 3 мл шприцем с
надетой на него длинной пипеткой (неплохое приспособление, незаменимое для
работы с небольшими кол-вами в-в. Вариация с 20 мл шприцем служит отличной
делительной воронкой для небольших кол-в тяжёлых р-рителей вроде ДХМ или хло-
роформа) .
Результат - 6,2 мл прозрачного жёлтого масла с забавным ароматичным запа-
хом, совершено непохожим на ваниллиновый. Кристаллизуется в морозилке (Кем-
файндер говорит - т.пл. 4 С).
Идентичная процедура на 2 г п-МеО-фенола дала идентичный результат - 1,1 мл
продукта.
Дополнение
При формилировании довольно просто следить за температурой и без термомет-
ра. Нужно просто смотреть за конденсатом, стекающим из обратного холодильника
- если он течет сплошной струей, значит уменьшай подачу хлороформа. И еще не
допускай вспенивания - когда выпадает много NaCl, то при закипании смеси об-
разуется плотная пена. Ее можно легко разрушить покачивая колбу (или весь
прибор) круговыми движениями.
А если ты делаешь реакцию в смеси метанол-вода, то у тебя вообще мало шан-
сов ее перегреть.
Что касается перегонки с водяным паром, то ее лучше все-таки сделать. Хотя
можно и обойтись, но придется очень тщательно мыть бисульфит спиртом (навер-
ное можно и эфиром) и это уменьшит выход.
Делается это так - отделяешь масло (это раствор в хлороформе), потом экст-
рагируешь водную часть дихлорметаном. Объединяешь экстракты и промываешь во-
дичкой (можно с бикарбонатом), удаляешь растворители. После остывания и от-
стаивания должна получится черная жидкость со смолой на дне. Сливаешь верхний
слой, разбавляешь немного изопропанолом и на бисульфит его. Если пожадничаешь
и нальешь смолы, то потом не отмоешь от нее бисульфитное соединение. В общем
попробуй сначала с небольшим количеством.
Еще можно выделить бисульфит вымораживанием - просто заморозь реакционную
массу, потом слей воду и выбери желтые кристаллы бисульфита пинцетом. Но это
как-то не по химически.
И еще - разлагать бисульфит можно только кислотой, хоть и выделяется серни-
стый газ. Из щелочного раствора ты его потом просто не сможешь экстрагировать
- полученный фенолят в воде растворяется лучше, чем в дихлорметане.
Что касается выхода, то у меня всегда получалось 10-12% от исходного гидро-
хинона . Не бог весть что, конечно, но дешево и доступно...
Усовершенствованный
вариант
В этом варианте вместо водного р-ра используется твёрдый едкий натр. В са-
мом патенте (на ep.espacenet.com) говорится, что на сегодняшний день этот ме-
тод Р-Т формилирования - наиболее высокоэффективный и оптимизированный вари-
ант; также написано, что он позволяет "либо драматически снизить, либо вообще
избежать формирования смолы".
100 cm3 хлороформа, 9.4 г фенола, 20 г безводного гидроксида натрия и 3.6
cm3 воды помещены в 250 cm3 реактор, обеспеченный охлаждением, механической
мешалкой и термометром, и температура среды реакции термостатически поддержа-
на в 50 С. Эти условия начальной смеси соответствуют соотношению гидратации
0.4 молей воды на моль гидроксида натрия (2 моля воды на моль исходного со-
единения) и к 12.6-кратному кол-ву хлороформа на моль исходного соединения,
выраженное в молях. Вслед за этим температура среды реакции поднята к 58 С в
течение одного часа. Затем 12 г гидроксида натрия в мелкоизмельчённой форме
прогрессивно добавлено в течение двух часов, температура поддерживается по-
стоянно 58 С. Реакция продолжается в течение 1 часа. В конце реакции, началь-
ный фенол полностью исчезает.
Остаточный хлороформ получен и переработан. Смесь альдегидов получена в
форме натриевой соли. Он нейтрализован, до нейтральности рН. Салицилальдегид
может быть получен обычным способом с выход близко к 77 % (9.4 г относительно
начального фенола) паровой дистилляцией или извлечением эфиром. Р-
гидроксибензальдегид получен с выходом 17 % (2 г извлечением эфиром после
подкисления остаточного р-ра до рН 1.
Из того же патента - с гвайаколом.
10 cm3 метанола и 90 cm3 хлороформа, также 6.2 г гвайякола помещены в 250
cm3 реактор с механической мешалкой и термометром. Затем 16 г мелкоизмельчён-
ного гидроксида натрия и 6 г воды добавлены при поддержании температуры смеси
при 0 С. Эти начальные условия смеси соответствуют соотношению гидратации
0.825 моль воды на моль гидроксида натрия (6.6 моль воды на моль начального
соединения [гвайякол]). Вслед за этим смесь медленно возвращена окружающей
температуре и очень постепенно поднята к 58 С.
В ходе реакции (через час) , 16 г мелкоизмельчённого гидроксида натрия по-
степенно добавлены в течение 2 часов. Температура сохраняется постоянной в
течение 1 часа. Тогда реакционная смесь охлаждена до 40 С, и рН приведён к 2,
постепенно добавляя серную кислоту. Фаза хлороформа тогда отделена от водной
фазы и высушена Na2S04. Водная фаза снова экстрагирована эфиром. Органические
фазы затем выпарены. Они содержат альдегиды и остаточный гвайякол.
ФОРМИЛИРОВАНИЕ
ПО ДАФФУ
Этот способ ещё более простой и домашний, однако, практически испробован
особо не был, ну да это ни о чём не говорит. В нём смесь фенола с уротропином
(ГМТА, сухое горючее) кипятится в кислой среде несколько часов. Получившийся
продукт имеет обыкновенно орто-ориентацию.
В классическом варианте - открытом Даффом - в качестве кислоты используется
р-р борной к-ты в глицерине. В современной же химии она обычно проводится в
трифторуксусной кислоте - соединения, которому у химика-люьителя совершенно
неоткуда взяться. Но, в некоторых случаях (и до сих пор неизвестно, насколько
широк спектр этих случаев), особенно при сильно активированном кольце (как,
например, п-МеОфенол, хотя на нём это ещё никто не проверял) - она работает и
в простой уксусной к-те, а лучше всего - в её 80% смеси с водой - как раз ук-
сусная эссенция из магазина. Например, с 2,6-дитретбутилфенолом формилирова-
ние по Даффу в этих условиях протекает с 90% выходом.
Хотя считается, что этот метод работает только на фенолах, есть сведения,
что он пригоден и для диалкоксибензолов, особенно мета-замещённых. Выходы,
правда, в этом случае составляют не более 40%
Конечно, формилирование по Даффу - не самый высокоэффективный путь к альде-
гидам, но, учитывая его полную доступность - фактически, не требуется ничего,
не продающегося в обыкновенных магазинах - и лёгкость в осуществлении (в ки-
слой среде фенолы не окисляются воздухом, т.е., не нужно инертной атмосферы)
нельзя не заметить, что он очень соблазнителен и нуждается в опробовании.
Классическая
процедура
в уксусной
кислоте
В 12-литровую круглодонную колбу снабженную мощной мешалкой, термометром,
проходящим внутрь колбы, электрической печкой, take-off head with thermometer
и охлаждаемым водой холодильником было внесено 310 г (1.5 моля) переплавлен-
ного 2,6-дитерт.бутилфенола, 1300 мл уксусной кислоты и 420.6 г (3.0 моля)
гексаметилентетрамида. Температура раствора поднялась с 24 С до 36 С. Даль-
нейшее внесение уксусной кислоты (1205 мл) вызвало повышение внутренней тем-
пературы до 38 С. После добавления 495 мл воды, перемешиваемый раствор обра-
зовал эмульсию с небольшим понижением температуры. С внешним нагревом при 93
С был получен прозрачный раствор. Когда температура реакции достигла 108 С,
началось слабое кипение, сопровождавшееся выделением диоксида углерода. После
часа кипения можно было наблюдать мелкие желтые кристаллы. После того, как
было собрано 42 мл конденсата, температура реакционной смеси поднялась до 113
С. После 6 часов кипения смесь загустела (помутнела?). Нагрев был заменен ле-
дяной баней. После охлаждения до 25 С, реакционная масса была вылита на ваку-
умный фильтр. Фильтрат (2875 мл, 3103 г) был сохранен. Кристаллы продукта бы-
ли перенесены в стакан и перемешивались в течении 5 минут с 3 л воды. Промыв-
ная вода была удалена посредством пористого стеклянного фильтра (glass
filter-stick) . Было добавлено еще 3 л воды и взвесь (slarry) была вылита на
вакуумный фильтр. Когда большая часть воды была удалена, продукт был перене-
сен на стеклянный поддон и высушен в вакууме в течение 5 часов при 60-65 С.
Согласно анализу газо-жидкостной хроматографией (GLC), продукт был 100% 3,5-
дитерт.бутил-4-гидроксибензальдегид. Спектры ядерно-магнитного резонанса и
инфракрасного были идентичны при сравнении с образцом. Выход был 90%.
Формилирование
диалкоксибензолов
Смесь 1,3-диэтоксибензола (40 ммоль) и ГМТА (12.8 г, 92 ммоль) в
СН3СООН/Н20 (100/20 мл) была нагрета к кипению 3 ч. После охлаждения, смесь
вылили в воду и экстрагировали EtOAc. Объединенные экстракты были промыты во-
дой и высушены над Na2S04. После удаления растворителя in vacuo, остаток был
отделен колоночной хроматографией с гексаном / EtOAc (6:1) как элюентом, что-
бы дать диэтоксибензальдегид с выходом 48% от теории (бесцветные иглы, т.пл.
69-70 С).
Примечание: на п-ДМБ это не работает! Только на мета-замещённых кольцах.
Классическая
процедура
в глицерине
Хорошо размешиваемая (Прим. 1, 2) смесь 740 мл глицерина и 216 г борной ки-
слоты, в 2 л трёхгорлой круглодонной колбе, оборудованной термометром и холо-
дильником для нисходящей перегонки, обезвоживается нагреванием в масляной ба-
не до ровно 170 С. Эта температура поддержана в течение 30 минут и затем по-
нижается. Когда температура упадёт до 150 С, смесь 154 г (1 моль) 2,6-диМеО-
фенола и 154 г (1.1 моля) гексаметилентетрамина (Прим. 3) добавлены настолько
быстро, насколько возможно через горло, держащее термометр. Температура пада-
ет до приблизительно 125 С. Быстрое нагревание немедленно начато, но замедле-
но, когда температура начинает достигать 145 С и остановлено при 148 С. Реак-
ция должна наблюдаться и управляться очень тщательно, когда эта температура
достигнута, так как реакция становится экзотермичной в этой точке (Прим. 4, 5
и 6). Температура поддержана в 150-160 С приблизительно (Прим. 7) 6 минут. В
конце этого времени смесь охлаждена к 110 С настолько быстро насколько воз-
можно (Прим. 6, 8), и предварительно приготовленный раствор 184 мл концентри-
рованной серной кислоты в 620 мл. воды добавлен к реакционной смеси. После
размешивания в течение 1 часа, смесь охлаждена к 25 С в ледяной ванне. Борная
кислота, которая отделяется от раствора, удалена фильтрованием (Прим. 9) и
промыта от остатков материнского ликвора 400 мл воды. Фильтрат и промывки
объединены и экстрагированы 3x500 мл хлороформа (Прим. 10, 11 и 12).
Раствор хлороформа тогда экстрагирован фильтрованным раствором 180 г би-
сульфита натрия в 720 мл воды (Прим. 13) , перемешивая быстро Hershberg ме-
шалкой в течение 1 часа. Отделенный раствор бисульфита промывается дважды
хлороформом, фильтруется, и подкисливается под тягой раствором 55 мл концен-
трированной серной кислоты в 55 мл воды. После осторожного нагревания на па-
ровой ванне в течение короткого времени, воздух - пробулькивается через горя-
чий раствор, пока вся двуокись серы не исчезнет. Продукт, который отделяется
как смесь кристаллов и масла, с готовностью затвердевает после охлаждения
(Прим. 14) . Сиреневый альдегид собран фильтрованием, промыт холодной водой,
и высушен в печи при 40 С, чтобы дать 62.5-66 г светло-коричневого материала,
тающего при 110.5-111 С, который все еще содержит маленькое количество чуже-
родного материала, который не тает при 300 С. Перекристаллизация сырого про-
дукта из водного метанола, используя 30 мл воды и 3 мл метанола на каждые 10
г альдегида, дает 56-59 г (31-32%) продукта, тающего ровно при 111-112 С.
Второе экстрагирование раствора хлороформа фильтрованным раствором 60 г би-
сульфита натрия в 240 мл воды дает дополнительные 3-4 г продукта.
Примечания.
1. Использование Hershberg мешалки рекомендуется.
2. Желательно провести это приготовление под тягой из-за большого объема ам-
миака , выделенного во втором шаге.
3. Больший избыток гексаметилентетрамина в маленьком пробном эксперименте не
улучшал выход.
4. Реакционная смесь темнеет быстро, и имеется энергичное выделение аммиака.
5. Температура обычно повышается к 160 С через 5 минут, и охлаждение необхо-
димо .
6. Охлаждение выполнено потоком холодной воды по внешней стороне колбы.
7. Имеется, несомненно, некоторый промежуток в этих условиях. Те же самые
выходы были получены, когда температура была поддержана в 150-160 С в те-
чение от 5 до 9 минут. Более длительные времена реакции, без быстрого ох-
лаждения после периода нагревания, понижали выход. Времена реакции 15 ми-
нут, 30 минут, и 1 час дали выходы 20.8 %, 10.0 %, и 6.5 %, соответствен-
но. Некоторые, проделав большое кол-во других подобных реакций, пришли к
выводу, что температура может измениться между 145 С и 175 С без ущерба
для выхода.
8. Приблизительно от 3 до 5 минут требуется для охлаждения.
9. Если не удалена, борная кислота делает извлечение продукта, невозможным
или очень трудным. Так как борная кислота мелкодисперсна, фильтрование
чрезвычайно медленно, если не использовать большие воронки Бюхнера, пред-
почтительно с большими отверстиями. Проверялыцики избежали этой трудно-
сти , используя тканевый фильтр в этой точке.
10.Продукт не может быть изолирован паровой перегонкой реакционной смеси.
11.Сиреневый альдегид намного больше растворим в хлороформе, чем в эфире.
Извлечение по существу полно, так как четвертая экстракция дала увеличе-
ние в выходе только 0.3-0.7%.
12.Если альдегид изолирован непосредственно концентрацией раствора хлорофор-
ма , цвет его более темный, и точка плавления, и выход более низкие.
13.Это большой избыток бисульфита натрия, но меньшие количества удаляют
меньший процент сиреневого альдегида из раствора хлороформа. Когда боль-
шие количества бисульфита использованы, извлечение продукта все еще не-
полно .
14.Продукт должен быть охлажден только к 15 С и фильтрован немедленно. Более
длинное и дальнейшее охлаждение заставляет сульфат натрия кристаллизо-
ваться из смеси. Очень небольшое кол-во продукта остается в фильтрате.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР
Николайчук О.И.
(продолжение)
ЭВОЛЮЦИОННЫЙ
КОНТРОЛЛЕР
В статье рассмотрен вариант эволюционного контроллера, предназначенный
для изучения основных цифровых узлов, написания и отладки программного
обеспечения на одном из нескольких возможных микроконтроллеров, а также
макетирования и исследования различных аналоговых узлов.
Описываемый вариант контроллера предназначен в (первую очередь для макети-
рования и отладки различных периферийных аналоговых узлов, для этого на пе-
чатной плате изготовлено специальное макетное поле достаточно больших разме-
ров. Кроме того, он может быть также применен для учебных целей — для обуче-
ния схемотехнике и принципам работы таких важных для любых универсальных тех-
нологических контроллеров узлов, как интерфейсы RS-232C и RS-485, супервизор
питания и охранный таймер WDT, таймер реального времени RTC и «интеллектуаль-
ный» знакосинтезирующии жидкокристаллический индикатор LCD. Контроллер имеет
соответствующий разъем для внутрисистемного программирования ISP. Все микро-
схемы контроллера установлены на панельках, все входы/выходы контроллера и
важные сигналы других микросхем выведены на соответствующие штыревые разъемы
PLS (однорядные), PLD (двухрядные) и контактные площадки, расположенные во-
круг макетного поля. Еще одной важной особенностью описываемого эволюционного
контроллера является то, что он может работать с целым рядом микроконтролле-
ров фирмы Atmel семейств х51 и AVR: AT89C51/52/55WD/51RC, AT89S51/52/53/8252,
T89C51RB2/RC2/RD2, TS87C51RB2/RC2/RD2/U2, TS87C52X2/54X2/ 58X2, TSC80251G2D,
AT89C1051U/2051/4051, AT90S2313, AT90S8515/8535.
Микроконтроллеры в корпусах DIP20 устанавливаются на специальную панельку,
расположенную внутри панельки DIP40 для основного (стандартного) типа микро-
контроллера. При работе с микроконтроллерами с усеченными портами вво-
да/вывода (AT89C1051U/2051/4051 и AT90S2313) узлы RTC и LCD напрямую не под-
соединены к микроконтроллеру, но их можно подключить на свободные выводы че-
рез штыревые разъемы или контактные площадки.
Принципиальная схема эволюционного контроллера представлена на рис.1. Кон-
троллер содержит следующие функциональные узлы:
• интерфейс RS-232C на микросхеме МАХ202/232 или ADM202 (D1);
• интерфейс RS-485 на микросхеме МАХ485/ 487 или ADM485 (D2);
• узел управления интерфейсами 74НС32 (D4) и 74НС03 (D5);
• супервизор питания с охранным таймером WDT на микросхеме TL7705 (D6);
• собственно микроконтроллер D7 (один из перечисленных выше типов);
• таймер реального времени на микросхеме DS12(С)887 (A) (D8) ;
• регистры вывода D9, D10 (74НС573);
• управляемый канал ввода/вывода на микросхеме Dll (74HC245).
На плате также находятся штыревые разъемы и контактные площадки для подклю-
чения к макетируемым узлам (см. табл. 1).
Таблица 1
Элемент
Назначение
JP1
Штыревой разъем для подключения к интерфейсу RS-232C
JP2
Штыревой разъем для подключения к интерфейсу RS-485
JP3
Штыревой разъем для подключения напряжения питания +5 В
JP4
Штыревой разъем для перемычки включения согласующего резистора R3 120 Ом.
Устанавливается только на последних станциях сети RS-485
JP5
Штыревой разъем для выбора перемычкой источника дополнительного сброса от
интерфейсов RS-232C или RS-485
JP6
Контактные площадки для подключения периферийных устройств ко второму ка-
налу интерфейса RS-232C (RxD2, TxD2)
JP7
Штыревой разъем для подключения кабеля программатора ISP
JP8
Штыревой разъем для выбора полярности сигнала сброса RST
Контактные площадки порта Р1
JP9
Контактные площадки порта РЗ
JP10
Контактные площадки порта Р0
JP11
Контактные площадки порта Р2
JP12
JP13
Штыревой разъем для подключения LCD
JP14
Контактные площадки для подключения прерывания IRQ и генератора SQW тай-
мера реального времени RTC (DD8) к макетируемым узлам
JP15
Штыревой разъем для выбора перемычкой полярности напряжения контрастности
LCD
JP16
Контактные площадки выходов регистра RG1 (DD9)
JP17
Контактные площадки выходов регистра RG2 (DD10)
JP18
Контактные площадки входов/выходов шинного формирователя BD(DDll)
+5Во~*
I232.0FF i
74НС32
74НС03
JP131CD"
С1...С13
1 мк
Рис.1. Принципиальная схема эволюционного контроллера
Узел интерфейса RS-232C выполнен на микросхеме МАХ232 (D1) в стандартном
включении. Первые сигналы приема RxDl (D1/11) и передачи TxDl (D1/12) данных
используются для обмена данными по интерфейсу RS-232C. Вторые сигналы приема
RxD2 (D1/09) и передачи TxD2 (D1/10) могут использоваться разработчиком для
обмена служебными сигналами или других целей. Для подсоединения эти сигналы
выведены на контактные площадки JP6. Кроме того, сигнал RxD2 может использо-
ваться для сброса микроконтроллера D7 от подсоединенного персонального компь-
ютера (PC), если входной контакт разъема JP1/10 соединен с линией DTR или RTS
персонального компьютера. Для этого необходимо установить перемычку JP5 в по-
ложение 01-02. Контакты выходных разъемов (DB9 и DB25) интерфейса RS-232C
персонального компьютера с международными названиями связей приведены в табл.
2. Следует напомнить, что информационные контакты кабеля связи персонального
компьютера с эволюционной платой должны быть соединены следующим образом: вы-
ходной контакт TxD разъема персонального компьютера (DB9/3 или DB25/2) необ-
ходимо соединить с контактом JP1/08 эволюционной платы, а входной контакт RxD
разъема персонального компьютера (DB9/2 DB25/3) — с контактом JP1/02 эволюци-
онной платы. Кроме того, общий провод на разъеме PC (DB9/05 или DB25/07) дол-
жен быть соединен с контактами JP1/01 (03, 05, 07 или 09).
Таблица 2
Сигнал
Connect
RxD
TxD
DTR
GND
DSR
RTS
CTS
Rl
FG
Имя цепи
EIA
CF
BB
BA
CD
AB
CC
CA
CB
CE
AA
CCITT
109
104
103
108/2
102
107
105
106
125
101
Номер контакта
DB9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
BOX
DB25
8
3
2
20
7
6
4
5
22
1
Назначение
Connect
Input Data
Output Data
Ready to Work
GND
Modem Ready
Transmit Ask
Modem Transmit Ready
Ring
E
Направление
относительно PC
Вход
Вход
Выход
Выход
Общий
Вход
Выход
Вход
Вход
Экран
Узел интерфейса RS-485 может быть выполнен на взаимозаменяемых микросхемах
МАХ485 (допускается параллельное соединение до 32 станций) или МАХ487 (допус-
кается параллельное соединение до 128 станций). Узел имеет стандартную защиту
от перенапряжений в линии (резисторы Rl, R2 номиналом 5,1 Ом и стабилитроны
VD1, VD2 КС191А) . Кроме того, имеется согласующий резистор R3 120 Ом и пере-
мычка JP4. Следует помнить, что при организации сети на базе интерфейса RS-
485 согласующие резисторы должны устанавливаться только на крайних станциях
(путем установки перемычки JP4). На остальных станциях перемычку JP4 необхо-
димо снять. Вывод 02 микросхемы D2 соединен с общим проводом. Это означает,
что канал ввода интерфейса RS-485 всегда открыт. Канал вывода управляется
уровнем напряжения на выводе D2/03.
Управление интерфейсами RS-232C и RS-485 осуществляется четырьмя сигналами
микроконтроллера I232_OFF, I485_OFF, 0232_OFF и 0485_ON с помощью узла управ-
ления интерфейсами, реализованного на микросхемах 74НС32 (D4) и 74НС03 (D5) .
Узел позволяет реализовать гибкое управление интерфейсами. Входы и выходы ин-
терфейсов управляются независимо. Состояния узла управления иллюстрируют
табл. 3 и 4.
Узел супервизора питания с охранным таймером WDT реализован на микросхеме
TL7705 (D6). К входу 02 микросхемы D6 (TL7705) подключен конденсатор С9, ко-
торый подзаряжается через резистор R9 во время импульса сброса и через цепоч-
ку С8, R8, VD3 в рабочем режиме, при этом, если интервал подачи подзаряжающих
импульсов с микроконтроллера D7 (порт Р3.5, вывод 15) не превышает определен-
ную временную величину (в данном случае около 20 мс), напряжение на конденса-
торе продолжает оставаться выше уровня восприятия логической единицы (на вы-
воде 2 микросхемы D6). В случае «зависания» микроконтроллера подача заряжаю-
щих импульсов прекращается, напряжение на конденсаторе С9 снижается и, как
следствие, вырабатывается импульс сброса микроконтроллера. Таким образом, в
рассматриваемой схеме аппаратно реализована функция WDT.
Таблица 3
1232 OFF
0
0
1
1
1485 OFF
0
1
0
1
Состояние
Входы обоих интерфейсов открыты и объединены по функции
логического «И»
Открыт только вход RS-232C
Открыт только вход RS-485
Входы обоих интерфейсов закрыты. Состояние после сброса
Таблица 4
0232 OFF
0
0
1
1
0485 ON
0
1
0
1
Состояние
Открыт только выход RS-232C
Выходы обоих интерфейсов открыты Передача данных в обе сети
Выходы обоих интерфейсов закрыты
Открыт только выход RS-485. Состояние после сброса
Кроме этого, как уже упоминалось выше, в описываемом эволюционном контрол-
лере предусмотрена возможность внешнего сброса от одного из интерфейсов RS-
232С или RS-485. Это достигается установкой соответствующей перемычки JP5.
Если установлена перемычка в позиции 01-02, то управление сбросом осуществля-
ется уровнем сигнала RxD2. На плате имеется также разрезное поле, позволяющее
устанавливать в линию RxD2 конденсатор емкостью 0,1 мкф (на схеме не пока-
зан) , при этом возможно импульсное (а не потенциальное) управление сбросом.
Если установлена перемычка в позиции 03-04, то управление сбросом осуществля-
ется импульсом сигнала, поступающего от разъема JP2/06 через конденсатор С15,
а если вместо конденсатора установлена перемычка, то управление сбросом может
осуществляться потенциалом. Следует отметить, что при потенциальном управле-
нии сбросом функции WDT не выполняются. Штыревой разъем JP7 позволяет выби-
рать полярность сигнала сброса: положительную при положении перемычки 03-04
для х51 совместимых микроконтроллеров и отрицательную при положении перемычки
05-06 для AVR микроконтроллеров. Положение перемычки 01-02 необходимо для
осуществления функций внутрисхемного программирования ISP (при этом перемычки
03-04 и 05-06 должны быть удалены), а функции сброса возлагаются на ISP про-
грамматор, который управляет состоянием линии через контакт 05 разъема JP7.
Собственно узел микроконтроллера имеет конструктивную особенность, заклю-
чающуюся в том, что с целью экономии места на печатной плате, внутри панельки
для стандартных типов микроконтроллеров в корпусе DIP40 расположена панелька
для микроконтроллеров с усеченными линиями ввода/вывода AT89C1051U/2051/4051
и AT90S2313 в корпусе DIP20. Соединение выводов этих панелек показано на рис.
2.
К порту Р0 стандартных контроллеров (в корпусе D1P40) подключены: микросхе-
ма D8 таймера реального времени RTC (DS12887(А)), интерфейс LCD (разъем
JP13), два регистра вывода на микросхемах 74НС573 (D9, D10) и управляемый ка-
нал ввода/вывода на микросхеме шинного формирователя 74НС245 (D11). Все пере-
численные функциональные узлы управляются линиями порта Р2 микроконтроллера.
Р10
PI I
P12
P13
P14
P15
P16
Pt7
P30
ГрзТ
P32
P33
ГрзТ
P35
ГРЗб"
грзТ
6
19.
10Д2
11Д2Е
12
13
14/53
15/MOSI
16MIS0
17/SCK
*XLAT1
RESET
?н5ЕЛ/
«XLAT2
f
A3:
^0
30/RxD
31TxD_
2/INO
33/1N1
34/T0
35Д1
36/Ш
37/RD
CPU
ю
CM
CO
V>
O)
CO
Dx.1
00
01
02 Ш
03
05
07
ALE
РМЕ/Л?9-
39
38
36
04L?i
34
06 B3-
32
30
GND*
20
21
25
26
40
20
21
22
on I ^O
23 Ш
24Ш
26
27
27 №
P30
P31
P32
P33
P34
P35
P36
ZQ
нОь-
■C\ C2
—ar-
ii
D0/RxD
DITxD^
D2/IN0
D3/IFTT
D4A0
D5A1
D6/ICP
4XLAT1
Preset
ixiAT2
CPU
CO
eo
CM
о
О)
Dx.2
BO/AINO
B1/AIN1
B2
B3/OC1
B4
B5/MOSI
B6/MISO
B7/SCK
+E*
GND4
12
13
14
15
16
17
18
19
20
10
C1.C2 20.51
P10
РГИ
P121
рТз1
P141
P151
Р161
Р171
Рис. 2. Соединение выводов панелек микроконтроллеров.
Выводы микросхемы D8 таймера реального времени RTC — IRQ (прерывание от бу-
дильника) и SQW (программируемый генератор меандра) выведены на контактные
площадки JP14. Они могут быть подключены к исследуемым узлам или свободным
входам микроконтроллера.
Штыревой разъем JP15 и резистор R14 служат для выбора полярности и установ-
ки контрастности LCD. При этом отрицательное напряжение -10 В подается от
микросхемы Dl (MAX232). Резистор R13 служит для ограничения (регулирования)
тока подсветки LCD. Разводка штыревого разъема JP13 соответствует стандартной
для LCD разводке, что позволяет использовать для связи с LCD стандартный 40-
проводный плоский компьютерный кабель HDD (для подключения жестких дисков).
Регистры D9, D10 работают только на вывод, их выходы всегда открыты. После
сброса выходы устанавливаются в единичное состояние. Регистры предназначены
для управления исследуемыми периферийными узлами.
Управляемый канал ввода/вывода на микросхеме шинного формирователя 74НС245
(D11) может работать как на ввод, так и на вывод данных, в зависимости от со-
стояния линии Р2.6. После сброса регистр устанавливается в положение на вывод
и переводится в высокоимпедансное состояние. Выходы регистра подтянуты к +5 В
через матрицу резисторов R15. При установке линий Р2.6=0 и Р2.7=0 регистр от-
крывается и устанавливается на ввод, что позволяет использовать разъем JP18 в
качестве модификатора для установки, например, сетевого адреса контроллера
или других параметров.
И конечно же, эволюционный контроллер имеет достаточно большое макетное по-
ле, на которое при желании можно установить по два корпуса DIP40 и DIP16 (или
эквивалентное количество более мелких корпусов). Контактные площадки сгруппи-
рованы по три, что позволяет устанавливать корпуса с различной шириной, а
также при установке узких корпусов устанавливать в оставшиеся контактные от-
верстия необходимые дискретные элементы. Естественно, что все установочные
отверстия металлизированы. Макетное поле окружено мощной земляной шиной, а по
центру — проведена шина питания +5 В.
Описанный эволюционный контроллер выполнен в виде печатной платы с размера-
ми 100x100 мм. Область установки основных элементов покрыта зеленым защитным
лаком.
Описанный в данной статье эволюционный контроллер позволяет макетировать
аналоговые подсистемы ввода/вывода, а также некоторые специфические цифро-
аналоговые радиочастотные узлы.
Литература:
1. http://www.atmel.com
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Системы
АРДУИНО ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ
УРОК 10.
ЖКИ (LCD)
В этом опыте Вам предстоит освоить ЖКИ (LCD1) . ЖКИ, или жидкокристалличе-
ский дисплей является простым дисплеем, который может отображать выполнение
команд, выводить информацию от различных датчиков - все зависит от того, как
Вы запрограммируете свою плату Arduino.
►5 Вольт
16x2 LCD
С/> О
[/) q О ^ < аьтспсйшшшш
< *
тт
_.GND
- (Земля)
РМ2
)
риз|
РИ4|
РМ5
PIN 11
Hpin 12I
LCD - Liquid Crystal Display (eng.)
nnnnmnnnnnnnnnn (Q
О HI Bl И Q El ^г'>-'^^--'^^~1яя-'!^-,!:;,,^я-,!;?,,-'^:я ^ ^.R^.I^J^JSILIIE!l.5=?I.IJr=?l.5=?I.K:?l.)5ri5 IF? I
^ OOOOOODJOOOOOOOOOOOOOOOOOl лшш лууи^^
0000000fiiiiOBiiiiBiBiiMii ЩЦЯЯ1
- 0ООО00[;ШООО001
О О О О У lui и=у it
■ооо оооо
О ОИОО0 0ОО0
N Н О OI СО
DIGITAL (PWM~) }< g
(UNO?
••.w ■ * ^"V маг.
.-* »]|[<ON
'«•яе* ARDUINO
i, ,> (OI5
SMD EDITION
WWW.ARDUINO.ee
MADE IN ITALY
(ii)
ROWER ANALOG IN
a a -
< < < <
i'~:i
П
Данный дисплей размещен в рамке, на печатной плате, имеет две строки по 16
символов, а также подсветку, для использования в темное время суток.
Если вы пользовались монитором последовательного порта для вывода данных,
вы увидите, схожесть его с ЖКИ, и нет необходимости тащить с собой большой
компьютер.
ЖК-модуль имеет 16-штырьковый разъем, припаянный к верхнему краю. Первый
контакт находится ближе к углу дисплея. 16-ый контакт - ближе к центру ЖКИ.
Подключите ЖК к макетной плате.
Как обычно, общую шину "+" и "-" платы соедините с вашей Arduino.
Подключите потенциометр 10К на свободное место на вашей макетной плате.
Подключите крайнюю ножку потенциометра к +5В, а другую крайнюю к GND, не име-
ет значения, какой, куда.
Во время опыта, вы будете использовать потенциометр для регулировки контра-
стности ЖК-дисплея.
Теперь соедините контакты ЖК с Arduino. Помните, что контакт 1 на ЖК-
дисплее находится ближайшей к углу. Оттуда и начинайте.
На плате ЖКИ находится чип, который управляет всеми сегментами дисплея, и
подчиняется командам, посланным ему с Arduino. В чип заложены многочисленные
точечные шаблоны, которые составляют все текстовые символы, таким образом
экономя много времени. Чтобы общаться с этим чипом, мы будем использовать
библиотеку LiquidCrystal, которая является одной из стандартных библиотек
Arduino. Эта библиотека делает всю самую тяжелую работу. Все что вам остается
выбрать место на дисплее и отправить туда свои данные!
На индикаторной панели наклеена защитная пленка, которую можно аккуратно
снять, но будте осторожны, индикаторную панель очень легко поцарапать. ЖК-
дисплей имеет подсветку, которая загорается при подаче напряжения питания.
Если подсветка не включается, проверьте правильность соединений.
Как мы уже говорилось выше, потенциометр регулирует контрастность изображе-
ния на дисплее. Если вы ничего не видете, когда запускается скетч (програм-
ма) , попробуйте покрутить ручку потенциометра, чтобы текст стал ясно виден.
/*
* Код программы для опыта №10: sketch 10
•
* ЖИДКО КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ (ЖКИ)
•
* Помощь сообщества Arduino.
* Посетите сайт http://www.arduino.ее
•
* ЖИДКО КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ (ЖКИ)
•
*/
// Подгузка библиотеки LiquidCrystal. h, которая даст нам
// возможность взаимодействия с ЖКИ без лишних сложностей:
#include <LiquidCrystal.h>
// Инициализация портов, которые мы применяем. Обратите внимание,
// вы можете использовать различные порты, те которые необходимы.
// Для дополнительной информации Вы можете посмотреть:
// http://arduino.cc/en/Reference/LiquidCrystal
LiquidCrystal led(12,11,5,4,3,2);
void setup()
{
// Библиотека LiquidCrystal.h может использоваться с различными
// типами ЖК устройств. Мы используем двухстрочный, шестнадцати
// символьный ЖК индикатор. Поэтому здесь, ниже, мы информируем
// об этом Arduino, укажем ей с какой частью библиотеки работаем:
led.begin(16, 2); // устанавливаем кол-во столбцов и строк
// Данные отправленные на дисплей будут там оставаться, пока не
// будут перезаписаны новой информацией, или до отключении питания.
// Это может стать проблемой, - вы загружаете новый скетч в Arduino,
// а на ЖК дисплее все еще видны данные от старой программы. Поэтому,
// давайте очистим ЖК с помощью команды clear(),
//из библиотеки LiquidCrystal:
led.clear();
// Теперь мы будем отображать сообщения на ЖК-дисплее!
// Так же, как в любом мониторе, у ЖК есть курсор, который
// определяет, в каком месте должны появится нужные данных. По умолчанию
// этот курсор невидим, хотя вы можете сделать его видимым, но для
// этого нужно использовать дополнительные команды библиотеки.
// Когда дисплее включается, невидимый курсор устанавливается
//в верхнем ряду, первого столбца.
led.print("hello, world!"); // печать на ЖКИ сообщения
// Регулировка контрастности (ВАЖНО!)
// При запуске скетча (программы) впервые, есть шанс
// что вы ничего не увидите на ЖК-дисплее. Это может произойти
// потому, что контрастность еще не отрегулирована.
// Не волнуйтесь, это легко исправить, и как только вы установите
// нужные параметры, больше уже менять ничего не понадобится.
// Запустите скетч, затем покрутите потенциометр, в разные стороны
// пока на ЖК дисплее не появится текст "Hello, World!".
// Если вы все еще не видете текст, проверить все соединения и
// убедитесь, что скетч был успешно загружен в Arduino.
}
void loop()
{
// Можно поместить невидимый курсор в любое место на ЖК дисплее
// перед передачей данных. Местоположение определяется от нулевого
// символа верхней строки. Верхняя строка - 0, нижняя строка - 1.
// Столбцы считаются с нулевого символа с лева, до 15-го справа.
// В дополнение к "Hello, World!"(привет, мир!) напечатанных ранее,
// выведем на экран время в секундах, от последнего сброса Arduino.
//Не забудьте, что данные, которые Вы отправляете на дисплей,
// остаются там, пока Вы их не сотрете, командой "led.clear()",
// или не отключите питание.
// Здесь мы устанавливаем невидимый курсор в первый столбец (столбец 0),
// второй строки (строка 1):
led.setCursor(0,1);
// Теперь выведем на экран число секунд (millis() / 1000),
// которое проработала Arduino от последнего перезапуска:
lcd.print(millis()/1000);
// ПОДСКАЗКА: Так как увеличение чисел всегда растет в длину,
// (1..10..20...100....1000) то новые посланные, всегда,
// будут перекрывать предыдущие. Но, если Вы решите вывести на
// экран уменьшение чисел (пример - обратный отсчет), то Вы
// увидите на дисплее артефакты, как бы зависшие символы, это
// происходит если новое значение короче старого.
// Чтобы этого не происходило, Вы должны сначала стереть старое,
// прежде чем записать новое. Это можно сделать перезаписав последнее
// число пробелами.
// Если Вы сотрете старое число и сразу запишете новое, никто, даже Вы
// этого не заметит. Вот типичная последовательность кода:
// led.setCursor(0,1); // устанавливаем курсор в 0-ом столбце, 1 строка
// lcd.print(" "); // стираем самое длинное число
// led.setCursor(0,1); // устанавливаем курсор в 0-ом столбце, 1 строка
// led.print(millis()/1000); // печатаем число секунд после сброса
}
У LCD библиотеки есть множество команд которые позволяют управлять ЖКИ:
показать, спрятать курсор, прокрутить его, прокрутить экран вверх или вниз и
т. д. для получения дополнительной информации:
http://arduino.cc/en/Reference/LiquidCrystal
Arduino IDE идет с множеством дополнительных библиотек, после установки их
можно найти в c:\Program Files\Arduino\libraries\
Примеры библиотеки LiquidCrystal, с которыми вы можете "поиграть" находят-
ся:
с:\Program Files\Arduino\libraries\LiquidCrystal\examples\
Применение в жизни:
• ЖК дисплеи сегодня есть везде! Часы на вашей руке, табло в микроволновке,
даже современный телевизор - есть не что иное, как Жидкокристалический
Дисплей!
УРОК 11.
Зуммер2,
пищалка
В этом опыте, мы снова будем преодолевать разрыв между миром цифровым и
аналоговым. Мы будем использовать зуммер (пищалку), который делает небольшой
«щелчок», если дотронутся, кратковременно, его контактами до питания +5 вольт
и до "земли", попробуйте!
Само по себе это не очень интересно, но если вы подадите на него напряжение
2 (англ. Buzzer)
и тут же отключите, со скоростью 100 раз в секунду, зуммер начнет пищать
если собрать сотни строк тонов вместе, у вас появится музыка!
В этом опыте схема, вместе со скетчем, будет играть классическую музыку,
всяком случае, мы на это надеемся!
BiiaooB-poBiiais 00000 эёши оооо^^
00О00 J30000 00000 30000 0000В-™
1 ' '
t
1
- О00000И00000000000 300000000000-
■=000000аиар00000000 300000^00000-=
-О0000^^^^ИО0000О00 30000000О000-
^^^
шУУУУУУУУУУУУУУУУУУ ЗУУУУУУУУУУУ <»
^000000000000000000300000000000-°
"000000000000000000 300000000000 о
^уууууувюууЕОууууууу 300000000000^
го 000000000000000000 300000000000™
v^« ч -ч vm v -» v >• v^ V4 IN l-Ч 4>J '
00000 00000 00000 00000 00000
00000 00000 00000 00000 00000
1 1
Т 1
■ ^^^ л^%. ш ш *H *v| v*4 •" ■ » » в
•> DIGITAL (PWM-) g S
(UNO).,.
тх »]■:«
'«•m ARDUINO «»"™«
Cl I) <!■•> <■■•■> <<■!>
• ф Os
' ■ ММСП1ШУ
POWER ANALOG IN ,
3 3; § § I 5 3 3 3 3 S3
4
Pin 9
Зуммер
GND
— (земля) (-)
/*
* Код программы для опыта №11: sketch 11
•
* Зуммер
•
* Помощь сообщества Arduino.
* Посетите сайт http://www.arduino.ее
*/
// Этот скетч использует зуммер для воспроизведения мелодий.
// Команда Arduino tone() будет издавать звуки определенной частоты.
// Мы создаем функцию, которая сопоставляет символ нотной гаммы
// ("До-ре-ми-фа...До") соответствующей частоте из следующей таблицы:
// note
// с
// d
// е
// f
// g
// а
// Ь
// с
frequency
262 Hz
294 Hz
330 Hz
349 Hz
392 Hz
440 Hz
494 Hz
523 Hz
const int buzzerPin = 9;
// Мы создали массив с нотами, которые хотим воспроизвести,
// измените эти значения, чтобы создать свои мелодии!
// Длина должна равняться общему количеству нот и пауз
const int songLength = 18;
// Обозначение нот представляет собой массив из текстовых символов,
// соответствующим нотам в песне. Пробел означает паузу (пустую ноту)
char notes[] = "cdfda ag cdfdg gf "; // пробелы означают паузы
// Ритм задается массивом из длительности нот и пауз между ними.
// "1" - четвертная нота, "2" - половинная, и т.д.
//Не забывайте, что пробелы должны быть тоже определенной длинны.
int beats [] = {1,1,1,1,1,1,4,4,2,1,1,1,1,1,1,4,4,2};
// "tempo" это скорость проигрывания мелодии.
// Для того, чтобы мелодия проигрывалась быстрее, вы
// должны уменьшить следующее значение.
int tempo = 150;
void setup()
{
pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
int i, duration;
for (i = 0; i < songLength; i++) // пошаговое воспроизведение
//из массива
{
duration = beats[i] * tempo; // длительность нот/пауз в ms
if (notes[i] == f f) // если нота отсутствует?
{
delay(duration); // тогда не большая пауза
}
else //в противном случае играть
{
tone(buzzerPin, frequency(notes[i]), duration);
delay(duration); // ждать пока проигрывается
}
delay(tempo/10); // маленькая пауза между нотами
}
// Мы хотим, чтобы мелодия проиграла всего один раз, так что
// здесь остановимся окончательно:
while(true){}
// Если же вы хотите, чтобы мелодия играть снова и снова,
// Удалить вышеуказанное заявление
}
int frequency(char note)
{
// Эта функция принимает символ ноты (а-g), и возвращает
// частоту в Гц для функции tone().
int i;
const int numNotes =8; // количество хранимых нот
// Следующие массивы содержат символы нот и соответствующие им
// частоты. Последний символ "С" (нота "ДО") в верхнем регистре
// (большая), это сделано для того чтобы отличить ее от первой
// ноты "с", более низкого тона. Если вы хотите добавить больше
// нот, вы должны будете использовать уникальный символ для
// каждой новой ноты.
// Каждый "char" (символ), мы заключаем в одинарные кавычки.
}
char names[] = { ' с f , ' df , ' e f , ' f' , ' g' , ' af , ' b f , fCf };
int frequenciesf] = {262, 294, 330, 349, 392, 440, 494, 523};
// Теперь мы будем искать во всем массиве, символ ноты и если
// находим, возвращаем частоту для этой ноты.
for (i = 0; i < numNotes; i++) // пошаговый перебор нот
{
if (names[i] == note) // если находим
{
return(frequencies[i]); // возвращаем частоту
}
}
return(0); // Поиск символа не дал результата? Но, необходимо
// вернуть какое-то значение, так вернем 0.
Применение в жизни:
• Многие мегафоны используют подобный метод усиления сигнала, хотя качество
звука оставляет желать лучшего.
Создание ваших
собственных функций
Arduino содержит множество полезных функций, которые существуют для чего
угодно. (См http://arduino.cc/en/Reference). Вы можете создать свои, более
удобные лично Вам. Далее идет пример функции "add" (добавить), которая скла-
дывает два числа и возвращает результат
int add(int параметр1, int параметр2) {
int x;
х = параметр1 + параметр2;
return (x);
}
Ваши функции могут принимать и возвращать значениях "Параметров", как это
сделано здесь. И конечно вы можете придумать что либо свое.
Если вы будете передавать параметры к вашей функции, опишите и их типы в
скобках, после имени функции. Если вы не будете передавать никаких парамет-
ров, вставьте скобки пустыми (), после имени функции.
Если вам нужно вернуть (получить) что-либо от вашей функции, поставьте тип
возвращаемого значения перед именем функции. Тогда, когда ваша функция будет
готова вернуть значение, вам останется положить его в return().
Если возвращать ничего не нужно, оставьте "void" перед именем функции (так
же, как это делается в setup() и 1оор()).
Когда вы пишете свои собственные функции, старайтесь сделать код простым и
аккуратным, для того чтобы упростить его повторное использование.
УРОК 12.
Мотор
Помните, ранее вы изучили серводвигатель? Теперь мы познакомимся с электро-
двигателем .
10000 00000 ооооо оооо
ооююо ооооо оо
g *
СО
OJM-iO^»^^
оо
0000000000000000000М
0000000 ^^
0000000О1ШШ
00000001
U5I000000H000I
U-U U-U Ш-Ц U-U U-U U-41 U-Ц Ц-Ц U-U
оооо
тттт*
Ш0О0И
о
оо
0000
00
ш
с
0 о
о.
ооо
О 00
оооо
гЫООО0000ОО00ОО000О
I00000000OO000000000000000
1^0000000000001
00000000000001
OOOOOOOOOOOOOI
0<о
0 3"
о-
00000 00000 00000 00000 00000
00000 00000 00000 00000 00000
Pin 9
резистор рз« оы)
(Op* iol Юрлик. «Кормчи.]
транзистор
j^2H2222A
ЭМИТ9Р
GND
♦5 Вольт
<5V)
Двигатели одна из многочисленных вещей из нашей повседневной жизни, и
Arduino может ими управлять.
Порты Arduino способны выдержать работу нескольких светодиодов (до 40 мА) ,
но они не достаточно мощны, чтобы справиться с нагрузкой от двигателя и дру-
гих прожорливых потребителей энергии. Двигатель, использованный в этой схеме,
потребляет приблизительно от 50 до 100 тА, а это значительно больше чем может
дать Arduino. Поэтому мы будем использовать транзистор, который выполнит
главную работу. Транзистор будет выполнять роль "твердотельного выключателя",
мы "дадим" ему ток маленькой величины, а будет коммутировать, гораздо больший
ток. Транзистор 2N2222 может коммутировать ток до 200 мА.
У транзистора имеются три вывода. Если повернуть его скошенной стороной (с
надписями) к себе, а выводами вниз, то назначения выводов будут следующими
(слева на право): коллектор, база, эмитер.
Вы можете управлять транзистором с помощью функции digitalWrite() ("вклю-
чать" и "выключать"), а с помощью функцию analogWrite() изменять скорость
вращения двигателя, для этого Arduino использует Широтно-Импульсную Модуляцию
(PWM), подавая импульсы напряжения и изменяя их ширину от 0% до 100%.
Имейте в виду, для уменьшения скорости, вы уменьшаете ее с помощью ШИМ (де-
лая паузы "СТОП" длиннее). Если в начале, длительность паузы будет 50% и бо-
лее, двигатель, просто не сможет раскрутиться, поэтому при старте необходимо
немного добавить скорости.
Полупроводниковый диод пропускает электрический ток только в одном направ-
лении и блокирует его прохождение в другом. Когда двигатель вращается, и рез-
ко отключается, магнитное поле внутри него падает, в результате создается
всплеск напряжения. Это может привести к повреждению транзистора. Чтобы этого
не случилось, мы и будем использовать диод, который пропустит этот всплеск
через себя.
На импортных диодах, почти всегда, катод, отмечен полоской - кольцом, рас-
положенным, как раз у этого вывода.
/*
* Код программы для опыта №12: sketch 12
•
* Крутись мотор
•
* Помощь сообщества Arduino.
* Посетите сайт http://www.arduino.ее
•
*/
// Будем управлять двигателем используя цифровой порт 9 (pin 9).
// Это должен быть любой ШИМ порт Arduino
const int motorPin = 9;
void setup()
{
// Установим порт мотора как выходной:
pinMode(motorPin, OUTPUT);
// Активируем "Монитор порта":
Serial.begin(9600) ;
}
void loop()
{
// Здесь мы использовали комментарии для отключения некоторых
// примеров. Чтобы испробовать другой пример, раскомментируйте
// одну из следующих строк и закомментируйте другие. См функции,
// для того чтобы узнать что они делают и как работают.
// motorOnThenOff();
// motorOnThenOffWithSpeed();
// motorAcceleration();
serialSpeed();
}
// Попробуйте разные значения.
void motorOnThenOff()
{
int onTime = 3000; // миллисекунд для вращения мотора
int offTime = 3000; // миллисекунд для простаивания мотора
digitalWrite(motorPin, HIGH); // включить мотор - максимальная скорость
delay(onTime); // задержка, для продолжения вращения
digitalWrite(motorPin, LOW); // выключить мотор
delay(offTime); // задержка, для простаивания мотора
}
// Функция "motorOnThenOffWithSpeed" переключает работу мотора между
// двумя скоростями. Пробуйте разные значения, если интересно.
void motorOnThenOffWithSpeed()
{
int Speedl = 200; // скорость "Speedl" 0 (остановка), 255 (полный ход)
int Timel = 3000; // время "Timel" в миллисекундах
int Speed2 = 50; // скорость "Speed2" 0 (остановка), 255 (полный ход)
int Time2 = 3000; // время "Time2" в миллисекундах
analogWrite(motorPin, Speedl); // включаем мотор на скорости "Speedl"
delay(Timel); // продолжаем вращение заданное время
analogWrite(motorPin, Speed2); // включаем мотор на скорость "Speed2"
delay(Time2); // продолжаем, заданное время "Time2"
}
// Функция "motorAcceleration" раскручивает двигатель от нуля до
// максимума, и обратно до полной остановки.
void motorAcceleration()
{
int speed;
int delayTime =20; // пауза в миллисекундах
// будем раскручивать мотор, увеличивая скорости от 0 до 255 с паузой в
// 20 миллисекунд меду каждым шагом (1, пауза, 2, пауза, 3, пауза и.т.д)
for(speed = 0; speed <= 255; speed++) // шаг, увеличение на единицу
{
analogWrite(motorPin,speed); // установка новой скорости
delay(delayTime); // пауза "delayTime", т.е 20 миллисекунд
}
// будем останавливать мотор, уменьшая скорость от 255 до 0 с паузой в
// 20 миллисекунд меду каждым шагом (255, пауза, 254, пауза, 253, пауза
for(speed = 255; speed >= 0; speed--)
{
analogWrite(motorPin,speed); // установка новой скорости
delay (delayTime) ; // пауза "delayTime", т.е 20 миллисекунд
}
}
// Следующая функция позволит вам изменять скорость прямо в окне
// "Монитора порта". Для этого откройте Монитор порта, используя
// значок увеличительного стекла в Arduino IDE, в правом верхнем
// углу окна. Затем введите желаемую скорость в специальном месте
// для ввода текста "Type a speed (0-255) into the box above,", в
// верхней части окна, и нажмите кнопку "Send" (отправить) или
// "return" (возврат). Двигатель будет работать на заданной вами
// скорости. Допустимый диапазон от 0 до 255.
void serialSpeed()
{
int speed;
Serial.println("Type a speed (0-255) into the box above,");
// Т.к. с русским языком в "мониторе порта" существуют некоторые
// сложности, надписи будут на английском.
Serial.println("then click [send] or press [return]");
Serial.println(); // Распечатать пустую строку
// In order to type out the above message only once,
// we'll run the rest of this function in an infinite loop:
// Для того, чтобы вывести сообщение (выше) лишь один раз,
// Мы будем запускать остальную часть этой функции в
// бесконечном цикле:
// Вывод запроса данных осуществляется лишь раз, после этого
// Функция будет проверять правильность ввода данных по кругу, пока
// данные не изменятся.
while(true)
{
// Сначала мы проверяем, доступны ли входные данные:
while (Serial.available() > 0)
{
// Если данные есть, выполняем parselnt() для считывания цифр:
speed = Serial.parselnt();
// Поскольку analogWrite() работает с числами от 0 до 255,
// мы обязательно должны быть уверенны, что число входит в
// заданный диапазон. Для этого воспользуемся функцией "constrain".
// об этой функции мы говорили в опыте №6 "Arduino и Фоторезистор":
speed = constrain(speed, 0, 255);
// Напечатать сообщение для того, чтобы вы знали что число
// было получено:
Serial.print("Setting speed to ");
Serial.println(speed);
//Ив конце зададим скорость двигателя
analogWrite(motorPin, speed);
}
}
}
УРОК 13.
Реле
В этом опыте мы будем управлять реле, и для этого попробуем воспользоваться
полученными знаниями из предыдущих 12 уроков.
Реле - это электрически управляемый, механический переключатель. Внутри
этого простенького на первый взгляд, пластмассового корпуса, находится мощный
электромагнит. И когда он получает заряд энергии, происходит срабатывание
контактной группы, замыкая или размыкая цепь питания нагрузки. Из этого опыта
вы узнаете, как Arduino управляет реле.
Реле может управлять гораздо большим напряжением и током, чем порты
Arduino, или скажем транзистор. Если вы хотите использовать Arduino для
управления лампой накаливания, кофеваркой, или другим электронным устройством
работающим на 220V, реле это отличный способ сделать это.
Реле спокойно справляется с переключением, коммутацией, больших напряжений,
намного больших, чем может предложить порт Arduino.
'■•Nfn^l(ONCOOJ Qf T-CNCO^lDCOr^CQQ^Oj-CN СОЯ Tf ID CO Г-v. 00 О) О
, ^ v ; >j щгч^1 ^w^v^j^^j^^^vfcj^^^.^^^ ^Ирд CM CM CM CN <N CO
'-t'liHiii^iiiBiioiiiiiisiliisiiBi-
•-[:Ш00000Е0Вр0И0 _
^ ^шрюрроввврро :0100000В авПЕганшшр
ст[Ш|ННИИН|ШШ щ*ш]И000Иу=ушьммы ШЕШЙ от
ш у
■DBiiaoMOBiBi 1НТВПНПНПППНПНПНПН] о и^оаш ш ш в|и ещ -о
о000|Ш000000000000н(+ 11^И00Рйр]00 "
^ и и и тттштщ ш ш ш ш Щ ш ш ш ш^шШШш ш ш тш ш 0 *
го га^^июоиш«100О0910|0000И00И,Ш0ВЩШ0 «
юсог^оост>2^^£2
1000 01
i!
10 000
00 00И
uu о m м «н о oi
l:gli»|i|glVl"i"»|ii|Y' ;1ЬУ^Т-"'|н|| fg"fc
ш 1Л ^ m м
„ • I * • ■ • фф
«' '» DIGITAL (PWM-) К 2
'I яга (uno)
««№ ARDUINO "•««>» :
<i i) <>■>> €•*>> <<■>
■ ■
к
■1
ям ЛВЮ
■ ■
S >
S3 й .
[OflDjfl .if.ifiiiij
€• »>'
POWER
О О ,
> z z S
л ig in v
I [Г]
WWW.AROUINO.CC
MADE IN ITALY
ANALOG IN
2 2 3 2 2
R1 [:ni|l»i|:»|.a.|!»l
4
Pin 2
+ 5 Вольт
резистор <аэоом]
(Ораиж.-Орамж.4(£ф<*1и4
транзистор
2N2222A
резистор до о*
(з#мш#Н —
Реле состоит из катушки, проволоки, металлического сердечника и переключаю-
щих контактов. При подаче питания на катушку, сердечник намагничивается, и
притягивает якорь (рычажок), тем самым переключает контакты. Так как контакты
реле полностью изолированы от Arduino, вы можете спокойно использовать реле
для управления опасным напряжением, но делайте это, если вы уже знаете, и
умеете, безопасно работать с высоким напряжением!
Реле имеет контакты катушки, с помощью которых можно управлять реле и кон-
такты для управления нагрузкой. На верхней или нижней части реле должен
иметься рисунок, или символ, указывающий на контакты катушки.
Это реле имеет три контакта, - СОМ (общий) , NC (нормально замкнутый) и N0
(нормально разомкнутый). Когда реле выключено, СОМ вывод подключен к выводу
NC (нормально замкнутый), а когда включено, СОМ вывод подключается к N0 (нор-
мально разомкнутый).
Мы будем использовать транзистор для того чтобы управлять реле, точно так
же, как мы использовали транзистор для управления двигателем в уроке №12.
Реле имеет катушку, которую вы запитываете, для того чтобы притянуть якорь.
При отключении питания, катушка генерирует всплеск напряжения, который может
повредить транзистор. Диод защищает транзистор от всплеска напряжений.
Программа ниже очень проста - она включает реле на одну секунду, затем вы-
ключает, ждет секунду и снова включает, как в опыте с мигающим светодиодом!
/*
* Код программы для опыта №13: sketch 13
•
* Реле
•
* Помощь сообщества Arduino.
* Посетите сайт http://www.arduino.ее
•
*/
const int relayPin = 2; // порт для управления транзистором
const int timeDelay = 1000; // задержка в мс, между вкл. и выкл.
// Вы можете уменьшить время задержки, но обратите внимание, что
// реле, будучи механическим устройством, будет изнашиваться
// быстрее, если частота переключений будет слишком частой.
void setup()
{
pinMode(relayPin, OUTPUT); // установить порт как исходящий
}
void loop()
{
digitalWrite(relayPin, HIGH); // включить реле
delay(timeDelay); // пауза в 1 секунду
digitalWrite(relayPin, LOW); // выключить реле
delay(timeDelay); // пауза в 1 секунду
}
УРОК 14.
Регистр
Сдвига
Наконец мы дошли до Интегральных Схем (ICs). В этом опыте вы узнаете об ис-
пользовании ИС Регистр Сдвига и об SPI (Serial Peripheral Interface).
Интегральная Схема (ИС или "1С - integrated circuit"), или "чип", это само-
достаточное электронное устройство встроенное в небольшой пластиковый корпус.
Если внимательно посмотреть на плату Arduino можно рассмотреть некоторое ко-
личеству ИС установленных на ней. Есть тысячи различных видов ИС, доступных
для использования, из которых можно собрать множество полезных вещей.
Микросхема Сдвиговый Регистр 74НС595 для этого опыта является ИС, которая
имеет восемь цифровых выходов. Чтобы использовать эти выходы, мы будем ис-
пользовать новый интерфейс под названием SPI (Serial Peripheral Interface)
или последовательный периферийный интерфейс. Это как ТХ и RX к которому вы
привыкли, но имеет дополнительные "часы" - линию, которая контролирует ско-
рость передачи данных. Многие микросхемы используют SPI (последовательный ин-
терфейс) для связи между собой, поэтому и у Arduino тоже есть такой интер-
фейс, а также пара команд: shiftln() и shiftOut(), для доступа и передачи
данных ИС.
0Ц000
- В|5;дООИООООООО
^ЭВвЙ ISI 0 0 0 0 0
\Ш O00O0O00O
IS] ISI ISI ISI IS]
00000
■ISI ISI Oil ISI ISI
O00000—
00000-c
IS] ISI ISI IS! IS! о
00OOO-
ooooooo ф
00-O
O0OOO о
О000О-О
00000 та
+5 Валы
Резисторы (ЗЗОом)
(Орамж^Орамж.«о()ичи.) Смтздиоды
-VWV—№
■AVA—№
JW*—М-
■AWV—ft
■WA—№
AW—№
-WW—ft
■А^М—№
15
1
2
3
4
5
6
7
16
а
ю
11
12
14
13
GNO —
IgroOTdH-» —
♦5 Вольт
J
РШЗ
clock
Ptn4
latch
Pin 2
data
ИС 74НС595
Эта ИС позволяет использовать всего три цифровых порта Arduino для управле-
ния 8 цифровыми выходами. А если вам нужно еще больше, вы можете подключить
последовательно несколько регистров сдвига, что позволит управлять практиче-
ски неограниченным количество выходов, все из тех же трех портов Arduino! См.
таблицу (datasheet) обозначения выводов регистра сдвига SN74HC595:
http://www.sparkfun.com/datasheets/1С/SN74HC595.pdf
ИС "Регистр Сдвига" имеет 16 контактов. Они пронумерованы против часовой
стрелки, начиная от ключа (небольшой выемки - углубления на торце чипа). См.
рис. ниже.
Ключом является
небольшая выемка на
одном из торцов корпуса
<* qj
q<C
ч<£
<и
q<fl
*<!
*<[
GNDfll
ГГО"
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
10
9
Ь ч*
И
3>SER
ЪОЕ
Ь RCLK
J> SRCLK
Ъ SRCLR
ря,
/*
* Код программы для опыта №14: sketch 14
•
* Сдвиговый регистр
•
* Помощь сообщества Arduino.
* Посетите сайт http://www.arduino.ее
•
*/
// Определения контактов:
// 74НС595 использует SPI (последовательный интерфейс),
// которому требуется всего три пина:
// data - данные
// clock - тактовые импульсы
// latch - защелка
int datapin = 2;
int clockpin = 3;
int latchpin = 4;
// Для наглядности и понимания пины названы соответственно:
// Англ. - рус.: data - данные; clock - тактовые импульсы;
// latch - защелка.
// Мы также объявим глобальную переменную для данных, которые
// будем отправлять в регистр сдвига:
byte data = 0;
void setup()
{
// Установим три SPI пина, которые будут выходными:
pinMode(datapin, OUTPUT);
pinMode(clockpin, OUTPUT);
pinMode(latchpin, OUTPUT);
}
void loop()
{
// Мы собираемся использовать те же самые функции, которые
// использовали в опыте №4 (про несколько светодиодов), мы
// просто заменили DigitalWrite() новой функцией shiftWrite()
// Про эту функцию поговорим чуть ниже.
// Еще появилась новая функция, которая демонстрирует работу
// двоичного счетчика.
// Чтобы опробовать различные функции расположенные ниже, просто
// раскомментируйте одну из них, которую хотите запустить, и
// закомментируйте оставшиеся, которые не будут использоваться.
one after another - один за другим
//oneAfterAnother(); // один за другим
//oneOnAtATime(); // прокрутить строку вниз
//pingPongO ;
// прокрутить строку вниз и обратно
//randomLED(); // мигание случайным светодиодом
//marquee(); // бегущие огни
//binaryCount(); // двоичный счет от 0 до 255
}
void shiftWrite(int desiredPin, boolean desiredState)
// Эта функция позволяет устанавливать на выходах регистра
// сдвига либо HIGH либо LOW, точно также, как при использовании
// функции digitalWrite().
//И также как digitalWrite(), эта функция принимает два параметра:
// "desiredPin" желаемый pin сдвигового регистра от 0 до 7
// "desiredState" желаемый потенциал на нем HIGH или LOW
// Внутри Arduino, цифры хранятся в виде "битовых" (bits) массивов,
// Каждый бит может содержать лишь одно значение: либо единицу,
// либо ноль (5 Вольт или О, HIGH или LOW). Из за того что 8 бит
// называется "байтом" (byte) мы будем использовать переменную,
// которой мы дали название "data" в верхней части скетча, длинною
//в байт (byte=8bit), для передачи данных в регистр сдвига.
// Если бит в "data" при входе был единицей, на выходе будет 1.
// Если бит в "data" был "О", на выходе будет 0.
// Для изменения отдельных битов в переменной "data", мы будем
// использовать новую команду Arduino с названием bitWrite(),
// которая может изменять состояние указанного бита на 1 или 0.
{
// Сначала мы изменим глобальную переменную "data", выборочно
// поменяв выбранные биты на 1 или 0:
bitWrite(data,desiredPin,desiredState);
// Теперь мы отправим эти данные в регистра сдвига. Для этого
// используем функцию shiftOut(), она делает всю тяжелую работу
// управляет данными, тактовыми импульсами и т.д.:
shiftOut(datapin, clockpin, MSBFIRST, data);
// После того, как данные попали в регистр сдвига, нам надо чтобы
// они появились на его выходах. Для этого их нужно "защелкнуть",
// подав логическую единицу (HIGH) на 12 pin регистра сдвига.
// Поэтому даем HIGH через переменную LatchPin, которая будет
// сигнализировать сдвиговому регистру о том что данным пора
// появиться на выходах.
digitalWrite(latchpin, HIGH);
digitalWrite(latchpin, LOW);
}
/*
oneAfterAnother()
Эта функция будет зажигать один светодиод, делать маленькую паузу,
включать следующий светодиод, опять пауза, затем следующий и так, пока
все светодиоды не загорятся. Затем начнет отключить их в обратном
порядке.
*/
void oneAfterAnother()
{
int index;
int delayTime = 1000; // Время (в миллисекундах) для пауз
// уменьшите или увиличте значение
// Включить светодиоды:
// Этот цикл for() увеличивает переменную на единицу от 0 до 7
// Затем используется digitalWrite(), чтобы включить светодиод.
// Затем пауза
for(index = 0; index <= 7; index++)
{
shiftWrite(index, HIGH);
delay(delayTime);
}
// Выключить светодиоды:
// Этот цикл for() уменьшает переменную на единицу от 0 до 7
// Затем используется digitalWrite(), чтобы выключить светодиод.
// Затем пауза
for(index = 7; index >= 0; index--)
{
shiftWrite(index, LOW);
delay(delayTime);
}
/*
oneOnAtAT ime ()
Эта функция будет шаг за шагом, по очереди, по одному,
включать светодиоды - первый, второй, третий и т.д.
*/
void oneOnAtATime ()
{
int index;
int delayTime = 1000; // Время (в миллисекундах) для пауз
// попробуйте уменьшить или увиличить
// Этот цикл for() увеличивает переменную на единицу от 0 до 7
// Т.е. "переменная", включили, пауза, выключили, прибавили
//в переменную единицу, включили, пауза, выключили и так до 7,
// затем все с начала
for(index = 0; index <= 7; index++)
{
shiftWrite(index, HIGH); // включить светодиод
delay(delayTime); // маленькая пауза, или большая
shiftWrite(index, LOW);// выключить светодиод
}
}
/*
pingPong()
Эта функция будет шаг за шагом, по очереди, по одному,
включать светодиоды - первый, второй, третий и так до
восьмого, затем действие пойдет в обратном порядке 7, б,
5, 4, 3, 2, 1 и все повторится, как в игре пинг-понг.
*/
void pingPong()
{
int index;
int delayTime = 100; // Время (в миллисекундах) для пауз
// попробуйте уменьшить или увеличить
// Снова тот же цикл for() увеличивает переменную на единицу
for(index = 0; index <= 7; index++)
{
shiftWrite(index, HIGH); // включить светодиод
delay(delayTime); // маленькая пауза
shiftWrite(index, LOW);// выключить светодиод
}
// Снова цикл for() с уменьшением переменной
for(index = 7; index >= 0; index--)
{
shiftWrite(index, HIGH); // включить светодиод
delay(delayTime); // маленькая пауза
shiftWrite(index, LOW);// выключить светодиод
}
/*
randomLED()
Функция включает по одному светодиоду в случайной
последовательности, также случайна длительность свечения
*/
void randomLED ()
{
int index;
int delayTime = 1000; // Время (в миллисекундах) для пауз
// попробуйте уменьшить или увеличить
// Далее используется функция random(), которая возвращает
// случайное (точнее сказать псевдослучайное) число. Как
// ее использовать. См https://arduino.ru/Reference/Random
index = random(8); // Выбрать случайное число между 0 и 7
shiftWrite(index, HIGH); // включить светодиод
delay(delayTime); // маленькая пауза
shiftWrite(index, LOW); // выключить светодиод
}
/*
marquee()
Функция имитирует зффек бегущих огней
*/
void marquee ()
{
int index;
int delayTime = 2000; // Время (в миллисекундах) для пауз
// попробуйте уменьшить или увеличить
// Шаг - через три светодиода 1-ый и 5-ый, 2-ой и б-ой...
// То есть Мы будем включать каждый четвертый светодиод
for(index = 0; index <= 3; index++)
{
shiftWrite(index, HIGH); // включить светодиод
shiftWrite(index+4, HIGH); // увеличить на 4 и включить
delay(delayTime); // Пауза, чтобы замедлить последовательность
shiftWrite(index, LOW);// выключить светодиод
shiftWrite(index+4, LOW); // увеличить на 4 и выключить
}
}
/*
binaryCount()
Числа хранятся во внутренней памяти Arduino в виде массивов "бит".
Каждый бит может быть либо логической единицей (HIGH - высокий
потенциал, либо логическим нулем (LOW - низкий потенциал). Так же,
как десятичные числа, которые мы используем каждый день, положение
занимаемой позиции каждого бита влияет на общее число (сумму в байте).
Для примера: В двоичной системе положение бита в первой позиции
(первая позиция в данном случае "О" см. таблицу ниже, вторая "1",
третья "2" и т.д) будет соответствовать "1" в десятичной системе
исчисления, положение во 2 позиции будет соответствовать двойке
в десятичной, положение в третьей позиции буде соответствовать 4
в десятичной, следующая 8, 16, 32 и т.д )).
Таблица. Соответствие позиции битов десятичной системы к двоичной:
0 1
1 2
2 4
3 8
4 16
5 32
6 64
7 128
Пример 1:
Чтобы создать цифру пять нужно включить бит в первой позиции, т.е
записать в него единицу (HIGH), и бит в третьей позиции, записать
в него тоже единицу (HIGH). Складываем 1+4:
0=HIGH
1=L0W
2=HIGH
3=L0W
4=L0W
5=L0W
6=L0W
7=L0W
1
2
4
8
16
32
64
128
Пример 2:
Чтобы создать цифру 10 нужно включить бит во второй позиции, т.е
записать в него единицу, и бит в четвертой позиции, тоже записать
в него единицу. Складываем 2+8:
0=LOW 1
1=HIGH 2
2=LOW 4
3=HIGH 8
4=LOW 16
5=LOW 32
6=LOW 64
7=LOW 128
Пример 3:
Чтобы создать цифру 20
установить его в HIGH,
Складываем 4+16:
0=LOW 1
l=LOW 2
2=HIGH 4
3=LOW 8
4=HIGH 16
5=LOW 32
6=LOW 64
7=LOW 128
Если все биты LOW, это соответствует 0. Если все биты HIGH (включены),
чило равно 255.
Таким образом можно записать любое число от 0 до 255. Именно столько
помещается в 1 byte.
нужно включить бит в третьей позиции, т.е
и бит в пятой позиции, тоже HIGH.
Пример 4: число 200 (8+64+128):
11001000
Пример 5: число 0:
00000000
Пример 6: число 255:
11111111
Эта функция будет увеличивать переменную "data" на 1 шаг за шагом
от 0 до 255. Достигнув 255 начнет все сначала и т.д. Из переменной,
данные передаются в регистр сдвига, после чего появляюются на
его выходах. Индикатором служат светодиоды. Если их выставить в
ряд, они покажут содержание переменной "data", т.е шаблон из
восьми бит, которые и составляют 1 байт.
См http://www.arduino.cc/playground/Code/BitMath для получения
дополнительной информации о двоичных чисел.
*/
void binaryCount()
{
int delayTime = 1000; // Время (в миллисекундах) для пауз
// попробуйте уменьшить или увиличить
// Отправить байт данных в регистр сдвига:
shiftOut(datapin, clockpin, MSBFIRST, data);
// Защелкиваем данные для того чтобы они появились на выходах:
digitalWrite(latchpin, HIGH);
digitalWrite(latchpin, LOW);
// Увеличиваем данные на единицу и повторяем!
// Из за того что тип "byte" это 8-ми битное, беззнаковое,
// целое число, в диапазоне от 0 до 255, мы не може добавить
// более 255-и, в противном случае все "завалится" обратно
// в 0, все начнется сначала.
data++;
// Задержка, для того чтобы вы что-то успели рассмотреть:
delay(delayTime);
}
Применение в жизни:
• Регистр сдвига обязательно используется в световом табло с бегущей стро-
кой, которое состоит из огромного количества светодиодов
Техника
ТРАНСФОРМАТОР ТЕСЛЫ
Александр Мягков
Введение
Трансформатор Теслы, или катушка Теслы — является резонансным трансформато-
ром, производящим высокое напряжение высокой частоты.
Работу резонансного трансформатора можно объяснить на примере обыкновенных
качелей. Если их раскачивать в режиме принудительных колебаний, то максималь-
но достигаемая амплитуда будет пропорциональна прилагаемому усилию. Если рас-
качивать в режиме свободных колебаний, то, при тех же усилиях максимальная
амплитуда вырастает многократно. Так и с трансформатором Теслы — в роли каче-
лей выступает вторичный колебательный контур, а в роли прилагаемого усилия —
генератор. Их согласованность («подталкивание» строго в нужные моменты време-
ни) обеспечивает первичный контур или задающий генератор (в зависимости от
устройства).
Простейший трансформатор Теслы включает в себя входной трансформатор, ка-
тушку индуктивности, состоящую из двух обмоток — первичной и вторичной, раз-
рядник (прерыватель, часто встречается английский вариант Spark Gap), конден-
сатор, тороид (используется не всегда) и терминал (на схеме показан как «вы-
ход») .
Источник
питания
(Выход)
Конденсатор
Разрядник
V
ервичная
обмотка
Вторичная
обмотка
Первичная обмотка обычно содержит всего несколько витков медной трубки или
провода большого диаметра, а вторичная около 1000 витков провода меньшей пло-
щади сечения. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), кониче-
ской или цилиндрической (вертикальной). В отличие от обычных трансформаторов,
здесь нет ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между
двумя катушками гораздо меньше, чем у трансформаторов с ферромагнитным сер-
дечником. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный
контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник.
Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый, представляет собой
два массивных электрода с регулируемым зазором. Электроды должны быть устой-
чивы к протеканию больших токов через электрическую дугу между ними и иметь
хорошее охлаждение.
Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсато-
ра, главным образом, выполняют ёмкость тороида и собственная межвитковая ём-
кость самой катушки. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы
или лака для предотвращения электрического пробоя.
Терминал может быть выполнен в виде диска, заточенного штыря или сферы и
предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины.
Таким образом, трансформатор Теслы представляет собой два связанных колеба-
тельных контура, что и определяет его замечательные свойства и является глав-
ным его отличием от обычных трансформаторов. Для полноценной работы трансфор-
матора эти два колебательных контура должны быть настроены на одну резонанс-
ную частоту. Обычно в процессе настройки подстраивают первичный контур под
частоту вторичного путём изменения ёмкости конденсатора и числа витков пер-
вичной обмотки до получения максимального напряжения на выходе трансформато-
ра.
Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей конструкции, показанной на
схеме, работает в импульсном режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до
напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация высокочастотных колеба-
ний в первичном контуре. Разрядник, включенный параллельно, замыкая источник
питания (трансформатор), исключает его из контура, иначе источник питания
вносит определенные потери в первичный контур и этим снижает его добротность.
На практике это влияние может в разы уменьшить длину разряда, поэтому в гра-
мотно построенной схеме трансформатора Теслы разрядник всегда ставится парал-
лельно источнику питания.
Заряд конденсатора производится внешним источником высокого напряжения на
базе повышающего низкочастотного трансформатора. Ёмкость конденсатора выбира-
ется таким образом, чтобы вместе с индуктором она составляла резонансный кон-
тур с частотой резонанса, равной высоковольтному контуру. Однако ёмкость бу-
дет отличаться от расчетной, так как часть энергии тратится на «накачку» вто-
рого контура. Напряжение заряда ограничено напряжением пробоя разрядника, ко-
торое, (в случае воздушного разрядника), можно регулировать, изменяя расстоя-
ние между электродами или их форму. Обычно напряжение заряда конденсатора ле-
жит в диапазоне 2-20 киловольт. Знак напряжения при заряде конденсатора имеет
значение в том смысле, что он не должен сильно «закорачивать» конденсатор, на
котором напряжение постоянно меняет знак
После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя, в нём воз-
никает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается че-
рез разрядник на катушку. После разряда конденсатора, напряжение пробоя раз-
рядника резко уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда (ионов).
Поэтому цепь колебательного контура, состоящего из первичной катушки и кон-
денсатора, остаётся замкнутой через разрядник, и в ней возникают высокочас-
тотные колебания. Колебания постепенно затухают, в основном, из-за потерь в
разряднике и ухода электромагнитной энергии на вторичную катушку, но продол-
жаются до тех пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда
для поддержания напряжения пробоя разрядника существенно меньшего, чем ампли-
туда напряжения колебаний в LC контуре. Во вторичной цепи возникают резонанс-
ные колебания, что приводит к появлению на терминале высокого напряжения.
Во всех типах трансформаторов Теслы основной элемент трансформатора — пер-
вичный и вторичный контуры — остается неизменным. Однако, одна из его частей
— генератор высокочастотных колебаний может иметь различную конструкцию.
На данный момент существуют1:
SGTC (Spark Gap Tesla Coil) — классическая катушка Теслы — генератор коле-
баний выполнен на искровом промежутке (разряднике).
RSG (от англ. Rotary Spark Gap, можно перевести как роторный/вращающийся
искровой промежуток) или статический искровой промежуток с дополнительными
дугогасительными устройствами. В этом случае, частоту работы промежутка целе-
сообразно выбирать синхронно частоте подзарядки конденсатора, и схема в этом
случае ближе к картинке, а не тому, как она здесь описана. В конструкции ро-
торного искрового промежутка используется двигатель (обычно это электродвига-
тель) , вращающий диск с электродами, которые приближаются, (или просто замы-
кают) , к ответным электродам для замыкания первичного контура. Скорость вра-
щения вала и расположение контактов выбираются исходя из необходимой частоты
следования пачек колебаний. Различают синхронные и асинхронные роторные ис-
кровые промежутки в зависимости от управления двигателем. Также использование
вращающегося искрового промежутка сильно снижает вероятность возникновения
паразитной дуги между электродами. Иногда обычный статический разрядник заме-
няют многоступенчатым статическим разрядником. Для охлаждения разрядников, их
иногда помещают в жидкие или газообразные диэлектрики, например, в масло. Ти-
повой прием для гашения дуги в статическом разряднике — это продувка электро-
дов мощной струей воздуха. Иногда классическую конструкцию дополняют вторым,
защитным разрядником. Его задача — защита питающей (низковольтной части) от
высоковольтных выбросов.
VTTC (Vacuum Tube Tesla Coil) (рус. ЛКТ) — ламповая катушка Теслы. В ней в
качестве генератора ВЧ колебаний используются электронные лампы. Обычно, это
мощные генераторные лампы, такие как ГУ-81, однако встречаются и маломощные
конструкции. Одна из особенностей — отсутствие необходимости в высоком напря-
жении. Для получения сравнительно небольших разрядов достаточно 300—600
В аббревиатурах названий катушек Теслы, питаемых постоянным током, часто
присутствуют буквы DC, например DCSGTC.
Вольт. Также VTTC практически не издает шума, появляющегося при работе катуш-
ки Теслы на искровом промежутке.
SSTC (Solid State Tesla Coil) — генератор выполнен на полупроводниках. Он
включает в себя задающий генератор (с регулируемой частотой, формой, длитель-
ностью импульсов) и силовые ключи (мощные полевые MOSFET транзисторы). Данный
вид катушек Теслы является самым интересным по нескольким причинам: изменяя
тип сигнала на ключах, можно кардинально изменять внешний вид разряда. Также
ВЧ сигнал генератора можно промодулировать звуковым сигналом, например музы-
кой — звук будет исходить из самого разряда. Впрочем, аудиомодуляция возможна
(с небольшими доработками) и в VTTC. К прочим достоинствам, можно отнести
низкое питающее напряжение и отсутствие шумного искрового разрядника, как в
SGTC.
DRSSTC (Dual Resonant Solid State Tesla Coil) — за счёт двойного резонанса,
разряды у такого вида катушек значительно больше, чем у обычной SSTC. Для на-
качки первичного контура используется генератор на полупроводниковых ключах —
IGBT или MOSFET транзисторах.
QCW DRSSTC (Quasi Continious Wave) — особый тип транзисторных катушек Тес-
лы, характеризующийся, так называемой, плавной накачкой: постепенным и плав-
ным, (а не резким ударным, как в обычных катушках), нарастанием ряда парамет-
ров, (а именно: напряжения первичного контура и тока первичного контура, и,
возможно, напряжения вторичного контура). В классической импульсной катушке
Теслы рост тока в первичной обмотке обычно происходит в течение времени,
сравнимым с длительностью периода (от 2—3 до 7—10 и более периодов) резонанс-
ной частоты, то есть, за время порядка десятков — сотен микросекунд. В QCW
время нарастания составляет десятки миллисекунд, то есть, больше примерно на
два порядка. Простым примером около-QCW являются ламповые катушки Теслы с
шифтером. Из-за 50-терцового синуса на его выходе возникает эффект полуплав-
ной накачки, которая обеспечивает довольно внушительный прирост длины разряда
относительно типичного жёсткого прерывания (по катоду, или сетке). В резуль-
тате данного приёма достигается характерный вид молний в виде длинных и прак-
тически прямых, мечевидных разрядов, длина которых многократно превышает дли-
ну намотки вторичной обмотки. Дело в том, что полное напряжение на терминале
QCW DRSSTC никогда не достигает пробойного для вторички: оно всегда остаётся
довольно небольшим, десятки киловольт или типа того. Возникший на небольшом
напряжении стример продолжает подпитываться энергией в течение всего времени
накачки, и поэтому растёт вверх, по силовым линиям поля, вместо того, чтобы
пробиваться сбоку тороида на страикринг. Именно для этого и делается плавная
накачка в катушках Теслы. За счёт такого приёма достигается следующий эффект:
вначале появляется небольшой разряд, который затем растёт не с высокой скоро-
стью, пробивая плазменный канал в случайном направлении, а с низкой (так, что
этот процесс развития можно даже заснять обычными видеокамерами), что обу-
словливает его неразветвление и огромную, относительно длины вторичной обмот-
ки, длину. По сути, мы постоянно подогреваем небольшой возникший разряд, ко-
торый удлиняется по мере перекачки энергии во вторичную обмотку. Но напряже-
ние на выходе такой катушки Теслы невелико и не превышает десятков киловольт.
В отдельную категорию также относят магниферные катушки Теслы.
Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллио-
нов вольт. Это напряжение в частоте минимальной электрической прочности воз-
духа способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые
могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным при-
чинам , поэтому трансформатор Теслы используется как декоративное изделие.
Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электри-
ческих колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без
проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспровод-
ной передачи энергии. В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл попу-
лярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастот-
ными токами, которые, протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняли
вреда внутренним органам (скин-эффект, Дарсонвализация), оказывая при этом
«тонизирующее» и «оздоравливающее» влияние.
Неверно считать, что трансформатор Теслы не имеет широкого практического
применения. Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей
в вакуумных системах. Тем не менее, основное его применение в наши дни — по-
знавательно-эстетическое . В основном это связано со значительными трудностями
при необходимости управляемого отбора высоковольтной мощности или тем более
передача её на расстояние от трансформатора, так как при этом устройство не-
избежно выходит из резонанса, а также значительно снижается добротность вто-
ричного контура.
Во время работы катушка Теслы создаёт красивые эффекты, связанные с образо-
ванием различных видов газовых разрядов. Многие люди собирают трансформаторы
Теслы ради того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В
целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:
• Стримеры (от англ. Streamer) — тускло светящиеся тонкие разветвлённые ка-
налы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них сво-
бодные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искрив-
лённых ВВ-частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд
равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример —
это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая
ВВ-полем трансформатора.
• Спарк (от англ. Spark) — это искровой разряд. Идёт с терминала (или с наи-
более острых, искривлённых ВВ частей) непосредственно в землю или в зазем-
лённый предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сме-
няющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искро-
вых каналов. Также имеет место особый вид искрового разряда — скользящий
искровой разряд.
• Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого на-
пряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструк-
ции с сильной кривизной поверхности.
• Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной
мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый
предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непо-
средственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, от-
водя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым ка-
тушкам Теслы. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцирован-
ный дуговой разряд может повредить её компоненты.
Часто можно наблюдать (особенно вблизи мощных катушек), как разряды идут не
только от самой катушки (её терминала и т. д.), но и в её сторону от зазем-
лённых предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд.
Редко можно наблюдать также тлеющий разряд. Интересно заметить, что некоторые
ионные химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять
цвет разряда. Например, ионы натрия меняют обычный окрас спарка на оранжевый,
а бора — на зелёный.
Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим
треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые
каналы (см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возраста-
нием силы тока и количества энергии, выделяющейся в них. Каждый канал быстро
расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на
его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяю-
щихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.
Как и любой источник высокого напряжения, трансформатор Теслы смертельно
опасен.
Однако существует и другое мнение, касающееся некоторых видов трансформато-
ров Теслы. Так как высокочастотное высокое напряжение имеет скин-эффект, то
несмотря на потенциал в миллионы вольт, разряд в тело человека не может вы-
звать остановку сердца или другие серьёзные повреждения организма, не совмес-
тимые с жизнью.
В противоположность этому другие высоковольтные генераторы, например, высо-
ковольтный умножитель телевизора и иные бытовые высоковольтные генераторы по-
стоянного тока, имеющие несравненно меньшее выходное напряжение — порядка 25
кВ — могут являться смертельно опасными. Всё это потому, что в вышеуказанных
преобразователях используется частота в 50 герц, следовательно, скин-эффект
отсутствует, и ток потечёт через органы человека. Несколько другая картина со
статическим электричеством, которое может очень чувствительно ударить током
при разряде (при прикосновении к металлу), но при этом не смертельно, так как
статический заряд сравнительно небольшой и протекаемый ток не успеет нанести
вред человеку (заряд равен произведению тока и времени). Еще одна опасность,
которая подстерегает при использовании трансформатора Теслы — это избыток
озона2, который может повлечь за собой головные боли, так как при работе уст-
ройства производятся большие порции этого газа.
Катушка Теслы
из хозмага
На снимке все, что необходимо.
2 Озон - сильный окисляющий и дезинфицирующий реагент, который может произво-
дить мутагенное, канцерогенное и токсическое воздействия. Воздействие озона
на организм может приводить к преждевременной смерти.
Привожу оригинальные названия с магазинных этикеток:
1. Труба 40x0.25 м.
2. Переходник кольцо на трубу 40 мм.
3. Лак высоковольтный (был в арсенале).
4. Муфта переходная на гладкий конец чугунной трубы на 50 мм.
5. Резиновая манжета на 50 мм.
6. Медный провод 0,14мм ПЭВ-2 (из старинных запасов).
В конце концов, мы должны собрать наше устройство так, как показано на фо-
то :
Плотно одеваем манжету на муфту
ИТОГ!
Вставляем плотно трубку внутрь
Шах1 1. Намотка высоковольтной катушки.
Намотку основной высоковольтной катушки проводим на трубку проводом 0.1-
0.15 мм. У меня в запасе был провод 0.14 мм. Это, пожалуй, самое занудное за-
нятие . Намотку необходимо делать максимально аккуратно, виток к витку. Можно
использовать оснастку, но я намотал катушки вручную. Кстати, я всегда что-то
делаю минимум в двух экземплярах. Почему? Во-первых навык. Второе изделие по-
лучается просто конфеткой, да и всегда найдется человек, который начнет клян-
чить устройство (подари, продай, дай попользоваться и т.п.). Отдаю первое,
второе остается в коллекции, глаз радуется, дружба крепнет, гармония в мире
возрастает.
Заканчиваем
намотку на 1,5...2 см
ниже края трубы
Начинаем намотку
с буртика
Шах1 2 . Изоляция высоковольтной катушки.
Следующий важный шах1 — изоляция высоковольтной катушки. Не буду говорить,
что катушку надо 20 раз пропитать воском, оборачивать лакотканью или приме-
нять вываривание в масле. Все это колдовские подходы. Мы люди современные,
поэтому используем высоковольтный лак (см. первое фото - марку лака не указы-
ваю, можно погуглить) и широкую термоусадку. Лаком покрываем в два — три
слоя. Сушим слой минимум 20-30 минут. Лак наносится прекрасно. Результат ве-
ликолепный! Катушка становиться просто вечной! Стоимость лака не велика.
Лак оказался очень токсичным! Буквально через минуту у меня разболелась го-
лова и началась рвота у кота. Работу пришлось остановить. Помещение срочно
проветривать, нанесение лака остановить. Срочно пришлось бежать в магазин.
Мне купить пиво, а коту молока - чтобы оправиться от отравления.
По хорошему нанесение лака необходимо проводить под вытяжкой, но (после
спасения себя и кота) я делал это на улице. Благо погода располагала, не было
ветра и пыли, а дождь не лил. Затем необходимо надеть широкую термоусадку и
усадить катушку термофеном. Делать это необходимо аккуратно, с середины к
краям. Должно получиться плотно и ровно.
Шаг 3. Изготовление индуктора и сборка всей конструкции.
Пожалуй, самая ответственная часть генератора. Я анализировал многие конст-
рукции подобных устройств, и многие авторы делают одну и ту же ошибку. Во-
первых, используется достаточно тонкий провод, во вторых, нет равномерного и
существенного (не менее 1 см) зазора с высоковольтной катушкой и используется
много витков. Это совершенно не нужно. Достаточно 2..4-х витков в первой тре-
ти высоковольтной катушки. Для индуктора используем полую медную отожженную
трубку диаметром 8 мм, что обеспечивает минимальную индуктивность и просто
великолепные характеристики генератора при эксплуатации. Три витка наматываем
на резиновую манжету в пазы. Чтобы трубку не заламывало — наполните ее плотно
мелким песком. После аккуратно высыпьте песок. После сбора всей конструкции
все должно выглядеть как на фото:
Медная трубка, пожалуй, самая дорогая позиция в этой самоделке. Куплена
также в хозмаге.
Тонкости связаны с конструкцией контактов индуктора. Они выполнены из ото-
жженной медной полосы и закрыты термоусадкой. Это обеспечивает минимальную
индуктивность конструкции, что является очень важным. Контакты спрятаны внут-
ри муфты. Все соединения должны быть как можно короче и выполнены широкими
медными лентами, что снижает различные потери. На верх устройства одеваем пе-
реходник-кольцо, которое прижимает медный круглый контакт, на который припаян
верхний вывод высоковольтной катушки. Конструкция вверху подлита жидкой рези-
ной. В центре выведен мини-разъем.
Миниразъем
Контакты
индуктора
Прорези в муфте
Переходник
«кольцо»
Высоковольтная
катушка
Шах1 4. Подключение и испытание генератора.
Существует примерно много способов запитать подобное устройство. Остановим-
ся на самом простом — с помощью схемы, изображенной на данном рисунке:
♦6...+30*
680п
Понадобится пара резисторов, конденсатор, полевой транзистор, супрессор то-
же не помешает. Номиналы указаны. Транзистор необходимо устанавливать на ра-
диатор. Ресурс схемы, думаю, небольшой, но учитывая дешевизну транзисторов и
срочность желания увидеть результат это уже не в счет.
Если все собрано верно, схема заработает сразу. Если генерации нет, то пе-
реключите контакты индуктора наоборот. У меня заработало сразу. Генерация на-
чинается с 5-7 вольт. На 6 вольт генерация устойчивая, на 12 вольт всё пылает
вокруг. На фото можно видеть, что вся конструкция обдувается вентилятором,
так как транзистор изрядно греется, хоть и поставлен на радиатор. На удивле-
ние схема очень надежна. На 12 вольт работает часами и очень устойчиво. При
выключенном свете и «дохленькой» лампочке светит ярко. Источник питания для
катушки лучше взять помощнее (с выходным током не менее 2-3 ампер).
>
Не будем забывать о безопасности. Подобные устройства в радиусе до 2-3 мет-
ров могут легко вывести из строя тонкую электронику, такую как мобильный те-
лефон, электронные часы на руке и т.п. На человека высокочастотный высоко-
вольтный генератор влияет слабо из-за «скин-эффекта», но все-же будьте осто-
рожны. Дети, коты, птицы и неуравновешенные граждане должны быть на некотором
удалении от таких устройств при их включении.
Помните об этом!
Технологии
АТОМНО-ЭМИССИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
Вадим Марков
Введение
Атомно-эмиссионная спектроскопия (спектрометрия), АЭС или атомно-
эмиссионный спектральный анализ — совокупность методов элементного анализа,
основанных на изучении спектров испускания свободных атомов и ионов в газовой
фазе. Обычно эмиссионные спектры регистрируют в наиболее удобной оптической
области длин волн от ^200 до ^1000 нм.
АЭС — способ определения элементного состава вещества по оптическим линей-
чатым спектрам излучения атомов и ионов анализируемой пробы, возбуждаемым в
источниках света. В качестве источников света для атомно-эмиссионного анализа
используют пламя горелки или различные виды плазмы, включая плазму электриче-
ской искры или дуги, плазму лазерной искры, индуктивно-связанную плазму,
тлеющий разряд и др.
АЭС — самый распространённый экспрессный высокочувствительный метод иденти-
фикации и количественного определения элементов примесей в газообразных, жид-
ких и твердых веществах, в том числе и в высокочистых. Он широко применяется
в различных областях науки и техники для контроля промышленного производства,
поисках и переработке полезных ископаемых, в биологических, медицинских и
экологических исследованиях и т.д. Важным достоинством АЭС по сравнению с
другими оптическими спектральными, а также многими химическими и физико-
химическими методами анализа, являются возможности бесконтактного, экспресс-
ного, одновременного количественного определения большого числа элементов в
широком интервале концентраций с приемлемой точностью при использовании малой
массы пробы.
Процесс атомно-эмиссионного спектрального анализа состоит из следующих ос-
новных звеньев:
• Пробоподготовка (подготовка образца)
• Испарение анализируемой пробы (если она не газообразная);
• Диссоциация — атомизация её молекул;
• Возбуждение излучения атомов и ионов элементов пробы;
• Разложение возбужденного излучения в спектр;
• Регистрация спектра;
• Идентификация спектральных линий — с целью установления элементного со-
става пробы (качественный анализ);
• Измерение интенсивности аналитических линий элементов пробы, подлежащих
количественному определению;
• Нахождение количественного содержания элементов с помощью установленных
предварительно градуировочных зависимостей.
Разработка
Тема школьной работы, которой я был руководителем, для пущей весомости, на-
учности формулировалась так — «Атомно-эмиссионное определение натрия в мине-
ральной воде с использованием флайбэк-генератора для искровой атомизации про-
бы»1 . Ну а что — играть в науку, так по солидному.
Суть работы основана на применении импульсного электролиза воды на ее по-
верхности. Вспышки при электролизе были характерно желтого цвета, явно от
атомной эмиссии натрия, содержащегося в воде. Если получить спектр этого све-
чения и измерить его интенсивность при длине волны 589 нм, то должна быть за-
висимость от содержания натрия в воде.
Есть такой способ измерения содержания натрия и калия в жидких объектах.
Если перевести пробу в пар при температуре 1000-1500 градусов по Цельсию, то
натрий перейдет в состояние атомного пара и начнет очень интенсивно излучать
монохромный желтый свет с длиной волны 589 нм. Интенсивность излучения линей-
но зависит от содержания натрия в пробе, то есть можно измерить несколько
растворов с известной концентрацией и получить коэффициенты этого линейного
уравнения:
I = ас + Ь,
где I — интенсивность, с — концентрация.
Для получения атомного пара обычно применяют впрыск пробы в пламя газовой
горелки, прибор со всеми потрохами занимает небольшой шкаф. Почему бы не по-
пробовать заменить все это на небольшой генератор искры?
Получаем плазму над поверхностью анализируемой воды с помощью искры от ка-
Саму работу можно скачать здесь:
ftp://homelab.homelinuxserver.org/pub/arhiv/2017-02-al.rar. Правда, она на
украинском, но в упаковку добавлена аналогичная работа на русском.
тушки зажигания, разлагаем ее в спектр дифракционной решеткой поверх объекти-
ва камеры, заливаем на Spectral Workbench2 для обсчета, делаем градуировку
соответствия сигнала и концентрации, и получаем нужный результат.
Схема искратора ничего особого из себя не представляет3:
2 https://spectralworkbench.org/
3 См. также http://cxem.net/tesla/tesla27.php.
Сначала пытался собрать на поджигающем трансе от фотовспышки, но мощности
явно не хватало. Поставил жигулевскую катушку, питание от 4x18650 и чуть об-
вязки для защиты полевика и микросхемы. При первом же запуске у аккумов по-
взрывались схемы защиты, пришлось ампутировать. Частота около 500 Гц, скваж-
ность 60%. Искра получалась около 7 мм в длину, катушка при этом резонансно
воет на частоте около 1.5 кГц, как я понимаю из-за всяких гармоник.
Свет можно разложить в спектр призмой или решеткой. Интуиция подсказала,
что решетка удобней в работе, но на всякий случай заказал у китайцев и то и
то. Делать решетку из DVD диска не было никакого желания. При этом краем гла-
за посматривал на Spectral Workbench. Их бумажный спектроскоп (изображен на
рис. ниже) по факту не прокатил из-за очень низкой светосилы. Но прокатило
просто приложить решетку к объективу. Это абсолютно не годится для работы при
дневном свете, но наша плазма получилась относительно точечной и в темноте.
i
Один электрод макаем в воду, второй висит в 2-3 мм над поверхностью. Если
наложить на объектив дифракционную решетку и поставить выдержку побольше, то
получится такое вот зрелище:
А если убрать фон и оставить только то, что надо, то будет вот так:
Спектральную линию натрия видно невооруженным глазом.
После калибровки и заливки на сайт получился вот такой симпатичный спектр:
Пик натрия на своем месте, расхождение буквально в 1 нм. Дальше все просто.
Измерили несколько растворов с точной концентрацией натрия, получили уравне-
ние, измерили минералку, рассчитали содержание натрия. Результаты похожи на
правду, приводить не буду по причине их абсолютной бесполезности4.
Смотрите статьи в архиве к данной публикации.
Литпортал
НАУКА ПЛОСКОГО МИРА 4
Терри Пратчетт, Йен Стюарт, Джек Коэн
Глава 13. Приключения
Ринсвинда в Круглом Мире
Ринсвинд знал, что путешествия в Круглый Мир в последнее время происходили
наугад. У людей из группы Нецелесообразно-Прикладной Магии для этого случая
было специальное слово, а точнее, несколько уравнений, которые можно было
увидеть на стенах, где они постоянно переписывались очередным исследователем,
или выжившим. Но Декан сказал, что знает, что делает, и высадил их прямо по-
среди Лондона; к сожалению, прибытие случилось во время гонки, в которой Рин-
свинд стал невольным победителем; ему, правда, пришлось смириться с много-
кратными шлепками по спине, а также восхищением его нарядом волшебника и мно-
гочисленными благодарностями от имени организаторов за помощь Фонду орангута-
нов в сборе такой большой денежной суммы.
Ко всему прочему, он был удивлен, когда тот, кого он принял за Библиотека-
ря, оказался молодой женщиной в костюме, что привело к забавному недоразуме-
нию, в результате которого ему с Деканом пришлось бежать чуть дальше.
Они нашли симпатичный парк с деревьями и утками в пруду и подумали над сло-
жившимися обстоятельствами. Спустя какое-то время Ринсвинд заметил: «Я ведь
рассказывал тебе об автомобилях, да? Жутко напрасная трата ресурсов! Неужели
это действительно Homo sapiens? Лошади сами размножаются, едят траву, да еще
и дают удобрения. Разве не помнишь, как кричали на улицах: «Два пенса за вед-
ро , хорошо утрамбованное»?».
«Да», ответил Декан. «А еще я помню «Берегись, выливаю!», и это было не
особенно приятно. Но, должен заметить, в эту эпоху они делают успехи правда,
цена, на мой взгляд, огромна, и многие из них этого не понимают, хотя прямо
сейчас я вижу людей в довольно-таки добром здравии: кругом румяные лица, го-
ловы на колья не вешают... в общем и целом, если не слишком задумываться..., хотя
мы-то знаем, что их ждет». Указав на стоящее поодаль здание, Декан добавил:
«Вон то здание довольно большое; мне кажется, я уже его видел».
«Ты прав», подтвердил Ринсвинд. «Помнишь Великий Лондонский пожар? Мы по-
могли мистеру Пипсу закопать его пармезан».
Улица Thames Street в Лондоне накануне Великого пожара 1666 года.
«А, точно. Интересно, он его потом нашел?»
«Нет», ответил Ринсвинд. «Я спросил, куда он его спрятал, а сам так и не
вспомнил, поэтому я вернулся к тому моменту, когда он закапывал сыр, и создал
своего двойника; миссис Герпес, если помнишь, очень обрадовалась находке. Я
подумал, что раз уж он все равно забудет про сыр... короче говоря, было бы не-
простительной ошибкой дать ему пропасть впустую».
«Зря ты так сделал», сказал Декан. «А как же причинность?».
«Не надо мне рассказывать про причинность», возмутился Ринсвинд. «Она мне
не так уж много пользы принесла - то одно, то другое, хлопот с ней не обе-
решься. Но раз уж мы сидим здесь и болтаем, я должен спросить: что ты вообще
сделал, чтобы создать это место? Ну, то есть, ты говоришь, что просто сунул
руку в какую-то твердь и, позволю себе сослаться на твои же слова, «пошевелил
пальцами». Должен сказать, если не считать легкого непонимания, то это мне
вполне понятно, но как же материки и все остальное? Там ведь полным-полно
мелких деталей, вроде белок, и разных существ, и рыб, и всяких удивительных
штуковин в коралловых рифах; они просто поражают воображение. И раз уж об
этом зашла речь, ты отлично придумал поставить Луну в нужное место, чтобы до-
биться приливов и отливов. Весьма остроумная идея - приливы и отливы ведь не
только чистят пляжи, но еще помогают всяким ползучим гадам выбираться из моря
на сушу. Я бы отдал тебе свою шляпу, если бы когда-нибудь согласился ее
снять. Браво, скажу я тебе!».
Горящий Людгейт, на заднем плане виден Собор Святого Павла, ко-
торого пламя ещё не достигло. Автор картины неизвестен, написано
около 1670 года.
Они прошли немного в сторону куполообразного сооружения, стоящего вдали, и
Декан, наконец, произнес: «Ринсвинд. А точнее, Профессор Ринсвинд, я понимаю,
что в вопросах Жестокой и Необычной Географии ты большой знаток. Отъявленный
Профессор, как-никак! Но мне кажется, я должен тебе кое-что объяснить». Тут
он откашлялся, как будто собираясь сделать крайне ценное и весомое заявление.
«Я не сделал ровным счетом ничего. Ничего не планировал. Не создавал устра-
шающей симметрии тигров, которых теперь, похоже, осталось совсем немного.
Нет! Это случилось само собой».
«Но ведь ты», - начал было Ринсвинд.
«О, конечно, я проявляю интерес к этому месту - поступать иначе было бы не-
брежностью с моей стороны», продолжал Декан, «но я ни разу не пытался сделать
это снова. Я бы не хотел брать на себя ответственность». Они прошли еще не-
много, и он добавил: «Я начинаю неплохо ориентироваться в этой эпохе, и чув-
ствую себя уязвленным. Давай возьмем такси; по крайней мере, теперь не нужно
отскребать со своих ботинок конский навоз».
Он щелкнул пальцами, и такси остановилось так быстро, что водитель чуть не
вывалился наружу; он ошарашенно наблюдал за тем, как две фигуры сели в маши-
ну, и ремни безопасности, как по волшебству, пристегнулись сами собой.
Даже не взглянув на водителя, Декан произнес: «Ты отвезешь нас в то место,
которое находится под вон тем куполом; потом ты поймешь, что получил до не-
приличия огромные чаевые, а когда мы покинем твой движущийся аппарат, полно-
стью забудешь о том, что мы когда-либо в нем сидели. Большое спасибо».
Когда волшебники вошли в собор Святого Павла, Декан вздохнул. «Превосходная
работа. Я всегда считал, что пожар-другой того стоит, как и кусок пармезана,
если уж на то пошло чудесная архитектура, по-настоящему разумный замысел!
Старина Билл был прав, верно: «Что за мастерское создание человек». Я не тре-
бую признания, но, согласись, эти люди создали просто удивительные вещи. С
нашей помощью, конечно время от времени их нужно было подталкивать то здесь,
то там».
Собор Святого Павла в Лондоне, построенный взамен сгоревшего во
время Великого пожара.
«Нет», возразил Ринсвинд. «Мне, так или иначе, частенько приходилось иссле-
довать Круглый Мир, и позволь кое-что сказать тебе, дружище, с толчками или
без, хорошо, что я умею быстро бегать. Но вот еще что: давай поднимемся в
Шепчущую галерею и скажем американцам, что здесь дают приз за самый громкий
звук - что скажешь?»
«Американцы?» удивился Декан.
«Да, великие путешественники Круглого Мира, который они втайне считают сво-
ей собственностью; но все же соль Земли даже учитывая то, что соль тоже, бы-
вает , действует на нервы, если ее на рану сыпать. Кстати, мы не должны забы-
вать о том, что именно они упорно пытались добраться до Луны. В моей книге,
которая выражает правильную точку зрения, ага! Вы что-то хотели?»
Вопрос был обращен непосредственно к человеку, предложившему Декану и Рин-
свинду заплатить по пятнадцать фунтов за вход в Шепчущую галерею; Ринсвинд
прошептал Декану, что им надо было, как обычно, стать невидимыми.
Однако Декан, которого Наверн Чудакулли однажды назвал «упрямым ослом»,
сказал: «Уважаемый сэр, знаете ли вы, с кем говорите? Я тот, кто вызвал к
жизни этот крохотный мир! И я сильно сомневаюсь, что должен платить за проход
куда бы то ни было». Ринсвинд схватил Декана за руку и потянул за собой, но
Декан, повысив голос, добавил: «Это дело принципа». Подобные фразы чем-то на-
поминают Титаник - в любом конфликте они неизменно потянут вас на дно.
Ринсвинд сумел убедить персонал, а затем и полицейского в том, что несмотря
на громогласные заявления Декана о своей законной принадлежности к числу не-
божителей, ему на голову недавно свалился кусок кирпичной кладки, и больше он
так поступать не станет. А он сам, в смысле Ринсвинд, позаботится о том, что-
бы он, то есть Декан, добрался до дома, хотя на самом деле Ринсвинд вместе с
Деканом отправился в Австралию, просто потому что она ему нравилась.
Пока они уплетали ведро с устрицами Килпатрик, Декан заметил: «Знаешь, меня
это уже начинает бесить. Люди: они думают, что весь мир вращается вокруг
них».
«Ну», - сказал в ответ Ринсвинд, - «так сказано в одной из их священных
книг; я тебе больше скажу, некоторые люди всерьез считают, что их задача со-
стоит в том, чтобы израсходовать все ресурсы планеты - тогда их бог сделает
им новую. Когда я это прочитал, то подумал: «Ну и ну, вот уж сюрприз так сюр-
приз !»».
«Как по мне, больше похоже на вредный совет», - сказал Декан, - «но мозги-
то у них все-таки есть? Я хочу сказать, мы ведь знаем, что есть; хотя без по-
литики и меркантильной жадности тоже не обошлось - все это обезьяньи продел-
ки. И среди них наверняка появятся разумные люди в противовес всяким умникам,
пусть даже на стороне этих умников будут деньги. Правда, ни один разумный че-
ловек не купится на плохие известия такого рода, даже если это действительно
важно; здесь нужен человек не робкого десятка, который сможет встать и зая-
вить , что в любой священной книге, чему бы она ни учила, обязательно найдутся
места, требующие критического переосмысления». Он вздохнул. «Увы, но вера в
бога, по-видимому, дает верующему право требовать серьезного отношения к соб-
ственным воззрениям. Это суеверие - никто не захочет расстраивать бога».
«Ну, я вот нескольких умудрился расстроить», - признался Ринсвинд. «Мне ка-
жется , это помогает им не терять форму. Ну, знаешь, так уж все устроено: если
время от времени не давать себе встряску, можно и мхом порасти». А затем с
довольно-таки мрачным видом добавил: «Со мной такое частенько случается».
Но Декан его не слушал. «В общем-то, все не так уж плохо, или, точнее, не
так уж глупо», продолжал он. «Наука работает, и люди это видят нашими стара-
ниями, хотя некоторые до сих пор верят, например, священной книге, написанной
комитетом каких-то стариков из Железного века. Но, должен признаться, кое в
чем они были правы».
«Вначале были малюсенькие плавающие штучки, а после них появились рыбы, и
это было неплохой догадкой. Я знаю! Я там был!» - перебил его Ринсвинд.
Декан забрал последнюю устрицу и спросил: «Как думаешь, может мне стоит
появиться в каком-нибудь важном для них месте и со всеми предосторожностями
рассказать одному из них, что именно они делают не так? Мне кажется, я несу
за них какую-никакую ответственность, как бы глупо это ни звучало».
«Не стоит», - категорично заявил Ринсвинд. «Кончишь тем, что тебя к чему-
нибудь пригвоздят; хотя сейчас, насколько мне известно, их подход к этим са-
мым гвоздям стал гораздо тоньше - они выдадут тебе большую награду, от всего
сердца пожмут руку, а потому станут рассказывать друг другу, что как академик
ты потерял связь с реальностью, пусть даже и потратил всю свою долгую карье-
ру , ковыряясь в этих чертовых материях».
«Значит, ничего не поделаешь?» спросил Декан.
«Нет, не совсем. Всякая мелочь в морях и под землей выживет, но если учесть
скорость, с которой разоряются ресурсы этой планеты, я сомневаюсь, что она
сможет приютить еще одну цивилизацию. Возможно, стоит вернуться сюда через
миллион лет. Что-то, может быть, и останется».
Декан был не из тех, что готов смириться со словом «нет», и сделал еще одну
попытку: «Или же невинность наверняка восторжествует!».
«Да», мрачно заметил Ринсвинд. «Может быть. А мне, может быть, нравятся ло-
шади, вот только есть у меня подозрение, что автомобили размножаются быст-
рее...» .
Глава 14.
Усовершенствованная
мышеловка
Ринсвинд питает слабость к лошадям которые, к сожалению, не отвечают ему
взаимностью. Но даже, несмотря на это, он предпочитает лошадей автомобилям.
Вам не нужно создавать лошадь, потому что они создаются сами из уже сущест-
вующих лошадей.
Каждый автомобиль создается независимо от других и при участии человека.
Они сконструированы для определенной цели, которая не только появилась в соз-
нании конструктора до создания самой машины, но и стала фактической причиной
ее появления. Без людей Земля не создала бы автомобиль даже за миллиард лет.
Тем не менее, она сумела произвести на свет лошадей, причем добилась этого
без участия людей и в гораздо более короткие сроки.
Ученые считают, что лошади это результат эволюции. Доказательством, в числе
прочего, служит знаменитая серия окаменелостей, которые показывают нам, как
именно происходила эволюция лошадей в период с 54 миллионов до миллиона лет
тому назад. Начинается она с лошадеобразнохю млекопитающего длиной всего лишь
0,4 м. Первоначально этот род получил поэтичное название эогиппус («лошадь
зари»), но впоследствии был переименован в гиракотерия в соответствии с пра-
вилами таксономии, что в данном случае привело к нелепому результату63. 35
миллионов лет тому назад его сменяет мезогиппус длиной 0,6 м; затем мерикгип-
пус с возрастом 15 миллионов лет и длиной 1 м; затем плиогиппус с возрастом 8
миллионов лет и длиной 1,3 м; и, наконец (к настоящему моменту), лошади по
сути не отличающиеся от современных с возрастом 1 миллион лет и длиной 1,6 м.
Таксономисты могут довольно точно отследить последовательность изменений,
произошедших с древними предками лошади в этом ряду поколений к примеру, из-
менений в зубах и копытах животных. Они также могут оценить временные рамки
этих изменений, благодаря датирования горных пород. А значит, геологические
данные теперь тоже смогут внести свою лепту. Чтобы поставить эволюционную ис-
торию под сомнение, достаточно всего одного ископаемого вида, обнаруженного
не в том пласте породы. Однако смена горных пород, их возраст, измеренный при
помощи различных методов, эволюционная последовательность окаменелостей, а
также ДНК лошадей и их современных родственников на удивление точно согласу-
ются друг с другом.
Аналогичные доказательства подтверждают происхождение людей от обезьянопо-
добных предков, однако, их история не была такой ровной и аккуратной, так как
В 1841 году Ричард Оуэн, ведущий специалист в области палеонтологии, нашел фраг-
мент окаменелости, который (из-за зубов) посчитал останками дамана и отнес к новому
роду Hyracotherium. В 1876 году Отниел Марш обнаружил полный скелет, очевидно при-
надлежащий лошадеобразному существу, и причислил его к другому новому роду Eohippus
(«лошадь зари»). Как выяснилось впоследствии, обе окаменелости принадлежали к одному
и тому же роду, и по правилам таксономии победило название, впервые упомянутое в
публикации. В итоге выразительное имя «лошадь зари» было утрачено, а научное недора-
зумение , наоборот, закрепилось.
несколько видов теоретически могли сосуществовать друг с другом. Эти предки-
гоминины произошли от других млекопитающих, которые произошли от пресмыкаю-
щихся, которые произошли от земноводных, которые произошли от рыб64. Ринсвинд
знает, как именно происходила эволюция наземных животных - он был там лично.
Чего не скажешь о самих обитателях Круглого Мира это одна из причин, по кото-
рой прошлое вызывает среди них споры.
*r*f4HT£f
Eohippus Oligohippus Merychippus Pliohippus Modem horse
Эволюция лошади (та ветвь, что дожила до наших дней).
Уильям Пейли в своей книге «Естественная теология» 1802 г., как и современ-
ные сторонники креационизма, верил в то, что лошади и люди были задуманы Бо-
гом, а их современные формы в точности соответствуют тем, что были дарованы
им в момент творения. Гипотеза разумного замысла заключается в попытке дока-
зать существование некоего космического создателя (мы все знаем, о ком идет
речь, но назвать его было бы ненаучным...), исходя из существования сложных
структур в живых организмах. Дарвин полагал, что наличие замысла не является
в этом смысле ни обязательным, ни даже достоверным: живые существа появились
иначе, в процессе эволюции. Почти все биологи с этим согласны. Неодарвинизм
подводит под эту теорию генетическую основу.
Эволюция или замысел?
Возможно, различие между ними не так велико, как полагает большинство из
нас.
Когда замысел преподносится в качестве альтернативы эволюции, негласно под-
разумевается, что эти концепции существенно отличаются друг от друга. Замысел
предполагает осознанную деятельность, реализуемую неким автором, который зна-
ет, какой результат он, она или оно хочет получить, и с какой целью. В то
время как эволюция среди многочисленных случайных вариантов и изменений отби-
рает те, которые тем или иным образом повышают шансы на выживание; затем она
многократно копирует успешные решения. У нее нет ни задач, ни целей. Она не
сводится к «слепому случаю», как ее часто называют креационисты, забывая
(здесь мы проявим благосклонность) о решающей роли отбора. Тем не менее, про-
цесс эволюции это исследование, а не движение к намеченной цели.
Однако при более близком рассмотрении оказывается, что между замыслом и
эволюцией больше общего, чем считает большинство из нас. Технология, на пер-
вый взгляд, является продуктом разумного замысла, однако в значительной мере
развивается за счет эволюции. Отбор предпочитает более совершенные техноло-
гии, так как они лучше справляются со своей задачей; впоследствии они вытес-
няют более старые технологии. Можно провести аналогию с тем, как естественный
отбор заставляет эволюционировать живые организмы, а значит, у нас есть осно-
Ь4 Благодаря открытию окаменелых останков, с 1881 года появилась целая серия проме-
жуточных звеньев между рыбами и амфибиями: Osteolepis, Eusthenopteron,
Panderichthys, Tiktaalik, Elginerpeton, Obruchevichthys, Veritastega, Acanthostega,
Ichthyostega, Hynerpeton, Tulerpeton, Pederpes, Eryops.
вания говорить и об эволюции технологий. (Впрочем, аналогия эта слишком об-
щая, так что не стоит воспринимать ее буквально. Чертежи и САПР-проекты не-
удачная аналогия для генов.) Может показаться, что выбор той или иной техно-
логии зависит от решения человека, но в действительно он происходит в рамках
жестких ограничений. Успех зависит от результатов голосования, а каждый изби-
ратель голосует своим кошельком. Намерения самого изобретателя почти не игра-
ют роли. Главный критерий, так же как и в случае биологической эволюции, за-
ключается в работоспособности.
Из-за трудностей, характерных для наивного восприятия замысла, которое было
предложено Пейли, в действительности изобретатели не переходят от идеи сразу
же к воплощению своего продукта - нам следует внимательно отнестись к тому,
как именно замысел проявляет себя в сфере технологий. Это изменит наш взгляд
и на «замысел» в мире природы.
Большая часть человеческих изобретений не работает с первого раза. Многие
фляги до сих пор опорожняются с трудом. Дешевле придумать свою разновидность
фляги, даже если она никуда не годится, чем платить лицензионный сбор за хо-
рошую, но чужую. Усовершенствованная мышеловка, даже если она действительно
лучше других, лишь незначительно отличается от сотен предыдущих вариантов.
Как правило.
Эволюция мышеловок это непрерывный процесс, а не просто последовательность
не связанных друг с другом приспособлений. То же самое касается и велосипе-
дов, автомобилей, компьютеров и даже фляжек. Каждая новая возможность приво-
дит к ветвлению конкретного пути технологического развития и прокладывает но-
вые тропы. Стюарт Кауффман, один из основателей науки о сложности, ввел поня-
тие «смежных возможностей» для обозначения возможных вариантов поведения
сложной системы, которые незначительно отличаются от ее текущего образа дей-
ствия. Смежные возможности это перечень потенциальных вариантов развития. В
некотором смысле это и есть потенциал системы.
Органическая эволюция движется вперед, вторгаясь в пространство смежных
возможностей. Вторжения, которые терпят неудачу, нельзя даже назвать вторже-
ниями ; они практически ничего не меняют. Однако успешные вторжения не просто
меняют развивающуюся систему - они влияют на смежные возможности всех систем.
Когда насекомые впервые поднялись в воздух, тем, кто остался на земле, стала
угрожать опасность истребления с воздуха, несмотря на то, что сами по себе
они не изменились. Таким же образом за счет покорения смежных возможностей
развивается и технология. Технологическая эволюция быстрее органической, так
как с помощью воображения человеческий разум может перескочить в пространство
смежных возможностей и понять, сработает ли его задумка, даже не воплощая ее
в действительности. Кроме того, он способен копировать, в то время как орга-
ническая эволюция прибегает к этому лишь изредка, если не считать воспроиз-
водства почти точных копий организмов. Эти процессы порождают различные пути
и истории, а также контексты, в которых одни эволюционные траектории обладают
жизнеспособностью, а другие нет. Лишь немногие избранные траектории приводят
к успеху. Напротив, размышляя категориями инноваций, ведущих к созданию про-
дукта, мы придаем процессу конструирования вид некой магии.
Между технологической и органической эволюцией можно провести ряд полезных
аналогий и немало аналогий, вводящих в заблуждение. В литературе часто встре-
чаются сравнения между органической эволюцией и экономикой, и почти все они
вводят читателей в заблуждение - начиная от социального дарвинизма и заканчи-
вая «стоимостью» размножения. Тем не менее, из сопоставления некоторых эволю-
ционных и биологических траекторий можно извлечь пользу. К ним, в частности,
относится телеграф телефон, особенно международный с подводными кабелями в
качестве инвестиций, ручки, текстовые процессоры, а также ракеты — космиче-
ские лифты, к которым мы вскоре вернемся. С каждым витком рекурсии эти изме-
нения помогают избавиться от старых ограничений.
Существуют биологические прецеденты, в которых эволюция не приводила к уве-
личению сложности (с точки зрения количества информации, содержащейся в ДНК),
а совсем наоборот. Один из примеров это эволюция млекопитающих. По сравнению
со своими земноводными предками млекопитающие обладают меньшим количеством
ДНК - этот трюк стал возможным благодаря тому, что матери млекопитающих кон-
тролируют температуру развивающегося эмбриона, удерживая его в своем теле.
Земноводные нуждаются в колоссальных объемах генетических инструкций, преду-
сматривающих запасные планы на случай непредвиденных обстоятельств, поскольку
их эмбрионы развиваются в пруду и подвержены влиянию погоды со всеми ее не-
предсказуемыми причудами. Сделав ставку на терморегуляцию, млекопитающие из-
бавились от ненужного багажа.
Учитывая расширяющиеся возможности физико-химической Вселенной, выступающей
в качестве субстрата, и модель эмерджентного фазового пространства, представ-
ленного органической эволюцией, вопрос, который нам следует задать это не
«Каким закономерностям подчиняется технологическое развитие?», а «В рамках
каких ограничений, если они вообще существуют, действует технология?». Иногда
мы действительно можем наблюдать устойчивые закономерности. Согласно закону
Мура, вычислительная мощность удваивается каждые восемнадцать месяцев. Он
действует на протяжении нескольких десятилетий, даже, несмотря на то (а в
действительности именно благодаря тому), что технологии претерпели существен-
ные изменения. По мнению некоторых экспертов, увеличение мощности вскоре пой-
дет на убыль, другие же считают, что закон продолжит действовать, благодаря
новым идеям, которые зачастую известны уже сейчас.
Иногда наша культура тоже как будто бы следует эволюционным траекториям.
Как индивидуумы мы реагирует на культуры, в которых живем, и движемся в наше
технологическое будущее вместе с его неуклонным изменением. В отношении куль-
тур этот процесс носит характер эволюции. Однако с точки зрения людей такие
поступательные изменения выглядят, как развитие более сложной живой системы -
социодинамика. Может быть, технология это рак, порожденный мутацией, внезапно
появившейся в среде охотников и собирателей, и постепенно принимающий новые
формы в процессе эволюции? Или же это часть развития, которое создает новые
формы организации и сразу же находит им применение, но при этом следует гиб-
кому и вместе с тем устойчивому пути, подобно развивающемуся эмбриону? В про-
цессе своего развития эмбрион уничтожает множество организованных структур и
убивает немало собственных клеток. Он сооружает строительные леса, а затем
избавляется от них, когда они становятся ненужными.
С точки зрения отдельного человека, вовлеченного в бешеную гонку техноло-
гий, такое напряжение воспринимается как явный симптом социальной патологии
именно об этом пишет Элвин Тоффлер в своей книге «Шок будущего»65. Однако с
точки зрения культуры это вполне естественный процесс развития. Различие меж-
ду этими двумя позициями напоминает два подхода к описанию мыслящего разума:
нервные клетки и сознание. В более общем смысле любая сложная система не
только допускает несколько независимых способов описания, но и может быть
описана на различных уровнях как бетон или мост; мост как архитектурное со-
оружение или как слабое место в защите от вражеского нападения.
Эволюция человека включает в себя два уровня: эмбриональное и культурное
развитие. Ни один из этих процессов не носит преформационного характера, ина-
че говоря, необходимые ингредиенты не поставляются в готовом виде. Ни один из
них нельзя считать простым чертежом типа «сделать вот так». И в том, и в дру-
гом случае эволюционные изменения происходят за счет комплицитного взаимодей-
ствия различных программ, каждая из которых влияет на будущее остальных. Со
«Future Shock», 1970. - прим. пер.
временем влияние каждой из программ на собственное будущее уже не ограничива-
ется ее внутренней динамикой - она изменяет будущее и за счет изменений, вы-
званных в других программах.
В какой мере эти изменения являются предсказуемыми или случайными? В данном
случае имеет место различие между двумя современными точками зрения, одна из
которых связана с палеонтологом Саймоном Конвеем Моррисом и его книгой «Реше-
ние жизни. Неизбежность людей в одинокой Вселенной»66, а другая с поздними
взглядами Стивена Джея Гулда в книге «Удивительная жизнь»67. Это различие иг-
рает ключевую роль в вопросе о роли замысла в эволюции.
Гулд прекрасно обыграл разнообразие животных, представленных ископаемыми
Берджесских сланцев, которые сформировались в начале кембрийского периода
около 570 миллионов лет тому назад. Ископаемые были описаны предшествующими
биологами, однако Моррис их переработал и реконструировал. Среди этих образ-
цов он выделил множество морфологических разновидностей, причем количество
базовых вариантов строения животных (таксономических «типов») превосходило
все, что было известно до этого момента. Гулд использовал широкий спектр
строений тела как аргумент в пользу того, что возможности жизни в плане мор-
фологии даже на уровне фундаментальной или базовой структуры практически не-
ограниченны, а современные организмы это выжившие по воле случая представите-
ли гораздо более обширной популяции, существовавшей в начале кембрийского пе-
риода .
Тем не менее, Моррис пришел к противоположному заключению, а именно: по-
скольку некоторые из многочисленных вариаций были сведены воедино и сформиро-
вали сходных животных, определенные типы строения оказываются в выигрыше не-
зависимо от особенностей их реализации. А значит, любой обширный набор раз-
личный строений тела в процессе эволюции обязательно произведет на свет прак-
тически тот же самый спектр организмов, который мы наблюдаем в настоящее вре-
мя; он будет отобран автоматически, потому что именно такие варианты строения
тела проявляют себя наилучшим образом. В палеонтологической летописи можно
найти немало примеров подобной конвергенции68: ихтиозавры и дельфины в про-
цессе эволюции стали похожими на акул и других плотоядных рыб, потому что та-
кая форма лучше всего подходит хищнику наподобие рыбы. Иными словами, Моррис
полагает, что если бы мы обнаружили живых существ на планете, напоминающей
Землю, или перезапустили эволюцию жизни на самой Земле, то увидели бы практи-
чески те же самые варианты строения тела животных. Инопланетяне, живущие в
мире, похожем на наш, не сильно бы отличались от нас самих, даже если бы их
биохимия была совершенно иной.
Гулд же, напротив, так же, как и мы69, считал, что в результате подобного
перезапуска итоговый спектр жизненных форм будет совсем не похож на известный
нам. Другие варианты строения, принципиально иные формы тела имеют такие же
шансы, что и существующие в настоящее время. Современные варианты строения
всего лишь случайная, зависящая от обстоятельств, группа, которой повезло до-
жить до наших дней. Инопланетяне даже наиболее высокоразвитые по своему
строению будут, скорее всего, сильно отличаться от нас, в каком бы мире ни
протекала их эволюция. Включая и перезагрузку нашей Земли.
«Life's Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe», 2003. - прим. пер.
67 «Wonderful Life: The Burgess Shale and the Nature of History», 1989 («Удивитель-
ная жизнь: Сланцы Берджес и природа истории»). - прим. пер.
68 Джек припоминает одного сообразительного ирландского студента, который, отвечая
на экзамене на вопрос о конвергентной эволюции, определил ее так: «когда органы двух
потомков больше похожи друг на друга, чем на органы их общего предка».
69 См. «Как выглядит марсианин?» («What Does a Martian Look Like?») Джека Коэна и
Йена Стюарта.
Прежние взгляды на роль генов в дарвиновской эволюции придавали особое зна-
чение мутациям, случайным изменениям ДНК-последовательности. На самом деле,
во всяком случае, если речь идет о видах, размножающихся половым путем, глав-
ным источником генетической изменчивости служит рекомбинация, произвольная
перетасовка генетических вариантов, полученных от родителей. Нововведений
можно добиться и без мутаций; достаточно новых комбинаций уже существующих
генов. Многообразие доступных генетических вариантов - это наследие гораздо
более древних мутаций, однако в настоящее время для изменения организма мута-
ции уже необязательны.
Сегодня все биологи согласны с тем, что планы строения организмов не созда-
ются по кусочкам, мутация за мутацией, а были отобраны в результате рекомби-
наций. Вместо мутаций, создающих новые варианты генов, мы видим рекомбинации
множества древних мутаций. Они отбираются из наборов совместимых элементов в
каждом из поколений, а не складываются как попало в надежде на то, что все
само заработает. Если, как это кажется вероятным, лишь немногие из траекторий
развития ведут к личинке, которая способна питаться и может вырасти в работо-
способный взрослый организм, в сравнении с огромным множеством тех, кому это
не под силу, то разделение успешных вариантов строения без каких-либо проме-
жуточных форм - это вполне ожидаемый результат. «Недостающие звенья» не обя-
зательно должны быть недостающими или звеньями вообще, поскольку прерывистый
процесс вовсе не требует непрерывных изменений.
Чтобы понять, как именно это происходит в наше время, достаточно взглянуть
на так называемых оппортунистических животных вроде камбалы или устрицы, чье
потомство содержит лишь небольшую долю личинок, способных вырасти во взрослую
особь. Но их поведение ничего не говорит нам о том, а именно здесь и проявля-
ется различие между взглядами Морриса и Гулда, существуют ли успешные вариан-
ты строения в некоем платоническом пространстве организмов, где они дожидают-
ся своего часа, или же все организмы находят собственные, непредсказуемые ре-
шение по мере своего развития. Моррис как христианин придерживается первой
точки зрения: проявление замысла открывает перед нами трансцендентные аттрак-
торы в божественном пространстве моделей, в соответствии с которыми могут
быть устроены живые организмы. Мы, с другой стороны, верим в том, что орга-
низмы могут достичь успеха при помощи такого большого количества способов и
такого большого числа продуктивных моделей, что эволюция, придерживаясь своей
пьяной походки, продолжает их находить, даже несмотря на то, что они лишь из-
редка встречаются посреди огромного множества неудачных вариантов.
В частности, мы считаем, что концепция разумного замысла слишком сосредото-
чена на эволюции конкретных структур, встречающихся в современных организмах
скажем, точной молекулярной конфигурации гемоглобина или бактериального мото-
ра. Теперь, по прошествии времени, эти структуры выглядят крайне маловероят-
ными; если бы природа нацелилась на них во второй раз, у нее бы почти навер-
няка ничего не получилось. Однако эволюция, обнаружив эти структуры, отдала
им предпочтение. Важна вероятность, с которой эволюция может обнаружить не
эту конкретную структуру, а одну из ей подобных. Если число подходящих струк-
тур велико, то процесс, который автоматически нацеливается на любое улучше-
ние, имеет неплохие шансы обнаружить одну из них.
Подумайте, насколько невероятны лично вы. Если бы два генома не соединились
нужным образом, если бы конкретный сперматозоид не встретился с конкретной
яйцеклеткой, если бы ваш отец не познакомился с вашей матерью на танцах, если
бы во время войны бомба, упавшая в бухту, задела вашего дедушку, а не оказа-
лась в сотне метров от него, если бы Наполеон победил в битве при Ватерлоо,
или если бы США. проиграли войну за независимость, если бы на зарождающейся
Земле не появились океаны, если бы рябь, оставшаяся после Большого Взрыва,
была немного другой, вас бы здесь не было.
Вероятность вашего существования бесконечно мала.
Это не так. Вероятность вашего существования 100 %, потому что вы сущест-
вуете здесь и сейчас.
Процессы, благодаря которым вы появились на свет, весьма надежны, и при по-
вторном прогоне привели бы к похожим, хотя и несколько иным, результатам на
каждом из этапов. Ни один сложный процесс никогда не приводит к одному и тому
же результату дважды. Но если новый результат окажется похожим на старый, его
последствия будут не крайне маловероятны, а наоборот, почти неизбежны. Во
второй раз отличия будут заключаться лишь в мелких деталях. Лотерея жизни вы-
глядит совершенно по-другому, если смотреть на нее глазами тех, кто, в конеч-
ном счете, выходит победителем, а не случайных участников, которым еще не из-
вестен ее исход.
Предположение о том, что эволюция технологий может пролить свет на эволюцию
организмов, звучит заманчиво, однако к видимому проявлению замысла эти про-
цессы приводят совершенно разными путями. Тем не менее, с точки зрения нашего
мышления, и особенно перемен, которые произошли в нем за последние годы, эти
системы в целом обладают значительным сходством. Проявление замысла наиболее
яркая составляющая обеих систем. И хотя его первопричины в каждом из случаев
отличаются, удивления у нас оно больше не вызывает. Мы осознали, что Вселен-
ная не обречена на «тепловую смерть», которая должна стать итогом возрастания
энтропии - этот традиционный, но вводящий в заблуждение, термин на самом деле
означает, что однажды Вселенная превратится в теплый бульон, лишенный всякой
структуры. В действительности Вселенная «создает себя по мере собственного
развития», а замысел - это результат ее созидательной работы. По крайней ме-
ре, с этой точки зрения, мы можем сопоставить проявление замысла в техниче-
ских и органических системах. Но злоупотреблять этой метафорой не стоит.
Эволюцию можно увидеть и в развитии культур. Во многих отношениях культур-
ная эволюция занимает промежуточное положение между эволюцией организмов и
эволюцией технологий. Развитые общества способствуют росту разнообразия и ин-
дивидуальности людей. Любое общество создает множество различных ролей начи-
ная от тех, которые ограничиваются полом и возрастом, как, например, рождение
детей и посещение школы, и заканчивая теми, что, по-видимому, выбираются са-
мими людьми - воины, бухгалтеры, воры. Среди социологов существуют две точки
зрения, которые можно сопоставить со взглядами Морриса и Гулда. Некоторые
считают, что роли в некотором смысле являются трансцендентными или универ-
сальными; они ищут прототипы бухгалтеров в «примитивных» обществах охотников
и собирателей. Теория архетипов, предложенная Карлом Густавом Юнгом, выделя-
ет, к примеру, персону, тень и самость. В его понимании они представляли со-
бой чрезвычайно древние универсальные образы, появившиеся из коллективного
человеческого бессознательного, которое влияет на нашу интерпретацию окружаю-
щего мира. Другие, тем не менее, полагают, что в различных обществах некото-
рые роли могут принципиально отличаться друг от друга, несмотря на внешнюю
схожесть и аналогичный перевод их названий - японец, работающий на автозаводе
отличается от своего британского коллеги и мировоззрением, и социальным ста-
тусом .
Обе социологические позиции могут стать источником полезных сведений: раз-
личные общества, так же, как и различные экологии и культуры, наделяют своих
членов разнообразными ролями. Создание универсальных родов деятельности в
культурном плане можно сравнить с такими биологическими изобретениями, как
хордовые, трилобиты, мышцы и гнезда. А также с технологическими изобретениями
из разряда велосипедов, двигателей внутреннего сгорания, пшеницы и веревки.
Еще одна полезная аналогия соотносит деньги в человеческих сообществах с ис-
пользованием АДФ и АТФ (аденозинди(-три)фосфата) для выработки и обмена энер-
гии в живых клетках. Кстати говоря, АТФ часто называют молекулярной валютой
клетки. Новые проявления замысла в органической эволюции, культуре, техноло-
гии и даже языке можно успешно сравнивать друг с другом. Тем не менее, к та-
ким сравнениям нужно относиться с большой осторожностью и не применять там,
где это не оправданно.
Идея эволюции технологий отличается от традиционной точки зрения, при кото-
рой замысел и эволюция считаются диаметрально противоположными явлениями. За-
мысел в технологии обычно воспринимается как результат изобретательского тру-
да, а не эволюции. Это предположение лежит в основе знаменитой аналогии Пейли
между живым существом и часами. Часы это довольно сложное устройство, продукт
разумного замысла и труда. Значит, если в живом организме вы найдете нечто
столь же сложное, то и он должен быть результатом замысла, а все живые орга-
низмы созданы разумным творцом. Иначе говоря, должен существовать некий соз-
датель космического масштаба, что и требовалось доказать. Из того же предпо-
ложения исходит и гипотеза разумного замысла, которая, по сути, представляет
собой доказательство Пейли, переформулированное с использованием примеров из
современной биохимии.
И все же анализ истории подавляющего большинства изобретений показывает,
что они либо представляют собой развитие более ранней технологии, иначе гово-
ря , ее адаптацию, либо искажение технологии, используемой в другой сфере.
(Небольшое число изобретений, по-видимому, возникли на пустом месте, без ка-
ких-либо заметных предшественников). Биологи называют подобное явление «эк-
заптацией»; впервые этот термин был введен Гулдом и Элизабет Вэрба в 1980-х.
Он обозначает органическое или технологическое изменение, в основе которого
лежит совершенно другая структура или функция. Примером может служить исполь-
зование перьев для полета. Изначально перья появились у динозавров, однако
структура их скелета указывает на то, что первые оперившиеся динозавры не
пользовались перьями, чтобы летать. Как динозавры использовали перья, мы точ-
но не знаем, но наиболее вероятные объяснения для сохранения тепла и в каче-
стве полового признака. Вполне возможно, и для того, и для другого. Впослед-
ствии оказалось, что перья хорошо подходят для крыльев и полета, и эволюция
создала птиц. Природа это оппортунист. Технологический пример экзаптации -
использование пластинок для записи музыки. Изобретая фонограф, Эдисон изна-
чально преследовал более серьезную цель - запись последних слов известных лю-
дей и исторических речей политиков для будущих поколений. Он весьма предосу-
дительно относился к использованию устройства для фривольностей вроде музыки,
и, тем не менее, с благодарностью принимал деньги.
Фонограф Эдисона. ок.1899.
Экзаптация это один из менее очевидных козырей, которыми располагает эволю-
ция; нередко она служит решением эволюционных загадок, в которых определенная
функция, на первый взгляд, требует одновременного появления нескольких не
связанных друг с другом структур, причем ни одна из таких структур по отдель-
ности эту функцию не выполняет. Мысль о том, что эволюция в принципе не спо-
собна создать такие структуры, напрашивается сама собой, но в действительно-
сти это возможно благодаря экзаптации. В этом случае структуры, о которых
идет речь, изначально выполняют различные функции.
Классический пример это бактериальный жгутик, структура, которая, по мнению
сторонников разумного замысла, никоим образом не могла появиться в результате
эволюции. Благодаря жгутикам некоторые бактерии могут перемещаться по собст-
венному желанию. Главная его составляющая это крошечный молекулярный мотор,
который приводит жгутик во вращение по аналогии с тем, как мотор лодки за-
ставляет вращаться пропеллер. Бактериальный мотор70 состоит из большого числа
различных белковых молекул. До недавнего времени специалисты по эволюционной
биологии не могли удовлетворительно объяснить, как настолько сложная структу-
ра могла появиться в ходе естественного отбора.
В 1978 Роберт Макнаб писал: «Остается только восхищаться тем, насколько
сложна полная моторно-сенсорная система одной-единственной бактерии. Какие
преимущества мог дать «преджгутик» [имеется в виду подмножество его компо-
нент] и какова в то же самое время вероятность «одновременного» развития?» В
1996 году Майкл Бихи, биохимик и ведущий сторонник теории разумного замысла,
выразил ту же самую обеспокоенность в книге «Черный ящик Дарвина»71, где он
также приводит несколько аналогичных загадок эволюции. Он пришел к выводу,
что хотя многие структуры, существующие в живых организмах, а точнее, большая
их часть имеют эволюционное происхождение, для некоторых это не представляет-
ся возможным из-за их нечленимой сложности - если вы удалите любую из компо-
нент , структура перестанет функционировать.
Это настоящая головоломка, однако, прежде чем прибегать к помощи неизвест-
ного джинна из бутылки, не имея независимых доказательств его существования,
мы должны убедиться в том, что обычным эволюционным процессам этот орешек
действительно не по зубам. Теория разумного замысла не просто утверждает лож-
ность какого-то конкретного эволюционного пути: она претендует на доказатель-
ство того, что подобный путь не может существовать в принципе. Если вы соби-
раетесь воспользоваться общим принципом такого рода, чтобы заявить о сущест-
вовании некоего сверхъестественного существа или высокоразвитого космического
творца, в ваших рассуждениях не должно быть слабых мест. В противном случае
вся ваша философия окажется построенной на песке вне зависимости от реального
положения дел. Книга Бытие может быть достоверной во всех подробностях, но
если в вашей логике есть изъян, предполагаемое доказательство все равно не
будет стоить ни гроша.
В ответ на разумный замысел биохимики решили повнимательнее взглянуть на
белки бактериального мотора и соответствующие им гены. Основным компонентами
этих моторов являются белковые кольца, которые довольно часто сопровождают
процесс эволюции. Какую пользу может принести кольцо? В нем есть дырка. Дырки
Мы говорим о моторе вообще, потому что так делают все, хотя моторы разных бакте-
рий отличаются друг от друга. Дарвин был озадачен вопросом, зачем божеству создавать
сотни очень похожих друг на друга морских желудей, которые, тем не менее, относятся
к разным видам; а мы можем точно так же поинтересоваться, зачем разумному творцу
вмешиваться в нормальное течение эволюции, чтобы оснастить несколько десятков бакте-
рий моторами индивидуальной конструкции.
71 «Darwin's Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution» («Черный ящик Дарви-
на. Биохимия бросает вызов эволюции»), 1996. - прим. пер.
могут быть крайне полезны для бактерий или клеток, так как способны выполнять
функцию пор или разъемов. Поры пропускают внутрь молекулы внешней среды или
выталкивают наружу внутренние молекулы клетки. Поры различного размера отве-
чают за молекулы разной величины. Здесь себя может проявить естественный от-
бор под влиянием мутации в ДНК, кодирующей один из таких белков, может поя-
виться белок с похожей, но немного отличающейся формой или величиной. Пока
поры приносят пользу, эволюция сможет найти им улучшенную замену, при усло-
вии , что она есть.
С помощью разъемов бактерии и клетки могут присоединять новые структуры как
внутри, так и снаружи клеточной мембраны. К одному и тому же разъему могут
подходить самые разные молекулы, и у эволюции опять-таки появляется огромный
простор для творчества. То, что раньше было порой, может впоследствии стать
разъемом, если к нему что-то подойдет по форме. Когда два компонента соединя-
ются друг с другом, их функция может измениться. С экзаптациеи нечленимая
сложность перестает быть препятствием для эволюции. Вам даже не нужно доказы-
вать точный эволюционный путь конкретной структуры, поскольку нечленимая
сложность предположительно исключает не только тот путь, который имел место в
действительности, но и любую мыслимый альтернативу.
Изгиб
филамента
Жгутик
Филамент
жгутика
27 нм
СТАТОР
внешняя
мембрана
пептидный
слой в меж-
мембранном
пространстве
внутренняя
мембрана
РОТОР
Строение жгутикового мотора.
Итак, давайте поразмыслим.
Целый ряд биологов попытались найти правдоподобное или вероятное объяснение
эволюционного происхождения бактериального мотора, исходя из ДНК и других
биохимических фактов. Оказалось, что это не так уж и сложно. Многие детали
все еще носят условный характер, как и наука в целом, но теперь история дос-
таточно близка к завершению, чтобы опровергнуть заявление о принципиальной
невозможности любого эволюционного объяснения мотора из-за характера его
сложности. Разумеется, это еще не означает, что текущее эволюционное объясне-
ние соответствует действительности. Этот вывод предстоит доказать или опро-
вергнуть в ходе дальнейших научных изысканий. Но это отнюдь не то же самое,
что задавать вопрос о принципиальной возможности подобного объяснения.
Согласно наиболее полной теории, объединяющей эти гипотезы и предложенной
Николасом Матцке, все начинается с универсальной поры. В процессе эволюции
она приобретает некие специфические функции. На раннем этапе такая структура
еще не является мотором, но уже выполняет весьма полезную, и при том совер-
шенно другую, функцию выводит молекулы за пределы клетки. По сути, в ней мож-
но увидеть примитивную разновидность так называемого экспортного аппарата III
типа, который встречается у современных бактерий - анализ ДНК это подтвержда-
ет. Дальнейшие изменения, в ходе которых пора постепенно увеличивает свою эф-
фективность или преобразуется в результате экзаптации, составляют вполне ве-
роятный путь эволюционного развития, который ведет к созданию бактериального
мотора и находит все большее подтверждение в исследованиях ДНК72.
Конечно, если вытащить из бактериального мотора достаточное количество час-
тей, он, возможно, уже не будет так хорошо выполнять свои функции. Вот только
эволюция не знала, что ей предстоит сделать именно мотор.
Таким образом, реальный «замысел» отличается от того, как мы его зачастую
представляем, даже в отношении человеческих технологий, не говоря уже о био-
логии. На каждом шаге инновацией, возможно, движут человеческие намерения, но
все, что справляется со своей задачей и передается следующим технологиям,
эволюционирует. В какой-то степени автомобили эволюционировали из конных эки-
пажей, а шариковая ручка прямой потомок пера для письма. Мы можем на законных
основаниях сравнить их развитие с тем, как млекопитающие произошли от девон-
ских рыб, вышедших из моря на сушу, и крошечными косточками среднего уха пря-
мыми потомками костных жаберных образований этих самых рыб.
Эволюция неэффективна. Очень многое она просто выбрасывает на ветер. Неис-
числимые виды наземных позвоночных подверглись вымиранию. И большая часть че-
ловеческих изобретений тоже не работает на практике. Лишь немногие из огром-
ного числа наличествующих вариантов занимают ниши передовых структур или
функций. Все мы действуем в рамках традиций, а также функциональных ограниче-
ний, которые требуют, чтобы любое новое изобретение выполняло функции своего
предшественника. Классический пример: ракеты «Аполлон» доставляли к стартовой
площадке при помощи рельсов, расстояние между которыми было слишком мало,
чтобы обеспечить нужную устойчивость. Объясняется это тем, что ширина желез-
нодорожных путей в США. была выбрана, исходя из ширины рудничной железной до-
роги, на которой как раз умещались две лошади. Так лошадиный зад поставил под
угрозу лунную программу.
Давайте для определенности задумаемся об усовершенствованных мышеловках.
Эволюция мышеловок это не просто последовательная смена моделей, а процесс, у
которого есть несколько вариантов развития. Конструкция с металлической пла-
стиной, которая, опускаясь вниз, ломает (хочется верить) мышиную шею, легла в
основу десятков различных моделей, в том числе с компьютерным управлением.
Модели, загоняющие мышь в ловушку внутри металлической трубы или клетки, ско-
рее всего, произошли от ловушек для омаров, но и они прошли через то, что на
языке биологии называется адаптивной радиацией: мы обнаружили семь разных ви-
дов, в которых для входа используются пружинные двери и эластичные окна.
То же самое касается велосипедов, автомобилей и компьютеров все они со вре-
менем претерпевают адаптивную радиацию. Любая новая способность, встретившая-
ся на конкретном пути технологического развития, скажем, компьютерное управ-
ление, логические микросхемы, становится отправным пунктом для новых дорог.
Представьте себе всем известную кошачью дверцу - некоторые современные модели
пропускают внутрь или наружу вашу кошку со специальным магнитным ошейником, а
Н. Дж. Матцке. Эволюция в (броуновском) пространстве: модель происхождения бакте-
риального жгутика, http://www.talkdesign.org/faqs/flagellum.html
для чужих кошек остаются закрытыми. Продвинутые электронные модели умеют про-
верять идентификационный номер кошки. Недалеко и до полноразмерных сканеров,
которые будут выявлять кошек-террористов, вооруженных взрывающимися мышами.
Технологическая эволюция, так же, как и ее органический аналог, непрерывно
отвоевывает пространство смежных возможностей - она перебирает варианты, ко-
торые всего на один шах1 опережают существующую практику, причем делает это в
довольно-таки неоригинальной манере.
Обычно мы воспринимаем этот процесс как техническое развитие, а не иннова-
цию, если, конечно, развитие не происходит в неожиданном направлении - тефло-
ном, к примеру, покрывают сковороды для придания им антипригарных свойств, а
крылья пингвина используются для плавания. Большинство водных млекопитающих,
в отличие от этих самых птиц, которые лишь во вторую очередь приобщились к
водному образу жизни, используют для движения не плавники, а хвосты. Такие
изменения направленности отличаются большей оригинальностью, и их правильнее
считать экзаптациями, а не адаптациями. Или, если не использовать язык биоло-
гии, настоящими инновациями.
Среди тех, кто видит в эволюции вполне адекватную метафору многочисленных
примеров технологического прогресса, раньше бытовало мнение, что главное от-
личие технологической эволюции от органической заключается в ее ламарковском
характере (название происходит от имени французского натуралиста Жана Батиста
Ламарка, который жил в одно время с Дарвином) , в то время как органическая
эволюция следует канонам дарвинизма. В ламарковской эволюции приобретенные
характеристики могут передаваться по наследству - если кузнец натренировал
силу рук, благодаря своей работе, то такие же мускулистые руки должны быть и
у его сыновей. В эволюции по Дарвину это невозможно. Неодарвинизм объясняет
разницу тем, что по наследству могут передаваться только признаки, определяе-
мые посредством генов.
Впоследствии граница между двумя механизмами эволюции стала немного размы-
той, и каждый из них приобрел черты, которые, как считалось ранее, были ха-
рактерным признаком его противоположности. Техническое развитие позаимствова-
ло у эволюции фокус с созданием так называемых генетических алгоритмов для
разработки новых продуктов. Оцифрованные модели перетасовываются по аналогии
с рекомбинацией - процессом, который обеспечивает перемешивание генетических
вариантов родителей в ходе биологического размножения. Очередное поколение
технологий, переживших этот процесс, сочетает в себе более полезные черты
предыдущих поколений. Иногда в нем появляются новые эмерджентные качества,
если они приносят пользу, отбор сохраняет их на будущее. Окончательная модель
зачастую недоступна пониманию инженера-человека. Эволюция вовсе не обязана
подчиняться человеческому рассказию.
Явление генетической ассимиляции, которое полностью соответствует духу дар-
виновой эволюции, может выглядеть, как явное проявление ламаркизма. Последо-
вательное изменение популяции за счет отбора действенных генетических комби-
наций может сместить пороговые значения, при которых в дело вступают конкрет-
ные способности. Как следствие, реакции, которые изначально служили ответом
на некое воздействие окружающей среды, в последующих поколениях могут прояв-
ляться и без этого воздействия. К примеру, если мы регулярно ходим пешком,
кожа на подошвах ног становится толще это приобретенная черта; однако генети-
ческие рекомбинации, благодаря которым дети уже с рождения имеют более тол-
стую кожу на своих ступнях, увеличивают эффективность этого процесса, а зна-
чит , отбор отдает им предпочтение. Любая новая черта неважно, приобретенная
или нет, которая приносит пользу, то есть увеличивает шансы произвести на
свет потомство, раскрывает некий признак, который может быть случайно обнару-
жен дарвиновой эволюцией и применен с пользой для дела. Возможно, генетиче-
ская ассимиляция действительно является стандартным механизмом, при помощи
которого адаптации, проявляющиеся в виде реакции на внешние стимулы, впослед-
ствии становятся неотъемлемой частью развития.
В частности, давнее отличие во взглядах Ламарка и Дарвина уже не в состоя-
нии уловить разницу между технической и органической эволюцией. Но это ее не
означает, что между ними нет никаких существенных отличий. Есть такая заман-
чивая мысль, что один из очевидных аспектов технологической эволюции ни при
каких условиях не может проявиться в эволюции по Дарвину - речь идет о спо-
собности вообразить будущие возможности еще до разработки метода или его во-
площения в каком-нибудь устройстве. Человеческая технология рождается в вооб-
ражении изобретателей и первооткрывателей, сменяющих друг друга: «Что про-
изойдет, если?» - это теоретическое исследование смежных возможностей Кауфф-
мана. В большинстве случае такие попытки предугадать будущее заканчиваются
отказом от гипотетических изобретений без необходимости создавать и тестиро-
вать их на практике: они не будут работать, потому что, или никто не сможет
ими воспользоваться, так как или они будут стоить слишком дорого, или их эф-
фективность будет недостаточной, чтобы вытеснить устройство, которое и без
того прекрасно справляется с поставленной задачей.
Кажется невозможным, что у этого творческого процесса может быть аналог в
органическом мире и все же он существует. В 1896 году психолог Джеймс Марк
Болдуин задался вопросом, могут ли животные, участвующие в поведенческих экс-
периментах , эволюционировать, по сути, пытаясь представить, что произойдет,
если они научатся решать какую-нибудь новую задачу, не доступную для них в
настоящий момент. Окапи, к примеру, похожи на жирафов, но их шея и ноги имеют
нормальную длину. Предположим, что один отважный окапи не оставляет попыток
дотянуться до нижних веток деревьев, чтобы ощипать с них листья, хотя раз за
разом терпит неудачу. Так как его попытки ни к чему не приводят, их можно
сравнить с воображением. Однако некоторым окапи может повезти, и тогда отбор,
вероятно, окажется на стороне особей, которые отличаются чуть более длинной
шеей и ногами, что в итоге приводит к появлению жирафов. Этот процесс часто
называют эффектом Болдуина.
Несколько лет тому назад мы стали свидетелями животного поведения, которое
вполне могло стать отправной точкой подобной эволюционной траектории экзапта-
ции в действии. Сомы-плекостомусы часто используются в крупных аквариумах в
качестве чистильщиков, которые при помощи своего рта, похожего на присоску,
удаляют со стенок аквариума водоросли. В дикой природе они могут крепко удер-
живаться на скользких камнях, одновременно соскабливая с них водорослевую
пленку; кроме того, у них отличная броня с костяными шипами в спинном и груд-
ных плавниках. В аквариуме у сомов, благодаря этим чертам, проявляется совер-
шенно новая способность, применение которой мы наблюдали в комнате отдыха ма-
тематического института в университете Уорика. Природные способности этого
сома позволяют ему намного лучше собирать плавающие кусочки еды по сравнению
с другими рыбами. Для этого сом применил метод, который практически незнаком
его диким сородичам: он поглощал кусочки своим ртом-присоской, перевернувшись
на спину и отгоняя конкурентов колючими плавниками. Иными словами, рот сома,
приспособленный для сбора пищи с камней, в результате экзаптации может соби-
рать частички пищи с поверхности воды, особенно если пища мягкая, а рыба об-
ладает эффективной защитой.
Под влиянием будущей генетической ассимиляции подобное поведение, достигну-
тое в результате экзаптации, может без проблем стать частью генома в популя-
ции сомов. Оно может участвовать в отборе и адаптироваться по ходу движения
вдоль эволюционной траектории тогда подобный метод сбора пищи с поверхности
воды станет для сомов обычным явлением.
На самом деле нечто подобное, вероятно, уже случалось, правда, не с потом-
ками сомов из математического института (таковых нет) . Речь идет о соме-
перевертыше Synodontis nigriventris , который в дикой природе пользуется по-
добным методом для сбора насекомых с поверхности воды. В таком случае мы ви-
дим как начало, так и конец вполне правдоподобной эволюционной траектории.
Начинается она, вероятно, с того, как голодный сом замечает пищу на поверхно-
сти воды в близлежащей отмели; возможно, это разлагающийся труп насекомого,
плавающий в воде. Пытаясь дотянуться ртом до аппетитного кусочка, сом перево-
рачивается на спину, и даже если его попытки в большинстве случае только ме-
шают делу, любой случайный успех приводит к награде. Теперь он будет прояв-
лять большую чувствительность по отношению к этому источнику пищи и, возмож-
но, станет наведываться на мелководье за добавкой. Его потомство, выросшее в
той же среде, имеет большие шансы пережить естественный отбор при аналогичном
поведении, если генетические изменения могут повысить его эффективность.
Описанный сценарий противоречит утверждению Стивена Джея Гулда, высказанно-
му в книге «Улыбка фламинго»74 о том, что адаптации типа кормления вниз голо-
вой у фламинго, вылавливающих ракообразных из солевых озер, всегда основаны
на единственном радикальном отклонении от нормального применения клюва. Жи-
вотные могут проводить небольшие поведенческие эксперименты, и если их усилия
вознаграждаются, такие эксперименты могут стать частью их поведения в буду-
щем. Затем, если вознаграждение будет играть такую же важную роль, как новый
источник пищи или оригинальный способ найти полового партнера, естественный
отбор сможет заняться его улучшением.
У эволюции технологий есть два способа избежать непродуктивных аспектов ор-
ганической эволюции, связанных со временем, потомством и новыми функциями.
Первый мы уже обсуждали - человеческий разум может попытаться запрыгнуть в
пространство смежных возможностей и «в своем воображении» понять, сработает
ли его задумка. Можем ли мы представить себе самолет в десять раз больше
обычного и изменения, которые потребуется внести, чтобы он заработал? Если мы
увеличим длину велосипедной рамы и вынудим велосипедиста откинуться назад, то
как он сможет увидеть дорогу? Не захотим ли мы в таком случае, чтобы он на-
гнулся вперед? Оба подхода были испробованы и могут служить отличным примером
того, как технические плоды нашего воображения резвятся в пространстве смеж-
ных возможностей.
Еще один трюк, которым разум может воспользоваться для улучшения техноло-
гий , это копирование: мы можем взять технический прием, используемый в одном
изобретении, и применить его в других. Органической эволюции, если не считать
некоторых случаев горизонтального переноса генов между видами, этот трюк не-
доступен : каждая линия наследования творит сама по себе. Недавним примером
подобного копирования стало применение цифровых переключателей в самых разных
машинах от тостеров и детских игрушек до автомобилей. Более ранний случай
масштабного копирования использование пластмасс вместо металла в яслях, на
кухнях и в лабораториях. А еще раньше замена стекла на прозрачные пластмассы,
главным образом акриловые, во многих областях применения. Благодаря все более
широкому использованию полупроводниковых технологий, у нас появляются солнеч-
ные батареи, крошечные охлаждающие и нагревательные элементы, а также новое
семейство крайне эффективных ламп: светодиодные лампы белого света. Ряды из
цветных светодиодов теперь можно настраивать, создавая различные условия ос-
вещения; яркий белые свет не способствует сну, и его можно заменить на более
мягкие варианты. Гибкие телевизионные/компьютерные экраны, которые можно сво-
Название переводится как «темное брюшко», потому что из-за своего перевернутого
стиля плавания рыба приобрела более светлую окраску спины, как и брюшко большинства
других рыб, а ее брюшко, наоборот, стало более темным.
74 «The Flamingo's Smile: Reflections in Natural History» («Улыбка фламинго. Отраже-
ния в естественной истории»), 1985. - прим. пер.
рачивать подобно бумаге, уже существуют в лабораториях и не так уж далеки от
внедрения в коммерческое производство. Совсем недавно в ДНК была закодирована
целая книга, а человеческое лицо напечатано на человеческом волосе.
Раньше считалось, что природные «ниши» биологической эволюции, как, напри-
мер, хищническое поведение, уже существовали и просто ждали момента, когда их
кто-нибудь займет как если бы все возможности, доступные любому организму,
были заранее перечислены в каком-нибудь космическом сценарии. Современная же
точка зрения состоит в том, что организмы создают эти ниши в процессе своей
эволюции; нельзя, к примеру, занять нишу собачьей блохи, пока вокруг нет ни
одной собаки.
Даже если учесть копирование, аналогичные вопросы конкуренции и образования
ниш в рамках технологий имеют такую же важность, что и в мире живой природы,
и тоже способствуют эволюции новых товаров. Показательным примером стала ко-
лонизация рынка видеокассетами формата VHS в 1970-х, несмотря на то, что их
конкурент Betamax во многих отношениях был заметно лучше. Так же, как и в
природных экосистемах, менее адаптированный и зачастую инородный захватчик
нередко находит более эффективное применение ресурсам экосистемы, что приво-
дит к гибели устоявшихся местных видов. Серая белка, к примеру, переносит бо-
лезнь , истребляющую аборигенный вид белок обыкновенных - точно так же испан-
цы, вторгшиеся в Южную Америку, уничтожили империи Инка и Майя. Обыкновенная
белка была лучше приспособлена к исходной среде обитания, но с появлением се-
рых белок эта среда изменилась; теперь она, в частности, включает и самих се-
рых белок, и их болезнетворные организмы. Изменение было внезапным и больше
походило на войну с применением биологического оружия, чем на привычную нето-
ропливую поступь естественного отбора в медленно меняющейся среде.
Значит, в мире технологии тоже существуют процессы, имеющие аналоги в орга-
нических экосистемах. Большинство из них рекурсивны, то есть оказывают влия-
ние на свое развитие: супермаркеты создают собственные экосистемы потребите-
лей точно так же, как собаки создают новую нишу для собачьих блох. Это об-
стоятельство усложняет вопрос о замысле в технологии, так как на небольшое
число настоящих инноваций приходится множество экзаптаций, копирований и
адаптационных траекторий. И лишь немногие по-настоящему беспрецедентные изо-
бретения можно приписать человеческому замыслу в неэволюционном смысле.
У технологического продукта есть некая траектория развития: автомобиль на-
чинается с экипажа и двигателя парового или внутреннего сгорания; радио начи-
нается с детекторного приемника и наушников; велосипед начинается с пенни-
фартинга75 и в процессе эволюции проходит через стадию «сядь и нагнись», ко-
торая до сих пор встречается по всему Китаю и Индии, за которой следуют гор-
ные велосипеды и лежачие модели, появившиеся в результате недавней адаптивной
радиации.
Эти траектории проходят через историю нашей культуры и создают собственные
контексты по ходу своей эволюции. Автомобиль создает в наших городах обширные
и важные по значению пространства, где происходит сборка автомобилей, где жи-
вут работники автозаводов, где размещается часть заводов и фабрик, принадле-
жащих поставщикам запчастей. Когда мы дарим маленькому Джонни велосипед на
его седьмой день рождения, мы открываем перед ним новый мир ободранных колен,
шестеренок, проколов, сравнений с велосипедом Фреда. Когда транзисторное ра-
дио ворвалось в западную культуру 1960-х, оно изменило отношение подростков и
друг к другу, и к поп-звездам, хотя даже это не идет ни в какое сравнение с
тем, как мобильные телефоны изменили всю нашу жизнь за последние несколько
Одна из ранних разновидностей велосипеда, которая отличалась большим передним и
маленьким задним колесом. Название объясняется сходством с парой британских монет:
пенни (большая) и фартингом (маленькая). - прим. пер.
лет. Во время рекламного тура, который был посвящен изобретенному им телефо-
ну, Александр Грейам Белл произвел такое впечатление на мэра одного города,
что тот, как утверждают, заявил: «Это такое чудесное изобретение: оно непре-
менно должно быть в каждом городе».
Предметы материальной культуры эволюционируют, и выполняемые ими функции со
временем выполняются все более эффективно, становятся все дешевле и находят
все большее применение. Но они также меняют окружающее общество, чтобы подго-
товить почву к появлению их нового «улучшенного» поколения. Ford Model T не
смог бы существовать без автозаправочных станций, которые изначально были
созданы для обслуживания более дорогостоящих автомобилей предыдущего поколе-
ния. В свою очередь, Model T и аналогичные бюджетные автомобили с возможно-
стью уединиться на заднем сидении, заметно повлияли на сексуальную жизнь юно-
шей и девушек, имевших к ним доступ. Общественные правила изменяются вслед за
тем, как Ford Model T, транзисторные приемники, центральное отопление, метро-
политен и мобильные телефоны, оказывают влияние на их контекст, который, в
свою очередь, ограничивает или направляет дальнейшую эволюцию продукта.
Но добиться подобного успеха удается лишь немногим изобретениям; большая же
их часть, так же, как и большинство органических видов, вымирает вслед за не-
долгим периодом процветания. Немногим выжившим удается найти траекторию, ве-
дущую в будущее. Зачастую они перемещаются в совершенно новое фазовое про-
странство смежных возможностей, в котором их первоначальная конструкция ока-
зывается по сути бесполезной, но в новом мире заменяется улучшенной версией.
Подобному настоящему топору из Каменного века, в котором и ручка, и лезвие,
претерпевали неоднократные изменения, мы видим новый мир, в котором новый ар-
тефакт приобретает новую функцию.
В «Науке Плоского Мира III» мы описали, каким образом изменение контекста
теоретически могло бы преодолеть, на первый взгляд, жесткие ограничения на
количество энергии, необходимой для вывода человека или груза на околоземную
орбиту. Если вы используете ракету, количество энергии, требующейся для подъ-
ема человека массой 100 кг на стационарную орбиту, можно вычислить с помощью
законов ньютоновской механики. Она определяется разницей в количестве потен-
циальной энергии, созданной гравитационным колодцем планеты. Этого не изме-
нить , поэтому на первый взгляд, ограничение кажется непреодолимым.
Однако в середине 1970-х было выдвинуто совершенно новое предложение - кос-
мический болас. По сути, это гигантское колесо обозрения на орбите Земли. Пу-
тешественник заходит в кабину, когда она пролетает в верхних слоях атмосферы,
а выходит, когда она приближается к точке наибольшего удаления от Земли. Це-
почка таких устройство сможет за несколько недель доставить пассажира на ста-
ционарную орбиту.
Третьей ступенькой в этой технологической лестнице служит космический лифт,
строительство которого пока невозможно с практической точки зрения, но уже
обсуждается в инженерных кругах. Писатель-фантаст и футуролог Артур Ч. Кларк
был одним из тех, кому эта идея пришла в голову: нужно поднять «веревку» на
уровень стационарной орбиты, а затем спустить один конец вниз, до экватори-
альной взлетно-посадочной полосы. В результате между поверхностью земли и
точкой стационарной орбиты будет установлена материальная связь. Как только
это будет сделано, система кабин и блоков с противовесами наподобие тех, что
используются в высотных лифтах, сможет обеспечить весьма эффективную доставку
человека на орбиту. Противовесы или другой человек, спускающийся на землю,
сокращает затраты энергии до величины, необходимой для преодоления трения.
Смысл не в том, доступна ли нам эта технология прямо сейчас. Пока что нет;
даже «веревка» из углеродного волокна не дает нужной прочности. Однако на
примере космического лифта мы видим, как траектория изобретательской мысли
может вывести функцию за пределы ее первоначальных примитивных ограничений, к
совершенно новым правилам игры, при которых старые ограничения не перестают
действовать, но утрачивают свое значение.
В качестве более привычных примеров этого «трансцендентного» процесса можно
привести письменность и телекоммуникации. Первые попытки создания письменно-
сти, вероятно, сводились к царапинам на камнях или коре, а затем стали разви-
ваться в двух направлениях пиктографического и фонетического письма. Пикто-
графическое письмо, к которому, например, относятся древнеегипетские иерогли-
фы и современная китайская письменность, в своем технологическом развитии
столкнулись с трудностями. Они находятся даже не на стадии ракет, а, скорее,
на стадии фейерверков. Фонетическое письмо было лучше приспособлено для печа-
ти - это технологическая стадия боласа. Своего пика она достигла с появлением
огромных печатных машин для выпуска газет в XX веке и электрической печатной
машинки. За ней последовала стадия космического лифта - компьютерная обработ-
ка текста. По иронии судьбы, это, по-видимому, спасло от забвения китайские
идеограммы, которые теперь легко набираются при помощи компьютера. Следующая
стадия уже начинается проявляться, благодаря электронным книгам и iPad. В ко-
нечном счете, вся письменность, вероятно, станет виртуальной и будет хранить-
ся на крошечных материальных носителях, пока пользователю не потребуется ак-
туализировать ее на экране или в своем разуме.
Коммуникации на расстоянии начинались с семафоров и цепочек сигнальных ко-
стров, расположенных на вершинах холмов. Для передачи информации между кораб-
лями на флоте были разработаны кодированные системы флагов. Изобретатели
Плоского Мира придумали свои семафоры, механические телеграфы с повторителями
на границе видимости, усиленными с помощью телескопов, в то время как мы
пользовались сигнальными будками и механическим сопряжением, чтобы передавать
сигналы поездам, находящимся на расстоянии нескольких миль он самой будки.
Электричество сделало возможной передачу сигнала по кабелю - так возник теле-
граф. До 1900 года в коммерческих целях использовались несколько систем коди-
рования для коммерческих транзакций и примитивная факс-машина. Все это приме-
ры космических кораблей. Затем появился телефон, в котором звуковые волны ис-
пользуются для модуляции электрического сигнала. Значительные капиталовложе-
ния потребовались, чтобы включить в общую сеть сельскую местность и проложить
подводные кабели, соединившие друг1 с другом материки. Эти героические начина-
ния по своей технической сложности были сопоставимы с сооружением космическо-
го боласа в наше время. Одновременно началось распространение «беспроводной»
связи: радио, а позже телевидение. С появлением технологии мобильной связи,
основанной на капиталовложениях в размере миллиардов фунтов стерлингов, по-
траченных на строительство невероятно сложных базовых станций и исследования
по разработке и улучшению телефонных аппаратов, мы входим в эру космического
лифта телефонных технологий.
Все эти технические инновации можно сравнить с нововведениями в мире орга-
нической эволюции. Для этого мы проанализируем развитие млекопитающих по двум
шкалам, чтобы продемонстрировать, как эволюционный процесс перерастает свои
изначальные ограничения и создает новые качества и функции по мере изменения
собственной траектории. Две шкалы мы выбрали с целью подчеркнуть, что наш
пример не отражает реальной картины происходящего в процессе органической
эволюции.
Мы уже сталкивались с вопросом о масштабах биоразнообразия животных, най-
денных в Берджесских сланцах, и различиях во взглядах Гулда и Морриса. Неко-
торые из этих животных, относящихся к эпохе Кембрийского взрыва, были первыми
представителями хордовых, предками нашей собственной группы животных, к кото-
рой относятся современные рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопи-
тающие, а также множество необычных морских существ, вроде асцидий и миног.
Окаменелая пикайя из сланцев Берджесс самый известный представитель ранних
хордовых, но есть и другие образцы, которые были обнаружены в аналогичных ис-
копаемых слоях на территории Австралии и Китая.
Окаменелая пикайя (Pikaia gracilens) из сланцев Берд-
жесс и ее реконструкция.
Первые хордовые подверглись колоссальной адаптивной радиации сначала бесче-
люстные панцирные рыбы, затем довольно многочисленные формы с челюстями,
включая акул, скатов и костных рыб. Некоторые из более поздних представителей
в Девонском периоде выбрались на сушу и стали первыми земноводными. Перечис-
ленные водные формы были и остаются ракетной стадией хордовых. Земноводные и
их разнообразные пресмыкающиеся потомки в частности, динозавры, птицы и зве-
роподобные рептилии, от которых произошли и мы сами, составляют следующую
стадию космического болас хордовых. Третьей стадии достигли птицы и млекопи-
тающие, причем независимо друг от друга и довольно-таки разными путями. Птицы
специализировались в теплокровности и эффективной легочной вентиляции, необ-
ходимой для полета, и в итоге были вынуждены добывать пищу для своих птенцов
и заботиться о них в гнездах, пока те не смогут перенять тяжелый образ жизни
своих родителей. Млекопитающие, научившись поддерживать постоянную температу-
ру тела, достигли турбо-ускорения, и заняли куда больше ареалов, чем птицы -
от жизни в норах и плавания до полета. Летать они теперь могут почти так же
хорошо, как птицы, но при этом обходятся без сквозной вентиляции легких. В
общей картине хордовых строение млекопитающих служит аналогом космического
лифта.
В пределах этой последней стадии можно обнаружить аналогичную серию вторже-
ний в пространство смежных возможностей, в результате которых присутствие
крупных наземных животных изменило и сами сухопутные экосистемы. Травянистые
сообщества вроде саванн и степей, карликовая береза, тундровые лишайники и
мхи все они существуют за счет непрерывного взаимодействия с травоядными мле-
копитающими. Огромное число мелких грызунов мыши, крысы, полевки, лемминги,
хомяки живут как в этих сообществах, так и под ними. Они поедают больше рас-
тительности, чем их более крупные собратья, и вносят в экосистему больший
вклад. Некоторые взаимодействия млекопитающих с окружающей средой нам знако-
мы: кролики строят подземные лабиринты, барсуки роют норы, олени трутся о де-
ревья. Нам придется посетить зоопарк, чтобы увидеть адаптивную радиацию во
всей ее красе, включая и тех удивительных грызунов из южноамериканских пампа-
сов: пака, капибара, кейви (морская свинка). И летучих мышей. И морских сви-
ней, дельфинов, зубатых китов, беззубых китов-фильтраторов. И всех приматов,
включая нас. Словом, все млекопитающие, так же, как и насекомые в мире беспо-
звоночных, это одна большая история успеха.
Исходя из нашей аналогии с исследованием космического пространства, зверо-
подобные рептилии возрастом четыреста миллионов лет и современные однопроход-
ные (странные яйцекладущие существа вроде ехидны и утконоса) - это ракеты.
Сумчатые млекопитающие кенгуру, потору и опоссумы - космические боласы. А
плацентарные млекопитающие, к которым относится большая часть современных
зверей, включая коров, свиней, кошек, собак, гиппопотамов, мартышек, челове-
кообразных обезьян и людей - это космические лифты.
Любую серию эволюционных изменений можно представить в виде лестницы эмерд-
жентных свойств, новых способов существования, которые подчиняются новым пра-
вилам и, по сути, действуют за пределами старых ограничений. Это видение в
равной степени применимо и к млекопитающим, и к письменным принадлежностям, и
к радиоприемникам. Это общее свойство нашей самоусложняющейся планеты в ее
самоусложняющейся Вселенной. Со временем все более разнообразные явления по-
новому проявляются в нашем мире, создавая новые правила и новые функции.
Это видение многогранной Вселенной, сплетающей все новые узоры, которые са-
ми берут начало в узорах предыдущего поколения, является практически полной
противоположностью одной из идей XX века о тепловой смерти, которая должна
наступить из-за постоянного возрастания энтропии. Может ли это самоусложнение
продолжаться неограниченно долго? Мы не знаем, но эта точка зрения столь же
осмысленна, что и ее альтернатива, а многие факты говорят в ее пользу. Озна-
чает ли это, что все, что невозможно сейчас, непременно станет возможным в
будущем? Разумеется, нет. Каждый шаг вперед сопровождается отбором возможных
вариантов.
В математике подобный процесс отбора называется нарушением симметрии: ка-
жется, что на любом этапе реализуется меньше возможностей, чем имелось в на-
личии до него и, тем не менее, число возможных вариантов каким-то парадок-
сальным образом возрастает со временем. Если прогресс можно считать правилом,
а это, по-видимому, действительно так, то случай и отбор практически повсеме-
стно формируют будущее, заставляя ракеты эволюционировать в будущие космиче-
ские лифты. Возможно, нам стоило бы удивиться тому, что закон Мура оставался
в силе столь долгое время, но взглянув на изменения, произошедшие в компью-
терных технологиях за последние несколько десятков лет, мы понимаем, что бу-
дущие улучшения, как и в случае с недавней историей о млекопитающих, на пре-
дыдущих шагах всегда оставались непостижимыми.
Вот почему ограниченные сферы применения законов природы, будь то закон со-
хранения энергии или второй закон термодинамики, могут ввести нас в заблужде-
ние . У законов есть не только содержание, но еще и различные контексты. Может
показаться, что некий закон природы создает непреодолимое препятствие, но ес-
ли вы примените его в подходящем контексте, у природы, возможно, появится ла-
зейка. И она ей обязательно воспользуется.
Глава 15. Факты
в пользу истца
Большой зал дворца, разумеется, с трибуной для лорда Витинари и столами для
законников был открыт всем желающим. Его светлость находился в окружении не-
скольких стражей, которым он громко - это слышали все объяснял: «Нет, я нахо-
жусь в моем собственном дворце, а в данный момент на заседании суда, и раз уж
речь не идет об убийстве или каком-нибудь страшном преступлении, я не вижу
оснований для применения оружия во время скажем откровенно философской дис-
куссии».
Марджори наблюдала, как недовольные дармоеды занимают основную часть зала,
а затем была еще больше поражена тем, как именно лорд Витинари добился тиши-
ны. Это был настоящий мастер-класс; он просто молча и неподвижно сел, вытянув
перед собой руки и не обращая внимание на окружавший его смех, болтовню, пе-
ресуды и споры. Казалось, что в это мгновение воздух наполнили фрагменты аб-
солютной пустоты, раздробленные слова крошились и исчезали, и, наконец, по-
следний неразумный болтун неожиданно понял, что в комнате воцарилась гранди-
озная тишина, в центре которой оказался его последний глупый и идиотский ком-
ментарий, испарившийся перед лицом ужасающего и терпеливого молчания его
светлости.
«Дамы и господа, не могу представить более интересного дела, чем то, что
нам предстоит разобрать сегодня. Спор касается простого артефакта блестящего,
надо признать, и по-своему привлекательного. Волшебники и естествоиспытатели,
работающие в Незримом Университете и за его пределами, заверили меня, что при
сравнительно небольших размерах этот артефакт в действительности на много по-
рядков превосходит наш собственный мир».
«Поиск доказательств в пользу данного факта будет моей целью в ходе совеща-
ния этого весьма необычного суда, основанием для которого послужило наличие
двух сторон, претендующих на право обладания упомянутым артефактом. Моя роль
будет состоять в проверке обоснованности их притязаний». Вздохнув, лорд Вити-
нари добавил: «У меня есть серьезные опасения, что нам придется иметь дело с
«квантами», но такова уж наша современность».
Марджори была вынуждена прикрыть рот рукой, чтобы не засмеяться; его свет-
лость произнес слово «современность» на манер герцогини, обнаружившей в своем
супе гусеницу.
Лорд Витинари обвел взглядом окружавшую его толпу, неодобрительно посмотрел
на стоящие перед ним столы и сказал: «Мистер Кривс, который является главным
арбитром по юридическим вопросам, будет моим помощником и консультантом по
соответствующим аспектам дела». Он повысил голос и продолжил: «Дамы и госпо-
да, это не уголовный суд! Собственно говоря, я немного затрудняюсь решить,
как именно следует назвать этот суд, поскольку закон, которому земля служит
опорой, действует в сфере светских интересов. Следовательно, в силу того, что
обе стороны этого разбирательства планируют привлечь ряд, скажем так, экспер-
тов в области как небесных, так и обыденных вопросов». Оглядевшись, лорд Ви-
тинари, добавил: «А разве мне не полагается молоток? Знаете, такая штуковина,
которой судьи стучат по столу. Без него я чувствую себя почти что голым».
Откуда-то поспешно извлекли молоток, который и был вручен его светлости.
Ударив им пару раз, Витинари испытал некое удовлетворение.
«Что ж, похоже, все в порядке; а теперь я приглашаю адвоката истца. Вам
слово, мистер Стэкпол, прошу на трибуну».
Марджори вытянула шею, чтобы взглянуть на мистера Стэкпола, но смогла рас-
смотреть только верхушку чьей-то головы. Исходивший из нее голос обладал
своеобразным тембром - как будто его владельца колотила дрожь. Он произнес:
«У меня есть небольшое замечание, милорд меня, как служителя омнианской веры,
обычно называют «Преподобным»».
На лице лорда Витинари отразился интерес. «Хорошо. Я буду иметь это в виду.
Пожалуйста, продолжайте, мистер Стэкпол».
Марджори очень хотелось увидеть лицо преподобного Стэкпола. Ее отец при
жизни очень любил, когда к нему обращались «мистер»; однажды он признался ей,
что никогда и не думал о себе, как о «преподобном», он никогда не чувствовал
себя «преподобным», а просто был доволен своей работой в церкви «Святого Ио-
анна на Водах», где все знали его, а он знал всех остальных.
Он выглянул из тумана своих воспоминаний, потому что в этот момент препо-
добный мистер Стэкпол произносил свою вступительную речь.
«Милорд, мы, Омниане Последнего Дня, знаем, что мир имеет форму шара, а
значит, открытие Круглого Мира служит отмщением нашей веры. Смехотворные идеи
о том, что мир движется на спине гигантской черепахи, это абсолютная ложь.
Как может она существовать в необъятном космосе? Как она питается? Откуда она
взялась? Фантазии, милорд, все это не более, чем фантазии! Заточение Круглого
Мира в Незримом Университете непростительно: оно являет собой серьезное нару-
шение прав на теологическую собственность, принадлежащую Церкви Омниан По-
следнего Дня! Идея круглого мира в течение многих веков была главной состав-
ляющей нашей веры». Сделав глубокий вдох, он продолжил: «Справедливость тре-
бует, чтобы Круглый Мир находился в руках моих братьев и, конечно же, сестер
которые, без сомнения, способны позаботиться о нем гораздо лучше так называе-
мых волшебников, претендующих на знание всех тайн множественной Вселенной и в
то же самое время не знающих истинной формы собственного мира! Я признаю, что
порой они приносят практическую пользу, однако волшебников нельзя допускать в
сферы, касающиеся небесных или церковных дел. Они заполучили артефакт по воле
случая, и не имеют права присваивать его себе. В их руках он становится бого-
хульной карикатурой нашего собственного круглого мира, созданного великим бо-
гом Омом!».
Взглянув на разложенные перед ним бумаги, лорд Витинари сказал: «Мистер
Стэкпол, я слегка озадачен: просветите меня, если я не прав, но разве не-
сколько лет тому назад мы не снарядили Змея, дорогостоящую летающую машину на
драконьей тяге, в экспедицию, первоначальной целью которой было достичь оби-
тели богов? Ее конструктором и капитаном был Леонард Щеботанский, аппарат был
запущен с края посредством дополнительного импульса, который ему придали не-
сколько болотных драконов, и впоследствии совершил посадку на Луне, где были
собраны образцы местной флоры и фауны, когда выяснилось, что таковая там име-
ются. В конечном счете, он потерпел крушение у победной цели экспедиции, по
счастливой случайности жертв удалось избежать, однако члены экипажа видели
черепаху со всех сторон. Она действительно существовала, и Леонард лично на-
писал немало картин весьма реалистичных картин. Три человека, сопровождавшие
его в этом путешествии, также засвидетельствовали увиденное».
«Мне любопытно, вы верите в то, что этого на самом деле не было? Я в заме-
шательстве . Мне также известно, что исследователи, которые подбирались к
краю, во многих случаях смогли увидеть не только черепаху, но и слонов. Ко-
нечно, их существование маловероятно, но маловероятные события происходят по-
стоянно, а значит, в действительности их вероятность, напротив, весьма высо-
ка, и именно поэтому в нашем мире все время что-то происходит. Мистер Стэк-
пол, все факты указывают на то, что мир покоится на спине гигантской черепа-
хи. Да, это маловероятно, речь идет о маловероятной черепахе, и тем не менее,
она находится прямо перед нами, а точнее, прямо под нами. А значит, в этом и
заключается истина, не так ли?».
Внимательно наблюдая на преподобным Стэкполом, Марджори решила, что нако-
нец-то его узнала; он был одним из тех левоухих людей, которых нередко можно
встретить в библиотеках людей, которые, говоря в вашу сторону, одновременно
разглядывали ваше левое ухо и, по-видимому, никогда бы не смогли посмотреть
вам прямо в глаза. В то же время они хотели убедить вас, к примеру, в том,
что из-за перенаселения правительство отравляется запасы воды. Хуже прочих
если вам не удавалось от них отвязаться, были те, кто рано или поздно начинал
говорить об «арийцах» и заявлял, что господствующая раса уже находится на ор-
бите вокруг Юпитера и просто ждет Избранных. Библиотечные правила запрещали
физическое насилие, но иногда после таких сцен ей хотелось посетить душ и из-
виниться перед своими ушами за то, что им пришлось выслушать, а заодно и пе-
ред своими кулаками за то, что сжимала их докрасна.
В этом мире Марджори не представляла, действительно ли она находится на
спине черепахи, или нет; однако из прочитанных ею книг она помнила, что про-
шло немало времени прежде, чем люди осознали хотя бы тот факт, что они живут
на планете, и даже тогда эта идея далеко не сразу охватила их умы. Как и идея
о том, что об этой планете нужно заботиться. Она вспомнила слова своей бабуш-
ки: «Я складываю все свои бутылки в специальный контейнер, чтобы помочь спа-
сти планету», и на мгновение Марджори обрадовалась тому, что новая идея, так
или иначе, добралась даже до бестолковой старушки.
А прямо сейчас она думала над тем, какую цель преследовал лорд Витинари,
формулируя свои аргументы в виде вопросов: хотел ли он проявить доброту к
своему оппоненту или же просто намеревался продемонстрировать всю глубину его
заблуждений.
Однако мистер Стэкпол не сдавался; больше того, он даже давал отпор. «Ми-
лорд, мы смотрим на небо и видим круглые штуковины; Луна, к примеру, круглая,
и Солнце тоже. Сферичность, безусловно, повсюду. Вам не кажется, что она пы-
тается что-то нам сообщить?».
Вслед за этими словами преподобного часть зала разразилась аплодисментами.
Лорд Витинари, с другой стороны, ни на йоту не позволил измениться своему
выражению лица. Как только шум утих, он постучал своим молотком и сказал:
«Благодарю вас, мистер Стэкпол. Пожалуйста, будьте добры вернуться на свое
место». Снова раздался удар молотка, и патриций добавил: «Я объявляю перерыв
на пятнадцать минут; закуски и напитки для всех желающих будут предоставлены
в черной галерее».
Лица волшебников моментально просияли. Бесплатная еда - что же, ради этого
стоило прийти. Звук молотка едва успел затихнуть, прежде чем Марджори обнару-
жила , что сидит на скамье в полном одиночестве. В присущей им элегантной ма-
нере волшебники очертя голову помчались в галерею.
Глава 16. Сферичность,
безусловно, повсюду
Довод преподобного Стэкпола о вездесущности округлых форм задевает за жи-
вое. Приматы-рассказчики отдают предпочтение, главным образом, простым и ак-
куратным геометрическим фигурам. Окружности и сферы были заметной отличитель-
ной чертой первых теорий планетарного движения, например, теории Птолемея и
его последователей (см. главу 22). В определенной степени современная наука с
ее простыми и аккуратными математическими законами восходит к древней тради-
ции придавать мистический смысл определенным фигурам и числам. Стэкпол указы-
вает на сферичность нескольких объектов, которые не являются Плоским Миром в
попытке доказать, что и сам Плоский Мир имеет форму сферы. Используемая им
уловка слишком уж часто встречается среди людей, которые добиваются популяри-
зации того или иного мировоззрения: сначала вводят «факт», существование ко-
торого не подлежит сомнению, а затем обращают внимание на, что он не противо-
речит их взглядам, молчаливо обходя стороной существенный изъян в своей логи-
ке . А именно: является ли их мировоззрение единственным возможным объяснением
упомянутого факта или же последнего можно добиться с помощью альтернативных
точек зрения?
Когда речь зашла о форме Вселенной, космологи начала XX века были немного
похожи на Стэкпола. Они исходили из предположения, что Вселенная должна обла-
дать сферической симметрией, то есть вести себя одинаково в любом направле-
нии, чтобы упростить расчеты. Когда они составили уравнения с учетом этого
предположения, и произвели расчеты, математика выдала им сферическую Вселен-
ную. Эта форма быстро приобрела статус очевидной истины. Однако в поддержку
первоначального допущения говорили лишь очень немногие факты. Короче говоря,
логика напоминала замкнутый круг.
Так какую же форму имеет Вселенная?
Это большой вопрос. Каким-то образом мы должны вычислить форму всего суще-
го , находясь в одной точке внутри него. Звучит как неразрешимая задача. И все
же, позаимствовав кое-какие приемы у вымышленного квадрата и муравья, мы мо-
жем добиться заметных успехов.
В 1884 году викторианский директор школы, религиозный деятель и исследова-
тель Шекспира Эдвин Эбботт Эбботт76 опубликовал небольшую, но довольно любо-
пытную книгу под названием «Флатландия». Книга выдержала множество изданий и
до сих пор остается в печати. Главный герой, А. Квадрат77, живет в мире,
имеющем форму евклидовой плоскости. Его плоская Вселенная состоит из двух из-
мерений и имеет бесконечную протяженность. В определенной мере Эбботт попы-
тался представить правдоподобную физику и биологию двумерной Вселенной, но
его главной целью было изобразить в сатирическом ключе косную и патриархаль-
ную классовую структуру викторианского общества, а также объяснить животрепе-
щущую проблему четвертого измерения. Надо признать, что с присущей ей смесью
сатирической фантастики и науки «Флатландия» всерьез претендует на роль «Нау-
ки Плоского Мира».
Научные цели Эбботта были достигнуты с помощью метода пространственной ана-
логии: трехмерное существо, пытающееся осознать четвертое измерение, чувству-
ет примерно то же самое, что и двумерное существо, которое пытается осознать
третье. В данном случае мы для удобства имеем в виду вполне конкретное чет-
вертое измерение, но оно вовсе не обязано быть единственным. Впрочем, сама
«Флатландия» в свое время была практически уникальной. Помимо нее существова-
ла всего одна история о двумерном мире «Один случай из жизни Флатландии, или
как плоский народец открыл третье измерение» за авторством Чарльза Говарда
Хинтона. Несмотря на то, что она была опубликована в 1907 году, Хинтон напи-
сал несколько статей на тему четвертого измерения и аналогий с двумерным ми-
ром незадолго до выхода в свет «Флатландии» Эбботта.
Косвенные факты указывают на то, что эти двое были знакомы, однако ни один
не претендовал на первенство и не выражал беспокойства по поводу работ друго-
го . На тот момент идея четвертого измерения едва ли не «витала в воздухе»,
проявляясь в математических и физических концепциях и привлекая множество лю-
дей от охотников за привидениями и спиритуалистов до теологов гиперпростран-
ства. Подобно тому, как трехмерные существа могут созерцать плоский лист бу-
маги, не пересекая его, четвертое измерение служит заманчивым кандидатом на
роль местообитания призраков, духовного мира или обители Бога.
В романе Эбботта А. Квадрат упорно отказывается верить в возможность
третьего измерения, не говоря уже о реальном существовании такового, пока по-
сетившая их мир Сфера не выталкивает его из плоского мира в трехмерное про-
странство. Там, где не справились логические рассуждения, помог личный опыт.
Эбботт предостерегал своих читателей от чрезмерного влияния поверхностной
картины мира, видимой невооруженным взглядом. Не следует полагать, что любой
из возможных миров обязательно будет в точности похож на наш или, точнее, на
мир, который мы наивно рисуем в своем сознании. С точки зрения классификации
Бенфорда мышления, ориентированного на Вселенную или человека, мировоззрение
Эбботта было сосредоточено именно на Вселенной.
Пространства, описанные во «Флатландии», подчиняются традиционной евклидо-
76 Именно так, дважды Эбботт. Его отца звали Эдвин Эбботт. Такое же имя носил и сын.
77 Эбботт так и не объяснил, что означает «А». По одной из версий А2 = АА = Abbott
Abbott (Эбботт Эбботт). В современном продолжении под названием «Флаттерландия»
(«Flatterland», т. е. «еще более плоская Флатландия» - прим. пер.) буква «А» означа-
ет «Альберт». Поищите в Гугле фразу «Albert Square».
вой геометрии - с этой темой Эбботт столкнулся в школьные годы, и особой сим-
патии к ней не питал. Чтобы избавиться от этого ограничения, связанного с
формой пространства, нам потребуется более общая модель, автором которой, по-
видимому , был выдающийся математик Карл Фридрих Гаусс. Он вывел элегантную
математическую формулу, описывающую кривизну поверхности насколько сильно она
изогнута вблизи заданной точки. Эту формулу он считал одним из своих величай-
ших открытий и называл theorema egregium, т. е. «замечательной теоремой». За-
мечательной ее делала одна поразительная особенность - формула не зависела
от способа вложения поверхности в окружающее пространство. Она отражала внут-
реннее свойство самой поверхности.
Возможно, этот вывод и не кажется таким уж страшно радикальным, но, тем не
менее, дает понять, что пространство может иметь искривленную форму, ничего
при этом не огибая. Представьте себе сферу, парящую в пространстве. В вашем
воображении она имеет отчетливую кривизну. Такое восприятие кривизны естест-
венно для человеческого воображения, но зависит от наличия окружающего про-
странства, в котором и будет искривляться сфера. Формула Гаусса разнесла это
предположение в пух и прах: она продемонстрировала, что обнаружить кривизну
сферы можно, даже не покидая ее поверхность. Окружающее пространство не имеет
значения и не является той необходимой составляющей, которая придает изгибам
поверхности определенное направление.
По словам его биографа, Сарториуса фон Вальтерсгаузена, Гаусс имел привычку
объяснять эту идею с точки зрения муравья, движения которого ограничены дан-
ной поверхностью. Если вы муравей, то за пределами этой поверхности ничего
нет. Тем не менее, вооружившись рулеткой (на самом деле Гаусс не пользовался
этим инструментом, но давайте не будем прибегать к излишнему педантизму) и
побродив по поверхности, муравей мог бы прийти к выводу о том, что она ис-
кривлена. Не огибает что-либо, а искривлена сама по себе.
Сумма углов в треугольнике зависит от кривизны поверхности.
Из школьных уроков по евклидовой геометрии мы знаем, что сумма углов в лю-
бом треугольнике составляет 180°. Эта теорема верна для плоскости, но не вы-
полняется в случае искривленной поверхности. Скажем, на поверхности сферы
можно изобразить такой треугольник: в качестве начальной точки выбрать север-
ный полюс, затем переместиться на юг к экватору, пройти вдоль него четверть
диаметра, и снова вернуться на северный полюс. Стороны треугольника это боль-
шие круги сферы, которые соответствуют кратчайшим путям на поверхности, со-
единяющим две заданные точки, и тем самым служат естественной аналогией пря-
мых линий. Все три угла в таком треугольнике являются прямыми: 90°. А значит,
их сумма равна 270°, а не 180°. Это вполне логично: сфера все-таки отличается
от плоскости. Но этот пример наводит на мысль, что, измеряя треугольники, мы,
вероятно, могли бы выяснить, что находимся не на плоскости. Именно в этом и
состоит замечательная теорема Гаусса. Метрика Вселенной особое свойство рас-
стояний, которое можно определить путем анализа формы и размеров небольших
треугольников может сообщить нам точную кривизну Вселенной. Нужно просто под-
ставить результаты измерений в формулу.
Это открытие произвело на Гаусса невероятное впечатление. Его ассистент
Бернхард Риман обобщил формулу на случай пространств с произвольным числом
измерений, заложив основу новой математической дисциплины, известной как диф-
ференциальная геометрия. Однако вычисление кривизны в каждой точке простран-
ства требует огромных усилий, и математики стали задаваться вопросом, нельзя
ли получить менее подробную информацию каким-нибудь более простым способом.
Они попытались ввести более простое в обращении понятие «формы».
То, что они придумали, теперь называется топологией и составляет основу ка-
чественного описания формы, не требующего количественных измерений. В этом
разделе математики две фигуры считаются одинаковыми, если одну из них можно
превратить в другую с помощью непрерывной деформации. Пончик, к примеру (тот,
что с дыркой), не отличается от кофейной чашки. Представьте, что чашка состо-
ит из гибкого материала, который легко сгибается, сжимается или растягивает-
ся. Для начала можно выровнять углубление чашки, превратив ее в диск; при
этом ручка по-прежнему соединяется с его краем. Затем можно сжать диск, чтобы
его толщина совпала с толщиной ручки, и получилось кольцо. Остается лишь не-
много его надуть, и у вас получится пончик. На самом же деле с точки зрения
тополога обе фигуры представляют собой деформированный комок, к которому при-
соединена одна ручка.
Магия топологии.
Топологическая ипостась «формы» задается вопросом, похожа ли наша Вселенная
на сферический комок вроде английского пончика, на тор вроде американского,
или на что-то более сложное.
Оказывается, что муравей, знакомый с топологией, может узнать очень многое
о форме своего мира, если будет толкать туда-сюда связанную в кольцо нить и
наблюдать за тем, как она себя ведет. Если в пространстве есть дырка, муравей
сможет продеть сквозь нее петлю, а так как он все время остается на поверхно-
сти, то вытащить петлю, не разорвав ее, он не сможет. При наличии нескольких
дырок муравей сможет продеть петлю в каждую из них это поможет ему узнать ко-
личество дыр и их взаимное расположение. В пространстве без дыр любую петлю,
которая никогда не выйдет за пределы поверхности, можно расталкивать сколько
угодно, пока она вся не соберется в одном месте.
Требуется некоторое усилие, чтобы привыкнуть к муравьиному мышлению, кото-
рое ограничивается внутренними свойствами пространства, однако без него со-
временная космология попросту лишена смысла, так как гравитация, будучи пере-
осмысленной в рамках общей теории относительности Эйнштейна, превратилась в
кривизну пространства-времени, основанную на римановом обобщении замечатель-
ной теоремы Гаусса.
До этого момента мы понимали слово «кривизна» в достаточно широком смысле:
как именно искривляется пространство. Теперь же нам придется быть более ос-
мотрительными, так как с точки зрения муравья кривизна представляет собой бо-
лее тонкое понятие, смысл которого немного отличается от того, что мы, веро-
ятно, ожидаем. В частности, муравей, живущий на поверхности цилиндра, будет
настаивать на том, что его Вселенная не искривлена. Возможно, с точки зрения
внешнего наблюдателя цилиндр выглядит как свернутый лист бумаги, однако гео-
метрия маленьких треугольников на поверхности цилиндра в точности совпадает с
аналогичной геометрией на евклидовой плоскости. Доказательство: просто раз-
верните бумагу. Длины и углы, измеренные внутри бумаги, остаются без измене-
ний. Таким образом, муравей, живущий на поверхности цилиндра, будет считать
его плоским.
Математики и космологи согласны с мнением муравья. Тем не менее, цилиндр в
некотором отношении отличается от плоскости. Если муравей начинает движение в
какой-нибудь точке цилиндра и движется, строго придерживаясь направления, ко-
торое кажется ему прямой линией, то спустя какое-то время он вернется в ис-
ходную точку. Его траектория опоясывает цилиндр и возвращается в начало пути.
С прямыми на плоскости такого не бывает. Это топологическое различие, и гаус-
сова кривизна не в состоянии его уловить.
Мы упомянули цилиндр не только потому, что он хорошо известен, но и из-за
его двоюродного брата, который играет важную роль и называется плоским тором
78
- если что-то и можно назвать оксюмороном , то именно его, потому что тор
выглядит как пончик с дыркой, а его кривизна очень приятна на вкус. Тем не
менее, его название не лишено смысла. С точки зрения метрики пространство яв-
ляется плоским, не имеет кривизны; однако топологически оно представляет со-
бой тор. Чтобы получить плоский тор, нужно мысленно склеить противоположные
стороны квадрата, а квадрат имеет плоскую форму. Это построение аналогично
склеиванию противоположных краев экрана в компьютерных играх - стоит какому-
нибудь монстру или кораблю инопланетян свалиться с одного края, как он тут же
снова появляется в той же самой позиции на противоположной стороне. В про-
граммировании игр этот метод называется «свертыванием» (wrap round) - так это
воспринимается на практике, хотя вы и не станете делать этого в прямом смыс-
ле, если, конечно, не хотите устроить бардак из разбитых экранов. С точки
зрения топологии свертывание вертикальных краев превращает экран в цилиндр.
Сворачивая горизонтальные края, мы соединяем два конца цилиндра и получаем
тор. Теперь никаких краев нет, и пришельца не смогут сбежать.
Плоский тор это простейший пример более общего метода, применяемого тополо-
гами для создания сложных пространств из более простых. Возьмите одну или не-
сколько простых фигур и склейте их, перечислив необходимые правила: куда при-
соединяется каждая часть. Это напоминает сборно-разборную мебель: целая куча
деталей и перечень инструкций типа «вставьте полку А в гнездо В». Однако с
точки зрения математики детали и список - это все, что вам нужно: нет необхо-
димости собирать мебель на практике. Вместо этого вы просто представляете се-
бе, как бы она себя повела, если бы вы ее собрали.
До изобретения космических полетов мы находились в том же положении, что и
муравей, когда дело касалось формы Земли. В отношении формы Вселенной мы на-
ходимся в этом положении до сих пор. Но, как и муравей, мы можем вычислить
эту форму, сделав нужные наблюдения. Одних лишь наблюдений, тем не менее, не-
достаточно; нам нужно объяснить их в контексте непротиворечивой теории, ка-
сающейся общей природы нашего мира. Если муравей не знает, что он находится
на поверхности, формула Гаусса ему мало чем поможет.
В настоящий момент роль такого контекста играет общая теория относительно-
Оксюморон (с др.-греч. букв. — остроумно-глупое) — стилистическая фигура или сти-
листическая ошибка — сочетание слов с противоположным значением (то есть сочетание
несочетаемого). Само это словосочетание (на греческом) тоже является оксюмороном.
сти, объясняющая гравитацию с позиции кривизны пространства-времени. В пло-
ской области пространства-времени частицы движутся по прямой так же, как они
бы двигались в ньютоновской физике при отсутствии внешних сил. Если же про-
странство-время искривлено, частицы движутся вдоль криволинейных траекторий,
которые в ньютоновской физике были бы признаком действующий силы такой, как
гравитация. Эйнштейн отказался от сил, но оставил искривление. В общей теории
относительности массивное тело вроде звезды или планеты искривляет простран-
ство-время; под влиянием этого искривления, а вовсе не из-за воздействия ка-
кой-либо внешней силы частицы отклоняются от прямолинейной траектории. Если
вы хотите понять гравитацию, говорил Эйнштейн, вам нужно разобраться в гео-
метрии Вселенной.
Когда теория относительности еще только начинала свой путь, специалисты в
области космологии открыли подходящую форму Вселенной, которая отвечала тре-
бованиям релятивизма - гиперсферу. Топологически она похожа на обычную сферу
в том смысле, что является лишь поверхностью. У сферы есть два измерения -
чтобы указать на ней конкретную точку, достаточно двух чисел. Скажем, широты
и долготы. У гиперсферы таких измерений три. Математики определяют гиперсферы
с помощью геометрии координат. К сожалению, такая фигура не входит в число
естественных обитателей привычного нам пространства, поэтому мы не можем сде-
лать ее модель или нарисовать ее на картинке.
Это не просто сплошной шар, то есть сфера вместе со своей внутренностью. У
сферы нет границ, а значит, их не должно быть и у гиперсферы. У Плоского Ми-
ра, к примеру, граница есть там заканчивается мир, а океаны переливаются че-
рез край. Но наш сферический мир устроен иначе - у него нет края. Где бы вы
ни стояли - оглянитесь вокруг и увидите землю или океан. Муравей, путешест-
вующий по своему сферическому миру, никогда не обнаружит то место, где закан-
чивается Вселенная. То же самое должно быть верно и в отношении гиперсферы.
Однако у сплошного шара есть граница - его поверхность. Муравей, способный по
своему желанию перемещаться внутри шара так же, как мы перемещаемся в косми-
ческом пространстве, если на пути не попадается какое-нибудь препятствие,
столкнется с краем Вселенной, достигнув поверхности на противоположной сторо-
не .
В данном случае нам достаточно знать о гиперсфере лишь то, что она является
естественным аналогом сферы, но с одним дополнительным измерением. Чтобы
представить более конкретный образ, можно подумать о том, как могла бы выгля-
деть сфера в воображении муравья, а затем добавить еще одно измерение - имен-
но так поступил во Флатландии А. Квадрат. Сфера состоит из двух полусфер,
склеенных друг с другом вдоль экватора. Полусферу модно сплющить, превратив в
плоский диск, то есть окружность + ее внутренность - такая деформация будет
непрерывной. Иначе говоря, тополог может представить сферу в виде двух дис-
ков, склеенных по краю наподобие летающей тарелки. В случае трех измерений
аналогом диска будет шар. Гиперсферу, таким образом, можно получить путем
склеивания двух шаров. Проделать это с круглыми шарами в трехмерном простран-
стве вы не сможете, зато можно составить математическое правило, которое со-
поставит каждой точке на поверхности одного шара соответствующую точку на по-
верхности другого. Затем мы сделаем вид, что эти точки совпадают почти так
же, как мы «склеиваем» края квадрата, чтобы получить плоский тор.
Гиперсфера сыграла важную роль в ранней работе Анри Пуанкаре, одного из ос-
новоположников современной топологии. Он трудился приблизительно в конце XIX
века и был одним из двух или трех ведущих математиков тех лет. Он едва не
опередил Эйнштейна с созданием специальной теории относительности79. В начале
79 Некоторые математики считают, что все-таки опередил, просто физики этого не заме-
тили, так как сам Пуанкаре физиком не был.
1900-х Пуанкаре разработал многие из стандартных инструментов топологии. Он
знал, что гиперсферы играют фундаментальную роль в трехмерной топологии, так
же, как сферы в двумерной. В частности, у гиперсферы нет дыр, похожих на дыры
в бублике, поэтому в определенном смысле она представляет собой простейшее
топологическое пространство с тремя измерениями. Пуанкаре предположил без до-
казательства, что верно и обратное: любое трехмерное топологическое простран-
ство без дыр обязательно окажется гиперсферой.
Однако в 1904 году он обнаружил более сложный объект, додекаэдрическое про-
странство, которое, несмотря на то, что в нем не было дыр, гиперсферой не яв-
лялось . Существование этой конкретной формы свело на нет первоначальное пред-
положение . Эта неожиданная осечка заставила его добавить еще одно условие,
которое, как он надеялся, сможет охарактеризовать гиперсферу в полной мере.
Двумерная поверхность является сферой тогда и только тогда, когда любую петлю
можно расталкивать в стороны вплоть до того момента, когда она целиком не
окажется в одном месте. Пуанкаре предположил, что точно такое же свойство ха-
рактеризует гиперсферу в трех измерениях. Он оказался прав, однако на доказа-
тельство этого факта у математиков ушло почти целое столетие. В 2003 году мо-
лодой житель России, Григорий Перельман, успешно доказал гипотезу Пуанкаре.
За это математик был удостоен приза в миллион долларов, от которого он, как
известно, отказался.
Хотя гиперсферическая Вселенная это самый простой и очевидный вариант, она
не находит широкого подтверждения с позиции экспериментальных данных. Когда-
то самой простой и очевидной формой Земли была плоскость, и только посмотри-
те , к чему это привело. Так что космологи отказались от неявного допущения о
гиперсферической форме Вселенной и стали обдумывать другие варианты. Одна из
наиболее известных гипотез в течение недолгого времени привлекала внимание
новостных СМИ утверждением о том, что Вселенная имеет форму футбольного мяча,
(на заметку американским читателям: это мяч для игры в соккер) Идея полюби-
лась редакторам, потому что читатели, может быть, и не разбирались в космоло-
гии, зато наверняка знали, как выглядит футбольный мяч80.
Заметьте, это не сфера. Футбольный мяч в тот момент и лишь на короткий срок
сменил старую форму, состоявшую из восемнадцати прямоугольных лоскутов, сши-
тых в некое подобие куба, на более эффектный вид двенадцать пятиугольников и
двенадцать шестиугольников, сшитых или склеенных друг с другом в форме усе-
81 *->
ченного икосаэдра Это геометрическое тело известно со времен Древней Гре-
ции, и нам повезло, что, несмотря на такое название, мы можем говорить о нем,
как о футбольном мяче. За одним исключением, в общем, на самом деле речь идет
вовсе не об усеченном икосаэдре. Это трехмерная гиперповерхность, и к усечен-
ному икосаэдру она имеет лишь отдаленное отношение. Это футбольный мяч из
другого измерения.
Точнее, это додекаэдрическое пространство Пуанкаре.
Чтобы получить такое пространство, вначале нужно взять додекаэдр. Это гео-
метрическое тело с двенадцатью гранями в виде правильного пятиугольника; он
похож на футбольный мяч без шестиугольников. Затем противоположные грани
склеиваются друг с другом - с настоящим додекаэдром так не получится. Но с
точки зрения математики можно сделать вид, будто различные грани на самом де-
ле совпадают, не сгибая при этом саму фигуру, чтобы соединить их друг с дру-
гом, как мы видели на примере плоского тора; топологи, тем не менее, настаи-
И волшебники тоже. См. книгу «Незримые академики».
81 К моменту проведения Кубка Мира 2006 г. он состоял из 14 лоскутов: шесть в форме
гантели и восемь, похожих на эмблему острова Мэн в виде трех бегущих ног. В его ос-
нову опять-таки легла кубическая симметрия. Если вам кажется, что анализ симметрии
футбольных мячей это занудство, поищите статьи о симметрии мячей для гольфа.
вают на термине «склейка».
Додекаэдрическое пространство это более хитроумная вариация плоского тора.
Напомним, что плоский тор это результат склейки противоположных сторон квад-
рата. Для построения додекаэдрического пространства, которое не является по-
верхностью, а представляет собой трехмерный объект, нужно взять додекаэдр и
склеить противоположные грани. В результате получится трехмерное топологиче-
ское пространство. У него, как и у тора, нет границы, и причина та же самая:
то, что рискует провалиться сквозь одну из граней, сразу же оказывается внут-
ри противоположной, а значит, выбраться наружу нельзя. Его размер конечен. В
нем, как и в гиперсфере, нет дыр, так что будь вы слегка наивным топологом,
могли бы поддаться соблазну и решить, будто это пространство соответствует
все критериям гиперсферы и, тем не менее, оно отличается от гиперсферы, даже
с точки зрения топологии.
Пуанкаре придумал додекаэдрическое пространство, как пример из области чис-
той математики, продемонстрировав ограниченные возможности топологических ме-
тодов , которые были доступны на тот момент, и которые он собирался исправить.
Однако в 2003 году додекаэдрическое пространство на короткое время приобрело
скандальную известность и потенциальное применение в области космологии, ко-
гда спутник WMAP (зонд микроволновой анизотропии им. Уилкинсона) , запущенный
NASA, проводил измерения флуктуации реликтового излучения несмолкающего шума,
который воспринимается радиотелескопами и считается отголоском Большого Взры-
ва. Статистика этих едва заметных отклонений дает информацию о том, как в
ранней Вселенной была распределена материя, сыгравшая роль семени, из которо-
го сформировались звезды и галактики. WMAP способен рассмотреть достаточно
далекое пространство, что, по сути, дает ему возможность заглянуть в прошлое
на момент примерно 380 000 лет после Большого Взрыва.
Тогда большинство специалистов в области космологии считали, что Вселенная
бесконечна. (Хотя это и противоречит стандартному описанию Большого Взрыва,
существуют способы примирить две точки зрения, а в образе «бесконечной мат-
решки Вселенных» есть какое-то неотъемлемое очарование, на которое мы уже об-
ращали внимание, говоря о «Вселенных, уходящих в прошлое без конца и края» -
хотя по иронии судьбы теория Большого Взрыва как раз таки говорит об обрат-
ном) . Однако данные WMAP указывали на то, что Вселенная имеет конечный раз-
мер. Бесконечная Вселенная должна допускать флуктуации любого размера, но по-
лученные данные не содержали каких-либо волн большой длины. Как было сказано
в одном из отчетов журнала Nature за тот период, «в ванне бурунов не бывает».
Новые подсказки насчет вероятной формы нашей вселенской ванны, лишенной буру-
нов, появились, благодаря более подробным данным. Рассчитав статистическое
распределение флуктуации для ряда потенциально возможных форм, математик
Джеффри Уикс заметил, что додекаэдрическое пространство прекрасно описывает
наблюдаемые данные и не требуют никаких специальных оговорок. Согласно анали-
зу, опубликованному исследовательской группой Жана-Пьера Люмине, если бы этот
вывод был верным, то диаметр Вселенной должен был составлять около 30 милли-
ардов световых лет82. С тех пор эта теория вышла из моды, благодаря новым ре-
зультатам наблюдений, хотя идея была забавной пока пользовалась популярно-
стью.
У нас, людей-муравьев, есть и другая хитрость, с помощью которой мы можем
определить форму пространства. Если Вселенная конечна, то некоторые из свето-
J-P Luminet, Jeffrey R. Weeks, Alain Riazuelo, Roland Lehoucq and Jean-Philippe
Uzan, Dodecahedral space topology as an explanation for weak wide-angle temperature
correlations in the cosmic microwave background («Топология додеказдрического про-
странства как объяснение слабых температурных корреляций реликтового излучения при
больших угловых величинах» прим. пер.), Nature 425 (2003) 593.
вых лучей рано или поздно вернутся в исходную точку. Если бы мы, вооружившись
достаточно мощным телескопом, могли взглянуть вдоль одной из таких «замкнутых
геодезических» (геодезическая - это кратчайший маршрут) , и если бы свет при
этом двигался с бесконечной скоростью, мы бы увидели собственный затылок. С
учетом того факта, что скорость света конечна, в реликтовом излучении должны
проявляться определенные закономерности, под действием которых в небе появля-
ются похожие друг на друга окружности. Зная характер их взаимного расположе-
ния, можно получить информацию о топологии пространства. Космологи и матема-
тики пытались найти такие окружности, но успеха пока что не добились. Впро-
чем, если Вселенная конечна, но при этом слишком велика, мы все равно не смо-
жем заглянуть достаточно далеко, чтобы их заметить.
Так что современный ответ на вопрос «Какую форму имеет Вселенная?» очень
прост. Мы этого не знаем. Мы не знаем, является ли она гиперсферой или чем-то
более сложным. Вселенная слишком велика, чтобы мы могли полностью охватить ее
наблюдениями, и даже если бы это было возможно, нашего современного понимания
космологии, да и фундаментальной физики вообще, для этого все равно бы не
хватило.
Некоторые трудности, окружающие космологию, проистекают из комбинированного
подхода, при котором на одних уровнях используется теория относительности, а
на других квантовая механика, однако тот факт, что эти теории противоречат
друг другу, остается без внимания. Теоретики неохотно расстаются с привычными
инструментами, даже если эти инструменты выглядят неработоспособными. Однако
вопрос о форме Вселенной требует настоящего объединения этих выдающихся физи-
ческих теорий. Что возвращает нас к поискам единой теории поля, или Теории
всего, которой Эйнштейн посвятил немало лет умственного труда так и не дос-
тигнув цели. Теория относительности и квантовая механика требуют некой моди-
фикации, которая позволит создать логически непротиворечивую теорию, согла-
сующуюся с каждой из них в соответствующей предметной области.
В настоящее время лидирует теория струн, в которой точечные частицы заменя-
ются крошечными многомерными фигурами - мы уже обсуждали этот вопрос в «Науке
Плоского Мира III». Некоторые варианты струнной теории требуют пространства с
девятью размерностями, то есть десятимерного пространства-времени. Считается,
что шесть дополнительных пространственных измерений либо свернуты настолько
плотно, что мы их просто не замечаем, либо недоступны для человека подобно А.
Квадрату, который не мог покинуть Флатландию своими силами и нуждался в помо-
щи Сферы, которая бы вытолкнула его в третье измерение. Кроме того, в описа-
ниях теории струн, которая пользуется популярностью на данный момент, вводят-
ся новые принципы «суперсимметрии», предсказывающие целый ряд новых «супер-
партнеров» известных частиц. Электрон, к примеру, образует пару с селектроном
и так далее. Впрочем, пока что этот прогноз не был подтвержден на практике.
Поиском суперчастиц занимался БАК, но пока что не обнаружил ровным счетом ни
одной.
Одна из недавних попыток объединения, которая приятно отличается от боль-
шинства своих предшественников, ловко переносит нас обратно во Флатландию.
Идея, которая широко распространена в математике и нередко приносит свои пло-
ды, состоит в том, чтобы почерпнуть вдохновение в урезанной игрушечной зада-
че . Если теорию относительности и квантовую механики слишком сложно объеди-
нить в трехмерном пространстве, то почему бы не упростить задачу и не рас-
смотреть физически бессмысленный, но информативный в математическом плане
случай двумерного пространства? Плюс, само собой, одно измерение для времени.
Нетрудно понять, с чего следует начинать. Чтобы объединить две теории, нужно
иметь две теории. Итак, как во Флатландии будет выглядеть гравитация, а как
квантовая механика? Мы спешим заметить, что Флатландия в данном случае не
обязательно должна быть евклидовой плоскостью А. Квадрата. Подойдет любое
двумерное пространство, любая поверхность. Более того, альтернативные тополо-
гии необходимы, если мы хотим получить хоть какой-то интересный результат.
Написать адекватный аналог1 эйнштейновых уравнений поля для поверхности не-
сложно . Почти то же самое сделал Гаусс, когда заварил всю эту кашу - его му-
равей без труда вывел бы подходящие уравнения, поскольку они целиком опреде-
ляются кривизной поверхности. Можно провести несколько очевидных аналогий и
следовать им; нужно просто заменить в ключевых местах тройку на двойку. В
Круглом Мире польский физик Анджей Старушкевич вывел такие уравнения в 1963
году.
Оказывается, двумерная гравитация существенно отличается от трехмерной. В
трехмерном пространстве теория относительности предсказывает существование
гравитационных волн, распространяющихся со скоростью света. В двумерном про-
странстве таких волн нет. В трехмерном пространстве теория относительности
предсказывает, что любая масса искривляет пространство, образуя круглую вы-
пуклость , поэтому любое тело, движущееся мимо нее, будет перемещаться по ис-
кривленной траектории, как если бы его притягивала ньютоновская гравитация. А
тело, находящееся в состоянии покоя, будет падать в гравитационный колодец,
созданный упомянутой массой. Однако в двумерном пространстве гравитация ис-
кривляет пространство в форме конуса. Движущиеся тела испытывают отклонение,
в то время как покоящиеся остаются в состоянии покоя. В трехмерном простран-
стве массивные тела коллапсируют под влиянием собственной гравитации, превра-
щаясь в черные дыры. В двумерном пространстве это невозможно.
С перечисленными отличиями еще можно смириться, однако в трехмерном про-
странстве гравитационные волны предоставляют удобную возможность связать тео-
рию относительности с квантовой физикой. Отсутствие гравитационных волн в
двух измерениях это головная боль, потому что в этом случае нет объекта для
квантования, нет отправной точки для квантово-механического описания. Грави-
тации должны соответствовать гипотетические частицы-гравитоны, а в квантовой
механике у каждой частицы есть призрачный компаньон - волна. Нет волн, нет и
гравитонов. Однако в 1989 году Эдвард Уиттен, один из создателей теории
струн, столкнулся с другими квантово-механическими задачами, при которых поля
не вызывали распространение волн. Двумерная гравитация, которая устроена по-
добным образом, открыла ему глаза не недостающий компонент.
Топологию.
Даже в тех случаях, когда гравитация не может распространяться в виде вол-
ны, она способна оказывать колоссальное воздействие на форму пространства.
Перспективное решение появилось, благодаря опыту Уиттена в области топологи-
ческих квантовых теорий поля, в которых и возникает упомянутый компонент.
Ключевую роль в нем играет неприметный тор, который во многих отношениях
представляет собой простейшее нетривиальное топологическое пространство. Мы
уже упоминали плоский тор, который образуется при склеивании противоположных
сторон квадрата. Квадрат замечательная фигура, так как ее можно заполнить
сеткой из квадратов меньшего размера, которые ассоциируются с квантами - в
силу своей дискретности они существуют в виде крошечных комочков. Однако пло-
ский тор можно сконструировать и из других фигур, а именно, параллелограммов.
Форму параллелограмма можно описать числом, которое называется модулем и
позволяет отличить длинные и тонкие параллелограммы от коротких и толстых.
Различным значениям модуля соответствуют различные торы. И хотя все торы, по-
лученные таким образом, являются плоскими, их метрики отличаются. Их нельзя
отобразить друг на друга с сохранением всех расстояний. Гравитация в Торлан-
дии не приводит к возникновению гравитонов, она меняет модуль, то есть форму
пространства.
Стивен Карлипп доказал, что в Торландии существует аналог Большого Взрыва.
Но его началом служит не точечная сингулярность. Он начинается с окружности,
тора, обладающего нулевым модулем. Со временем модуль увеличивается, и окруж-
ность разбухает, превращаясь в тор. Поначалу она выглядит, как велосипедная
шина и соответствует длинному и тонкому параллелограмму; она стремится к
квадрату, стандартной модели плоского тора, который впоследствии скручивается
и принимает форму наподобие бублика. Оказывается, в перспективе целью Большо-
го Флатландского Взрыва является А. Квадрат. Но что особенно важно, Карлиппу
удалось проквантовать весь процесс; другими словами, он сформулировал аналог
квантовой механики. Это позволило теоретикам исследовать взаимосвязи между
квантовой теорией и гравитацией в строгом математическом контексте.
Торландия проливает изрядную долю света на процесс квантования гравитацион-
ной теории. Однако одной из жертв этого процесса стало время. Квантовая вол-
новая функция Торландии никоим образом не зависит от времени.
В 6-ой главе «Науки Плоского Мира III» мы обсуждали книгу Джулиана Барбура
«Конец времени», высказавшую идею о том, что в квантовом мире время не суще-
ствует, поскольку есть всего одна, не зависящая от времени, волновая функция.
В широко распространенной интерпретации этой книги считалось, что в ней гово-
рится об иллюзорности времени. «Есть лишь вероятности, заданные раз и навсе-
гда», писал Барбур. Мы привели довод в пользу того, что в нашей Вселенной по-
мимо всеобщей волновой функции существует и другая основополагающая квантово-
механическая характеристика, описывающая вероятность переходов между различ-
ными состояниями. Переходные вероятности показывают, что некоторые состояния
расположены ближе друг к другу, а это дает нам возможность расположить собы-
тия в их естественном порядке и вновь придать смысл понятию времени.
Торландия поддерживает эту идею, так как в ней существует несколько адек-
ватных вариантов определения времени, несмотря на то, что сама волновая функ-
ция от времени не зависит. В Торландии время можно измерить с помощью анало-
гов GPS-спутников, по длине кривых, соединяющих местный Большой Взрыв с мо-
ментом «сейчас», или опираясь на текущий размер Вселенной. Оказывается, время
в Торландии все-таки есть. Нужно просто знать, как к нему подступиться. Более
того, Торландское время наводит на интригующую мысль вероятно, время есть не
что иное, как следствие гравитации.
Торландия ставит под сомнение и другую идею - так называемый голографиче-
ский принцип. Он утверждает, что квантовое состояние всей наблюдаемой Вселен-
ной можно «спроецировать» на горизонт событий любой черной дыры - точку не-
возврата, за пределы которой выйти нельзя, а значит, три пространственных из-
мерения нашей Вселенной можно сократить до двух. Это все равно, что сделать
фотоснимок, который обладает удивительным свойством - он абсолютно точно пе-
редает все аспекты действительности. В Круглом Мире, взглянув на фотографию
поля с дюжиной лежащих на нем овец, вы не сможете понять, прячутся ли за ка-
кими-нибудь из них ягнята. Но в фотографии Вселенной, спроецированной на го-
ризонт событий, спрятаться невозможно. Поведение в двух измерения полностью
соответствует поведению в трехмерном пространстве. Законы физики меняются, но
реальность остается прежней.
Все это немного похоже на создание трехмерного изображения с помощью дву-
мерной голограммы именно поэтому описанная идея получила название голографи-
ческого принципа. Она наводит на мысль о том, что размерность Вселенной не
просто является открытым вопросом, а вообще не имеет четкого определения -
оба ответа «два» и «три» могут оказаться верными в одно и то же время. Эта
идея привела не только к определенным подвижкам в описании гравитации с пози-
ции теории струн, но и к появлению в прессе статей с заявлениями «Вы голо-
грамма !».
Физики начали подозревать, что аналогичный принцип действует при любом ко-
личестве измерений. Однако в Торландии, как выясняется, голографического
принципа нет. А. Квадрат, возможно, и плоский, но вовсе не голограмма. А зна-
чит, голограммами, вероятно, нельзя назвать и нас самих. Что было бы приятной
новостью.
Боле радикальные взгляды на форму нашей Вселенной, заявившие о себе в по-
следнее время, грозят ниспровергнуть многие допущения, глубоко укоренившиеся
в сфере космологии. Возможно, Вселенная не похожа ни на гигантскую гиперсфе-
ру, ни на плоское евклидово пространство, а больше напоминает гравюры нидер-
ландского художника Маурица Эшера.
Добро пожаловать во Вселенную Эшера.
Гиперсфера это канонический пример поверхности с постоянной положительной
кривизной. Такой же каноничный представитель есть и среди поверхностей посто-
янной отрицательной кривизны он называется гиперболической плоскостью. Ее
можно представить в виде круглого диска, расположенного на обычной евклидовой
плоскости, но использующего необычную метрику, при которой единица измерения
уменьшается по мере приближения к границе круга. Гиперболическая плоскость
лежит в основе некоторых гравюр Эшера. Одно из знаменитых творений, названное
им «Предел круг IV», но обычно известное под именем «Ангелы и демоны», пред-
ставляет собой диск, заполненный мозаикой из черных демонов и белых ангелов.
Ближе к середине персонажи выглядят довольно крупными, но чем ближе к грани-
це, тем меньше они становятся, так что в принципе на картине их могло бы уме-
ститься бесконечно много. С точки зрения метрики гиперболической плоскости
все демоны, так же, как и все ангелы, одного размера.
Мауриц Эшер «Ангелы и демоны».
Теория струн пытается объединить три квантово-механических взаимодействия
(слабое, сильное и электромагнитное) с релятивистской силой гравитации, а
гравитация целиком зависит от кривизны. По этой причине кривизна играет одну
из главных ролей в теории струн. Однако попытки объединения теории струн с
релятивистской космологией, как правило, терпят неудачу, так как теория струн
лучше всего проявляет себя в пространствах отрицательной кривизны, в то время
как положительная кривизна больше подходит для космоса. И это довольно непри-
ятно .
По крайней мере, так считалось.
Но в 2012 году Стивен Хокинг, Томас Хертог и Джеймс Хартл обнаружили, что в
одном из вариантов теории струн можно вывести квантовую волновую функцию для
всей Вселенной и даже для всех правдоподобных вариантов Вселенной, воспользо-
вавшись пространством постоянной отрицательной кривизны. Это и есть Вселенная
Эшера. Математика в этой теории просто убойная и ко всему прочему опровергает
многие распространенные допущения насчет кривизны пространства-времени. Ста-
нет ли она физической теорией, нам только предстоит узнать.
Итак, что же мы узнали? То, что форма нашей Вселенной тесно связана с зако-
нами природы, а ее изучение проливает толику света и гораздо больше тьмы на
возможные варианты объединения теории относительности и квантовой механики.
Математические модели вроде Торландии и Вселенной Эшера открывают перед нами
новые возможности, демонстрируя ошибочность некоторых распространенных допу-
щений. Но, несмотря на все эти увлекательные открытия, мы до сих пор не знаем
форму нашей Вселенной. Мы не знаем, конечна она или бесконечна. Мы даже не
можем точно указать ее размерность и, более того, не знаем, можно ли опреде-
лить эту размерность однозначным образом.
Подобно А. Квадрату, запертому в своей Флатландии, мы не можем, выйдя за
пределы своего мира, устранить все преграды и увидеть его со стороны. Но, как
и он, мы можем, несмотря на это, многое узнать о своем мире. Лишь одно закли-
нание отделяет жителей Плоского Мира от существ, обитающих в Подземельных Из-
мерениях; во Флатландии услужливая Сфера может внезапно появиться в поле зре-
ния , чтобы не дать сюжету застрять на месте. Однако Круглым Миром не движет
рассказий, так что нам не приходится рассчитывать на помощь вневселенского
пришельца из скрытых измерений.
В нашем распоряжении есть только наши собственные ресурсы: воображение,
острота мышления, логика и уважение к фактам. С ними у нас есть надежда уз-
нать что-то новое о нашей Вселенной. Конечна она или бесконечна? Четырех- или
одиннадцатимерная? Сферическая, плоская или гиперболическая?
Учитывая наши современные познания, она вполне может иметь форму банана.
Глава 17. Волшебник,
ранее известный
как Декан
Черная галерея оказалась не настолько черной и зловещей, как того ожидала
Марджори; просто она была заполнена картинами людей, которые уже давно отошли
в мир иной, без всяких указаний на причину их скоропостижного отбытия - те-
перь воспоминания об этих фактах были утрачены точно так же, как и сама
жизнь.
Волшебники сбились в кучу, и она услышала, как Архканцлер сказал: «Послу-
шайте! Мы всегда знали, что живем не на какой-то средненькой планете; благо-
даря движению черепахи, а зачастую, как вам известно, благодаря оккультным
методам и средствам, нам доводилось видеть и более заурядные планеты. Мне ка-
жется, оппозиция попытается заявить, что мы в каком-то смысле живем в мире
уродов. Я тут обдумываю, дать ли им возможность увидеть в этом перспективное
решение. Что скажете, мистер Тупс?».
Думминх1 кивнул. «Вполне разумный план, Архканцлер. Если мы живем в мире
уродов, то мы и сами наверняка уроды; правда, у меня есть подозрение, что это
не больно-то устроит население в целом, особенно гномов, для которых подобные
слова прозвучат, как оскорбление».
«Значит, маленьких людей это тоже оскорбляет, так? Просто уголовщина какая-
то !».
Думминх1 пожал плечами, а затем, тщательно подбирая слова, произнес: «Это
очень смешно, Архканцлер, но боюсь, что этот маленький кодицил83 принесет
больше вреда, чем пользы, сэр. Ах да, Декан прибыл из Псевдополиса и провел в
Круглом Мире осмотр, организацию которого вы поручили Ринсвинду. Он с удо-
вольствием выступит в качестве свидетеля. Я подумал, что вам следует об этом
знать, Архканцлер».
Думминг немного отошел в сторону; упоминание Декана, или, точнее, человека,
который ранее был известен как Декан, обычно производило на Наверна Чудакулли
точно такой же эффект, как намеки в шахматной партии - делать это приходилось
на свой страх и риск. С другой стороны, настроение Архканцлера порой было пе-
ременчивым, и к счастью одна из таких перемен произошла с ним именно сейчас.
«Генри! Значит, он все-таки получил мое послание. Очень мило с его стороны,
но все равно он наверняка втайне скучает по своему старому Альма-патеру»84.
Думминг вздохнул с облегчением. Отношения с университетом Псевдополиса за-
метно обострились после того, как Декан, покинув НУ, занял там пост Архканц-
лера; за этим последовало изрядное ворчание о том, что на Диске есть только
один арх-Канцлер. Но время, как гласит пословица, сыграло свою целительную
роль, и отношения между двумя заведениями вернулись к тому стандарту, которым
пользуются все университеты, независимо от своего местоположения - иначе го-
воря, каждый университет по-дружески следил за конкурентом и в то же самое
время скрытно и с соблюдением приличий вводил его в заблуждение по мере необ-
ходимости , но всегда с улыбкой на лице.
Декан, еще не оправившийся от посещения Круглого Мира, появился в галерее,
тяжело дыша. Он обменялся рукопожатием с Чудакулли, который сказал: «Тебе
придется сыграть роль моего главного козыря, Генри. Я рад, что ты смог прийти
вовремя».
«Не упоминай об этом, Наверн! Никто не в праве указывать волшебникам, что
делать кроме других волшебников, разумеется. И даже тогда они станут спорить
и придираться, ура!»
«Ура! И, правда, Генри! Мы проверяем, проверяем и снова проверяем, мы вооб-
ще люди придирчивые, и поспорили бы даже с собственной бабушкой, если бы по-
считали, что она неправа. «Nullius in verba»85 мы никому не верим на слово, в
том числе и самим себе. Правда не возникает из воздуха сама по себе - ее нуж-
но обдумывать и даже преследовать!»
«Ты прав, старина, и за все это приходится платить. Вера может двигать го-
ры, но только в качестве метафоры, а боги, даже если они и существуют, играют
роль безучастных наблюдателей».
«Постой-ка, приятель. А как же быть с Афроидиотой, богиней предметов, за-
Koditsil (лат.) - последняя воля завещателя. Возможно, намек на то, что Архканц-
лер не поздоровится.
84 Вообще говоря, о научных центрах обычно говорят в женском роде; и это довольно-
таки удивительно, если учесть время, которое потребовалось женщинам, чтобы попасть в
один из них, претендуя при этом на какую-либо работу помимо мытья полов. Незримый
Университет, разумеется, пляшет под свой барабан; пусть это и залатанный барабан, но
зато их собственный, и ни на что другое они его не променяют.
85 «Ничьими словами» (лат.) - прим. пер.
стревающих в ящиках? Лично меня она избавила от одного довольно-таки проблем-
ного половника, за что я ей благодарен, но едва ли это можно назвать поклоне-
нием, сам понимаешь это всего лишь корыстный расчет. Она не дает нашим ящикам
грохотать, а наша вера поддерживает ее существование. Это взаимная выгода
разве что без денег».
Этот спор доставлял Декану колоссальное удовольствие. «Но мы не должны за-
бывать, Наверн», заметил он, «что Плоский Мир совершенно не похож на Круглый,
несмотря на то, что у этих миров как уже было сказано есть много общего. Ну,
если забыть о черепахе и не обращать внимания на это ужасающее ядро из пере-
гретого железа. Тогда никаких различий, по сути, и не видно не считая троллей
и тому подобных вещей. Как говорит лорд Витинари, рано или поздно все сводит-
ся к людям и общности человеческого рода».
Двое архканцлеров неожиданно поняли, что в большой комнате наступила тиши-
на ; они стали центром внимания и казалось, что все, даже некоторые из тех,
кто держал в руках чайные чашки, смотрят на них так, будто увидели пару лоб-
стеров, которые решили потанцевать без всякой причины в порыве одной лишь
joie de vivre86. Несколько человек даже устроили рукоплескание, посреди кото-
рого раздавались редкие взрывы смеха.
Марджори не была в их числе, а внимательно наблюдала за волшебниками. Когда
Архканцлер рассказывал ей о происхождении Круглого Мира, в его словах как
будто прозвучало извинение. А еще он сильно удивился, когда Марджори засмея-
лась .
Этот мир, мир на спине черепахи, был странным, но не казался чужим, когда
вы находились прямо на нем. Что же до религиозных коннотаций, то Марджори не
могла не вспомнить о дне, когда умерла ее мать - впечатление было не из при-
ятных, несмотря на то, что сотрудники хосписа сделали все, что было в их си-
лах. Ее отец снял свой пасторский воротник и, не говоря ни слова, выбросил
его в корзину для мусора, а она помогала ему с делами вроде официального ут-
верждения завещания и разных малоприятных мытарств, которые нужно было пре-
одолеть осиротевшей семье ради удовлетворения светской власти. Но он болел
душой, и в течение нескольких недель после случившегося почти не разговаривал
с Марджори, ограничиваясь лишь вежливыми фразами вроде «пожалуйста» и «спаси-
бо», они так и остались при нем; учтивость не покидала его никогда, даже если
и не была взаимной, такой уж он был человек.
Она решилась поговорить с ним несколько месяцев спустя, беспокоясь, что
долгие годы сомнений, начало которым положила столь несправедливая смерть его
жены, могли подорвать его веру. Она понимала это и понимала его самого, хотя
и никогда не понимала отцовского епископа, который в ее присутствии вел себя,
как вредный, глупый и снисходительный тип.
Прямо у нее на глазах да, у нее, прочитавшей Библию к семи годам и к два-
дцати пяти решившей, что она имеет полное право поставить эту книгу на полку
«Фэнтези и научная фантастика», он долго и без единого намека на доказатель-
ство рассказывал о том, как ее мать теперь находится «в объятьях Господа». Но
он был не одинок; многие люди тоже настаивали на том, что его слова соответ-
ствуют действительности, хотя для нее это явно было не так. Ведомые жаждой
истины, которую сами нарекли надежной и нерушимой, они требовали чтобы их
сорт домыслов воспринимался как твердый факт.
Она вспомнила жуткое цунами, которое чуть не уничтожило небольшую страну,
вспомнила, как мужчины и женщины со всей планеты отправились на пострадавший
остров и разгребали руины домов, ставших жертвой стихии, пока не услышали
слабый крик, доносившийся снизу. Газеты назвали это чудом; она же пришла в
негодование и, обращаясь как бы ко всему миру, кричала: «Да ни хрена это не
«Радость жизни» (фр.) - прим. пер.
чудо!». Если бы им на помощь пришел Господь Бог1 в сопровождении всех Своих
ангелов - вот это было бы чудо. Но ничего подобного не случилось; спасение
пришло, благодаря людям простым людям, которые помогали другим людям, призна-
вая их людьми, подобными себе - триумф человеческой общности и вбитого в наши
гены знания о том, что человек, которому ты помогаешь сегодня, завтра, быть
может, вытащит тебя из горящей машины.
Поддерживай клан. Если один человек попытается сразиться с мастодонтом, он
труп; но если на мастодонта выйдет целый клан, то все будут обеспечены едой
на неделю. А если достаточное число людей в клане будут работать сообща, то
удивленная парочка бывших обезьян рано или поздно доберется до Луны.
Но, повзрослев и поработав какое-то время ради собственной карьеры, Марджо-
ри научилась с легкостью распознавать людей, считавших, что принадлежность к
числу верующих дает им власть. Она видела сияние на их лицах, твердое намере-
ние никогда не отступать, а порой даже никогда больше не думать самостоятель-
но.
Ведь все уже было сделано за них.
Начиная с того самого момента, когда их Бог создал их мир по своему образу
и подобию. И вряд ли этот образ был похож на черепаху
Глава 18. Прощай,
Большой Взрыв?
С точки зрения Плоского Мира, Круглый Мир это загадка. Он занимает скромное
место на полке в кабинете Ринсвинда, хотя волшебникам известно, что снаружи
он должен быть намного меньше, чем внутри, ведь Ринсвинд (как и многие дру-
гие) лично побывал внутри него. Это действительно так - изнутри Круглый мир
достигает поистине колоссальных размеров. У волшебников есть теория, которая
объясняет, как такое могло произойти. Основу Круглого Мира составляют некие
таинственные правила, а его форма, размер и даже происхождение, по всей види-
мости, являются их следствием. Но правила действуют только внутри. Снаружи
правит магия.
В главе 16 мы поговорили о том, как правила Круглого Мира затрагивают не
только ответ на вопрос о его форме, но и смысл самого вопроса. Теперь мы об-
ратимся к его истокам.
Когда Архканцлер рассказал Марджори о происхождении Круглого Мира, он есте-
ственно придерживался точки зрения волшебников, согласно которой вся челове-
ческая Вселенная каким-то образом умещается внутри маленькой сферы, размером
примерно с футбольный мяч. А сотворили ее ГЕКС, который спас Плоский Мир от
уничтожения и в итоге создал сдерживающее магическое поле, и Декан, который
решил потыкать в это поле своим исследовательским пальцем.
А как же точка зрения обитателей самого Круглого Мира? С самой древности их
умы занимал вопрос о том, как возник окружающий мир (и было ли у него нача-
ло) , но до недавнего времени их ответы были целиком сосредоточены на самих
людях: в основном это были истории о богах-творцах. Современные научные тео-
рии, касающиеся происхождения Вселенной, напротив (вот сюрприз!), ориентиро-
ваны на Вселенную. В их основе лежат не рассказы о богах, а правила, которым,
по-видимому, подчиняется Вселенная.
В вопросах происхождения Вселенной машина времени оказалась бы как нельзя
кстати. Несмотря на кое-какие намеки из области передовой физики, затронутые
во второй и третьей частях «Науки Плоского Мира», действующая машина времени
не построена до сих пор, да и сама возможность ее существования находится под
вопросом. Но это вовсе не отменяет нашего желания узнать, как именно началась
Вселенная, или попытаться выяснить это, исходя из оставленных ею следов.
Происхождение Вселенной это трудный философский вопрос, который влечет за
собой фундаментальные идеи в естественных науках и математике. Как-никак, ма-
тематика самая проработанная и мощная из когда-либо созданных человеком сис-
тем логических умозаключений, так что если мы не можем отправиться в прошлое,
чтобы увидеть его собственными глазами, нам придется остаться в настоящим и
заняться этими самыми умозаключениями.
Мы уже видели, что вопросы формы и происхождения нередко идут рука об руку.
Это особенно верно в отношении Вселенной, так как она обладает динамикой: ее
теперешний вид зависит от того, что произошло в прошлом. А значит, космология
и космогония неразрывно связаны друг с другом, точно так же, как и в древней
мифологии. Современная теория происхождения Вселенной речь, конечно же, идет
о Большом взрыве, стала неожиданным следствием астрономических наблюдений,
целью которых было выяснение ее размеров и формы. Поэтому прежде чем разби-
раться с происхождением Вселенной, мы в общих чертах познакомимся с этими на-
блюдениями и последствиями, к которым они привели.
В древности мир и Вселенная были практически тождественны друг другу. Солн-
це, Луна, планеты и звезды мало чем отличались от развешанных по небу украше-
ний; мир, в котором мы жили, преобладал над всем остальным. Теперь мы осозна-
ем, что наша планета всего лишь едва заметный кусок камня, а окружающая ее
Вселенная настолько огромна, что с трудом поддается нашему пониманию.
Первое представление о колоссальных масштабах Вселенной человечество полу-
чило в 1838 году, когда астроном Фридрих Бессель измерил расстояние до звезды
61 Лебедя. До этого момента люди, не верившие в то, что Земля вращается во-
круг Солнца, могли предложить вполне убедительный довод в пользу стационарно-
го положения нашей планеты. Если бы Земля двигалась вокруг Солнца, то мы бы
заметили, что более близкие звезды движутся по отношению к более далеким -
это явление называется параллаксом. Но этого не происходит. Бессель нашел
причину: даже ближайшие звезды удалены от нас на гигантское расстояние, по-
этому видимое смещение слишком мало, чтобы его можно было обнаружить. Он вос-
пользовался новым чувствительным телескопом для наблюдения 61 Лебедя. В 1804
году Джузеппе Пиацци дал ей прозвище «летящая звезда», так как ее видимое
движение на фоне неба, пусть и довольно слабое, было на удивление большим по
сравнению с большинством других звезд. Это говорило о том, что звезда, веро-
ятно , находится необычно близко к Земле. Бессель выяснил, что расстояние до
61 Лебедя составляет 11,4 световых лет, или около 1014 (100 триллионов) кило-
метров. По современным оценкам оно равно 11,403, так что Бессель был абсолют-
но прав.
Впрочем, уничижение человеческого рода только начиналось. Небо может похва-
статься не только своими сверкающими огоньками, но и сияющей рекой света под
названием Млечный Путь. В действительности это диск, состоящий из звезд,
большая часть которых слишком удалены от нас, чтобы их можно было рассмотреть
по отдельности, а мы сами находимся внутри этого диска. Теперь мы называем
такой диск галактикой. Первые намеки на возможное существование других галак-
тик появились после того, как астрономы обнаружили отдаленные туманности -
нечто вроде размытой световой дымки. В 1755 году философ Иммануил Кант назвал
эти туманности «островными вселенными»; впоследствии их стали называть галак-
тиками от латинского слова, означающего «молоко». Шарль Мессье составил пер-
вый систематический каталог туманностей (среди них оказалось несколько на-
стоящих туманностей, отличающихся от галактик) в 1774 году. Одна из наиболее
заметных галактик, расположенная в созвездии Андромеды, занимала в списке 31-
е место и поэтому получила наименование М31. Она не показывала признаков па-
раллакса, а значит, предположительно находилась на большом расстоянии от Зем-
ли. За этим встал большой вопрос: насколько велико это расстояние?
В 1924 году Эдвин Хаббл доказал, что М31 находится далеко за пределами
Млечного Пути, а помогла ему в этом блестящая работа Генриетты Ливитт, кото-
рая по роду деятельности была живым «компьютером» и занималась однообразными
задачами по измерению и каталогизации яркости звезд. В те годы астрономы были
заняты поисками «стандартной свечи» - разновидности звезд, собственную sip-
кость которых можно было бы вывести, опираясь на результаты других наблюде-
ний. Тогда, сравнив их с видимой яркостью и приняв во внимание характер
уменьшения яркости звезд с увеличением расстояния, можно бы вычислить рас-
стояние до звезды. Ливитт вела наблюдение за цефеидами - переменными звезда-
ми, светоотдача которых меняется согласно периодическому циклу, и в 1908 году
нашла взаимосвязь между светоотдачей цефеиды и периодом соответствующего цик-
ла. Это означало, что собственную яркость такой звезды можно было рассчитать,
исходя из наблюдений, а значит, использовать в качестве стандартной свечи. В
1924 году Хаббл обнаружил цефеиды в М31 и вычислил, что расстояние до этой
галактики составляет один миллион световых лет. По современным оценкам оно
равно 2,5 миллионам.
Большинство галактик находятся гораздо дальше; расстояние до них настолько
велико, что мы не в состоянии рассмотреть отдельные звезды, не говоря уже о
том, чтобы различить среди них цефеиды. Тем не менее, Хаббл сумел преодолеть
и это препятствие. Весто Слайфер и Милтон Хьюмасон обнаружили, что излучение
многих галактик смещено в красную сторону спектра. Наиболее вероятным объяс-
нением был эффект Доплера, при котором частота волны меняется из-за движения
ее источника. Лучше всего мы знакомы с ним на примере звуковых волн: тон по-
лицейской сирены понижается, когда машина проезжает мимо, то есть движение в
нашу сторону сменяется движением от нас. Из эффекта Доплера следует, что со-
ответствующие галактики должны удаляться от нас с приличной скоростью. Хаббл
построил график зависимости между величиной красного смещения и оценкой рас-
стояний до сорока шести галактик, в которых были замечены цефеиды. Результат
приблизительно соответствовал прямой линии - это указывало на то, что ско-
рость удаления (вычисленная по красному смещению) пропорциональна расстоянию.
В 1929 году он выразил это соотношение в виде формулы, которая теперь называ-
ется законом Хаббла. Коэффициент пропорциональности, или постоянная Хаббла,
по современным оценкам составляет около 21 км/с на миллион световых лет. Пер-
воначальная оценка, предложенная Хабблом, была в семь раз больше.
Как теперь известно, та же идея посетила шведского астронома Кнута Лундмар-
ка в 1924 году, за пять лет до Хаббла. Чтобы определить расстояние до галак-
тик, он использовал их видимые размеры, а его оценка постоянной «Хаббла» от-
личается от современной не более, чем на 1 %, что значительно превосходит ре-
зультат самого Хаббла. Тем не менее, его работа прошла незамеченной, так как
его методы не были сверены с результатами независимых измерений.
Следствием этих открытий, связавших размер Вселенной с ее динамическим по-
ведением, стал удивительный вывод. Если все галактики удаляются от нас, зна-
чит, либо Земля находится рядом с центром некой расширяющейся области, либо
Вселенная в целом становится больше.
Астрономы уже знали о возможном расширении Вселенной. Это следовало из эйн-
штейновых уравнений поля, составляющих основу общей теории относительности. В
1924 году Александр Фридман нашел три типа решений, соответствующих трем ва-
риантам кривизны пространства: положительной, нулевой и отрицательной. Мате-
матикам из области неевклидовой геометрии такие пространства уже были извест-
ны - они называются соответственно эллиптическим, евклидовым и гиперболиче-
ским (наподобие Вселенной Эшера). Эллиптическое пространство, конечно, это
гиперсфера, которая похожа на поверхность обычной сферы, но охватывает три
измерения. Остальные два пространства имеют бесконечную протяженность. (Все-
ленная Эшера похожа на Круглый Мир снаружи она выглядит конечной, но при этом
бесконечна внутри, с точки зрения собственной метрики. Именно так ей удается
вместить в себя бесконечное число ангелов или демонов одного и того же разме-
pa.) Уравнения поля описывают целый спектр форм, которые может принять Все-
ленная, но не определяют эту форму в точности.
Из уравнений поля также следовало, что форма Вселенной может меняться со
временем. В 1927 году Жорж Леметр нашел решение, которое описывало расширяю-
щуюся Вселенную, и оценил скорость ее расширения. Его статья «Однородная Все-
ленная постоянной массы и рост радиуса по расчетам радиальной скорости внега-
лактических туманностей» (1931) не пользовалась популярностью, так как была
опубликована в малоизвестном бельгийском журнале, но, в конечном счете, стала
научной классикой.
Хотя решение Леметра противоречило доминирующим взглядам на космологию, по-
пулярный астроном (и популист) сэр Артур Эддингтон верил в то, что теория Ле-
метра решала многие из ключевых проблем космологии. В 1930 он пригласил Ле-
метра в Лондон на встречу, посвященную вопросам физики и духовности. К тому
моменту Леметр уже понял, что если обратить расширение Вселенной вспять, то
87
где-то в отдаленном прошлом она сожмется в одну точку . Он назвал эту исход-
ную сингулярность первобытным атомом и опубликовал свою идею в ведущем науч-
ном журнале «Nature». За этим последовали прения колоссальных масштабов. Ле-
метр, пожалуй, только усугубил дело, сославшись на свою идею как на «Космиче-
ское яйцо, взорвавшееся в момент сотворения мира».
Намного позже Фред Хойл, который на тот момент был одним из главных сторон-
ников теории стационарной Вселенной, то есть, полагал, что Вселенная находит-
ся в равновесии и, если не считать локальных флуктуации, была такой всегда,
презрительно отозвался о теории Леметра как о «Большом взрыве». Название при-
жилось . Как и сама теория, к неудовольствию Хойла. Хойл разработал теорию
стационарного состояния в 1948 году при поддержке Томаса Голда, Германа Бонди
и других ученых. В этой теории уменьшение плотности вещества по мере расшире-
ния Вселенной уравновешивалось медленным, но непрерывным частица за частицей
созиданием новой материи в межзвездном пространстве. Необходимая скорость об-
разования материи была небольшой примерно по одному атому водорода на каждый
кубический метр за один миллиард лет.
К несчастью для Хойла, количество фактов, косвенно опровергавших теорию
стационарной Вселенной, и при этом подтверждавших Большой взрыв, продолжало
расти. Решающую роль сыграло открытие в 1965 году фонового космического излу-
чения - хаотичного шипения в радиодиапазоне, которое по современным представ-
лениям возникло в тот момент, когда Вселенная, вскоре после Большого взрыва,
впервые стала прозрачной для радиоволн. По словам Хокинга, это открытие стало
«последним гвоздем, вбитым в крышку гроба стационарной теории».
Эйнштейн в частной беседе не выразил восторга от расширяющейся Вселенной
Леметра. Он согласился с математическими выкладками, но не признал физическую
реальность. Однако после того, как Хаббл опубликовал свои результаты два года
спустя, Эйнштейн сразу же поменял свое мнение и оказал Леметру мощную общест-
венную поддержку. В 1935 году Говард Робертсон и Артур Уокер доказали, что
любая однородная и изотропная Вселенная, то есть одинаковая в любой точке и в
любом направлении, соответствует определенному семейству решений эйнштейновых
уравнений поля. Такие Вселенные могут быть статичными, а могут расширяться
или сжиматься; их топология может быть как простой, так и сложной. Соответст-
вующее семейство решений называется метрикой Фридмана - Леметра - Робертсона
- Уокера, или «стандартной космологической моделью», если предыдущий вариант
слишком сложен в произношении. В настоящее время эта модель преобладает в об-
На самом деле Леметр не высказывал этой идеи, во всяком случае, не в первоначаль-
ном варианте своей теории. Вместо точечной сингулярности, расположенной в конечном
прошлом, он предложил сингулярность, которая находилась в бесконечно далеком прошлом
и имела форму гиперсферы.
щепринятой космологической картине.
Теперь рассказий взял верх и завел немало космологов в дебри научной мифо-
логии. Верное утверждение о «существовании решений эйнштейновых уравнений по-
ля , соответствующих классическим неевклидовым геометриям» таинственным обра-
зом превратилось в ложное утверждение о том, что «они составляют единственно
возможные решения с постоянной кривизной». Возможно, причина этой ошибки кро-
ется в том, что математики не уделяли должного внимания астрономии, а астро-
номы не уделяли должного внимания математике. Согласно теореме единственно-
сти, доказанной Робертсоном и Уокером, метрика определена однозначно, а отсю-
да легко прийти к выводу, что однозначность распространяется и на само про-
странство . Ведь именно метрика определяет пространство?
Это не так.
Метрика локальна; пространство глобально. И бесконечная евклидова плос-
кость, и плоский тор обладают одной и той же метрикой, так как в пределах не-
больших регионов их геометрия идентична. Компьютерный экран остается плоским;
меняются лишь правила, связанные с выходом за его границу. На глобальном
уровне у плоского тора есть особые геодезические тела, что образуют замкнутые
петли, в то время как у евклидовой плоскости их нет. Так что метрика не дает
однозначного определения пространства. Однако специалисты по космологии так
не считали. В выпуске журнала «Scientific American» за 1999 год Жан-Пьер Лю-
мине, Гленн Старкман и Джеффри Уикс писали: «Десятилетия с 1930 по 1990 стали
мрачной эпохой в отношении этого вопроса. Большинство учебников по астроно-
мии, цитировавших друг друга в качестве обоснования, утверждали, что Вселен-
ная должна быть либо гиперсферой, либо бесконечной евклидовой плоскостью, ли-
бо бесконечным гиперболическим пространством. Другие топологии были почти
полностью забыты».
На самом деле в каждом из трех случаев возможно более одного варианта топо-
логии. Фридман отмечал это в своей статье 1924 года для случая отрицательной
кривизны, но его комментарий по какой-то причине был забыт. Конечные про-
странства нулевой кривизны уже были известны, и самым очевидным из них был
плоский тор. Эллиптическое пространство конечно в любом случае. Но даже оно
не исчерпывает всех возможных пространств с положительной кривизной - этот
факт был известен Пуанкаре в 1904 году. К сожалению, после того, как это не-
доразумение завладело умами, искоренить его было весьма непросто, и в итоге
оно на несколько десятилетий затуманило понимание вопроса о форме Вселенной.
Впрочем, на тот момент перед космологами стояла более крупная цель - проис-
хождение Вселенной. В соответствии с решением уравнений поля, описывающим
Большой взрыв, и пространство, и время возникли из ничего, а затем эволюцио-
нировали в современную Вселенную. Физики были в состоянии принять столь ради-
кальную теорию, так как квантовая механика уже подготовила их тому, что час-
тицы могут спонтанно возникать из ничего. Если это по силам одной частице, то
почему не целой Вселенной? Если на это способно пространство, то почему не
время?
Возвращаясь к Эйнштейну. Он мог бы даже предсказать расширяющуюся сфериче-
скую Вселенную, но решил, что статическая модель единственно верная. Чтобы
получить статичное решение, он модифицировал свои уравнения поля, добавив в
них новый член, зависящий от «космологической постоянной». Подобрав нужное
значение этой константы, Вселенную можно было привести к статичному виду.
Точная причина, по которой космологическая постоянная должна равняться именно
этому значению, была не столь ясна, однако добавочный член уравнений удовле-
творял всем глубоким принципам симметрии, лежавшим в основе философии Эйн-
штейна о правильном поведении Вселенной. В действительности, чтобы избавиться
от этого члена, потребовались бы серьезные и довольно специфические основа-
ния. Когда телескопические наблюдения галактических спектров выявили расшире-
ние Вселенной, Эйнштейн решил, что введение космологической постоянной было
его «величайшим заблуждением». Отказавшись от нее, он вполне мох1 предсказать
расширение.
Что ж, такова традиционная история, однако, она требует неявного допущения.
Чтобы вывести формулу, выражающую зависимость формы и размера Вселенной от
времени, специалисты по математической физике в начале двадцатого века искали
лишь сферически симметричные решения уравнения поля. Благодаря этому допуще-
нию, число пространственных переменных уменьшается с трех до одной, выражаю-
щей расстояния от центра. В качестве приятного побочного эффекта оно также
помогает упростить уравнения поля, которые в этом случае можно решить в явном
виде. Неочевидное предположение о сферической симметрии «Вселенная должна
быть одинаковой в любой точке» не имеет под собой твердого основания. Эйн-
штейн настаивал на том, что везде должны действовать одни и те же законы, но
это вовсе не означает, что одинаковым должно быть и поведение. Планеты и ва-
куум, к примеру, тоже подчиняются одним и тем же законам.
С появлением компьютеров стало ясно, что число решений эйнштейновых уравне-
ний поля невообразимо велико, даже бесконечно велико, в зависимости от выбора
начальных условий и лишь немногие из них обладают сферической симметрией.
Пространство может расширяться в одних областях, сжиматься в других или за-
кручиваться, как в водовороте. Его поведение может меняться со временем. Так
что хотя расширяющаяся Вселенная и является одним из возможных решений урав-
нения поля, предсказываемое ей расширение справедливо не более, чем уверенный
прогноз дождя на завтра, основанный на одной лишь возможности дождя как реше-
ния погодных уравнений.
Несколько лет тому назад в мире царила безмятежность. Теория Большого взры-
ва удовлетворяла результатам всех важнейших наблюдений. В частности, она
предсказывала, что фоновое микроволновое излучение космоса должно иметь тем-
пературу около 3 градусов по абсолютной шкале. Очко в пользу Большого взрыва.
Но по мере продвижения исследований стали возникать трудности. Современная
Вселенная содержит множество крупномасштабных структур громадных галактиче-
ских прядей, окружающих еще более громадные пустоты наподобие пены в бокале
пива, если считать, что галактики образуются на поверхности пивных пузырьков,
а пустоты это заключенный внутри них воздух. Если проиграть события от на-
стоящего к прошлому, то с учетом современных теорий возраст Вселенной соста-
вит около 13,5 миллиардов лет. С одной стороны, этот возраст слишком мал,
чтобы объяснить скопление материи, существующее в настоящий момент. С другой
стороны, он недостаточно велик, чтобы объяснить плоскую форму современного
пространства.
Вторая трудность проистекает из наблюдаемых «кривых вращения» галактик. Га-
лактики не вращаются подобно твердому объекту звезды, расположенные на разных
расстояниях от центра, движутся с различными скоростями. Звезды, находящиеся
в центральном утолщении галактики, движутся довольно медленно; более удален-
ные быстрее. Тем не менее, звезды, расположенные за пределами центрального
утолщения, имеют примерно одинаковую скорость. Для теоретиков это загадка,
поскольку гравитация, как в теории Ньютона, так и в теории Эйнштейна требует,
чтобы скорость движения звезд уменьшалась по мере их удаления от центра. Поч-
ти все галактики ведут себя таким неожиданным образом, что входит в противо-
речие с результатами многих наблюдений.
Третьей проблемой стало открытое в 1998 году ускоренное расширение Вселен-
ной, которое согласуется с положительным значением космологической постоян-
ной. В основе этого открытия, удостоенного в 2011 Нобелевской премии по физи-
ке, лежат наблюдения красного смещения в сверхновых типа 1а, выполненные
группой High-Z Supernova Search Team (группа поиска сверхновых с высоким
красным смещением).
Общепринятое в космологии решение этих проблем основано на трех дополни-
тельных предположениях. Во-первых, это инфляция, в результате которой Вселен-
ная увеличилась до колоссальных размеров за чрезвычайно короткое время. Коли-
чественные данные поражают воображение - в промежутке между 10~36 и 10~32 се-
кунд после Большого взрыва объем Вселенной возрос по меньшей мере в 1078 раз.
Причиной такого быстрого роста взрыва, куда более внушительного, чем тот сла-
бенький Большой взрыв, который положил всему начало, стало, как утверждается,
инфлатонное поле. (Не «инфляционное»: инфлатон это, в общем, квантовое поле,
вызывающее инфляцию). Теория отлично согласуется со множеством наблюдений.
Главное затруднение состоит в отсутствии непосредственных фактов, подтвер-
ждающих существование инфлатонного поля.
Для решения проблемы галактических кривых вращения, специалисты по космоло-
гии выдвинули гипотезу о существовании темной материи. Это разновидность ма-
терии, которую нельзя обнаружить по испускаемому ей излучению, потому что та-
кого излучения нет, во всяком случае, его количество слишком мало, чтобы мы
могли обнаружить его с Земли. Есть основания полагать, что значительная часть
материи во Вселенной может быть недоступна для наблюдения, однако выводы, ос-
нованные на косвенных фактах, приводят нас к заключению о том, что темная ма-
терия, чем бы она ни была в действительности, не состоит из тех же самых фун-
даментальных частиц, с которыми мы имеем дело на Земле. Это довольно-таки чу-
ждая нам форма материи, которая взаимодействует со всем остальным, главным
образом, посредством силы тяготения. Пока что не было зафиксировано ни одной
подобной частицы, но есть несколько конкурирующих гипотез насчет их вероятной
природы - на данный момент лидируют вимпы, или слабовзаимодействующие массив-
ные частицы.
Ускоренное расширение Вселенной приписывается «темной энергии», которая по
большом счету представляет собой лишь название для «чего-то, заставляющего
Вселенную расширяться с ускорением» впрочем, справедливости ради стоит заме-
тить , что к этому понятию прилагается детальный состав свойств, которыми
должна обладать темная энергия и гипотезы о ее возможной природе. Одним из
вариантов является космологическая постоянная Эйнштейна.
До недавнего времени эта троица богов из машины помогала устранить наиболее
заметные расхождения между наивной теорией Большого взрыва и все более слож-
ными наблюдениями. Несмотря на то, что все три концепции высосаны из пальца и
не находят широкого подтверждения по результатам независимых наблюдений (за
исключением тех фактов, для объяснения которых они и были придуманы), введе-
ние их в современную физику можно обосновать, исходя из практических сообра-
жений: они сработали, а их альтернативы по-видимому, нет. Теперь же мы все
лучше осознаем тот факт, что первое утверждение уже не соответствует действи-
тельности, чего, к сожалению, не скажешь о втором. По мнению растущего в сре-
де космологов меньшинства, три бога из машины это, как минимум, на два боль-
ше, чем нужно для комфортного существования.
Теперь мы понимаем, что если инфлатонное поле действительно существует, оно
не включается ради нашего удобства всего на один раз, а затем перестает дей-
ствовать , хотя именно такое допущение подразумевается в традиционном объясне-
нии структуры Вселенной. Напротив, инфлатонное поле может проявлять себя мно-
гократно, в любое время и в любом месте. Это приводит к сценарию так называе-
мой хаотической инфляции, при которой наша область Вселенной представляет со-
бой всего лишь один из раздувшихся пузырьков в ванне, наполненной космической
пеной. Очередной период инфляции может начаться в вашей гостиной уже сегодня
днем и моментально раздуть ваш телевизор на пару с кошкой в 1078 раз.
Другая проблема заключается в том, что почти все инфляционные вселенные от-
личаются от нашей, а если ограничить начальные условия так, чтобы сходство
все-таки имело место, то неинфляционная вселенная, которая с тем же успехом
годится на эту роль, имеет гораздо большие шансы. По словам Роджера Пенроуза,
подходящие начальные условия, не требующие инфляции, по своему количеству
превосходят аналогичные условия инфляционных вселенных в гуголплекс раз - де-
сять в степени десять в степени сто. Так что объяснение, не связанное с ин-
фляцией, хотя и требует крайне маловероятных начальных условий, само по себе
гораздо более вероятно, чем любая инфляционная модель.
Все это время в научной среде находились «белые вороны», которые придумыва-
ли альтернативы стандартной модели, но теперь даже космологи, разделяющие об-
щепринятую точку зрения, вынуждены переосмысливать известную им теорию. Не-
достатка в идеях нет. Некоторые модели обходятся без Большого взрыва; вместо
него используется некий обновленный вариант теории стационарной Вселенной,
при котором распределение материи, обладающее необходимой «комковатостью»,
может существовать на протяжении миллиардов лет или даже неограниченно долго.
Красное смещение вызвано не расширением, а гравитацией. Для объяснения кривых
вращения не нужна темная материя, вероятно, этот эффект можно объяснить инер-
циальным релятивистским увлечением, при котором вращающаяся материя переносит
с собой окружающее пространство.
Пожалуй, более радикальное предположение состоит в том, что известная нам
теория гравитации или же теория движения требуют небольших модификаций. В
2012 году специалист в области физики частиц и Нобелевский лауреат Мартинус
Велтман, отвечая на вопрос «Даст ли суперсимметрия объяснение темной мате-
рии?», сказал: «Разумеется, нет. Люди ищут ее с 1980-х и просто поднимают шу-
миху. Разве вам не кажется более вероятным то, что мы до сих пор плохо разби-
раемся в гравитации? Астрофизики так горячо верят в эйнштейнову теорию грави-
тации, то просто диву даешься. А вы знаете, насколько хорошо эта теория была
проверена на расстоянии галактик, в которых мы «видим» темную материю? Ни на
^ 88
йоту» .
Самой известной из подобных гипотез является MOND, или модифицированная
ньютоновская динамика, предложенная в 1983 году Мордехаем Милгромом. Основная
идея состоит в том, что второй закон Ньютона может оказаться неверным при
очень малых ускорениях, а значит, ускорение не будет пропорционально силе тя-
готения, если эта сила очень мала. Современная тенденция такова, что MOND
воспринимается как единственная альтернатива общей теории относительности; в
действительности же она просто исследована лучше остальных. В специальном вы-
пуске журнала Королевского общества, посвященном космологическим проверкам
общей теории относительности, Роберт Колдуэлл89 писал: «На данный момент ка-
жется вполне разумным, что новые законы гравитации помогут объяснить резуль-
таты наблюдений». В том же выпуске Рут Дюррер90 отметила, что доказательства
в пользу темной энергии неубедительны: «Единственный намек на существование
темной энергии основан на измерениях расстояний и их взаимосвязи с красным
смещением». Прочие же наблюдения, добавляет она, всего лишь указывают на то,
что расстояния, вычисленные с учетом измерений красного смещения, превышают
величины, ожидаемые в стандартной космологической модели. Мы имеем дело с ка-
ким-то неожиданным явлением, но не факт, что это именно темная энергия.
Сейчас наша уверенность в собственных знаниях о происхождении Вселенной
подвергается испытанию. Некоторые модифицированные варианты теории Большого
Martinus Veltman, Coming to terms with the Higgs («В поисках общего языка с Хигг-
сом» прим. пер.), Nature 490 (2012) S10-S11.
89 Robert R. Caldwell, A gravitational puzzle («Загадка гравитации» прим. пер.),
Philosophical Transactions of the Royal Society of London A (2011) 369, 4998-5002.
90 Ruth Durrer, What do we really know about dark energy? («Что мы в действительно-
сти знаем о темной энергии?» прим. пер.) Philosophical Transactions of the Royal
Society of London A (2011) 369, 5102-5114.
взрыва вполне могут оказаться корректными, но это вовсе не обязательно. Когда
ученые сталкиваются с новыми фактами, они меняют свое мнение.
Но, возможно, подходящий момент еще не настал.
Глава 19. Шерудит ли
Бог своими пальцами?
Марджори затерялась в своих гневных мыслях на невообразимо долгое время,
которое, как оказалось, заняло всего минут пять. Своим учтивым толчком Наверн
Чудакулли вернул ее к реальности. Марджори вздрогнула, выпрямилась (что она
обычно делала в любом случае) и живо спросила: «Сейчас начнется второй раунд,
да?».
Подбежавший к ним Думминг Тупс, заметив характерный взгляд в ее глазах, за-
верил: «Право, мисс Доу, предоставьте все заботы Архканцлеру. Это все-таки
наше дело».
Марджори улыбнулась, но отнюдь не той улыбкой, которая была припасена для
хорошей книги, прочитанной от корки до корки, занесенной в каталог и впослед-
ствии переданной подходящему читателю; «нести пламя»91 - так это выглядело в
ее понимании.
Зал наполнился гулом, когда люди, переговариваясь друг с другом, потоком
хлынули внутрь. Лорд Витинари, по-видимому, собравшись с новыми силами, под-
нимался по ступенькам на трибуну. Раздался громовой удар молотка, и шум почти
мгновенно сошел на нет.
«Дамы и господа, я прошу волшебников Незримого Университета выступить для
защиты своего права на обладание Круглым Миром, хотя лично мне кажется, что в
данном случае было бы более правильным и уместным говорить о его курировании.
Кроме того, я обратил внимание на то, что сам этой любопытной штуковины еще
ни разу не видел. Похоже, что по размеру она достаточно мала, поэтому прямо
сейчас она должна быть на моей трибуне, чтобы мы все могли представить тот
предмет, который находится в центре сегодняшней эскапады. И принесут ее мне
прямо сейчас».
Думминга Тупса в спешке отрядили в университет, откуда он, едва дыша, вер-
нулся с пухлой суконной сумкой. На фоне хохота, смешков и неприкрытого хихи-
канья он осторожно извлек содержимое сумки и поставил его на треногу перед
Патрицием, который и сам, казалось, был отчасти удивлен тем, что оказалось у
него перед глазами.
В глазах Патриция загорелся огонек, и он произнес: «Прошу прощения, если я
добиваюсь ясности, джентльмены, но неужели это действительно живой мир с мно-
гомиллионным населением? Вам слово, Архканцлер. Должен сказать, я сгораю от
любопытства!»
«На самом деле, ваша светлость, вначале я передам слово Думмингу Тупсу,
возглавляющему Центр Нецелесообразно-Прикладной Магии. Если он чего и не зна-
ет о квантах да, боюсь, что нам придется воспользоваться этим терминов, ми-
лорд, то этого и знать не стоит. Мистер Тупс?..»
Здесь следует заметить, что у Марджори была припасена улыбка и для некоего джент-
льмена по имени Джеффри, который путешествовал по миру, занимаясь инспектированием,
ревизиями, составлением каталогов, оцениванием, а в крайних случаях и восстановлени-
ем библиотек, принадлежавших огромному числу людей и организаций по всему миру. Эти
двое понимали друг друга и разбирались во многом, особенно в том, что касается Блис-
са. Если кто-нибудь из вас подумал о библиотекарской порнографии («bliss» блаженст-
во , нега, кайф - прим. пер.) , то речь на самом деле идет об альтернативном методе
каталогизации книг - системе, созданной Генри Э. Блиссом (1870—1955) и до сих пор
применяемой в Америке и специализированных библиотеках.
Думминг откашлялся. «Милорд, Круглый Мир был создан несколько лет тому на-
зад в ходе наших экспериментов с природной твердью. В порядке опыта Декан за-
сунул руку в контейнер и пошерудил пальцами».
Голос Думминга затих, когда он увидел лицо лорда Витинари. Патриций делал
записи на бумагах, которые лежали перед ним на столе, но теперь поднял голову
и, моргнув, громко произнес: «Пошерудил? А могу я спросить, не собирается ли
он и сегодня где-нибудь пошерудить?» Тем временем по залу пробежал смешок, а
лорд Витинари добавил: «И разве он не должен носить перчатки? Я лично не ис-
пытываю особого желания во что-нибудь превратиться!»
Думминг Тупс после того, как перестал смеяться, не ударил лицом в грязь.
«Маловероятно, сэр; мы уже это пробовали, но результат дает только природная
твердь, а раздобыть ее в наше время не так-то просто. С вашего позволения я
продолжу?.. В данном случае твердь преобразовалась во Вселенную, отчасти по-
хожую на нашу собственную, но, к счастью, ограниченную локальными запасами
тверди. По нашему убеждению, основанному на проведенных экспериментах, Круг-
лый Мир перенял некоторые аспекты нашего мира, но увы, с гораздо меньшим ко-
личеством тверди. Тем не менее, он оказался довольно небольшим, но организо-
ванным во многих отношениях изобретательно и, позвольте заметить, в каком-то
смысле прыгнул выше своей головы».
«Используя различные оккультные методы, мы исследовали иные вселенные, и,
честно говоря, милорд», добавил он, «очень многие из них не представляли из
себя ничего интересного всего лишь горстка звезд, которые время от времени
сталкиваются друг с другом, и планеты, на которых жизни либо нет совсем, либо
ее очень мало. И даже та жизнь, которая там есть, плачет и стенает, пресмыка-
ясь под землей или на морском дне, если, конечно, планете повезло обзавестись
чем-то подобным!»
«Мистер Тупс, на ваш взгляд, когда Декан которого, я полагаю, мы вскоре вы-
слушаем «пошерудил пальцами» в тверди, стал ли он богом?»
«Отнюдь, милорд. Он всего лишь сыграл роль случайного события, обратившего
неустойчивость в регулярность, как последняя снежинка перед сходом лавины. Не
самая удачная аналогия, но для наших целей, как мне кажется, достаточно точ-
ная. Тем не менее, это вмешательство привело к определенным последствиям, как
на Диске, так и в Круглом Мире; в Круглом Мире, к примеру, существуют преда-
ния о волшебниках, единорогах, троллях и гномах; не говоря уже о зомби, обо-
ротнях и вампирах. Наши исследования показывают, что хотя существа эти в
Круглого Мире и не встречаются, представление о них являются общей чертой
обоих миров».
Думминг сделал глубокий вдох и продолжил: «Представление о богах проникло в
культуры обоих миров. В нашем мире существование богов не просто признается,
время от времени их можно увидеть собственными глазами. Существуют, правда,
заявления, что в Круглом Мире боги тоже попадались на глаза, однако эти све-
дения, как правило, обрывочны, а иногда и вовсе ограничиваются досужими до-
мыслами» .
«Вот как», - произнес лорд Витинари. «Я удивлен. Боги тоже приносят пользу
и играют свою роль, собираясь принять ванну, я часто выражаю благодарность
Сапонарии - мыльная пена ее стараниями обычно выходит превосходной, удиви-
тельно изысканной, мягкой и обильной. И, конечно же, я никогда не забывая по-
ставить свечу Рассказии, прежде чем взяться за написание длинных мемуаров.
Кроме того, мелкие боги, боги хозяйственных нужд, по-видимому, выживают без
особых проблем. Осмелюсь поинтересоваться, что же пошло не так в Круглом Ми-
ре?»
Марджори, наконец, потеряла над собой контроль. «Представления о богах, су-
ществовавшие в Круглом Мире, на практике не работали!», - закричала она.
«Гордые люди и умные люди стали вкладывать свои слова в уста богов, и паре
стран, которые на первый взгляд, подчинялись правилам одного и того же свя-
щенного Бога, к стыду своему не так уж редко приходилось вступать друг с дру-
гом в такие битвы, которых никогда не знал этот мир, осознанное уничтожение
городов и даже попытки истребления целых рас. Сегодня многие из тех, кто ви-
дел, как имя Бога становилось частью этой ужасающей пантомимы, решили сделать
шаг назад и вере гораздо больше предпочитают разум, потому что он способен к
самоконтролю».
Какое-то мгновение лорд Витинари сидел, осмысливая ее слова. Затем, при-
стально посмотрев на Марджори взглядом кота, оценивающего новую удивительную
разновидность мыши, он сказал: «Кажется, я не знаю ни вашего имени, мадам, ни
вашей профессии; не будете ли вы так любезны просветить меня?»
Глава 2 0.
Система
разубеждения
В Круглом Мире есть свои доморощенные омниане. Мы не имеем в виду значи-
тельное большинство верующих, которые являются вполне нормальными людьми -
просто они выросли в культуре, обладающей своим уникальным набором верований
в то, что не поддается объективному доказательству. Не имеем мы в виду и ме-
стную ипостась доминирующей ветви омнианства, представители которой после
свержения экстремиста Ворбиса и возрожденной им Инквизиции (см. «Мелкие бо-
ги») вели себя вполне прилично и не лезли в чужие дела.
Вовсе нет, источник всех неприятностей это Ворбисы Круглого Мира. Верующие
с большой буквы «В». Это люди, которые не просто знают, что их мировоззрение
составляет Настоящую Истину - исключительную, единственно возможную истину,
истину, переданную им из уст самого Бога, но и намерены любой ценой убедить в
этом всех остальных, хотят они того или нет.
Разумные и рационально мыслящие люди в большинстве своем быстро понимают,
что подобную уверенность может испытывать и тот, кто заблуждается: сила веры
не является адекватной мерой ее отношения к реальности. Имея образование в
области естественных наук, вы, вероятно, даже научитесь ценить сомнение. Без-
условно, можно придерживаться религиозных взглядов и при этом быть хорошим
ученым; а еще можно быть хорошим человеком и осознавать, что люди, не разде-
ляющие ваших взглядов, не обязательно злы и даже не всегда заблуждаются. Ведь
большая часть людей, населяющих нашу планету, в том числе и верующие, скорее
всего, сочтут ваши личные убеждения настоящим абсурдом. У них есть свои убеж-
дения, которые покажутся абсурдом уже для вас.
Однако религиозные экстремисты, по-видимому, не знают о человеческой склон-
ности к самообману и не желают принимать даже простейшие меры, чтобы оказать
ей сопротивление. Когда Британская Гуманистическая Ассоциация взяла напрокат
автобус, который должен был объездить Соединенное Королевство, и разместила
на боку рекламное объявление «Скорее всего, Бог не существует. Так что пере-
станьте беспокоиться и наслаждайтесь жизнью», некоторые религиозные лидеры в
ответ немедленно заявили: «Похоже, им недостает уверенности». Вовсе нет, го-
воря «скорее всего», они хотели помешать своим оппонентам запросто обойти их
за счет обвинений в догматизме. То есть излишней уверенности в собственных
взглядах. Более практическая причина состояла в том, что они были обеспокоены
возможным нарушением рекламного кодекса. Другие приверженцы религиозных убеж-
дений в ответ на эту рекламу разразились притворным гневом и потребовали на-
казать виновных.
Но гуманисты имеют не больше и не меньше прав излагать свои взгляды на боку
автобуса, чем десятки тысяч церквей по всему миру писать «Возмездие за грех -
смерть» на своих стенах. Потому-то гуманисты и взяли напрокат автобус, один
слабый голос, пытающийся перекричать целую толпу, многие представители кото-
рой явно не отличались толерантностью.
Вера, убеждения или взгляды - довольно странные слова, которые могут нести
различные значения. «Верить, что» отличается от «верить в», которое, в свою
очередь, отличается от «иметь взгляды на». Если, к примеру, говорить о наших
взглядах на науку, то, по сути это наша лучшая защита от веры в то, что нам
нравится. С другой стороны, мы в какой-то мере можем верить в саму науку, в
отличие от религии или культа мы верим, что наука способна найти решения про-
блем, окружающих современное человечество решений, недоступных ни для полити-
ки, ни для философии, ни для религии.
«Вера» может использоваться и в совершенно ином значении, которое, как нам
кажется, часто упускается из вида. Предположим, что ученый говорит: «Я верю,
что люди возникли в ходе эволюции», а верующий «Я верю, что люди были созданы
Богом». На первый взгляд, эти утверждения похожи, так что легко прийти к вы-
воду, будто наука это всего лишь очередная религия. Однако, поверив во что-то
в рамках религии, вы впоследствии считаете это что-то незыблемой истиной. В
науке те же самые слова означают «я не вполне уверен на этот счет». Примерно
так же мы поступаем, когда говорим: «Наверное, я забыл кредитку в пабе», не
имея понятия, куда она подевалась.
Думминг Тупс верит, что Круглый Мир это рукотворный объект, первопричиной
которого являются события Плоского Мира. Мы вместе с вами, напротив, считаем
Плоский Мир творением Терри Пратчетта из Круглого Мира. Оба убеждения вполне
могут оказаться истинными при соответствующем понимании истины. Все мы обла-
даем теми или иными убеждениями. Давайте разберемся, как мы их приобретаем и
как можем о них судить.
Есть ли убеждения у новорожденных детей? Как это ни удивительно, но ответ,
по-видимому, «да». Они довольно примитивны, плохо согласованы и подвергаются
существенной корректировке уж в первые шесть месяцев жизни, но некоторые осо-
бенности поведения даже у новорожденных указывают на то, что настройка мозга
в значительной мере происходит еще в материнской утробе. Младенец это вовсе
не чистый лист бумаги, на котором можно записать все что угодно, эту позицию
Пинкер весьма убедительно доказывает в своей книге «Чистый лист»92. Особенно
активно младенец реагирует на зрительный образ своей матери и может испыты-
вать сильную тревогу, если она просто исчезает из поля зрения. Он реагирует
на музыку, сходной с той, которую слышал на поздних стадиях внутриутробного
развития; он способен отличить джаз от Бетховена или народной песни, внима-
тельно «прослушивая» музыку на предмет знакомых звуков. У него есть полный
комплект взглядов насчет сосания, материнской груди и ее назначения. Все это
убеждения в том смысле, что мозг ребенка уже содержит в себе некую модель ма-
тери, а также модель музыки, и отдает предпочтение тому, что укладывается в
эту модель.
Вскоре ребенок начинает улыбаться в ответ на улыбку; и даже на рисунок
улыбки. Это тоже проявление его веры? Ответ зависит от обстоятельств, но, тем
не менее, проливает некоторый свет на тот смысл, который мы вкладываем в по-
нятие веры. Младенец ведет себя определенным образом, улыбается или сосет,
потому что так устроен его мозг, потому что так предписывают находящаяся в
его мозге программа, которая вполне могла оказаться иной, что и происходит у
некоторых детей. По большей части это патологии; если не считать музыкальных
предпочтений, между мозгами младенцев есть не так уж много нормальных отли-
чий. Но очень скоро под влиянием материнского поведения - пеленает ли она ре-
бенка, носит на спине, отправляясь в поле, оставляет на склоне горы или свя-
«The Blank Slate: The Modern Denial of Human Nature», 2002 («Чистый лист. Совре-
менный взгляд на отрицание человеческой природы») - прим. пер.
зывает ему ножки - среди них проявляются различия. И в скором времени они
знакомятся с тем самым конструктором «Собери человека», который является ха-
рактерной и своеобразной чертой любой человеческой культуры.
Взаимодействие ребенка с внешней средой можно рассматривать с разных пози-
ций. Если ребенок, к примеру, выбрасывает игрушки из своей коляски, его пове-
дение имеет, по меньшей мере, два объяснения. Во-первых, мы можем просто
предположить, что он не может, как следует удержать игрушку, из-за чего она и
падает. Однако, наблюдая за лучезарной улыбкой, которая сопровождает возвра-
щение игрушки, мы можем прийти к выводу, что ребенок учит свою мать приносить
разные вещи. Эти, на первый взгляд, незначительные акты взаимодействия оказы-
вают сильное влияние на будущее ребенка и усложняют его таким образом, кото-
рый зачастую приводит к укреплению соответствующей культуры. К ним относятся
короткие песенки и рассказы; как мы учим ребенка ходить, говорить и играть.
Здесь мы говорим об «обучении», но в действительности этот процесс подобен
тому, как учатся летать птицы. Многие аспекты конкретной способности уже за-
программированы в мозге ребенка, остается только подкорректировать их в про-
цессе своеобразного диалога с окружающим миром. «Если я растяну эту штучку, а
потом потяну ее назад, что тогда будет?». Иными словами, эти способности со-
вершенствуются, ребенок не учится им с нуля.
В книге «Расплетая радугу» Докинз сравнивает несовершеннолетних людей с гу-
сеницами, жадно поглощающими информацию, особенно от своих родителей: Дед Мо-
роз, сказочные феи, праздничная еда. Он отмечает, насколько доверчивыми мы
должны быть в юном возрасте, чтобы нашему обучению не мешали никакие препят-
ствия; а также, что, становясь взрослыми, мы должны учиться скептицизму, но
слишком многим взрослым это не удается, отсюда, увы, астрологи, медиумы, жре-
цы и им подобные.
Убедиться в том, насколько доверчиво дети воспринимают информацию, можно на
примере из жизни Джека. В течение тридцати лет или около того он проводил
внеаудиторные занятия по обращению с животными, и был весьма впечатлен рас-
пределением различных зоофобий (хотя и понимал, что в данном отношении эта
группа студентов была довольно-таки необычной). Примерно четверть всех сту-
дентов испытывали боязнь пауков, в то время как боязнь змей встречалась го-
раздо реже (в самых тяжелых случаях она распространялась и на червей). Неко-
торые боялись мышей и крыс. Несколько человек болезненно реагировали на птиц,
перья или летучих мышей. Скорее всего, причиной этих фобий было культурное
заражение (хотя в данном случае мы не можем привести документального подтвер-
ждения) возможно, мама кричала, обнаружив паука в ванной, или в телепередаче
рассказывали о том, что змеи ядовиты. (На самом деле ядовиты лишь 3 % змей,
но пока мы не уверены в обратном, разумнее считать всех змей смертельно опас-
ными, так как у эволюции на то есть серьезные основания) . Крыс часто изобра-
жают как грязных животных, то же самое касается и мышей. Джек так и не выяс-
нил, что стало причиной боязни птиц и перьев, но эта фобия наверняка была се-
мейной чертой и, скорее всего, приобреталась на личном опыте, а не благодаря
генетической предрасположенности. Возможно, этот пример служит замечательной
иллюстрацией передачи убеждений от одного мозга к другому наподобие компью-
терного вируса, который в данном случае распространяется невербальным путем.
Мы, однако же, понимаем, насколько полезными были эти фобии, когда люди нахо-
дились в большей близости с природой. Благодаря им, мы понимали, каких су-
ществ нужно избегать, без промедления. Если мы время от времени избегаем без-
вредных животных, видя в них опасность, то почти ничего не теряем, в то время
как противоположная ошибка могла бы привести к роковым последствиям.
Убеждения формируются в результате взаимодействия мозга индивидуума с его
или ее окружением, в первую очередь с другими людьми, но также и с миром при-
роды (пауки!). Так что есть смысл взглянуть на взаимодействия в более общем
контексте.
Если А оказывает влияние на В, мы говорим о воздействии; но В также оказы-
вает (ответное) влияние на А в этом случае мы говорим, что А и В взаимодейст-
вуют . Именно так обстоит дело с младенцем и его матерью. Однако большая часть
взаимодействий не ограничивается неким обменом, а приводит к более глубоким
последствиям: в результате взаимодействия А и В в большей или меньшей степени
претерпевают изменения. Они превращаются в А' и В'; затем они взаимодействуют
снова и снова, и изменяются еще больше. После нескольких изменений такого ро-
да А и В довольно сильно отличаются от первоначальных систем.
Предположим, что актер выходит на сцену, и публика каким-то образом на него
реагирует; актер тоже показывает ответную реакцию, а зал, в свою очередь,
реагирует на новую личность актера и так далее. В книге «Крушение хаоса» мы
ввели термин «комплицитность» для обозначения глубоких взаимодействий такого
рода тем самым мы придали знакомому слову более узкое значение, которое не
сильно отличается от общепринятого и в то же время указывает на некую смесь
93 ^ ^j
сложности и простоты Комплицитное взаимодействие между ребенком и матерью,
затем между ребенком и учителями, позже спортивными командами, и, наконец, со
всем миром взрослых людей составляет тот самый конструктор «Собери человека»,
о котором мы говорили ранее. Нам понадобится еще одно слово для обозначения
этого взаимодействия с культурой, и наш выбор пал на слово «экстеллект». Ин-
дивидуумы обладают интеллектом; их мозг каким-то образом отражает, запоминает
и делает доступными для применения полезные идеи и способности. Однако боль-
шая часть коллективного знания любой культуры расположена вне любого конкрет-
ного индивидуума и образует информационный массив, который не находится в
чьем-либо мозге, а существует вне его - отсюда термин экстеллект. До изобре-
тения письменности большая часть экстеллекта, накопленного культурой, храни-
лась в мозгах ее носителей; но когда люди начали использовать письменность,
часть экстеллекта, зачастую играющая в данной культуре наиболее важную роль,
перестала нуждаться в мозге для своего хранения; теперь он был нужен лишь для
ее извлечения и интерпретации. Книгопечатание укрепило позиции этой разновид-
ности экстеллекта, а современные технологии помогли ей занять главенствующее
положение.
Откуда берутся наши убеждения? Из комплицитности между нашим интеллектом и
окружающим его экстеллектом. Этот процесс продолжается и во взрослой жизни,
но наибольшее влияние оказывает в детском возрасте. Святому Франциску Ксаве-
рию, который был миссионером и одним из основателей ордена иезуитов, приписы-
вают слова: «Приведите ко мне ребенка, пока ему не исполнилось семь лет, и я
сделаю из него человека». Траловая сеть Интернета главной составляющей совре-
менного экстеллекта способна выловить практически нескончаемое многообразие
мнений насчет значения этой фразы, однако, их общая черта - это податливость
человеческого интеллекта в раннем возрасте и его косность в более позднем.
Еще сравнительно недавно почти все люди были приверженцами какой-либо рели-
гии. Верующие составляют большинство и в наше время, однако их доля сущест-
венно зависит от конкретной культуры. Примерно 40 % жителей Соединенного Ко-
ролевства утверждают, что не разделяют религиозных взглядов, 30 % причисляют
себя к одной из религий, но отрицают собственную религиозность, и лишь 30 %,
по их словам, принадлежат к числу истинных верующих. Еще меньше людей посеща-
ют богослужения на регулярной основе. В Соединенных Штатах более 80 % населе-
ния причисляют себя к той или иной конфессии, 40 % утверждают, что еженедель-
но посещают богослужения, а 58 % молятся почти каждую неделю. Довольно любо-
Термин «complicity» был образован в результате слияния слов «complexity» («слож-
ность») и «simplicity» («простота»). Изначальное (общепринятое) значение слова
«complicity» - соучастие, причастность. - прим. пер.
пытное различие между культурами, у которых есть столько общего.
Большая часть религиозной деятельности за последние несколько тысяч лет ос-
нована на вере в бога или богов, сотворивших мир, людей, полевых зверей, рас-
тения одним словом - все. С некоторыми из богов-создателей мы уже познакоми-
лись в 4-ой главе; раньше они напоминали людей или животных, но в последнее
время чаще всего носят абстрактный характер и не поддаются описанию; но так
или иначе, они обладают сверхъестественной силой. Считается, что они поддер-
живают постоянный контакт с нашим миром, вызывают грозы, даруют удачу или,
наоборот, приносят несчастье отдельным людям и выступают в качестве источника
мудрости и власти посредством устных преданий (которые поддерживаются силами
шаманов, жрецов или духовенства). А также в последние несколько тысяч лет с
помощью Священных Книг. Подобные теистические верования отличаются от взгля-
дов деистов, которые не верят в открыто действующего антропоморфного бога и
считают, что за всеми нами тайно присматривает некая сущность или процесс.
Подобные убеждения могут обладать довольно большой силой и составляют осно-
ву взглядов, которых придерживается большинство людей в отношении мира и на-
ших жизней. В семнадцатом и восемнадцатом веках среди интеллектуалов сущест-
вовало мощное движение, которое стремилось реформировать общество, взяв за
его основу не веру или традиции, а рациональное мышление. Это движение, из-
вестное также как Просвещение, или Век разума, имело огромное влияние по всей
Европе и Америке. Оно сыграло определенную роль в разработке конституционных
деклараций прав человека, в число которых входят американская Декларация Не-
зависимости и французская Декларация прав человека.
С тех пор доля неверующих в западном мире возросла, особенно среди образо-
ванных и успешных в финансовом плане людей (об этом, к примеру, ясно говорят
результат социального опроса, проведенного в Соединенных Штатах). Эти люди, к
которым мы относим и самих себя, согласны с Докинзом, хотя, быть может, и не
выражают свое мнение так открыто, они не верят в существование какого бы то
ни было бога или Бога: все события являются следствием законов природы и ино-
гда «выходят за их рамки», изменяя соответствующий контекст. Источник удачи и
невезения это наши собственные поступки и строптивость природы в целом; нет
никакой сверхъестественной сущности, сознательно контролирующей наши жизни.
Почему так много людей верят в бога? В своей книге «Разрушая чары» Деннет
попытался исследовать этот вопрос на примере христиан-фундаменталистов, ис-
ламских учителей, буддистских монахов, атеистов и других. Вначале он отмечает
сходство донаучных ответов в группах людей, на вопрос «Как возникает грозы?»
дается ответ «Наверное, наверху кто-то стучит гигантским молотом» (это наш
пример, не его). Затем вероятно, после минимального обсуждения все соглашают-
ся с именем «Тор». Теперь, разобравшись с грозами, то есть, имея общепринятый
ответ на вопрос об их происхождении, люди аналогичным образом идентифицируют
другие силы природы и дают им имена. Вскоре у них появляется пантеон, сообще-
ство богов, которых можно обвинить в чем угодно. Тот факт, что окружающие с
этим согласны, приносит немалое удовлетворение, поэтому вскоре пантеон стано-
вится общепринятым знанием и лишь немногие ставят его под сомнение. В некото-
рых культурах люди даже редко осмеливаются выразить свое сомнение, потому что
за этим следует наказание.
Дж. Андерсон Томсон мл. посвятил каждую из глав своей книги «Почему мы ве-
рим в бога(-ов)»95 одной из причин, объясняющих существование верований. Она
служит хорошим примером системы Деннета и настолько убедительна, что даже
«Breaking the Spell: Religion as a Natural Phenomenon», 2006 («Разрушая чары. Ре-
лигия как явление природы») - прим. пер.
95 «Why We Believe in God(s): A Concise Guide to the Science of Faith», 2011 («Поче-
му мы верим в бора(ов). Краткое руководство по науке веры») - прим. пер.
инопланетяне при условии, что у них есть социальная жизнь, хоть немного напо-
минающая нашу, в нашем понимании должны верить в бога(-ов), по крайней мере,
на раннем этапе развития своей культуры. У них обязательно были бы заботливые
родители, племена, возглавляемые каким-нибудь большим инопланетянином, и так
далее, но эти ожидания вполне обоснованы при условии, что инопланетяне обла-
дают экстеллектом.
Во всех культурах люди взрослеют и приобретают определенные убеждения. Одна
из точек зрения на этот процесс состоит в том, чтобы назвать убеждения, пере-
дающиеся по наследству, «мемами». Подобно «генам», содержащим коды наследст-
венных признаков, мемы предназначены для демонстрации наследования отдельных
идей в отличие от мировоззрения в целом. Песенка «В лесу родилась елочка»,
Дед Мороз, атом, велосипед, фея и другие понятия такого рода - все это мемы.
Совокупность мемов, образующих единое взаимодействующее целое, называется
мемплексом; самые показательные примеры мемплекса - это религии, которые в
разные времена и в различных культурах содержали или содержат до сих пор мно-
жество взаимосвязанных мемов наподобие «Есть Рай, а есть Ад», «Если ты не бу-
дешь молиться этому Богу, то попадешь в Ад», «Ты должен научить этому своих
детей», «Ты должен убить тех, кто в это не верит» и так далее. Дальше вы по-
знакомитесь с другими религиями и по достоинству оцените тот факт, что мы не
говорим ничего подобного о вашей собственной религии. Только о других, за-
блудших .
Нам следует познакомится с некоторыми вероучениями, чтобы понять, как они
действовали, и каким образом обрели власть. Мы остановимся на нескольких
сравнительно малоизвестных религиях в этом случае (большинству из нас) будет
проще закрыть глаза на собственные взгляды. Не читайте это, если вы иудей,
катар и сайентолог в одном лице.
Катары были необычной группой христиан, просуществовавшей с 1100 года до
своего истребления в период между 1220 и 1250 годами, которым вначале занима-
лись бароны северной Франции, уполномоченные папой римским, а затем инквизи-
ция. Они верили в то, что материальный мир - это, в сущности, зло, и отыскать
добро можно лишь в мире духовном. Они осуждали секс как таковой; более того,
«добрые люди» катаров, или «совершенные» не употребляли мясо, так как оно бы-
ло результатом полового акта. К рыбе претензий не было: о подводном сексе
или, если уж на то пошло, сексе среди растений они не знали. Они соблюдали
абсолютное целомудрие и порицали сексуальную связь даже в замужестве. Катары
достигали совершенного состояния с помощью особого ритуала единого таинства,
или консоламента. Этот ритуал включал в себя краткую духовную церемонию, при-
званную очистить верующего от всех грехов и препроводить их на более высокий
уровень совершенных. Обычно его проводили с приближением смерти, чтобы верую-
щий мог избежать проклятия. Впрочем, в действенности ритуала были убеждены
далеко не все.
Можно предположить, что при своем отрицательном отношении к сексу катары
должны были оставаться бездетными, а значит, подобное вероучение со временем,
скорее всего, остается без последователей, но, судя по всему, этого не про-
изошло . Они пользовались поразительным успехом в Лангедоке, вероятно, главным
образом за счет обращения в свою веру новых людей. В этом смысле они были
культурными розами религиозного мира, которые размножаются не половым путем,
а за счет обрезки. Учитывая порядки в среде католических священников, поведе-
ние которых на тот момент резко контрастировало с образом жизни катаров, мно-
гочисленные обращения в их веру не кажутся такими уж удивительными. Возможно,
именно поэтому их пришлось уничтожить.
В эпоху позднего средневековья польские евреи, главным образом, проживали в
районах гетто и были сильно ограничены в выборе профессии они, к примеру,
могли заниматься ростовщичеством, то есть давать деньги в долг. Их верования
были довольно непростыми. Мальчики с ранних лет изучали Тору (Ветхий завет,
Пятикнижие Моисея), а затем переходили к Талмуду - сборнику комментариев к
Торе, авторы которых в основном были вавилонскими раввинами. После церемонии
бар-мицва, которая проводилась примерно в возрасте тринадцати лет, и включала
в себя цитирование, обычно с пением отрывка из Торы с последующим комментиро-
ванием, они продолжали изучать иудейские тексты особенно Талмуд и Гемару (до-
полнительные комментарии раввинов).
Мальчики, продолжавшие обучение, часто получали поддержку из общих фондов
гетто, какими бы средствами они ни располагали (даже в современном Израиле
мальчики из ортодоксальных кланов освобождены от воинской службы). Девочкам
приходилось учиться ведению кошерного хозяйства, которое включало в себя це-
лый комплекс задач - не только следить за кошерностью мяса, но и использовать
разную посуду для мяса и молока, иметь для каждого случая отдельную ткань,
столовые приборы и посуду, убираться в доме, особенно перед иудейской Пасхой,
для которой требовалось особое меню. Система вознаграждений, по сути, не сво-
дилась к Раю и Аду; просто, следуя этим правилам, человек прокладывал дорогу
к добродетельной жизни, соответствующей воле Всевышнего (Иеговы, хотя произ-
носить его имя было нельзя) в отношении мужчин и в некоторой степени женщин.
В 1550-х правила были собраны в колоссальный труд «Шулхан арух», написанный
раввином-сефард ом в Израиле или, быть может, в Дамаске. Он стал величайшим
сводом иудейских законов особенно для центрально-европейских общин ашкенази
(сефарды и ашкенази представляют собой два различных направления еврейской
культуры). Их вероучение, претерпев значительные изменения, продолжает суще-
ствовать и в наше время. Раввин Джека говорил, что он лучший атеист в их об-
щине .
Церковь сайентологии развилась из более раннего изобретения Л. Рона Хаббар-
да - дианетики. Л. Рон («Эльрон») был довольно успешным писателем-фантастом,
который, впрочем, достиг гораздо большего успеха на религиозном поприще.
Очень немногие ученые согласятся с его притязаниями на научность дианетики,
однако, эта самая «наука» помогла ему продать массу книг; он собирал многоты-
сячные аудитории, а после того, как редактор Джон У. Кэмпбелл описал ее в
«Удивительной научной фантастике» («Astounding Science Fiction»), дела по-
настоящему пошли в гору. По-видимому, Мартин Гарднер был прав, говоря о том,
что поклонники научной фантастики люди весьма доверчивые. Однако в перспекти-
ве дианетика потерпела неудачу, и тогда Хаббард придумал сайентологию, кото-
рая постоянно совершенствовалась, опираясь примерно на те же принципы, что и
дианетика.
Основная идея состоит в том, что благодаря своему личному опыту (включая
пребывание в виде эмбриона, до развития нервной системы) люди приобретают так
называемые «энграммы». Энграммы хранят в себе неудачный и особенно крайне не-
удачный опыт, от которого необходимо избавиться, чтобы человек смог достичь
очищения, то есть перейти на следующий уровень эволюции по сравнению с обыч-
ными людьми. Люди обладают душами, или тетанами, которые в течение миллиардов
лет переселяются между телами инопланетян. Говоря о вопросах веры, важно за-
метить, что вся эта система была создана воображением лишь одного человека,
которому не удалось популяризовать дианетику. Теперь она насчитывает, по
меньшей мере, десятки тысяч последователей; по словам же самой церкви, их ко-
личество исчисляется миллионами.
Мы привели всего лишь три примера. Похоже, что люди с поразительной легко-
стью обзаводятся новыми убеждениями, так что мы перечислим еще несколько для
размышления.
Розенкрейцеры, к примеру, верят, что некий набор таинственных инструкций
поможет им приобрести способность к телепатии, добиться успеха в своей работе
и мгновенно перемещаться куда угодно, включая другие планеты. Цена этих инст-
рукций велика, но, благодаря им, вы в конечном счете становитесь частью цен-
трального ядра секты, где все становится возможным. Атлантиане верят в то,
что ось Земли время от времени меняет свой наклон - в результате одни матери-
ки исчезают под водой, а другие выходят на поверхность; если встретите атлан-
тианина, обратите внимание, где он будет покупать свой очередной дом. В мире
насчитываются сотни подобных вероучений, а люди, которые присоединяются к их
взглядам и зачастую платят им немалые деньги, удостаиваются самых разных при-
вилегий, в первую очередь, приобщаются к настоящей правде о жизни, Вселенной
и всем остальном.
Другие вероучения не столь эксцентричны. Мы имеем в виду такие системы, как
общая семантика, которая была разработана графом Альфредом Коржибски и произ-
вела на свет жемчужинки мудрости вроде «карта - это не территория», общая
теория систем Людвига фон Берталанфи, а также многочисленные системы трени-
ровки разума типа Эсален, с которым был связан Грегори Бейтсон. На запрос
«mind training» («тренировка разума») Google выдает несколько тысяч результа-
тов, и большая их часть базируется в Калифорнии. Нетрудно понять чувства и
взгляды, которые заставили людей примкнуть к этим системам самосовершенство-
вания. Мы сами разделяем взгляды некоторых из них - речь идет о глубокой ув-
леченности объяснениями в духе «сложности», которые продвигаются Институтом
сложных систем Санта Фе и Институтом сложных систем Новой Англии (ее аббре-
виатура NECSI дала Джеку право называть себя если уж не нексиалистом96, то
хотя бы NECSI-алистом).
Тем не менее, разнообразие этих взглядов, большинство из которых покажутся
довольно странными человеку со стороны, просто поражает. Каким образом столь
многие вероучения, так радикально отличающиеся от обыденного человеческого
опыта, смогли получить одобрение такого большого числа людей? В любом кон-
кретном вероучении обязательно найдется хотя бы несколько положений, которые
большинству из нас покажутся настоящим абсурдом. Так почему же этой абсурдно-
сти никто не замечает? Неужели современные люди в целом настолько невежест-
венны в отношении окружающей реальности и готовы поверить во что угодно, если
им пообещают, что их жизнь станет лучше и интереснее?
Еще одна система взглядов, которая активно насаждалась совсем недавно,
предрекала, что 2012 год станет годом финансового краха и началом Третьей ми-
ровой войны. Учитывая ряд конфликтов, в этом не было бы ничего удивительного,
если бы прогноз не был основан на довольно странной логике: крах произойдет
не из-за проделок жадных банкиров и оборонной промышленности, а просто пото-
му, что в 2012 году заканчивается древний календарь Майя97. Самих Майя, по
большей части, не стало еще в 1600-х - они погибли из-за болезней, занесенных
испанцами, а вовсе не благодаря испанскому военному мастерству. Поэтому слож-
но представить, какое отношение календарь Майя имеет к нам. Календари, кото-
рые висят на кухонных стенах в этом году, как и во многих других, заканчива-
ются 31 декабря. Аллилуйя! Грядет апокалипсис!
В 2012 году журнал «Scientific American»98 опубликовал психологическое ис-
следование Уилла Жерве и Ары Норензаяна под заголовком «Как критически мысля-
щие люди теряют веру в Бога». Их работа служила продолжением более раннего
исследования, проведенного в 2011 учеными из Гарварда, которые пришли к выво-
Писатель-фантаст Альфред ван Вогт придумал этот термин в романе «Путешествие кос-
мической гончей». Под нексиалистом он понимает того, кто способен к систематизиро-
ванному объединению знаний из различных областей.
97 Так или иначе, календарь не закончился. Период, о котором шла речь, был всего
лишь первым в последовательности еще более продолжительных календарных циклов.
98 Daisy Grewal, How critical thinkers lose their faith in God, Scientific American
307 No. 1 (July 2012) 26.
ду, что наши убеждения тесно связаны с нашим образом мышления. Люди, обладаю-
щие интуитивным типом мышления, то есть принимающие решения на уровне ин-
стинктов , склонны к религиозной вере. В то время как для людей аналитического
склада это нехарактерно. Поощрение интуиции в ущерб логическому анализу укре-
пляло веру людей в Бога.
Жерве и Норензаян задались вопросом, нельзя ли истолковать это внутреннее
отличие несколько иначе - как разницу между двумя типами мышлениями, каждый
из которых приносит пользу в определенных обстоятельствах. Мышление первой
системы «быстрое, но неточное» - оно опирается на простые и сугубо практиче-
ские правила, которые помогают быстро принимать решения. Если в саванне пер-
вобытный человек видит за кустом что-то оранжевое, разумно предположить, что
это лев и избежать столкновения, приняв нужные меры. Более аналитическое мыш-
ление второй системы впоследствии может обнаружить, что этот оранжевый клочок
на самом деле куча высохших листьев, однако сам процесс мышления будет проте-
кать медленнее и потребует больших усилий. В данном случае система 1 не при-
несет большого вреда, если ее действия впоследствии окажутся ошибочными, од-
нако система 2 может вас убить, если за кустом действительно прятался лев, а
вы потратили время на принятие решения.
С другой стороны, есть множество примеров, когда система 2 спасает жизни, а
система 1 нет. Лучше задуматься о прошлых лесных пожарах и не строить поселе-
ние в местности, окруженной сухой растительностью, чем полагаться на интуи-
цию, исходя из того, что поблизости есть масса стройматериалов. Избегая се-
литься в пойме реки, несмотря на то, что там проще строить дома и сама мест-
ность в настоящее время никем не занята, мы можем предотвратить уничтожение
своей собственности, когда вода в реке начнет подниматься. Эта местность пус-
тует не просто так.
Выявить механизмы работы мозга непросто, но психологи разработали методики,
облегчающие задачу. В данном случае с испытуемыми вначале провели собеседова-
ние, в ходе которого была выяснена степень их религиозной веры. Через какое-
то время было проведено два различных варианта основного эксперимента. В пер-
вом участникам выдавали фразу из пяти слов, переставленных случайным образом,
например, «говорят себя дела за сами» и просили переставить слова так, чтобы
получилось осмысленное предложение. Некоторым давали зашифрованные фразы, в
которых многие слова имели отношение к аналитическому мышлению; другим же
нет. После этого упражнения их спрашивали, верят ли они в Бога. Группа, кото-
рая в период обучения имела дела со словами, относящимися к аналитическому
мышлению, склонялась к отрицательному ответу. Более того, эта склонность со-
хранялась , даже когда во внимание были приняты их прошлые убеждения. Второй
вариант эксперимента был основан на более раннем исследовании, которое пока-
зывало, что чтение текста, набранного неразборчивым шрифтом, усиливало анали-
тическое мышление, вероятно, из-за того, что испытуемым приходилось читать
медленнее и разгадывать значение букв. Участники, завершившие опрос, набран-
ный неразборчивым шрифтом, реже соглашались с существованием Бога, чем те,
которым достался удобочитаемый текст.
Вот как это исследование было резюмировано в журнальной статье: «Вероятно,
оно поможет ответить на вопрос, почему подавляющее большинство американцев
склонны верить в Бога. Поскольку мышление в духе системы 2 требует усилий,
большинство из нас стремятся при любой возможности использовать систему 1».
Различие между системой 1 и системой 2 можно в общих чертах соотнести с
классификацией Бенфорда - мышлением, ориентированным на человека и мышлением,
ориентированным на Вселенную. Интуитивное мышление, как правило, не выходит
за пределы человеческих масштабов мировосприятия, и зачастую делает акцент на
быстром принятии решений, едва ли основываясь на чем-то большем, чем внутрен-
нее чутье. Многие люди, сталкиваясь во время выборов со сложностями в оценке
избирательной программы того или иного кандидата, поскольку политические во-
просы часто оказываются довольно запутанными, полагаются на моментальные суж-
дения систему 1. «Мне кажется, его глаза посажены слишком близко». «Мне нра-
вится его деловой костюм». «Я отдам свой голос любому, кто поддержит/не под-
держит свободный рынок». Мышление, ориентированное на Вселенную, обязательно
имеет аналитический характер - это система 2. Людям приходится учиться нече-
ловеческому мышлению. Чтобы отказаться от человеко-ориентированного мышления,
нужны сознательные усилия и образование.
Конечно, нет причин полагать, что эти два подхода к классификации процессов
мышления должны совпадать друг с другом и, скорее всего, никакого совпадения
нет, во всяком случае, не в деталях. Более того, психологические эксперименты
затрагивают только малую часть человеческих мотиваций и убеждений. Даже если
выводы верны, а найти возражение в данном случае не так уж сложно, они лишь
указывают на взаимосвязь, а вовсе не на причину. Тем не менее, эти результаты
согласуются с другими исследованиями религиозных взглядов, например, они го-
раздо реже встречаются среди ученых и образованных людей, чем среди людей с
низким уровнем образования. Кроме того, как подсказывает жизненный опыт атеи-
стов и рационалистов, люди, придерживающиеся крайне религиозных взглядов, за-
частую неспособны дать критическую оценку. Особенно если дело касается их
собственной веры.
Психологи изучают человеческий мозг в целом; нейробиологи детально исследу-
ют внутренние механизмы мозга, и, в частности, управление движениями тела.
Многие считают, что именно это вызвало эволюцию мозга, а обработка сенсорной
информации вместе с остальными, более тонкими, функциями, появилась позже.
Инженеры, ставящие целью построение улучшенных роботов, заимствуют у мозга
некоторые из его хитростей. Одно из фундаментальных свойств мозга заключается
в его обращении с неопределенностью.
Наши чувства неточны, и информация, которую они передают в мозг, может со-
держать «шум» - случайные ошибки. Внутренние процессы мозга, в отличие от
тщательно спроектированного аппаратного или программного обеспечения, имеют
эволюционно-биологическое происхождение, а значит, тоже могут ошибаться. Сиг-
налы, передаваемые от мозга к телу, неизбежно испытывают разброс. Попробуйте
сотню раз загнать мячик для гольфа в лунку с расстояния десяти метров. У вас
не получится сделать это в 100 % случаев. В каких-то случаях вы попадете точ-
но в лунку, в других слегка промахнетесь, но иногда промах будет больше. Про-
фессиональные гольфисты получают немалые деньги, потому что в отличие от всех
остальных людей умеют чуть лучше справляться с подобным разбросом.
Те же самые разбросы, как правило, в преувеличенной форме проявляются в со-
циальных и политических суждениях. Здесь отношение сигнал/шум еще выше. Нам
нужно не только принять во внимание всю предоставленную информацию, но еще и
решить, что из этого имеет смысл, а что нет. Каким образом мозгу удается
жонглировать этими конфликтующими факторами и приходить к какому-то общему
решению? Современная теория, которая в значительной мере объясняет происходя-
щее, и подтверждается многочисленными наблюдениями, заключается в том, что
мозг можно представить в виде байесовской машины принятия решения.
Ошибочно полагать, будто любое явление природы в точности совпадает с неко-
торой формальной математической моделью хотя бы потому, что математика, в от-
личие от природы, это система человеческого мышления. Байесовская теория при-
нятия решений - это раздел математики, способ формального описания вероятно-
стей и статистики. Мозг это сеть взаимосвязанных нервных клеток, динамика ко-
торых определяется химическими процессами и электрическими токами. Принимая
это во внимание, кажется, что за миллионы лет эволюции в нашем мозге появи-
лись сети, которые воспроизводят математические свойства, известные в байе-
совской теории принятия решений. Мы можем проверить существование таких се-
тей, но пока что едва ли представляем, как именно они работают.
В 1700-х годах преподобный Томас Байес, сам того не ведая, положил начало
революции в статистике, предложив новую интерпретацию вероятностей. На тот
момент вероятность и без того была расплывчатым понятием, но согласно широко
распространенной договоренности, вероятность события можно было определить
как долю испытаний, в которых происходит это событие, при том, что число са-
мих испытаний достаточно велико. Выберите наугад карту из колоды, повторите
миллиард раз, и вы увидите, что туз пик выпадает примерно в одном случае из
52. То же самое касается и любой конкретной карты, а объясняется это тем, что
колода состоит из 52 карт, и нет очевидных причин, по которым любая конкрет-
ная карта должна выпадать чаще, чем какая-либо другая.
Но Байеса посетила другая идея. Во многих случаях многократное повторение
испытаний невозможно. Какова, к примеру, вероятность существования Бога? Ка-
ких бы взглядов мы ни придерживались, мы не можем создать миллиарды вселенных
и подсчитать, в скольких из них есть божество. Один из путей решения этой
проблемы состоит в том, чтобы считать подобные вероятности бессмысленными.
Однако Байес утверждал, что во многих контекстах однократному событию тоже
можно приписать вероятность она будет выражать степень уверенности в том, что
это событие действительно имеет место. Говоря точнее, если мы располагаем не-
ким подлинным фактом, то такая вероятность выражает степень уверенности в
этом факте. Такие скоропалительные выводы мы делаем постоянно, например, ко-
гда считаем, что шансы на победу испанской футбольной команды в чемпионате
Евролиги UEFA равны примерно 75 %, или что сегодня, скорее всего, не будет
дождя.
В середине 1700-х Байес вывел математическую формулу, с помощью которой эти
«априорные вероятности» могли оказывать влияние на надежную информацию, полу-
ченную другим путем. Его друг опубликовал формулу в 1763 г., спустя два года
после смерти Байеса. Предположим, вам известно, что вероятность, с которой
Испания может одержать победу в крупном футбольном чемпионате, составляет
всего лишь 60 % (это число мы взяли с потолка просто в качестве примера), но
интуиция подсказывает вам, что в этом году они играют намного лучше, чем
обычно. Сложите одно с другим, и вы придете к выводу, что их шансы на победу
возрастают.
Формула Байеса:
Р(А|В) = Р(В|А)Р(А)/Р(В)
где Р (А) — априорная вероятность гипотезы А, Р(А|В) — вероятность гипотезы
А при наступлении события В (апостериорная вероятность); Р(В|А) — вероятность
наступления события В при истинности гипотезы А; Р(В) — полная вероятность
наступления события В.
Формула Байеса позволяет «переставить причину и следствие»: по известному
факту события вычислить вероятность того, что оно было вызвано данной причи-
ной. События, отражающие действие «причин», в данном случае называют гипоте-
зами, так как они — предполагаемые события, повлекшие данное. Безусловную ве-
роятность справедливости гипотезы называют априорной (насколько вероятна при-
чина вообще), а условную — с учётом факта произошедшего события — апостериор-
ной (насколько вероятна причина оказалась с учетом данных о событии).
В задачах и статистических приложениях Р (В) обычно вычисляется по формуле
полной вероятности события, зависящего от нескольких несовместных гипотез,
имеющих суммарную вероятность 1:
Р(В) = ЕР(А±)Р(В|А±)
где вероятности под знаком суммы известны или допускают экспериментальную
оценку.
В этом случае формула Байеса записывается так:
P(Aj|B) = Р(В|А^Р(А^/ЕР(А±)Р(В|А±)
Пример:
Энтомолог предполагает, что жук может относиться к редкому подвиду жуков,
так как у него на корпусе есть узор. В редком подвиде 98 % жуков имеют узор
или Р(Узор|Редкий) = 0,98. Среди обычных жуков только 5 % имеют узор. Редкого
вида жуков насчитывается лишь 0,1 % среди всей популяции. Какова вероятность
того, что жук, имеющий узор, относится к редкому подвиду или Р(Редкий|Узор)?
Из расширенной теоремы Байеса получаем (любой жук может относиться либо к
редким, либо к обычному виду:
Р (Редкий | Узор) = Р (Узор | Редкий) Р (Редкий) =
Р (Узор | Редкий) 'Р (Редкий) + Р (Узор | Обычный) 'Р (Обычный)
0,980,001/(0,980,001 + 0,050,999) * 1,9 %
С помощью байесовского вывода можно дать количественно описание всех этих
ситуаций, а также построить рациональную систему для вычисления соответствую-
щих вероятностей исключение составляют лишь априорные вероятности, которые
подставляются в формулы, но не являются их следствием. Иначе говоря, это ме-
тод в духе «миров если»: если априорная вероятность равна тому-то, то новые
данные приведут к таким-то последствиям. Формула не обосновывает какое-то
конкретное значение априорной вероятности; тем не менее, ее следствия могут
помочь нам оценить точность априорной вероятности путем сравнения с результа-
тами наблюдений. По своей эффективности байесовский вывод нередко превосходит
более «рациональные» методы. И хотя мы не всегда можем быть уверены в пра-
вильной оценке априорных вероятностей, высказать догадку, возможно, все-таки
лучше, чем полностью игнорировать подобные взаимосвязи.
В традиционной статистике утверждение, подвергаемое проверке - гипотеза
должно быть принято (или, по крайней мере, не отклонено), если оно согласует-
ся с фактами. Метод Байеса же требует отклонить гипотезу, несмотря на имею-
щиеся данные, если ее априорная вероятность очень мала. Более того, на тех же
основаниях мы, вероятно, могли бы вполне обоснованно отклонить предполагаемые
факты.
Допустим, к примеру, что гипотезой служит существование НЛО, а фактом фото-
графия одного из таких объектов. Фотография подтверждает гипотезу, но если вы
считаете, что вероятность существования НЛО крайне мала, такое доказательство
покажется вам неубедительным. Фотография, к примеру, может оказаться поддел-
кой; но даже если вы не знаете, подлинная ли это фотография или нет, у вас
есть все основания, чтобы отклонить гипотезу, если, конечно, ваша априорная
вероятность соответствует действительности. Иными словами, байесовский вывод
не опровергает существование НЛО - он просто количественно выражает точку
зрения о том, что «незаурядные заявления требуют незаурядных доказательств».
А фотографии этой самой незаурядности не хватает.
Так или иначе, согласно нейробиологической теории, мозг функционирует, по-
рождая различные мнения об окружающем мире. Под мнением в данном случае пони-
мается решение мозга насчет некоторого события или явления, поэтому тот факт,
что их порождение лежит в основе деятельности мозга едва ли можно поставить
под сомнение. Впрочем, эта теория не сводится к одной лишь тавтологии; она
утверждает, что мозг комбинирует два различных источника информации память и
данные. Он не просто оценивает входные данные сами по себе, а сравнивает их с
тем, что уже хранится в памяти.
Эксперименты, проведенные Дэниелом Уолпертом и его командой, подтверждают
близкое сходство результатов подобных сравнений с формулой Байеса. По-
видимому, в процессе эволюции мозг выработал действенный и достаточно точный
метод, позволяющий комбинировать имеющиеся знания с новой информацией, тем
самым перезаписывая содержимое его памяти. Экспериментаторы исследовали дви-
жение конечностей при выполнении той или иной задачи. Предположим, что мы хо-
тим взять чашку кофе. Есть много способов достичь цели, но большинство закан-
чиваются катастрофой. Если мы, к примеру, слишком сильно наклоним чашку, то
кофе прольется. Реакция наших мышц неизбежно испытывает на себе случайные
флуктуации двигательной системы, и пытаясь взять чашку при помощи различных
стратегий, мы имеем дело с разными шансами на успех. Оптимальный выбор, опре-
деляемый байесовской теорией принятия решений, в целом согласуется с наблю-
даемыми движениями.
Повторим, это вовсе не означает, что мозг выполняет расчеты по формуле Бай-
еса точно так же, как это осознанно делает математик, вооруженный карандашом
и бумагой. Напротив, мозг развил в себе нейронные сети, которые приводят к
точно такому же общему результату. Выбор, на который указывает байесовская
теория принятия решений, наилучшим образом согласуется с реальностью, при ус-
ловии, что речь идет о комбинировании памяти и данных. Это совпадение дает
эволюционное преимущество в целом такой выбор лучше работает на практике. По-
этому нейронные сети, контролирующие то, как мы ходим, бегаем, держим или
бросаем, подвергались отбору, который отдавал предпочтение подражателям байе-
совской теории нашему методу формализации математических правил, описывающих
настоящее поведение природы.
В более общем смысле можно предположить, что аналогичные нейронные сети
управляют нашими спонтанными суждениями о социальных и политических вопросах.
Что особенно важно, байесовская модель выявляет причину, по которой убеждения
могут перевешивать внешние данные. Если вы уверены в том, что глобальное по-
тепление это газетная утка неважно, какие на то причины, хорошие или плохие,
то ваша байесовская машина для принятия решений будет отклонять любые новые
факты, подтверждающие глобальное потепление, и не отступит от своих первона-
чальных убеждений. Она даже может заставить вас отрицать любые подобные факты
на том основании, что они должны быть частью обмана. Если ваша вера в ту или
иную позицию не слишком сильна, то ваши взгляды могут измениться под влиянием
новых фактов. Если вы и без того уверены в реальности глобального потепления,
то, вероятно, согласитесь даже с сомнительными фактами в его пользу.
То же самое касается и религиозных верований. Эпидемиология религий если
так можно выразиться показывает, что большинство людей наследуют свои убежде-
ния от родителей, близких родственников, учителей (соответствующего толка) и
священнослужителей. К моменту достижения возраста, в котором полученные зна-
ния уже могут подвергаться сомнению, их система убеждений может оказаться на-
столько сильной, что ее не подорвут никакие контрдоказательства.
Итак, мы пользуемся двумя стилями мышления - системами 1 и 2. А это подоз-
рительно напоминает классификацию Бенфорда. Может быть, мышление, ориентиро-
ванное на человека, и мышление, ориентированное на Вселенную, имеют отношение
к двум компонентам байесовских решений памяти и данным. Идея соотнесения двух
дихотомий всегда выглядит заманчивой при условии, что они описывают явления в
одном и том же ключе, но в данном случае этого не происходит. И память, и
данные это составляющие быстрого и неточного процесса принятия решения на ос-
нове интуиции; это различные компоненты, которые совместно обуславливают мыш-
ление системы 1. Система 2 это иной, гораздо более осознанный, вдумчивый ана-
лиз, связанный с оценкой фактов и попытками, далеко не всегда успешными, не
принимать в расчет свои внутренние предрассудки. Он не следует байесовской
логике.
Какое отношение все это имеет к убеждениям? Во-первых, это объясняет причи-
ны, в силу которых люди приобретают убеждения. Они составляют неотъемлемую
часть мышления в духе системы 1, обладающей эволюционной ценностью в ситуаци-
ях, когда ключевую роль играет быстрое принятие решений. С другой стороны, мы
видим, что подобное мышление может иметь серьезные недостатки, из-за которых
наши убеждения перевешивают важные данные. Лучше не делать скоропалительных
выводов, если того не требует ситуация. Вместо этого мы можем воспользоваться
мышлением по системе 2, часто его называют «рациональным» или «аналитиче-
ским», и позволить внешним данным изменить наши убеждения, если они не соот-
ветствуют реальности.
Есть еще один запутанный вопрос о взаимосвязи между верой и неверием. Чело-
век , уверенный в существовании НЛО, мог бы, к примеру, заявить, что неверие в
НЛО это просто другая разновидность веры. А именно, вера в то, что НЛО не су-
ществуют . Однако когда все предполагаемые «доказательства» в пользу НЛО ока-
зываются ошибочными, или ложными, противоположная позиция перестает быть во-
просом веры. Нулевая вера в НЛО это вовсе не то же самое, что 100 %-ая вера в
то, что НЛО не существуют. Нулевая вера это отсутствие веры, а не вера в про-
тивоположное утверждение. Подобным образом и наука создает систему, в рамках
которой люди осознанно стараются преодолеть свои врожденную склонность к мыш-
лению в духе системы 1, зная, что зачастую подобное мышление приводит к ошиб-
кам . Ученые активно пытаются опровергнуть идеи, в которые им хочется верить.
А это вовсе не система убеждений. Это система разубеждения.
Глава 21.
Черепаха
движется!
Марджори набрала в грудь воздуха.
«Меня зовут Марджори Доу, сэр, я работаю главным библиотекарем в лондонском
боро Фор-Фартингс", в Англии, эм, на Земле. Я свободно говорю на латыни,
греческом и, конечно, французском языке; кроме того, я неплохо разбираюсь в
диалектах Эссекса, в общем, не важно. Сегодня я могу с некоторой гордостью
заявить, что освоила язык каталогизации У-ук, он стал для меня настоящим от-
кровением !»
Произнося свою речь, Марджори заметила, как в конце комнаты распахнулись
двойные двери, и вслед за этим зал наполнился шелестом. Взгляды присутствую-
щих устремились на седовласового мужчину, который своим видом больше напоми-
нал работника фермы; но фермеры, подумала Марджори, никогда не шествуют с по-
добным пафосом, сколько бы свиней не находилось в их распоряжении. К тому же
человек, направлявшийся к лорду Витинари, был вооружен огромной алебардой,
которая прикреплялась к его телу с помощью аккуратно расположенных кожаных
ремешков.
Лорд Витинари наблюдал за приближающимся человеком с улыбкой на лице, а тем
временем за спиной у Марджори шелест постепенно утих и наступила тишина, ко-
торая, достигнув мозга, по какой-то причине не давала покоя еще больше, чем
сам шум и, наконец, грянула, как раскат грома. Когда незваный гость подошел к
«Four Farthings» (букв. «Четыре фартинга») - прим. пер.
патрицию, тот уже стоял; Витинари протянул руку в знак приветствия.
«Пастор Овес100! Я полагал, что мои посланники не смогли вас отыскать. Прошу
вас, присаживайтесь».
«Вы же меня знаете, Хэвлок; я путешествую со скоростью осла, и хотя я при-
знателен за ваше предложение, предпочитаю постоять - слишком уж долго моя пя-
тая точка находилась в распоряжении этого самого осла».
Никто не засмеялся, никто даже не хихикнул; пастор Овес держал аудиторию, и
когда он начал говорить, можно было услышать, как все остальные его слушали.
Оглядев комнату, он произнес: «Церковь Омниан Последнего Дня, на мой
взгляд, не имеет каких бы то ни было прав на обладание сферой, называемой
Круглым Миром так же, как и разумные существа, населяющие сам Круглый Мир.
Ведь, какими бы малыми ни были шансы, они сами его не создавали; наоборот,
это он создал их без должного уважения к тем многочисленным, неутомимым и не-
обычайно изобретательным процессам, которые совместными усилиями сделали его
именно таким, каким он является в настоящее время, достойным раем для тех,
кто подступает к нему в надлежащем душевном состоянии, и, в конечном счете,
мавзолеем для всех остальных».
Марджори, устроившись поудобнее, внимательно слушала. Она не была уверена в
том, что подходит под описание «разумные существа», но с человеком, вооружен-
ным алебардой, не спорят, каким бы мудрым он ни казался. Во всяком случае,
если вы хотели, чтобы у вас на руках по-прежнему оставались пальцы, которыми
можно было перелистывать страницы любимых книг.
«Разум приносит пользу», продолжал пастор Овес, «но он требует просвещения,
а Омниане Последнего Дня, к моему сожалению, лишены и того, и другого. Чере-
паха движется. И в этом состоит истина, хотя и, без сомнения, не вся, по-
скольку в Круглом Мире, который более или менее движется сам по себе, чере-
пашьего движения нет. Нужно быть настоящим глупцом, чтобы ее остановить и
именно такую глупость порождает отрицание фактов».
Для Марджори это было все равно, что хлеб насущный. Она любила факты.
«Лорд Витинари, вы послали за мной, чтобы спросить совета, и я его дал»,
сказал в заключение пастор. «Позвольте волшебникам стать кураторами Круглого
Мира. Надо признать, что зачастую они ведут себя высокомерно и совершают
ошибки, но, в конечном счете, они заняты поиском истины, методом проб и оши-
бок, и именно так все и должно быть. Возможно, поиск истины и не лишен недос-
татков , но поиск сам по себе бесценен!»
Витинари кивнул и протянул руку к молотку.
«Милорд!» - возразил Стэкпол. «Это всего лишь мнение одного человека. Я мо-
гу вызвать дюжину экспертных свидетелей, чтобы опровергнуть его слова. Среди
них есть личности высочайшего». Он драматично упал на колени и воззвал как бы
в молитве: «Сам Ом мой свидетель! Я призываю великого бога».
Мир пошел рябью, и в комнате появилась величественная, облаченная в визитку
фигура, убранная щегольской прической. Бегло взглянув на Стэкпола, бог произ-
нес: «А, это вы опять. Мистер Стэкпол, я действительно ваш свидетель, но вы
меня не вызываете, это я вызываю вас. Правила, знаете ли, никто не отменял».
Впоследствии вопрос о том, было ли появление великого бога, что называется,
во плоти, причиной суматохи или всего лишь вызвало в зале сильное оживление,
стал предметом дискуссии. Небольшой, но, тем не менее, тлетворный спор по
этому поводу отнял у собравшихся немало времени.
Повысив голос, чтобы перекричать царивший в комнате гвалт, а может быть,
галдеж, мистер Кривс сообщил: «Для протокола я прошу свидетеля назвать свое
имя, место проживания, и род деятельности».
Весьма преподобный Чрезвычайно-Достославный-Ты-Ли-Это-Кто-Превозносит-Ома-До-
Небес - Овес - священнослужитель, представляющий главную ветвь омнианства.
Великий бог, в изумлении подняв брови, посмотрел на мистера Кривса.
Мистер Кривс поднял брови в ответ и заметил: «Как вы и сказали, сэр, мы
должны соблюдать правила».
«Что ж, ладно», - согласился Ом. «Ом. Без определенного места жительства.
Великий бог. А теперь давайте вопросы меня ждет роскошный ужин в Вальгалле».
Мистер Стэкпол яростно завопил: «Мистер Кривс не может задавать ему вопро-
сы ! Растолковывать волю Бога людям это моя обязанность! Мы все без работы ос-
танемся, если Он просто спустится на Землю и будет указывать нам, что делать,
если сам будет разговаривать со всеми людьми!»
«Я могу делать все, что захочу», - возразил великий бог. «Посредник не мо-
жет превзойти доверителя. Так вот, что это еще за чепуха насчет Диска в форме
шара? Форму шара имеет Круглый Мир. А Диск плоский. Уж поверьте мне, я знаю.
Я знаю все в определенном понимании слова «все» и, если уж на то пошло, в оп-
ределенном понимании слова «знаю»».
Витинари снова потянулся к своему молотку.
В попытке отыскать хоть какой-то повод для возражения Стэкпол произнес:
«Это испытание моей веры. Я должен сказать, Милорд, этот суд не имеет отноше-
ния к истине. Речь идет о вере. А без веры мир просто перестанет существо-
вать» .
«А с каких пор вера стала важнее истины, мистер Стэкпол?», - обратился к
нему Витинари.
«Милорд, настоящая форма Диска не имеет отношения к этому разбирательству.
Суть претензий нашей Церкви в том, что Незримый Университет нарушил наше тео-
логическое право собственности на саму концепцию сферического мира. Это бого-
хульство» .
«Если это действительно так», произнес Ом, «то я и сам с этим разберусь.
Ваша помощь мне не нужна. Лично я не вижу здесь никакой проблемы. Черепаха
движется. Пора бы уже с этим смириться».
Но Стэкпол упорно продолжал, не обращая внимания на своего бога: «Церковь
требует передать Круглый Мир в ее распоряжение. Настоящая форма Диска не име-
ет отношения к делу».
Витинари шевельнулся, как будто собираясь заменить молоток.
«Вы меня неправильно поняли, мистер Стэкпол», - парировал Ом. «Я не имел в
виду настоящую форму Диска; я говорил об истоках вашей веры в то, что Диск
имеет форму шара». Он повернулся к Думмингу Тупсу. «Мистер Тупс, я присутст-
вовал в экстрамерном смысле на запуске вашего последнего эксперимента из об-
ласти квантовой чародинамики, вашей Огромной Штуки. Но Одной Маленькой Штуч-
кой вы, тем не менее, пренебрегли».
Библиотекарь строго взглянул на Думминга. «У-ук?».
«Ну, конечно», - воскликнул Думминг. «Вы абсолютно правы! Я предполагал,
что, распространяясь в Б-пространстве, рассказий не взаимодействует с библио-
тецием! Но если учесть Никогда Не Принимаемое В Расчет Ограничение Крохопу-
та101, то оказывается, что взаимодействие, которым при других обстоятельствах
можно было бы пренебречь, способно ослабить ткань Б-пространства и создать
хронокластическии канал! В результате произойдет спонтанный распад чара, и
мифоны направятся в одну стороны, а антимифоны в другую. Я... эмм...».
«Совершил мифическую ошибку», - закончил за него Ом. «Поскольку Б-
пространство объединяет библиотеки на всем протяжении пространства и времени,
представление о плоском Диске проникло в отдаленное прошлое Круглого Мира. А
идея шарообразного мира, наоборот, просочилось в отдаленное прошлое Диска,
где стала одним из центральных принципов старой омнианской религии».
«Реальность Диска стала мифом Круглого Мира, а правила Круглого Мира пре-
1 Crumbworthy - прим. пер.
вратились в Плоскомирские верования!» - воскликнул Думминг.
Марджори ткнула Архканцлера в ребро. «Получается, идею шарообразного мира
Незримый Университет почерпнул не в древних учениях омниан?»
«Именно», - ответил Чудакулли. «Все наоборот: именно мы натолкнули их на
эту мысль».
«Мифическая и безоговорочная победа», - произнес Декан. «Дело сделано».
Чудакулли с сомнением на лице продолжил: «Я бы не стал на это рассчитывать.
Мой опыт подсказывает, что фанатики не меняют своих взглядов, каковы бы ни
были факты. Даже если бы их собственный бог1 появился прямо перед ними и ска-
зал, что они ошибаются, они бы все равно...».
«Ом поругаем не бывает! То есть вам не осмеять наши представления об истин-
ной сущности Ома!» - закричал Стэкпол. «Диск - это шар! Черепаха не движется!
Нет никакой чер...».
«Да замолчи ты уже, мерзкий человечишка», - перебил его Ом. «И я больше не
хочу этого слышать, а иначе начну все заново, и на этот раз дам шанс муравь-
ям» . Он исчез.
«Что ж, это всего лишь одно особое мнение», - начал было Стэкпол, поднима-
ясь с пола.
С надеждой во взгляде Витинари взял в руки молоток. «Дело закрыто. Мое ре-
шение таково: притязания Церкви Омниан Последнего Дня на обладание Круглым
Миром признаются безосновательными, а сам Круглый Мир навечно остается в ве-
дении Незримого Университета». Он ударил молотком, а затем, подняв брови и не
пошевелив при этом не единым мускулом, исключительно с демонстративной целью,
свирепо взглянул на Чудакулли. «Я надеюсь, что впредь вы будете относиться к
нему с большим вниманием, чем раньше, Наверн».
«О, Великий Бог Ом!». Глаза присутствующих сосредоточились на Стэкполе, ко-
торый, распростершись на полу, бешенно кричал и исходил пеной. «Помоги своим
истинным верующим в час нужды! Положи конец лжи этих безбожников!»
«Он зря тратит время», сказал Декан. «Его бог уже вынес приговор. Почему он
не может просто смириться?».
Но Стэкпол не обращал внимания. «Мы этого не потерпим! Мы не прекратим
борьбу! Есть правда, которая важнее истины!»
Неожиданно в комнату быстро вошли несколько фигур в капюшонах, они застали
собравшихся врасплох и собрались вокруг Витинари, который в сложившихся об-
стоятельствах выглядел хотя и задумчивым, но в целом спокойным. Один из людей
в капюшонах снял Круглый Мир с треноги и побежал с ним к выходу, а голос ря-
дом с Марджори прогремел: «Если наши условия не будут выполнены, то и его
светлость, и ваш драгоценный Круглый Мир будут уничтожены! Смерть тирану!»
Марджори поразилась собственному хладнокровию, однако библиотекарь должен
быть готов к любым непредвиденным обстоятельствам, включая террористов. Если
сомневаешься, первым делом бей, только смотри, чтобы ценные книги не постра-
дали , напомнила она самой себе. Упав на колени перед фигурой в капюшоне, она
стала умолять сохранить ей жизнь: «О, сэр, пожалуйста, не убивайте меня, про-
шу вас, сэр, я стою перед вами на коленях!»
Эта звучная мольба отозвалась эхом в устах темной фигуры, которая неожидан-
но получила удар прямо в пах. Один маленький удар для библиотекаря, и огром-
ный шаг для Круглого Мира, подумала Марджори, которая, услышав характерный
хруст, ощутила настоящее удовлетворение. И уже через несколько секунд после
первой проверки на прочность она мчалась по дорожке вслед за отступавшим
бандитом, который убегал вместе с ее домом. Ее библиотека и вся окружавшая ее
планета ускоренно двигались в одному лишь Богу или, скорее, Ричарду Докинзу
известном направлении.
Марджори была лучшим бегуном Роуденской школы, и это сыграло ей на руку.
Убегавший от нее бандит не мог похвастаться такой подготовкой и уж точно не
обладал ее выносливостью, двигаясь зигзагами по совершенно незнакомым Марджо-
ри улицам, он постепенно слабел. Ей приходилось держать своего противника в
поле зрения; если бы он убежал, она бы безнадежно заблудилась, поэтому пре-
поясав свои чресла в метафизическом смысле, Марджори сделала глубокий вдох и
прибавила скорости. Начинало казаться, что этот гнусный злодей наконец-то
стал ослабевать в этом она была уверена и это убеждение придало ей сил.
Марджори слышала, как позади нее затихает шум погони. А потом фигура неожи-
данно остановилась, развернулась, выкрикнула что-то невнятное и запустила
сферой прямо ей в голову.
Глава 22. Прощай,
тонкая настройка!
Они ее не создавали; это она создала их.
Пастор Оутс102, человек по-настоящему мудрый, указал на глубокую истину, ко-
торая часто остается недооцененной, но, тем не менее, проливает некоторый
свет на туманную пограничную область, в которой сходятся наука и религия.
Здесь можно встретить некоторые из самых запутанных тайн современной космоло-
гии, в которой строгая фундаментальная физика сталкивается с богатством чело-
веческого восприятия.
В основе этого столкновения лежит поразительное стечение обстоятельств:
вселенные, способные поддерживать жизнь, имеют крайне малые шансы на сущест-
вование. Этот факт самым радикальным образом нарушает принцип Коперника, со-
гласно которому в людях нет ничего необычного.
До того, как Николай Коперник в 1543 году опубликовал свой труд «О вращении
небесных сфер» почти все, за исключением немногих выдающихся личностей, счи-
тали человечество центром Вселенной. Это истина была настолько очевидной, что
ее отрицание казалось попросту нелепым. Посмотрите вокруг. Все, что вас окру-
жает, теряется где-то вдалеке, а вы находитесь прямо в центре. Ваши ощущения
служат доказательством того, что звезды, как и все остальные небесные тела,
вращаются вокруг Земли. Естественной формой их орбит, без сомнения, должна
быть окружность, идеальная геометрическая фигура; совершенство ее формы лиш-
ний раз доказывает, что все сущее было создано для нас, а мы сами занимаем
место в центре творения.
Однако древние астрономы были превосходными наблюдателями, и взглянув на
настоящее положение дел во Вселенной, поняли, что окружности здесь не подхо-
дят. Впрочем, они еще могли спасти теорию «идеальной формы», так как с помо-
щью комбинаций окружностей можно было достичь довольно точного совпадения с
наблюдаемыми данными. Во втором веке н. э. Клавдий Птолемей написал труд под
названием «Альмагест» («величайший»), в котором было представлено движение
Солнца и планет вокруг неподвижной Земли. Чтобы добиться совпадения со слож-
ными траекториями, известными из наблюдений, он применил ряд геометрических
построений, в которых использовались сферы с осями вращения, опирающимися на
другие сферы. Наиболее важной чертой птолемеевой системы в ее упрощенной фор-
ме были эпициклы - круговые орбиты, центры которых сами двигались по окружно-
сти. При необходимости центры последних также могли вращаться по кругу, и так
далее. В общей сложности Птолемею потребовалось более 80 сфер, но точность
получившейся системы была довольно высокой. Особенно в то время, когда Земля
еще не считалась планетой. Этот термин относился к странствующим звездам, а
Земля не были ни звездой, ни странником. Она занимала неподвижное положение.
Мы особенные.
Уэйн Эдвард Оутс (Wayne Edward Oates; 1917—1999) — американский психолог и рели-
гиозный проповедник. Известен тем, что ввёл в научный обиход термин «трудоголизм».
Геоцентрическая система Птоломея.
Коперник, без сомнения, был человеком иных взглядов; он осознал, что все
приобретает куда больший смысл, если считать, что в людях нет ничего особен-
ного, а Земля не находится в центре мира. Это частный случай так называемого
принципа заурядности: исходя из практических соображений, лучше избегать
предположений, в которых некоторое явление обладает необычными или особыми
свойствами, либо нарушает законы природы. Одной из особенностей птолемеевой
системы, которая могла натолкнуть Коперника на эту мысль, было подозрительное
стечение обстоятельств. Числа, характеризующие большую часть эпициклов раз-
мер, скорость вращения были, по существу, случайными, то есть не следовали
какой-либо очевидной закономерности. Однако Коперник заметил, что данные, со-
ответствующие одному из эпициклов, в неизменном виде повторяются много раз в
движении Солнца и всех планет. Приписав этот набор данных Земле, он мог со-
кратить количество эпициклов с птолемеевых восьмидесяти до всего-навсего три-
дцати четырех. В этом случае Солнце становилось неподвижным, а все остальные
тела (за исключением Луны) вращались вокруг него, в том числе и Земля. Прини-
мая Землю за центр системы отсчета, Птолемей был вынужден перенести вращение
Земли вокруг Солнца на все остальные тела, добавив к каждому из них по одному
лишнему эпициклу. Если же от этого общего эпицикла избавиться, то модель ста-
нет намного проще. Но в таком случае вам придется иметь дело с радикальным
изменением в теории: среди всех небесных тел вокруг Земли вращается только
Луна. Все остальные вращаются вокруг Солнца.
Этот вывод является спорным в силу причин, которые мы обсуждали, говоря о
плоских Землях в 8-й главе. Вы можете описывать Вселенную в любой системе от-
счета по своему выбору. Ничто не может помешать вам выбрать систему коорди-
нат, в которой Земля неподвижна; в зависимости от того, насколько важную роль
вы отводите себе в общем порядке вещей, вы даже можете решить, что в начале
координат находитесь именно вы. Те, кто забавляются подобной игрой, могут без
особого труда переписать все законы природы в такой эгоцентрической системе
отсчета. Так что в некотором смысле на вопрос, что вокруг чего вращается,
можно дать совершенно произвольный ответ.
Однако другой философский принцип, бритва Оккама, говорит нам о том, что
подобная свобода выбора по большей части лишена смысла. Уильяму из Оккама
(или Оккамскому) приписывается философский принцип, который звучит так: «не
следует умножать сущности сверх необходимости»103. Часто это утверждение трак-
туют как «простые объяснения лучше сложных», но такое понимание выходит за
рамки подлинных слов Уильяма. Он имел в виду, что неразумно включать в систе-
му такие свойства, от которых можно избавиться без заметных последствий.
Сложные объяснения нередко оказываются лучше простых, но только если простые
не справляются со своей задачей. Впрочем, как бы мы ни трактовали бритву Ок-
кама, один эпицикл все же лучше множества своих копий, даже если мы вынуждены
приписать его другому телу.
В системе отсчета Земли законы движения становятся невероятно сложными.
Ближайшая крупная галактика М31, расположенная в созвездии Андромеды на рас-
стоянии около 2,6 миллионов световых лет, вынуждена совершать оборот вокруг
нашей планеты каждые 24 часа. Еще более необычайное вращательное движение
приходится совершать объектам, которые в большей степени удалены от Земли,
рекордное расстояние на данный момент составляет примерно 13,2 миллиардов
световых лет. Если же центром нашей системы отсчета станет Солнце, которое
при этом окажется неподвижным относительно среднего положения звезд, то мате-
матические выкладки становятся намного проще, а физика с метафизикой гораздо
адекватнее. Если пренебречь гравитационным воздействием всех прочих тел, то
Солнце и Земля вдвоем движутся вокруг своего общего центра тяжести по эллип-
тическим орбитам. Но так как масса Солнца намного больше массы Земли, то этот
центр находится глубоко внутри Солнца. Так что Земля вращается вокруг Солнца.
Мы по глупости считаем Землю неподвижной, потому что она действительно непод-
вижна по отношению к нам. (Приносим извинения, это все равно звучит слишком
по-человечески; лучше так: «мы неподвижны по отношению к ней»).
Урок усвоен - для этого потребовалось несколько веков, толика сожженных и
много шума на пустом месте. Но все это было лишь подготовкой к основному дей-
ству. Когда астрономы поняли, что отдаленные скопления света представляют со-
бой галактики, вращающиеся массы, состоящие из миллиардов звезд их, наконец,
осенило, что знакомая всем светящаяся река под названием Млечный Путь вовсе
не случайность, а наша собственная галактика, которую мы видим с ребра, из-
нутри. Наше Солнце, конечно же, будет галактическим центром. Но нет, в дейст-
вительности оно занимает ничем не примечательную область, расположенную на
расстоянии примерно 2/3 в сторону края, 27 000 световых лет от галактического
ядра, вблизи одного из ее спиральных рукавов, который называется рукавом
Ориона. Наше блистательное Солнце - это всего лишь одна звезда (и, кстати го-
воря, довольно слабая) среди тысяч, составляющих Местное межзвездное облако,
которое само находится внутри Местного пузыря. Солнце даже не лежит в галак-
В его трудах, дошедших до наших дней, эта фраза не обнаружена; первым ее, вероят-
но, употребил ирландский теолог Джон Понс. Наиболее похожая фраза из трудов самого
Оккама звучит как: «Множественность никогда не следует полагать без необходимости» и
упоминается в Sententiarum Petri Lombard! 1495 г. Звучит не столь выразительно.
тической плоскости, хоть и расположено к ней довольно близко на расстоянии
около шестидесяти световых лет.
Спустя несколько веков, в течение которых каждая очередная попытка придать
человечеству некую особую роль, заканчивалась неудачей, принцип Коперника во-
шел в состав фундаментальной физики в качестве обобщения основного принципа
теории относительности, предложенного Эйнштейном - не существует такого поня-
тия , как привилегированный наблюдатель.
Ранее мы говорили, что одной из главных мотиваций, лежащих в основе научно-
го метода, служит осознание человеческой склонности верить в то, что им хо-
чется, или приобретать такое желание под влиянием общества. Религии использу-
ют эту черту, придавая вере первостепенное значение: сила веры берет верх,
как над отсутствием доказательств, так и над доказательством обратного. Нау-
ка, напротив, осознанно старается оказывать ей сопротивление, требуя убеди-
тельных доказательств. Принцип Коперника это еще одно напоминание о том, чего
не следует принимать на веру. И хотя этот принцип справедлив не всегда, он
подрывает нашу убежденность в собственной значимости.
Масштабные квазифилософские принципы, скажем, принцип Коперника или бритва
Оккама это рекомендации, а вовсе не правила, требующие неукоснительного со-
блюдения. Но, как и следовало ожидать, лишь только мы начали привыкать к мыс-
ли о своей заурядности в космическом мироустройстве, как стали появляться но-
вые факты, поставившие ее под сомнение. Возможно, мы действительно особенные.
Возможно, Земля действительно занимает привилегированное положение или нахо-
дится в привилегированном состоянии. Может оказаться, что других вариантов
нет.
К тому моменту, когда эта аргументация себя исчерпала, наше существование
уже казалось настолько исключительным, что целая Вселенная должна была дейст-
вовать строго определенным образом, чтобы произвести на свет нас. Как будто
Вселенная была создана с целью населить ее людьми.
Религиозные люди едва ли увидели в этом выводе что-то новое, и с распро-
стертыми объятиями поддержали духовное возрождение, охватившее часть научного
мира. Но даже атеисты начали соглашаться с тем, что если Вселенная хотя бы
чуть-чуть отличалась от той, которую знаем мы, нас бы здесь уже не было. Для
обоснования подобных заявлений даже существует общий принцип, который заметно
отличается от принципа Коперника. Это так называемый антропныи принцип.
У него есть две разновидности. Слабый антропныи принцип утверждает, что
Вселенная должна быть способна произвести на свет существ, подобных нам, так
как в противном случае некому задавать всякие неудобные вопросы будет просто
некому. Сильный антропныи принцип утверждает, что Вселенная в определенном
смысле была создана для нас. Мы не просто случайный побочный продукт; мы это
истинная цель ее существования. В 1986 году Джон Барроу и Фрэнк Типлер напи-
сали довольно внушительную и узкоспециальную монографию «Антропныи космологи-
ческий принцип» («The Anthropic Cosmological Principle»). В ней обсуждалась
точка зрения, согласно которой некоторые аспекты нашей Вселенной, по сравне-
нию с неисчислимым множеством потенциально возможных альтернатив, чрезвычайно
точно приспособлены к возникновению жизни. На данный момент многие ученые и
большая часть специалистов в области космологии, по-видимому, разделяют эти
взгляды.
Проблему можно наглядно продемонстрировать на простом примере. Возьмите
блестящий металлический стержень и острый нож. Положите стержень на острие
ножа и попытайтесь его уравновесить. У вас ничего не получится. Если центр
масс стержня не находится точно над кромкой лезвия, то стержень сначала сдви-
нется с места, а затем соскользнет с ножа и упадет на землю.
Жизнь это равновесие на острие космического ножа.
Говоря менее образным языком: законы природы настроены тончайшим образом.
Стоит изменить любую из фундаментальных констант даже на незначительную вели-
чину, и хрупкий круговорот жизни станет невозможным. Оказавшись в одном мик-
роне от космического совершенства, человечество потеряет равновесие.
Эта человеко-ориентированная точка зрения на Вселенную идет рука об руку с
человеко-ориентированной точкой зрения на самих людей. Забудьте обо всех
странных и чудесных пришельцах, заполонивших научную фантастику и живущих в
водородно-гелиевой атмосфере газовых гигантов или в мире леденящего холода,
настолько удаленном от своего солнца, что температура едва ли поднимается вы-
ше абсолютного нуля. Все намного проще. Реальные инопланетяне обязательно бу-
дут похожи на нас. Они будут жить на каменистой планете с океанами и обилием
атмосферного кислорода; планета обязательно будет находиться на нужном рас-
стоянии от своего солнца. Планете потребуется сильное магнитное поле, чтобы
защититься от радиации, крупный компаньон вроде нашей Луны, чтобы стабилизи-
ровать ось вращения, и газовый гигант наподобие Юпитера, чтобы защитить ее от
комет.
Инопланетное солнце тоже должно быть особенным. На самом деле, оно будет
удивительно похоже на наше. Не только своим спектральным классом, общей фор-
мой, размером, типом ядерных реакций, но и своим местоположением. Солнце не
должно находиться вблизи спиральных рукавов галактики, поскольку процесс фор-
мирования звезд порождает огромное количество излучения, а большая часть
звезд образуются как раз в спиральных рукавах. С другой стороны, как видно на
примере нашего Солнца, оно не может располагаться слишком далеко. Более того,
инопланетное солнце должно находиться в достаточной близости от галактическо-
го центра, чтобы тяжелых элементов хватило для формирования планеты с камени-
стым ядром, и в то же время достаточно далеко, чтобы избежать воздействия ин-
тенсивного излучения, которое уничтожит жизнь.
Точнее, углеродные формы жизни, похожие на наши - вот только никакой другой
жизни быть не может. Углерод это уникальный элемент; он образует сложные мо-
лекулы, необходимые для построения живых существ. На его свойства опираются
утверждения о том, что жизнь в любом месте Вселенной должны быть похожа на
земную. Однако в космическом порядке вещей вероятность существования углерода
довольно мала. Он существует лишь благодаря удивительно точному соответствию
между энергетическими уровнями ядерных реакций, протекающих внутри звезд. Так
что звезды уникальны, а причина тому жизнь.
Впрочем, не только звезды. Уникальна вся наша Вселенная, которая, благодаря
тонкой настройке, приспособлена к существованию жизни. Основополагающая физи-
ка, лежащая в основе всех явлений нашей Вселенной, зависит примерно от три-
дцати фундаментальных констант чисел, характеризующих силу тяготения, ско-
рость света, атомные силы и так далее. Эти числа возникают в фундаментальных
законах природы, в теории относительности и квантовой механике, и нет, по-
видимому, никакой математической причины, которая бы объясняла, почему эти
константы имеют именно такое, а не иное значение. Это «регулируемые парамет-
ры» - ручки приборной панели, которые бог-творец мог (-ла, — ло) выставить на
любое значение, какое Он/Она/Оно пожелает. Но расчеты, что характерно, пока-
зывают : если бы любая из этих констант хотя бы немного отклонилась от своего
настоящего значения, то не только жизнь стала бы невозможной, а не было бы ни
планет, на которых эта самая жизнь могла бы поселиться, ни звезд, которые
предоставили бы ей необходимую энергию, ни даже атомов, из которых состоит
материя.
Наша Вселенная, как и жизнь, каким-то невероятным образом балансирует на
тончайшем лезвии ножа, и малейшее отклонение от равновесия привело бы ее к
катастрофе.
Описанный сценарий тонкой космологической настройки в широких кругах счита-
ется одной из главных загадок космологии - цепочки крайне маловероятных сов-
падений, которые требуют рационального объяснения, но, по-видимому, приводят
лишь к фантастическим домыслам, которые опираются на физические теории, на
данный момент не подтвержденные какими-либо фактами. Религиозные фундамента-
листы ухватились за эту идею, расценив ее как доказательство существования
Бога. Но даже атеисту сложно не испытывать к ним симпатию, потому что в кар-
тине, явленной нам наукой, как правило, можно было увидеть безошибочный намек
на то или иное проявление замысла во Вселенной.
С позиции человеко-ориентированнохю мышления, тонкая настройка, будь то
земная или космологическая, выглядит вполне разумным явлением. Однако для
мышления, ориентированного на Вселенную, она, по-видимому, создает большие
104
трудности
В попытке справиться с этими трудностями наука, по большей части, исходит
из предположения, что тонкая настройка действительно имеет место, то есть на-
ша Вселенная уникальна в отношении своей способности поддерживать жизнь. От-
сюда легко прийти к убеждению, что мы являемся целью всего сущего, или даже
что без нас не было бы наблюдателей, способных вызвать коллапс вселенской
волновой функции, благодаря которому она по-прежнему продолжает существовать.
Предлагались и менее человеко-ориентированные объяснения, например, практиче-
ски бесконечный цикл создания и разрушения различных вселенных, которые могут
быть замечены своими разумными обитателями только при условии, что такие ра-
зумные обитатели могут в них существовать, или бескрайняя Мультивселенная,
состоящая из параллельных или независимых друг от друга миров, в которых реа-
лизуются все возможные физические теории. В обоих случаях мы избавлены от не-
обходимости объяснять какую-либо конкретную Вселенную. От невероятного разма-
ха фантастических гипотез, основанных всего лишь на нескольких числах, захва-
тывает дух.
Впрочем, есть и другой путь. Вместо того, чтобы принимать на веру гипотезу
о тонкой настройке, и пытаться дать ей объяснение или опровергнуть ее, мы мо-
жем поставить под сомнение саму гипотезу. Начнем с того, что физики, как это
ни странно, не могут придумать других альтернативных Вселенных, кроме тех,
что отличаются от нашей всего лишь несколькими константами. Еще удивительнее
то, что верующие без тени сомнения заключают в точно такие же рамки творче-
ские способности своего всемогущего божества. Но даже если мы согласны с эти-
ми ограничениями, излишняя мистика тонкой настройки, граничащая с мифологией,
Если быть точным, то все известные нам физические законы (описания, формулы) яв-
ляются антропными. Они или сводят все к трем величинам - это меры длины, силы и вре-
мени - или выражают все через них (см. например систему СГС - сантиметр, грамм, се-
кунда) . Причина этого в том, что экспериментальная наука начиналась именно с измере-
ния этих величин (была еще температура, но потом выяснилось, что это мера кинетиче-
ской энергии молекул). Почему с них? Потому что эти измерения напрямую связаны с на-
шими чувствами, а они нам достались еще от рыб. Эти чувства обеспечивали выживание
рыб в водной среде - мы же просто рыбы адаптированные к жизни в воздушной среде (от-
туда и трехмерность в восприятии пространства). Проблема в том, что Вселенной на-
чхать на то, что там чувствует какая-то рыба на зачуханной планете возле захудалого
желтого карлика.
Все наши физические законы неверны (чтобы притянуть их к реальности приходится изо-
бретать дополнительные ипостаси, например, темную материю) , хотя и применимы. Идет
процесс познания, и время от времени физическая система меняется. Глупо считать, что
мы достигли истины в последней инстанции, мы вообще многого не понимаем (суть энер-
гии, гравитации, квантования и т.д.) если не все. Формулы не дают понимания, да и
выводятся они зачастую из решения уравнений после всяких упрощений.
Физика основана на математике, а сама математика основана на постулатах, принимаемых
без доказательства - стоит изменить хотя бы один из них и все физические законы из-
менятся .
не вызывает сомнения как минимум последние десять лет.
Корни этих проблем глубоки, и важно не обойти их стороной, поддавшись на
какое-нибудь правдоподобное «объяснение», которое упускает из вида главное. К
примеру, слабый антропный принцип о том, что мы можем наблюдать Вселенную,
только если она приспособлена для нашего существования, действительно объяс-
няет, почему наша Вселенная должна удовлетворять некоторым жестким ограниче-
ниям . Так как мы существуем, иначе и быть может. Но это всего лишь другой
способ выразить мысль «Вселенная такова, какова она есть». С тем же успехом
мы могли бы начать, скажем, с существования серы и прийти к выводу, что атом-
ная теория должна быть именно такой, какой мы ее себе представляем. Слабый
антропный принцип кажется непохожим на «слабый серный принцип»105 лишь потому,
что последний говорит не о нас, а о кусочке желтого камня. Но принцип Копер-
ника предостерегает нас от фантазий о собственной уникальности, и в данном
случае ни о какой уникальности речь не идет. Мы всего лишь одно из материаль-
ных свидетельств. Столь же убедительным был бы довод в пользу того, что целью
уникальной настройки Вселенной было создание серы.
Слабый антропный принцип не идет дальше сказанного. Он не объясняет, почему
существует именно такая, а не иная разновидность Вселенной, особенно если
учесть, что почти все альтернативные варианты предположительно разваливаются
на части или взрываются сразу же после своего появления на свет, либо оказы-
ваются настолько скучными, что в них могут возникать лишь самые простые
структуры. С другой стороны, такого объяснения не дает и сильный антропный
принцип, который гласит, что целью создания Вселенной было человеческое суще-
ствование . Столь же легко мы могли бы сформулировать «сильный серный принцип»
Вселенная была создана для того, чтобы в ней могла существовать сера.
Почему мы? Сильный антропный принцип просто принимает на веру очевидность
того факта, что в нас заключен смысл всего сущего. Сера? Не смешите!
Давайте в качестве разминки обсудим историю с углеродом как более простую
для понимания. А затем познакомимся с этими загадочными фундаментальными кон-
стантами. Оба вопроса уже обсуждались в «Науке Плоского Мира II: Земной Шар»,
и теперь, прежде, чем двигаться дальше, нам придется кое-что из этого напом-
нить . Вкратце.
Астрофизики сформулировали тщательно выверенное теорию, объясняющую проис-
хождение химических элементов. Комбинации элементарных частиц протонов, ней-
тронов или их более экзотических предшественников собрались в гигантские об-
лака и сформировали атомы самого легкого элемента - водорода. Ранняя Вселен-
ная была достаточно горячей, чтобы атомы водорода могли сливаться друг с дру-
гом, образуя второй по массе элемент гелий. Затем облака сжались под влиянием
собственной гравитации, и в дело вступили ядерные реакции. Появились звезды,
внутри которых происходила сборка новых элементов с атомными массами до желе-
за включительно. В недрах красных гигантов под влиянием более тонких процес-
сов возникали более тяжелые элементы вплоть до висмута. Для синтеза всех ос-
тальных элементов требовались высокоэнергетические процессы, которые происхо-
дили только в сверхновых звездах - массивных взрывах звездного вещества.
В 1954 году астроном Фред Хойл понял, что с углеродом связана одна труд-
ность . Во Вселенной его было намного больше, чем можно было бы объяснить,
опираясь на известные ядерные реакции. А углерод неотъемлемая часть жизнь.
Углерод может формироваться в красных гигантах в результате так называемого
«тройного альфа-процесса», при котором три ядра гелия (то есть атомы, лишен-
ные своих электронов) практически одновременно сталкиваются друг с другом.
Ядро гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов. Таким образом, комбина-
«Если во Вселенной существует сера, в ней должны быть условия для существования
серы».
ция из трех ядер должна создать новое ядро с шестью протонами и шестью ней-
тронами . Это и есть углерод.
В плотной среде красного гиганта столкновения ядер происходят сравнительно
часто. Однако вероятность того, что к двум только что столкнувшимся ядрам
сразу присоединится третье, не так уж велика. Так что процесс должен проте-
кать в два этапа. Сначала два ядра гелия сталкиваются друг с другом и, слива-
ясь, образуют бериллий. Он, в свою очередь, сливается с третьим ядром. Про-
блема этой теории заключается в том, что упомянутая разновидность бериллия
распадается спустя десятиквадриллионную долю секунды. Шансы на то, что ядро
гелия сможет поразить такую недолговечную мишень, слишком малы.
Хойл об этом знал, но ему также было известно и об одной лазейке. Если со-
вместная энергия бериллия и гелия будет очень мало отличаться от энергетиче-
ского уровня углерода, то слияние ядер может произойти намного быстрее, и все
расчеты сойдутся. Почти точное совпадение энергий такого рода называется ре-
зонансом. На тот момент не было известно ни одного подходящего резонанса, но
Хойл настаивал на том, что он обязательно должен существовать. В противном
случае сам Хойл, состоящий из довольно приличного количества углерода, просто
бы не существовал. В результате он предсказал, что неизвестный энергетический
уровень углерода должен составлять около 7,7 МзВ (миллионов электрон-вольт -
это единица энергии, удобная для расчетов ядерных реакций). К середине 1960-х
экспериментатор Уильям Фаулер обнаружил такой резонанс на уровне 7,65 МэВ, от
прогноза Хойла он отличается менее, чем на 1 %. Хойл представил свое открытие
как триумф «антропной» логики получения знаний о Вселенной, исходя из сущест-
вования людей. Без этого тонко настроенного резонанса нас бы здесь не было.
Звучит впечатляюще, и в этом нет сомнения, если выставлять все именно в та-
ком ключе. Но здесь мы уже видим склонность к преувеличению. Во-первых, связь
с людьми излишня и не играет никакой особой роли. Важно не то, что можно соз-
дать из углерода, а сколько его имеется во Вселенной. Не нужно ссылаться на
наше собственное существование, чтобы узнать общее количество углерода. В
книге «Несостоятельность тонкой настройки»106 Виктор Стенджер ссылается на ис-
следование философа Хельге Крага, изучавшего историю предсказания Хойла. Из-
начально Хойл не связывал резонанс с существованием жизни как таковой, не го-
воря уже о жизни человека. Антропная связь была установлена не раньше, чем
почти тридцать лет спустя. «Было бы ошибкой употреблять слово «антропный» по
отношению к предсказанию состояния в 7,65 МэВ или использовать его в качестве
примера прогностической силы антропного принципа», пишет Краг. Pan narrans
снова проявил себя, а человеческая любовь к рассказию исказила историческую
фабулу.
Далее, утверждение о том, что «без этого тонко настроенного резонанса нас
бы здесь не было» просто-напросто ложно. Оценка резонансной энергии в 7,65
МэВ, вовсе не дает необходимого условия для существования жизни. Это энергия,
необходимая для того, чтобы количество углерода соответствовало наблюдаемому
значению. Если изменить энергию, производство углерода будет продолжаться...,
но в иных количествах. Разница не так велика, как вы могли бы подумать: Марио
Ливио с коллегами вычислили, что при любом значении от 7,596 МэВ до 7,716 МэВ
выработка углерода осталась бы практически без изменений... Вплоть до 7,933 МэВ
количество этого элемента будет достаточным для существования углеродных форм
жизни. Более того, если бы уровень энергии упал ниже 7,596 МэВ, то выработка
углерода не уменьшилась бы, а, наоборот, увеличилась. Минимальное значение,
при котором количество углерода будет достаточным для появления жизни, это
«The Fallacy of Fine-Tuning: Why the Universe Is Not Designed for Us», 2011 («Не-
состоятельность тонкой настройки. Почему Вселенная не была создана для нас») - прим.
пер.
минимально возможная энергия углеродного атома, или энергия его основного со-
стояния, равная 7,337 МэВ. В тонкой настройке резонанса нет необходимости.
Так или иначе, резонансы встречаются на каждом шагу, потому что атомные яд-
ра имеют множество энергетических уровней. Не так уж и удивительно, что нам
удалось найти один из них в пределах подходящего диапазона.
Более серьезное возражение проистекает из самих расчетов. Если принять во
внимание факторы, не учтенные Хойлом, то окажется, что результат, которым он
оперировал, будет значительно меньше суммарной энергии гелия и бериллия. Что
же происходит с «лишней» энергией?
Она поддерживает горение красного гиганта.
Звезды горят при температуре, которая в точности компенсирует разницу в
энергии. На первый взгляд, это кажется еще более поразительным совпадением.
Забудьте об углероде - проблема куда глубже. Если бы фундаментальные констан-
ты нашей Вселенной были другими, то безошибочно тонкая настройка резонанса
исчезла бы, красные гиганты погасли, и углерода бы не хватило ни на Фреда
Хойла, ни на Адама с Евой, ни на вас, ни на вашу кошку.
Однако и в этом доказательстве есть свой изъян. Изменение фундаментальных
констант оказывает влияние не только на красные гиганты, но и на резонанс уг-
лерода. Более того, поскольку звезды сжигают гелий и бериллий, то ядерные ре-
акции, происходящие в их недрах, самопроизвольно стремятся к температуре,
обеспечивающей горение топлива. Разве не удивительно, что температура огня,
образующегося при горении угля, в точности совпадает с температурой горения
самого угля? Нет. Если уголь в принципе способен к горению, то благодаря об-
ратным связям энергетический баланс реакции сойдется сам собой. Возможно,
многообразие нашей Вселенной, в которой уголь может гореть, а красные гиганты
сиять, действительно дает повод для изумления, но тонкая настройка здесь ни
при чем. В сложной Вселенной, каким бы ни был ее внутренний механизм, могут
возникать сложные объекты, которые будут прекрасно приспособлены к ее прави-
лам, ведь именно так они и появились на свет. Но отсюда вовсе не следует, что
Вселенная была специально отобрана или создана ради появления этих объектов.
Или что в самих этих объектах есть что-то невероятное или особенное.
Углеродный резонанс красного гиганта и энергетическая динамика горящих уг-
лей - все это примеры систем с обратной связью. Подобно термостату, они авто-
матически подстраиваются под внешние условия, чтобы поддерживать свое сущест-
вование . Такая разновидность обратной связи чрезвычайно распространенное яв-
ление , в котором нет ничего примечательного. По сути, оно не более примеча-
тельно, чем тот удивительный факт, что наши ноги имеют ровно такую длину, при
которой ступни касаются земли. Гравитация тянет нас вниз, поверхность земли
отталкивает вверх, а благодаря их совместным усилиям, мы оказываемся именно в
том месте, где наши ступни изящно сочетаются с землей.
Физические константы составляют более глубокую проблему. Современный взгляд
на фундаментальную физику определяется рядом аккуратных и элегантных уравне-
ний. В них, однако же, используется около тридцати особых чисел, например,
скорость света; а также постоянная тонкой структуры, описывающая силы, кото-
рые удерживают атомы от распада. Эти числа выглядят совершенно случайными, но
важны в той же мере, что и сами уравнения. Различные значения этих фундамен-
тальных констант приводят к совершенно разным решениям уравнений к различным
типам вселенных.
Различия не исчерпываются очевидными следствиями: более сильная или слабая
гравитация, более быстрый или медленный свет. Они могут быть и более сущест-
венными. Стоит лишь немного изменить постоянную тонкой структуры, как атомы
теряют устойчивость и распадаются на части. Если уменьшить гравитационную по-
стоянную, то звезды взорвутся, а галактики исчезнут. Если же ее, наоборот,
увеличить, то все сожмется в одну гигантскую черную дыру. Считается, что если
любую из этих констант подвергнуть хоть сколько-нибудь значительному измене-
нию, то соответствующая Вселенная будет настолько отличаться от нашей, что
никоим образом не сможет поддерживать организованную сложность живых существ.
Большое число констант только осложняет дело; это все равно, что выиграть в
лотерею тридцать раз подряд. Наше существование не просто балансирует лезвии
ножа, этот нож ко всему прочему еще и очень острый.
История эта поразительна, но в ней полно ошибок. Pan narrans просто не мо-
жет остановиться.
Одна из основных, и фатальных, проблем, часто встречающаяся в литературе,
заключается в том, что константы меняются независимо друг от друга и только
на небольшую величину. С математической точки зрения, эта процедура затраги-
вает лишь крошечную область «параметрического пространства», охватывающего
всевозможные комбинации констант. Обнаружить какой-нибудь характерный пример
в этой области вам едва ли удастся.
Вот вам аналогия. Если вы возьмете машину и хотя бы немного измените ровно
один любой из ее аспектов, то машина, скорее всего, перестанет работать. Даже
если немного изменить размер гаек, они не подойдут к болтам, и машина разва-
лится на части. Стоит немного изменить топливо, и двигатель не заведется, а
машина не тронется с места. Но это вовсе не означает, что в работающей машине
можно использовать только болты и гайки какого-то одного размера или только
один тип горючего. Этот пример показывает, что изменение одного из свойств
косвенно влияет на остальные, и они тоже должны меняться. Так что разные ча-
стные мнения по поводу того, что происходит с частичками нашей Вселенной в
результате крошечного изменения одной из констант, в то время как прочие ос-
таются без изменений, не имеют особого отношения к вопросу о пригодности та-
кой Вселенной для жизни.
Когда этот фундаментальный просчет соединяется с небрежностью мышления, он
превращается в грубейшее искажение настоящих выводов, к которым приводят упо-
мянутые расчеты. Предположим, чисто теоретически, что каждый из тридцати па-
раметров требует индивидуальной тонкой настройки, причем вероятность того,
что случайно выбранный параметр попадет в нужный интервал, составляет 1/10.
Если изменение любого (но одного) из параметров будет больше, то жизнь станет
невозможной. Далее утверждается, что все тридцать параметров одновременно по-
падут в нужный интервал с вероятностью, равной 1/10 в степени 30. Это Ю-30,
один шанс на нониллион (тысяча миллиардов миллиардов миллиардов). Малость
этого числа до того смехотворна, что оно никоим образом не может произойти по
воле случая. Именно этот расчет стоит у истоков метафоры о «лезвии ножа».
А еще это полная чепуха.
С тем же успехом можно встать у здания Сентр-Пойнт в центре Лондона, пройти
несколько метров на запад вдоль улицы Нью-Оксфорд, затем несколько метров на
север по Тоттенхем Корт Роуд и после этого вообразить, будто вы обошли весь
Лондон. Вы даже не прошли несколько метров в северо-западном направлении, не
говоря уже о том, чтобы заглянуть дальше. С точки зрения математики любое из-
менение одного из параметров покрывает крошечный интервал вдоль некоторой оси
параметрического пространства. Умножая соответствующие вероятности, мы охва-
тываем крошечный кубик, стороны которого соотносятся с изменениями отдельных
параметров без учета изменения остальных. Пример с машиной показывает всю не-
лепость этих расчетов.
Даже используя константы этой Вселенной, мы не можем вывести из законов фи-
зики даже структуру таких, казалось бы, простых вещей, как атом гелия, не го-
воря уже о бактерии или человеке. Все, что сложнее водорода, требует для сво-
его понимания хитроумных приближенных моделей, уточняемых в ходе сопоставле-
ния с фактическими данными наблюдений. Но когда мы начинаем размышлять о дру-
гих вселенных, никаких наблюдений, с которыми их можно было бы сравнить, у
нас нет; нам приходиться полагаться на математические следствия уравнений. Ни
одно интересное явление, даже гелий, не поддается расчетам. Поэтому мы вынуж-
дены идти коротким путем и отсеивать конкретные структуры, например, звезды
или атомы, опираясь на различные спорные доводы.
В действительности же подобные расчеты (даже если они верны) отсеивают
звезды и атомы, которые в точности совпадают со своими аналогами в нашей Все-
ленной. Что не совсем соответствует цели рассуждений об альтернативной Все-
ленной. Какие еще структуры могут существовать в такой Вселенной? Могут ли
они быть достаточно сложными, чтобы считаться формой жизни? Математические
свойства сложных систем свидетельствуют о том, что простые правила могут по-
рождать на удивление сложное поведение. А интересное поведение подобных сис-
тем, как правило, не исчерпывается единственным вариантом. Нельзя сказать,
что они ведут вялое и безжизненное существование при любом выборе констант,
кроме одного случая «тонкой настройки», когда и начинается все веселье.
Стенджер приводит поучительный пример, который показывает, что изменение
параметров по одному за раз может привести к ошибке. Он рассматривает всего
два из них: ядерную эффективность и постоянную тонкой структуры.
Ядерная эффективность это часть общей массы двух протонов и двух нейтронов,
которая теряется при их слиянии в ядро гелия. Это важно, поскольку ядро гелия
состоит именно из этих частиц. Добавьте два электрона, и получится готовый
атом. В нашей Вселенной значение этого параметра равно 0,007. Можно сказать,
что он характеризует липкость клея, не дающего ядру распасться на части, по-
этому от его значения зависит само существования гелия (а также других не-
больших атомов вроде водорода и дейтерия). Без этих атомов не было бы топлива
для ядерных реакций звезд, так что ядерная эффективность принципиально важна
для существования жизни. Расчеты, в которых меняется один лишь этот параметр
и не затрагиваются остальные, показывает, что звезды, основанные на ядерном
синтезе, могут существовать только в диапазоне от 0,006 до 0,008. Если значе-
ние параметра меньше 0,006, то сила отталкивания между двумя положительно за-
ряженными протонами, доставшимися от дейтерия, сможет преодолеть силу «клея».
Если же оно больше 0,008, то протоны склеиваются друг с другом и в свободном
виде уже не встречаются. Так как ядро водорода состоит из одного протона, ни-
какого водорода в этом случае не будет.
Постоянная тонкой структуры определяет силу электромагнитного взаимодейст-
вия. В нашей Вселенной она равна 0,007. Аналогичные расчеты показывают, что
ее значение должно находиться в диапазоне от 0,006 до 0,008. (Тот факт, что
эти числа, по сути, совпадают с аналогичными величинами для ядерной эффектив-
ности по-видимому, случайность. Их точные значения отличаются.)
Означает ли это, что в любой Вселенной со звездами, работающими на ядерном
синтезе, и ядерная эффективность, и постоянная тонкой структуры должна нахо-
диться в пределах от 0,006 до 0,008? Вовсе нет. Изменение постоянной тонкой
структуры может скомпенсировать изменение ядерной эффективности. Если их от-
ношение приблизительно равно 1, то есть их значения примерно совпадают, то
необходимые атомы могут существовать и обладают стабильностью. Ядерная эффек-
тивность может быть намного больше, далеко за пределами интервала от 0,006 до
0,008 при условии, что постоянная тонкой структуры также возрастет. То же са-
мое касается и уменьшения одной из них.
Когда у нас есть больше двух констант, этот эффект не только не ослабевает,
а становится даже более выраженным. В книге Стенджера приводится детальный
анализ многочисленных примеров. Правильно подобрав значения одних констант,
можно скомпенсировать изменение других. Все так же, как и в примере с маши-
ной. Изменение одного из ее аспектов даже незначительное лишает ее работоспо-
собности, но было бы ошибкой оставить без изменения другие аспекты машины.
Существуют тысячи моделей машин, и все они разные. Когда инженеры меняют раз-
мер гаек, они меняют и размер болтов. Когда они меняют диаметр колеса, они
выбирают другие шины.
Никто не занимается тонкой подстройкой машин к какой-то конкретной модели.
То же самое касается и вселенных.
Может, конечно, оказаться, что уравнения, которые описывают вселенные, бу-
дут противоречить всему, с чем когда-либо приходилось сталкиваться математи-
кам. На случай если кто-нибудь в это поверит: у нас есть куча денег1, которые
хранятся в одном оффшорном банке, и мы с удовольствием поделимся с этими
107
людьми, если они вышлют нам данные своих кредитных карт вместе PIN-кодами
Тем не менее, есть и более конкретные причины, которые наводят на мысль, что
уравнения вселенных в этом отношении совершенно нормальны.
Около двадцати лет тому назад Стенджер написал компьютерную программу, ко-
торую назвал MonkeyGod («обезьяний бог»). Она позволяет выбрать несколько
фундаментальных констант и выяснить, на что способна соответствующая им Все-
ленная. Имитационное моделирование показывает, что комбинации параметров, ко-
торые в принципе допускают существование жизненных форм, не сильно отличаю-
щихся от наших, встречаются весьма и весьма часто, а необходимость тонкой на-
стройки совершенно не подтверждается фактами. Значения фундаментальных кон-
стант вовсе не обязаны совпадать с константами нашей Вселенной с точностью до
1 части на 1030. В действительности разница может достигать 1 части на 10 без
какого-либо серьезного влияния на пригодной Вселенной для жизни.
Позднее, в 2008 году, Фред Адаме написал для «Журнала космологии и астрофи-
зики частиц» статью, в которой сосредоточил внимание на более узкой постанов-
ке вопроса108. Он рассматривал всего три константы, которые играют особенно
важную роль в процессе формирования звезд - гравитационную постоянную, посто-
янную тонкой структуры и константу, описывающую скорость ядерных реакций. Ос-
тальные константы в отношении звездообразования не только не требуют тонкой
настройки, но и вообще никак с ним не связаны.
Адаме определяет «звезду» как самогравитирующий объект, который обладает
устойчивостью, существует продолжительное время и вырабатывает энергию с по-
мощью ядерных реакций. Его расчеты не выявили каких-либо следов тонкой на-
стройки . Напротив, звезды существуют в широком диапазоне констант. Если выби-
рать их «случайным образом» следуя пониманию, характерному для аргументов в
пользу тонкой настройки, то вероятность обнаружить Вселенную, способную к
созданию звезд, составляет 25 %. Вполне разумно отнести к числу «звезд» и
другие, более экзотические объекты, например, черные дыры, которые вырабаты-
вают энергию за счет квантовых процессов, или звезды на основе темной мате-
рии, которые получают энергию путем аннигиляции. В этом случае вероятность
возрастает до 50 %.
Так что, если говорить о звездах, то наша Вселенная вовсе не балансирует на
лезвии невероятно острого ножа вопреки многомиллиардным шансам против нее.
Просто она сделал ставку на «орла», и так уж получилось, что космическая мо-
нетка упала именно этой стороной.
Звезды это лишь часть процесса, обеспечивающего существование разумной жиз-
ни во Вселенной, поэтому Адаме собирается исследовать и другие аспекты в ча-
107 Кредитные карты не имеют PIN-кодов - они идентифицируются по номеру и дате окон-
чания срока действия (их так легко украсть и затем украсть деньги со счета). PIN-код
используется в дебитовых картах, но на них он не записан - при вводе он сверяется с
тем, что хранится на сервере банка.
108 Fred С. Adams, Stars in other universes: stellar structure with different
fundamental constants («Звезды из иных вселенных. Структура звезд при различных зна-
чениях фундаментальных констант» прим. пер.), Journal of Cosmology and Astroparticle
Physics 8 (2008) 010. doi:10.1088/1475-7516/2008/08/010. arXiv:0807.3697.
стности, формирование планет. Скорее всего, результаты будут аналогичными, а
микроскопические шансы, о которых говорят сторонники тонкой настройки, будут
опровергнуты и уступят место тому, что могло произойти на самом деле.
В чем же тогда ошибка сторонников тонкой настройки? В недостатке воображе-
ния и ограниченности их интерпретаций. Предположим для определенности, что
большая часть значений фундаментальных констант лишает атомы стабильности.
Означает ли это невозможность существования «материи»? Нет, это лишь доказы-
вает, что в такой Вселенной не может существовать материя, которая в точности
совпадает с нашей. Важно то, что может появиться вместо нее, но этот ключевой
вопрос сторонники тонкой настройки обходят стороной.
Тот же вопрос можно задать и по отношению к вере в то, что жизнеспособные
формы инопланетной жизни будут очень похожи на нас, как полагают многие аст-
робиологи, пусть их число и уменьшилось со временем. Слово «астробиология»
это комбинация «астрономии» и «биологии», а занимается она, главным образом,
объединением двух наук и изучением их влияния друг на друга. В традиционной
астробиологии исследование возможностей инопланетной жизни и особенно ее ра-
зумных форм начинается с существования людей, главного достижения земной жиз-
ни. Затем они помещаются в контекст остальной биологии гены, ДНК, углерод.
Далее астробиология переходит к изучению нашей эволюционной истории, а также
истории нашей планеты в попытке обнаружить те особенности среды обитания,
благодаря которым на Земле смогла появиться жизнь и мы сами.
Результатом служит постоянно растущий перечень особых свойств, которым
удовлетворяет история человечества и самой нашей планеты, и без которых суще-
ствование инопланетной жизни якобы становится невозможным. Часть из них мы
уже упоминали, а о некоторых теперь поговорим более подробно. К ним относятся
следующие условия. Для жизни необходима кислородная атмосфера. Кроме того,
для нее нужна жидкая вода. А значит, Солнце должно находиться на нужном рас-
стоянии именно на такую «зону Златовласки», где температура «в самый раз»,
обращают особое внимание. Наша необычайно крупная Луна стабилизирует земную
ось, не давая ей хаотично менять свой наклон. Юпитер помогает защитить нас от
столкновений с кометами помните, как он втянул в себя Шумейкера-Леви 9? Наше
Солнце не слишком большое и в то же время не слишком маленькое - любая из
этих крайностей снизила бы шансы на появление планеты земного типа. Его до-
вольно-таки заурядное и непримечательное положение в галактике не в центре,
но и не в самом захолустье, на самом деле оказывается лучшим местом во Все-
ленной. И так далее, и так далее, и так далее. А так как этот перечень посто-
янно пополняется, то вывод о том, что жизнь явление крайне маловероятное, на-
прашивается сам собой.
Альтернативный подход, который мы предпочитаем называть ксенобиологией, ме-
няет направление мысли на противоположное. Каковы возможные типы сред обита-
ния? Теперь, в отличие от недавнего прошлого, нам известно, что планеты не
такое уж редкое явление. Астрономы обнаружили более 850 экзопланет, то есть
планет, расположенных за пределами Солнечной системы, достаточно, чтобы со-
ставить статистическую выборку, указывающую на то, что в галактике насчитыва-
ется как минимум столько же планет, сколько и звезд. Физические условия на
этих планетах существенно отличаются друг от друга, но это обстоятельство от-
крывает новые возможности для новых форм жизни. Итак, вместо того, чтобы
спрашивать: «Похожи ли они на Землю?», нам следует задаться вопросом «Возмож-
на ли там эволюция иных форм жизни?».
В своем выборе мы не ограничены одними лишь планетами; подходящим местом
для жизни и даже жизни, похожей на земную, могут стать глубинные океаны спут-
ников, покрытых толстым слоем льда. Нам стоит принять во внимание местные ус-
ловия, но не следует предполагать, что качества, которые кажутся благоприят-
ными в нашей Солнечной системе, применимы где-либо еще. Без крупного спутника
ось планеты, возможно, и правда испытывала бы хаотичные колебания, однако их
период вполне мох1 исчисляться десятками миллионов лет. С этим эволюция может
справиться: возможно, это даже пошло бы ей на пользу. А существа, обитающие в
достаточно большом океане, вообще не заметят разницы. Крупный газовый гигант,
быть может, и убирает кометы с нашего пути, но тем самым, возможно, тормозит
ход эволюции, поскольку эпизодические катастрофы повышают изменчивость орга-
низмов . Юпитер, может, и не подпускает кометы к Земле, но, с другой стороны,
заметно увеличивает количество столкновений с астероидами. По наиболее точным
современным оценкам Юпитер принес жизни больше вреда, чем пользы. Некоторые
организмы, например, тихоходки (их еще называют водяными медведями или мохо-
выми свинками) переносят воздействие радиации намного лучше большинства дру-
гих существ. Остальным это не нужно, потому что пояса Ван Аллена - области
заряженных частиц, удерживаемых под действием магнитного поля Земли, защищают
планету от космического излучения. Так или иначе, если бы этих поясов там не
было, обитатели Земли, вероятно, были бы больше похожи на тихоходок.
Тихоходки (лат. Tardigrada) — тип микроскопических беспозвоноч-
ных, близких к членистоногим. Выдерживают пребывание 30 лет при
температуре -20 °С, в течение 20 месяцев в жидком кислороде при
-193 °С, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до -271 °С; на-
грев до 60—65 °С в течение 10 ч и до 100 °С в течение часа. Доза
в 570000 рентген убивает примерно 50% облучаемых тихоходок. Для
человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген.
Довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода, угле-
кислого газа. Выдерживают давление в 6000 атмосфер (даже в пер-
фторуглероде). Сохраняются в открытом космосе (в анабиозе). В
высушенном состоянии, могут сохранятся более 100 лет.
Так называемая обитаемая зона отнюдь не единственный регион в окрестности
звезды, где может существовать жизнь. В некоторых экзотических химических
системах сложности, сравнимой с живым организмом, можно добиться и без воды,
да и сама вода вполне может существовать в жидкой форме за пределами обитае-
мой зоны. Если небесное тело находится вблизи звезды, но испытывает синхрон-
ное вращение, при котором одна сторона постоянно обращена к звезде, а проти-
воположная от нее, то между двумя сторонами планеты возникнет кольцеобразная
переходная зона, в которой может существовать жидкая вода. Если небесное тело
удалено от звезды, то под внешним слоем льда могут существовать жидкие океа-
ны; в нашей Солнечной системе самым известным кандидатом на эту роль является
Европа, спутник Юпитера, считается, что на ней находится глубинный океан, в
котором содержится столько же воды, сколько во всех океанах Земли вместе взя-
тых. То же самое касается Ганимеда, Каллисто и спутника Сатурна Энцелада. На
Титане еще одном спутнике Сатурна имеются озера из жидких углеводородов и из-
быток метана, что указывает на неравновесную химию, один из возможных призна-
ков необычных форм жизни.
Наиболее сомнительной выглядит концепция обитаемой галактической зоны, со-
гласно которой внеземная жизнь может существовать лишь в галактических регио-
нах, располагающих достаточным количеством тяжелых элементов и одновременно
защищенных от чрезмерной радиации. Вместе со своей командой датский астроном
Ларе Букхаве исследовал химический состав 150 звезд с 226 планетами размером
меньше Нептуна. Как показывают результаты, «содержание тяжелых металлов в
звездах, вблизи которых формируются небольшие планеты, может меняться в широ-
ких пределах в частности, оно может составлять лишь 25 % металличности Солн-
ца». Иначе говоря, для планет земного типа вовсе не требуется избыток тяжелых
элементов. По словам ученого из NASA Натали Батальха, «природу отличает про-
дуктивность и стремление использовать любую представившуюся возможность; она
способна находить решения, которые мы в других условиях сочли бы слишком
сложными».
И так далее, и так далее, и так далее.
Не среда обитания приспосабливается к живым существам, а, скорее, наоборот.
Решающее слово не за Златовлаской, ведь у Папы-Медведя и Мамы-Медведицы есть
и свое, вполне обоснованное мнение. У каждой разновидности жизни свои «подхо-
дящие» условия. Так называемые экстремофилы существуют на Земле при темпера-
турах ниже точки замерзания и выше точки кипения. Само слово звучит глупо.
Подобных существ вполне устраивает их среда обитания; экстремалами для них
оказались бы мы сами. Еще более нелепо именовать этим словом существ, среды
обитания которых отличаются настолько сильно, что друг друга они бы посчитали
еще большими экстремалами, чем нас самих.
Второй подход несет в себе куда больше смысла вместо того, чтобы раз за ра-
зом отсекать потенциальные условия жизни, он исследует весь спектр возможно-
стей. Необъятный, поражающий воображение перечень качеств, «необходимых» для
существования жизни, в свете которого люди приобретают весьма и весьма осо-
бенное положение, основан на заблуждении. Жизнь на Земле наглядно демонстри-
рует достаточность этих качеств, но это вовсе не доказывает их необходимости.
Обе точки зрения на инопланетную жизнь это, разумеется, еще один пример ди-
хотомии Бенфорда. Астробиология ориентирована на человека, так как используя
нас в качестве отправной точки, она сужает Вселенную до тех пор, пока не
добьется совпадения. Ксенобиология, наоборот, ориентирована на Вселенную, она
стремится охватить как можно больше возможностей, и изучает их последствия.
Мы прекрасно адаптированы к своей среде обитания, потому что стали такими в
процессе эволюции. И это наблюдение намного логичнее заявлений о том, будто
мы, люди, настолько исключительны, что Солнечная система, галактика и даже
целая Вселенная были созданы ради нашего обустройства.
Космическое равновесие...
Так жизнь действительно балансирует на лезвии ножа? Или это просто наше за-
блуждение?
Вернемся к эксперименту с острым ножом и стержнем. На первый взгляд, он не
вызывает сомнений. Еще раз попытайтесь уравновесить стержень на режущей кром-
ке ножа. Как бы тщательно вы не пытались, он все равно наклоняется и соскаль-
зывает на пол. Сомнений нет - равновесие должно быть чрезвычайно точным.
Математические аргументы, если уж на то пошло, звучат еще убедительнее.
Массы с каждой стороны, умноженные на соответствующее расстояние до лезвия
ножа, должны быть равны. В точности. Малейшее отклонение ведет к полному кра-
ху. А значит, если следовать этой аналогии, любой, даже самый незначительный,
дисбаланс в законах природы сводит на нет условия, необходимые для существо-
вания жизни. Стоит изменить скорость света или другие константы на несколько
процентов, и хрупкий углеродный резонанс, существующий в звездах, будет нару-
шен. Нет резонанса, нет углерода, нет и углеродной жизни.
С другой стороны, мы, возможно, слишком поспешно согласились с этими дово-
дами. Насколько обоснованной и адекватной можно считать аналогию с металличе-
ским стержнем и острым ножом? Прямой металлический стержень это искусственный
продукт технологии. И в математике, и в природе встречаются по большей части
нелинейные изогнутые объекты. Что произойдет, если поместить изогнутый стер-
жень поверх лезвия ножа? Предположим, что изгиб не слишком велик и находится
примерно посередине. При условии, что нож расположен достаточно близко к точ-
ке равновесия, стержень, как только вы его отпустите, развернется свободными
концами вниз. Он соскользнет в сторону, но не слишком далеко, а затем остано-
вится. Несколько секунд он будет раскачиваться вверх-вниз, но рано или поздно
движение прекратится.
В состоянии идеального равновесия.
Протяните палец и слегка приподнимите один конец. Когда вы его снова отпус-
тите, стержень качнется в обратную сторону, пройдет мимо точки равновесия,
изменит направление на противоположное и в конечном счете остановится там,
где находился в самом начале. То же самое произойдет, если вы опустите другой
конец стержня.
Теперь сдвиньте стержень вдоль его оси, в сторону от места сгиба. Блестящий
металл имеет гладкую поверхность, поэтому стержень будет соскальзывать обрат-
но до тех пор, пока не вернется в положение равновесия. Чтобы уравновесить
стержень, не нужно принимать какие-то специальные меры. Он делает это сам по
себе. Силы, которые тянут стержень в разные стороны, в точке равновесия ком-
пенсируют друг друга с той же точностью, которая необходима для уравновешива-
ния прямого стержня разница в том, что теперь стержень не упадет на пол, если
баланс будет нарушен. Он слегка сдвинется и найдет свою собственную точку
равновесия. Математически это объясняется довольно просто. Стержень стремится
к состоянию минимальной энергии, при котором его центр масс займет самое низ-
кое положение. Изогнутый стержень принимает устойчивое положение, так как его
центр масс расположен ниже оси стержня.
В тонкой настройке Вселенной нет необходимости.
Она может сделать это сама по себе.
Мысленный эксперимент с «лезвием ножа» - это мошенничество, а аналогия с
природой ошибочна. Эксперимент исходит из того, что стержень обязательно дол-
жен быть прямым. Практически любая другая форма способна к самокоррекции. И
даже прямой стержень можно уравновесить на пальце. Стержень не будет соскаль-
зывать, пока палец находится достаточно близко к его середине. Палец, конеч-
но, потный и липкий, и это может удержать стержень от падения, но главная
причина его равновесия в другом. Если один конец поднимается вверх, стержень
откатывается вбок, и точка соприкосновения с пальцем отдаляется от поднятого
конца. Теперь вес поднятой половины превышает вес противоположной, и суммар-
ная сила стремится вернуть стержень в горизонтальное положение. То же самое
происходит и при наклоне в другую сторону. Даже прямой стержень сможет найти
точку равновесия, если, конечно, не балансирует на острие ножа.
Мошенничеством, кстати, надо признать не только эксперимент, но и саму ме-
тафору. Вселенная не обязана быть идеально линейной, как и не обязана балан-
сировать на бесконечно тонкой линии. Антропный, человеко-ориентированный об-
раз мышления безошибочно нацелил свой взгляд аккурат на неверную метафору.
Склонность Вселенной к коррекции собственного поведения в ответ на изменения
он оставляет без внимания.
Именно так устроена тройная альфа-реакция в красных гигантах. Точного сов-
падения энергетических уровней не требуется. Ядерная энергия бериллия в сумме
с аналогичной энергией гелия отличается от одного из энергетических уровней
углерода не более, чем на несколько процентов, но не совпадает с ним один-в-
один. Именно здесь в дело вступают красные гиганты. Энергетический баланс
возникает лишь при условии, что звезда имеет нужную температуру. А это дейст-
вительно так. Может показаться, что это лишний раз подтверждает тонкую на-
стройку - астрофизика красного гиганта должна в точности компенсировать раз-
ницу между уровнями ядерной энергии. Однако, звезда похожа на изогнутый стер-
жень . В ней есть ядерный термостат. Если температура слишком низкая, скорость
реакции увеличивается, и звезда нагревается вплоть до совпадения энергетиче-
ских уровней. Если температура, наоборот, слишком высока, реакция протекает
медленнее, а звезда остывает, пока не достигнет того же самого состояния. С
тем же успехом можно было бы восхищаться превосходной точностью, которую де-
монстрирует пламя горящей древесины, идеально подстраивая свою температуру
под температуру горения дерева. Или удивляться тому, что лужа точно помещает-
ся в то углубление, которое сама же и занимает.
Аналогия с лезвием ножа опирается на линейное мышление - вот почему в ней
используется прямой стержень. Наша Вселенная, однако же, нелинейна, все, что
в ней обладает устойчивостью, самопроизвольно подстраивает свое состояние,
стремясь продлить свое существование.
Природные системы похожи на руку, а вовсе не на нож. Именно так тройной
альфа-процесс добивается столь тонкой настройки и именно поэтому ваши ноги
длинны ровно настолько, чтобы доставать до земли. И именно этим объясняется
тот факт, что мы, будучи продуктом эволюции, так хорошо приспособлены к окру-
жающему миру. Аналогичные существа, населяющие различные вселенные, тоже были
бы прекрасно адаптированы к местным условиям своих миров. Потому-то большая
часть доводов в поддержку обитаемой зоны о том, что любая жизнь во Вселенной
должна быть похожа на нашу, скорее всего, абсурдны109. Здесь есть немало на-
стоящих тайн и поводов для восхищения, и многое еще только предстоит понять.
Но с позиции науки нет никакой убедительной причины, чтобы полагать, будто
Вселенная была создана специально для нас.
Перед нами две альтернативы. Либо Вселенная была создана для того, чтобы
произвести нас на свет, либо мы приспособились к ней в процессе эволюции.
Первая позиция ориентирована на человека, именно человека она возносит над
Вселенной с ее внушающей благоговение бескрайностью и сложностью. Вторая, на-
против, ориентирована на Вселенную и ясно дает понять, какое место мы занима-
ем в окружающем мире: люди это, пожалуй, интересное явление, достаточно слож-
ное, чтобы мы и сами не понимали, как именно оно устроено, но едва ли в нас
заключается смысл и цель всего бытия.
Мы существуем от силы несколько миллионов лет, а если ограничиться «совре-
менными людьми», то, возможно, всего лишь 200 000; в то время как возраст
Вселенной насчитывает 13,5 миллиардов лет. Мы населяем одну-единственную пла-
нету, которая обращается вокруг одной из 200 миллиардов звезд в одной из 200
миллиардов галактик. Не слишком ли высокомерно настаивать на том, что вся
Вселенная это лишь побочный продукт некоего процесса, истинной целью которого
было подарить нам жизнь?
109 См. Джек Коэн и Йен Стюарт «Как выглядят марсиане?» («What Does a Martian Look
Like?»)
Глава 2 3. Не в меру
ретивый фанатик
Впоследствии этот момент заставил Марджори призадуматься.
Раз Круглый Мир по крайней мере, в теории был планетой Земля, то от тряски
и всяческих резких движений его океаны должно было слегка взбудоражить, если
не сказать большего. Тем не менее, Марджори непроизвольно преградила путь
сфере, которая вопреки всякой логике упала ей на ладонь, вызвав легкое, но
отчетливое, покалывание, которое прошло через секунду.
Грозно посмотрев на нее, человек в капюшоне вытащил серповидный нож. Она
видела, как играет свет на его лезвии, и думала о том, как сильно навыки ру-
копашного боя помогут ей против человека, который, по-видимому, умел пользо-
ваться ножом, особенно если учесть, что она никак не могла отдышаться после
погони. Вскрикнув «Ом есть добро!», противник замахнулся на нее ножом.
Марджори отпрыгнула назад, и прямо перед ней приземлился огромный волк, а с
неба в ту же секунду посыпался град летучих мышей. Секунду Марджори присталь-
но разглядывала эту сцену, а потом произошло кое-что весьма интересное. Не-
ожиданно нож оказался у волка и нападавший уже лежал на земле, а рой летучих
мышей быстро исчез, превратившись в обнаженную девушку, которая оглядев пере-
улок в обоих направлениях, воскликнула: «Для гражданского вы отлично потруди-
лись ! Вам полагается медаль!»
Продолжая сжимать Круглый Мир, как бутылку с горячей водой, Марджори сумела
выдавить из себя: «Но вы посмотрите! Волк ведь все еще здесь!».
Волк поднялся на задние лапы, и девушка сказала: «Вам лучше отвернуться.
Капитан Ангва не любит, когда кто-нибудь застает ее, как бы это сказать, в
общем, дезабилье. Пожалуйста, дайте ей немного места».
Вопреки всякой логике, Марджори повернулась к волку спиной; в течение не-
скольких секунд до нее доносились звуки, которые напоминали вскрытие наобо-
рот, сопровождавшееся неприятным бульканьем, а затем новый голос произнес: «Я
под впечатлением. Некоторых людей начинает тошнить от одного звука. Дайте мне
минутку, чтобы переодеться в это платье, а потом мы к вам присоединимся».
И правда, всего через пару секунд Марджори обнаружила, что действительно
находится в компании двух девушек, обе теперь были одеты, которые показали ей
нечто, очень сильно смахивающее на полицейские жетоны. Она и так уже поняла,
что перед ней полицейские - иногда ей приходилось вызывать их в библиотеку,
если один из завсегдатаев вел себя неподобающе, а на фоне книг полицейские
всегда смотрелись довольно-таки неуместно. Впрочем, эти двое выглядели гораз-
до умнее, чем среднестатистический сотрудник полицейского участка.
Они охотно рассказали ей, что действительно принадлежат к числу вампиров и
оборотней, вампир представилась как капитан Салли, а девушка-волчица оказа-
лась капитаном Ангвой, а затем с ухмылкой добавили: «Но не волнуйтесь, мисс,
на работе мы не едим».
Ошарашенной Марджори все это казалось совершенно нормальным, пока втроем
они дожидались прибытия фургона, который забрал с глаз долой этого не в меру
ретивого фанатика.
«Мне кажется, лорд Витинари захочет обмолвиться с вами словечком, мисс»,
сказала девушка-полицейский, которая перед этим находилась в волчьем обличий.
«Что? Но я же ясно слышала, как человек в капюшоне грозился его убить!»
Ангва покачала головой и сказала: «Время от времени люди покушаются на его
жизнь; иногда он даже оставляет их в живых, бывает даже, что в целости-
сохранности, если найдет их достаточно занятными; как говорят, его чувство
юмора не отличается постоянством. В связи с этим я могу сообщить, что омниан-
ские фанатики, напавшие на него, были выброшены из окна». Улыбнувшись, Ангва
добавила: «Вам следует передать это его светлости. У него есть свой стиль, и
он гораздо сильнее, чем вы могли подумать. Лорд Витинари выпрыгнул из окна и
забросил их обратно в зал суда!».
Два дня спустя Марджори снова обедала в зале Незримого Университета. Круг-
лый Мир таинственно сиял и переливался посреди празднества, как и полагается
миру, который может в одно и то же время находиться в двух местах и иметь два
разных размера.
Там, конечно же, поднимались тосты, а от количества еды кому угодно бы сде-
лалось дурно. Лорд Витинари, который тоже был в числе присутствующих, сказал:
«Мадам, я думаю, что вы могли бы остаться, если бы захотели, но из вашего за-
явления Архканцлеру мне понятно, что вы хотите вернуться в так, посмотрим ах
да, в библиотеку бюро Фор-Фартинге, в Англию, где бы она ни была. Вы действи-
тельно этого хотите?».
Улыбнувшись, Марджори ответила: «О да, я вполне уверена; даже не берусь
сказать, что может натворить совет в мое отсутствие. Скорее всего, урежет
бюджет вполовину и расставит в библиотеке успокаивающие стенды на тему «доб-
ропорядочных граждан» или выкинет какую-нибудь глупость в том же духе. Поли-
тики читают только те книги, которые сами же и написали, или книги коллег,
которые, по их мнению, могли упомянуть их в своем тексте. Или просто хотят
сделать вид, что прочитали последний разрекламированный бестселлер, чтобы по-
казать свою принадлежность к числу «обычных людей», упуская из виду тот факт,
что некоторые люди вовсе не обычные и вполне могут распознать обманщика с
первого взгляда». Она сделала паузу, а затем добавила: «Прошу меня простить
за столь громкие слова, сэр, но мне просто нужно было вывести их своего орга-
низма. Я должна вернуться, пока меня не заменили каким-нибудь мракобесом, ко-
торый даже не знает, откуда взялось такое слово».
Она позволила лорду Витинари вновь наполнить свой стакан и почувствовала
себя гораздо лучше.
Во время очередного перерыва на обед на лужайке Незримого Университета в
воздухе висела искрящаяся, изгибающаяся, сверкающая, испускавшая пар и мед-
ленно вращающаяся Огромная Штука. Каким-то удивительным образом она одновре-
менно была живой и вместе с тем неживой, не такой живой, как люди, корабли
или даже горы в своей причудливой манере, и в то же время живой во всех отно-
шениях. Ее, как обычно, окружал отряд из молодых воодушевленных волшебников,
облаченных в белые мантии и бормочущих что-то насчет «чаровых энергий», «про-
изводных слуда» и прочих терминов, от которых у Ринсвинда начинала болеть го-
лова. Их пальцы едва ли не дергались от нетерпения, с которым они ожидали пе-
рехода к следующему этапу Огромного сбоя, ой, то есть Огромного эксперимента.
Среди присутствующих был Думминг Тупс вместе с другими членами группы по
Нецелесообразному применению магии и, разумеется, все старшие волшебники, ко-
торые ни за что не пропустили бы подобное действо даже ценой обеда. После
всех рукопожатий Думминг сказал: «Итак, Марджори, я уверен, всем нам очень
жаль, что вы не можете остаться, но мне достаточно нажать вот эту кнопку,
чтобы вернуть вас ровно в то самое место, где вы находились до того, как вне-
запно попали на этот газон. Как сказал Архканцлер, мы вряд ли станем когда-
либо проводить этот же эксперимент. Кое-куда нос лучше не совать, иногда это
ясно даже волшебникам».
В последовавшей за этим тишине из толпы молодых волшебников раздался высо-
кий и возбужденный голос: «Знаете, я, кажется, понял, в чем была ошибка».
В этот самый момент Библиотекарь Незримого Университета быстро ковылял по
газону. Остановившись рядом с Марджори, он послал ей воздушный поцелуй и вру-
чил банан.
Он послала ему ответный поцелууууй с долгим «у», когда Думминг сказал:
«Марджори, я подыскивал высказывание, которое помогло бы вам добраться до до-
ма с ветерком, и обнаружил одну довольно-таки популярную фразу. Все возвраща-
ется на круги своя. Добро пожаловать в Круглый Мир! Один поворот страницы и
вы на месте». Он нажал на кнопку. «Итак, вы вернетесь домой прежде, чем я ус-
пею закончить это предло...».
Глава 2 4.
Неколлекциони-
рование марок
Несмотря на широко распространенное убеждение в том, что вера может двигать
горы, надежных подтверждений этому нет. Конечно же, это метафора довольно-
таки сильная и вполне справедливая. Во имя своих убеждений люди совершали и
будут совершать поистине удивительные поступки. Однако главной силой, способ-
ной передвигать горы, остаются субдукция тектонических плит, извержения вул-
канов и землетрясения. Ах да, еще дождь и холод, если им дать достаточно вре-
мени.
Сила, которую вера имеет над человеческим родом, и те подчас удивительные
поступки, на которые она может подвигнуть людей, не вызывают сомнений, и все
же подобное поведение Homo sapiens вызывает неподдельный интерес. Оно требует
согласия с довольно-таки странной смесью моральных принципов и сверхъестест-
венного. Многие верования, составляющие основу наиболее известных мировых ре-
лигий, не имеют объективного обоснования, с другой стороны, есть бесчисленные
слухи о чудесах, святые люди, долгоживущие авторитеты и ритуалы, возраст ко-
торых , вполне возможно, насчитывает тысячи лет. Религии глубоко укоренились в
нашей культуре, помогая старшим прививать свои ценности новому поколению. А
приобщение к этим ценностям зачастую желательно, не поймите нас неправильно.
Но если в основе вашей морали лежат авторитеты и неизъяснимые божества,
опасность налицо. Мораль просто превращается в следование предписаниям. Бог
это хорошо, но подобная мораль может навести на мысль, будто любой поступок
можно признать добром, если убедить людей в том, что он соответствует Божьей
воле. Можно, например, рубить головы неверным или взрывать женщин и детей,
чтобы заслужить место в Раю. В Круглом Мире есть свои «не в меру ретивые фа-
натики», и это их обыкновенная тактика. За исключением немногочисленных при-
меров подобного рода, по большей части связанных с вопросом о том, кто именно
считается настоящим человеком, большинство мировых религий сходятся в выборе
своих главных ценностей. Которые, впрочем, не сильно отличаются от стандарт-
ных и общепринятых ценностей, характерных для большинства человеческих социу-
мов . Не убивай людей. Не кради. Не делай другим того, чего не желаешь самому
себе. Под этими ценностями могут подписаться почти все люди, будь то христиа-
не, иудеи, мусульмане, индуисты, рыцари-джедай, даже агностики и атеисты.
Чтобы придать им «авторитетности», нет нужды обращаться к богу. Эти ценности
единая валюта человечества.
Остаются лишь сверхъестественные элементы, которые и могут стать почвой для
разногласий - именно здесь начинаются настоящие проблемы. Эти элементы важны,
так как они придают религии культурную значимость. Любой может подписаться
под заповедью «не убивай людей», но только мы, Праведные Реформированные Рин-
свиндовы Кругломирцы, по-настоящему верим в то, что наша Вселенная имеет диа-
метр около фута и стоит на полке в Незримом Университете.
Попробуйте доказать, что мы не правы.
Мы сидим в зрительном зале, а тем временем на сцене разворачивается дискус-
сия. Главный герой уверен в своей точке зрения, показывает красивые и четкие
картинки, и недвусмысленно излагает свою историю. Его оппонент выглядит ина-
че . В ее словах звучит, скорее, неуверенность; ее картинки это наброски и ка-
рикатуры , да и в целом говорит она не слишком определенно.
Кому мы скорее поверим?
Ответ по большей части зависит от того, кто мы такие.
Некоторым нравится определенность; эти люди предпочитают точно осознавать
свое место в мире. Свои знания и убеждения они, как правило, получают из ав-
торитетных источников: Библии, Корана, учебников, практических знаний своей
профессии. Они знают: те, кто с ними не согласны, в лучшем случае заблуждают-
ся, а иногда даже стоят на стороне зла. Нет сомнений в том, что для политиков
изменение взглядов практически по любому вопросу - страшный грех. Они просто
не могут понять, почему кто-то не видит Истины, которая находятся прямо перед
глазами, или не в состоянии оценить ясность их суждений или силу их доводов.
За многие годы мы к своему удивлению обнаружили, что точно так же себя ве-
дут и многие ученые. В узком кругу они нередко соглашаются с тем, что совре-
менные теории в их отрасли знаний сопряжены с определенными трудностями. Они
даже могут признать, что с появлением новых фактов некоторые ключевые аспек-
ты, вероятно, потребуют изменений. На публике они, тем не менее, выражают
полную уверенность. Некоторые биологи знают, что ДНК это самый важный аспект
любого организма, а любое живое существо можно практически полностью объяс-
нить с помощью его генов. Некоторые физики знают, что Вселенная состоит из
таких-то частиц, подчиняющихся таким-то константам и механизмам. Они знают,
что весь мир, в конечном счете, сводится к фундаментальной физике. Мы еще мо-
жем понять, что к подобной позиции легко склоняются инженеры, ведь их область
знаний практически целиком создана при участии человека - шестеренки, машины,
осциллографы, аппараты МРТ, светодиоды, циклотроны... Но электроны? Квантовые
волны? W- и Z-частицы? Бозон Хиггса?
Другие к подобной уверенности относятся с подозрением; они имеют привычку
часто говорить: «Я не знаю», и не уверены во многих вопросах.
В книге «Разрушая чары. Религия как явление природы» Деннет вначале описы-
вает времена, когда люди не имели доступа к какой бы то ни было надежной ин-
формации. Но, как и многие современные последователи «Нового Века», они чер-
пали «информацию» в астрологии, мифах, слухах, фольклоре, потому что ее боль-
ше негде было взять. Экстеллект - информация, существующая вне нашего разума,
на тот момент был довольно-таки бессистемным; исключение составляли примитив-
ные религии. Зачастую они обладали масштабной организацией со множеством бо-
гов и богинь, космологией, возможно, даже в трех вариантах церемониями и ри-
туалами .
Религии, по сути, были самым организованным методом обустройства собствен-
ной жизни. Со временем религии подвергались некоему подобию естественного от-
бора, и в итоге те, которым удалось выжить и обзавестись последователями,
стали лучше справляться с привлечением новых верующих на свою сторону. Десять
заповедей были весьма разумным выбором, благодаря которому социальных проблем
стало меньше, даже если сами заповеди было «похвальнее нарушить, чем блюсти».
«Ешьте гнилое мясо», к примеру, было бы неудачным вариантом. В высшей степени
полезной стала заповедь «возлюби ближнего своего» (изначально в иудаизме, а
затем и в христианстве), которая распространялась в течение последующих 1500
лет. Пинкер намекает на это в книге «Природа человека: восхождение к анге-
лам» , говоря о всеобщем спаде насилия в человеческом обществе.
Теперь экстеллект стал более организованным благодаря разным штуковинам
вроде поисковых Интернет-систем, которые помогают нам прокладывать путь среди
неподъемных массивов информации, мы можем, оглянувшись назад, увидеть зачатки
рационализма в культуре древних египтян и греков; далее в какой-то мере среди
римлян и евреев; а затем в эпохах Реформации и Просвещения. Среди, по крайней
мере, некоторых людей, хотя бы даже тех, кто писал трактаты на соответствую-
щие темы, рационализм и зарождающаяся наука, Бэкон и Декарт, начинали брать
верх над теологией в качестве метода обустройства жизни. Затем появились па-
ровые машины, каналы и поезда, произошла промышленная революция, и, наконец,
возник современный мир.
Однако религии продолжали играть роль фона, на котором разворачивались со-
бытия. Священники всегда были наготове, чтобы благословить или предать про-
клятию прогресс рационализма. Галилей, которого Церковь подвергла гонениям за
веру в то, что Земля вращается вокруг Солнца, символизирует тысячи подобных
случаев. Недавно католическая церковь признала свою неправоту в отношении Га-
лилея, правда, как-то неохотно и с нарастающей двойственностью в чувствах. Но
как же быть со всеми остальными случаями, серьезными и незначительными?
Стабильная доля жителей запада в настоящее время, в общем и целом, следуют
рациональному подходу к жизни и ее проблемам, однако около 30 % живут в стро-
гом соответствии с устоями той или иной религии. Гораздо меньшее их число ре-
гулярно ходят в церкви и синагоги, но мечети посещают большинство мусульман.
Основная масса людей не уделяет большого внимания размышлениям о надлежащем
жизненном пути; их повседневная жизнь подчиняется привычке, обусловленной
прихотью. Думаете, это заявление чересчур пессимистично? А сколько людей,
возвращаясь домой с работы, включают телевизор и одновременно выключают мозг?
Мобильные телефоны и Интернет приносят пользу, но отношение к ним зачастую
больше напоминает религию, чем рациональное мышление, к ним относятся как к
сверхъестественным предметам, внутри которых, вполне возможно, сидят демоны.
Если вы родились до эпохи мобильных телефонов, то знаете, что мы имеем в виду
- это настоящее чудо. Как писал Артур Ч. Кларк: «Достаточно развитая техноло-
гия неотличима от волшебства». Именно в этом состояла основная тема «Науки
Плоского Мира» особенно в альтернативной формулировке Бенфорда: «Технология,
неотличимая от волшебства, является достаточно развитой».
Многие жители Камбоджи и в первую очередь, племена, населяющие холмистые
районы, анимисты. Они верят, что нас повсюду окружают духи в воде, в деревь-
ях, в облаках. У них есть шаманы, племенные «доктора». В 2011 году Йен узнал
интересные подробности жизни шаманов во время посещения камбоджийской дерев-
ни. Шаман проводил церемонию, которая должна была изгнать злых духов из боль-
ной девочки и помочь ей поправиться. А интересного в этом было то, что днем
ранее племя отправило девочку к обычному доктору, который прописал ей курс
антибиотиков. Шаман естественно должен был утвердить лечение с помощью нужной
церемонии, благодаря которой он смог бы присвоить себе все лавры. Жители де-
ревни, вероятно, не видели большой разницы между антибиотиками и ритуалом,
однако один из членов племени возможно, вождь или одна из двух его жен про-
явили достаточно благоразумия, чтобы попробовать и то, и другое. Этакий не-
честивый союз между мышлением, ориентированным на человека, и мышлением, ори-
ентированным на Вселенную.
Крупнейшие мировые религии отрицают анимизм на том основании, что вера в
нескольких богов - политеизм, просто нелепа. Разумные люди придерживаются мо-
нотеизма, то есть верят только в одного бога (или, как в случае с унитариан-
ством, не более, чем в одного бога). Монотеизм без тени сомнения считается
огромным шагом вперед, но действительно ли это так?
В монотеизме есть несомненная прелесть - унификация. Все загадочные явления
Вселенной он приписывает одной и той же причине. Вера в одного бога не так
обескураживает, как вера в несколько десятков. Он даже отвечает требованиям
бритвы Оккама.
Если вы хотите сослаться на онтологического доказательства бытия Бога, опи-
санное Фомой Аквинским в его «Сумме теологии», то монотеизм становится неиз-
бежным. Он предлагает рассмотреть «величайшее существо, какое только можно
помыслить». Если бы оно не существовало, то обязательно нашлось бы более ве-
ликое существо, которое можно помыслить, а именно то, которое существует на
самом деле. По своему величию оно, без сомнения, превосходит несуществующее
величайшее существо. Следовательно, Бог существует, что и требовалось дока-
зать. Более того, нет никакого другого Бога, нельзя ведь допустить сразу два
величайших существа. Каждое из них оказалось бы более великим, чем другое.
В этом доказательстве, однако, есть ошибка, до боли знакомая логикам и ма-
тематикам. Прежде, чем использовать определение некой сущности для вывода ее
свойств, нужно предоставить независимое доказательство ее существования.
Классический пример - это доказательство того, что 1 самое большое целое
число. Рассмотрим самое большое целое число. Его квадрат должен быть не мень-
ше его самого, а значит, обязательно равен самому этому числу. Таким свойст-
вом обладают лишь два целых числа 0 и 1, и самым большим из них будет 1. Тео-
рема доказана. Не считая того, что единица, разумеется, не является самым
большим числом. Число 2, к примеру, больше нее.
Ой.
В чем ошибка? Доказательство исходит из предположения, что наибольшее целое
число действительно существует. Если оно существует, то рассуждения верны, и
наибольшим числом действительно должна быть единица. Но поскольку это абсурд,
доказательство должно быть ошибочным, а значит, никакого наибольшего числа
нет.
Итак, чтобы доказать бытие величайшего мыслимого существ, опираясь на онто-
логический аргумент, мы вначале должны установить факт его существования, не
ссылаясь на само определение. Таким образом, этот аргумент на самом деле до-
казывает , что «если Бог существует, значит Он существует».
С чем вас и поздравляем.
Каковы бы ни были преимущества монотеизма, возможность вывода из онтологи-
ческого аргумента к ним явно не относится.
Якобы величайший триумф монотеизма - унификация, на деле может оказаться
его главным недостатком. Приписывание всех загадочных явлений одной и той же
причине - это стандартная философская ошибка, приравнивание неизвестных. Ази-
мов сформулировал это так: если вы не понимаете НЛО, телепатию или призраков,
то пилотами НЛО должны быть призраки, владеющие телепатией. Такой стиль мыш-
ления навешивает на все загадки один и тот же выдуманный ярлык, прикрываясь
от вопросов одной и той же отговоркой. Утверждая, что все они имеют общую
причину, он лишает эту самую причину всякой объяснительной силы.
Если вы камбоджийский анимист и верите, что в каждом явлении природы заклю-
чен некий дух, то вы знаете, что у разных явлений могут быть разные объясне-
ния. То, что объясняет воду, и то, что объясняет дерево - это разные вещи.
Понимание этого может стать отправной точкой в поиске новых знаний. Но если
вы монотеист и всему, что выходит за рамки вашего понимания, чем бы оно ни
было, даете одно и то же объяснение, которое с тем же успехом можно было бы
применить и к совершенно другому явлению, то вы просто отрезаете все пути для
дальнейших изысканий и любую тайну парируете одним и те же поверхностным от-
ветом .
Много ли людей в современном мире науки и техники придерживаются убеждений,
которые гармонируют с их окружающим миром? Сколько людей разбираются в микро-
волновых печках, знают, почему не падают самолеты, понимают, как электроэнер-
гия распределяется между домами (и не надеются обнаружить ток в неподключен-
ной розетке на стене) и как молоко от коровы, а не из супермаркета попадает к
нам на стол? Какой процент рационально мыслящих людей нужен для того, чтобы
цивилизация продолжала развиваться? Или точнее, учитывая наши реалии, сколько
нужно человек гангстеров или террористов, мракобесов или фанатиков чтобы сло-
мать внутренний механизм цивилизованного общества? И почему (некоторые) рели-
гии должны взращивать подобный терроризм именно с этой целью? Может, речь и
идет об одних лишь экстремистах, однако в некоторых религиях подобный экстре-
мизм, несомненно, находит поддержку.
Ответ существует, хотя лично мы бы предпочли, чтобы он оказался неверным.
Люди живут своей жизнью и сталкиваются с самыми разными событиями, но для
большинства из нас окружающий мир невелик. В африканском племени, вероятно,
со своими постами и праздниками, можно находиться в близких отношениях при-
мерно с двадцатью людьми, в основном родственниками, и по-приятельски отно-
ситься к сотне или около того; то же самое касается ортодоксальных иудеев в
Голдерс-Грин или мусульман в Бредфорде. Если добавить коллег по работе, людей
с общим хобби, футбольных болельщиков, знакомых в пабах и друзей, то наберет-
ся человек 150, не больше. Люди, по-видимому, не способны запоминать больше
200 лиц.
В результате жизнь всех этих людей практически не выходит за границы их
тесного мирка и во многом похожа на мыльные оперы. События, с которыми они
сталкиваются, по большей части незначительны. Рождение детей, свадьбы и
смерть происходят редко, а коронации намного реже. Не удивительно, что рели-
гии, которые привносят порядок в столь ограниченную жизнь, включая ее в со-
став более крупной системы, пользуются популярностью. От религии люди получа-
ют молитвы, гимны и проповеди, которые придают их жизни больший смысл. Рели-
гии обещают нечто большее: богов, ангелов и жизнь после смерти. Точно также
бульварные газеты, одержимые жизнью знаменитостей - людей, которых каждый ви-
дел по телевизору, придают жизни обычного человека немного очарования.
Но есть и другая, более темная сторона. Религии, сулящие вечные муки или
предсказывающие неизбежную гибель всего сущего в результате какого-нибудь ка-
таклизма, тоже будут привлекать к себе внимание, потому что их учение говорит
о неизбежном, о том, что есть сейчас и будет завтра, о том, что происходит со
мной и знакомыми мне людьми. Родные и друзья будут обречены на вечные страда-
ния или станут жертвой катаклизма. Мы должны их спасти! Хотят они того, или
нет.
Религии ориентированы на человека. Они, правда, делают вид, что ориентиро-
ваны на Вселенную, но Вселенная эта не что иное, как крошечный мир, созданный
силами их бога будь то Один, Иегова или Брахма. Она, как и вселенная «Звезд-
ного пути», микроскопически мала по сравнению с реальным миром. Это обычная
человеческая деревня со своим шаманом, раздутая до космической величины, хотя
и не сильно отличающаяся по сути.
Астрология, как и многие другие «персональные» философии Нового века, дер-
жится на той же силе притяжения - важно то, что происходит со мной. Подобный
стиль жизни не только оплачивает церковные расходы (ремонт церковной крыши,
зарплата приходского священника, плата за молчание для детей, некогда изнаси-
лованных священником или знаменитостью). Эти вероучения притворяются, будто
им известно будущее, мое будущее, причем достаточно убедительно, чтобы при-
влечь на свою сторону не одного американского президента, но отказываются
брать на себя ответственность за точность подобных предсказаний. Религии, ру-
ководствующиеся принципом «рай или вечные мучения», выдумывают обещания на-
равне с угрозами, не гарантируя ни блаженства, ни страшных мучений в пред-
стоящей загробной жизни. Но ведь именно моя загробная жизнь стоит на кону;
это глубоко личное отношение, и в нем нет и капли всеобщности. Гарантии из-
лишни, если у вас есть вера.
Сравните это с позицией науки. На удивление сложно отыскать науку, которая
была важна лично для меня, но при этом не воплощалась в какой-нибудь техноло-
гии. Числа ничего не значат; даже такое важное для нас Солнце находится на
расстоянии 150 миллионов километров; солнечные бури, может, и мешают работе
электроники, но эта электроника (в основном) не моя. В Млечном Пути насчиты-
ваются миллиарды звезд, а во Вселенной миллиарды галактик, похожих на нашу,
но я-то здесь при чем? Наша пища состоит из сотен химических соединений, в
наших лесах и лугах обитают сотни видов растений, в основном сорняков, и де-
тальные знания о них не нужны практически никому. Компьютеры, мобильные теле-
фоны и телевизоры состоят из миллионов транзисторов. Но мне не нужно этого
знать, чтобы ими пользоваться; нужно просто включить и можно играть в игры на
компьютере или смотреть «EastEnders»110 по телеку. Можно смотреть передачи о
природе или научно-популярные программы. Но не слишком вникать, потому что
все это, скорее всего, не имеет ко мне прямого отношения. Это касается Все-
ленной, а не людей; мы опять имеем дело с противопоставлением Бенфорда.
Здесь будет уместно рассказать об одном случае из жизни Джека. Когда ему
было около четырнадцати лет, он занимался разведением тропических рыб, чтобы
накопить деньги на учебу в университете. Его отец погиб во время разгрузки
боеприпасов в конце Второй мировой войны, а мать зарабатывала 2 фунта в неде-
лю, работая швеей-мотористкой - на оплату ренты этого не хватало (она получа-
ла только половину пособия). Джек раздобыл пару рыб-ангелов - большая ред-
кость на тот момент, потратив на них 50 фунтов. Это была крупная сумма, в
банке Джек хранил около 75 фунтов, заработанных на разведении других рыб. Од-
на из рыб-ангелов умерла в течение недели. Тогда он купил еще одну, за 15
фунтов.
Его дедушка, вместе с которым они жили, сказал (Джек отчетливо помнит этот
момент, и особенно дедушкин «кабинет» - угол гостиной, заваленный газетными
кипами): «Вот теперь мы и узнаем, кто ты пчелиная матка или оса». Дедушка не
был силен в биологии, но внебиологический смысл этого фразы навсегда остался
в памяти Джека. Дедушка, однако же, понимал разницу между мировыми проблемами
и сиюминутными заботами, и именно эту мысль он хотел донести до своего внука.
Ангелы дали потомство, и Джек продал рыб первого поколения за 50 фунтов;
очередное прибавление произошло через шесть недель, а за ним еще и еще. На
ангелах Джек заработал приличную сумму. Но он никогда не забывал о той нема-
ловажной разнице и стал ученым. В раввины он не пошел, изначально стать рав-
вином собирался отец Джека, но после его смерти намерение перешло к сыну, как
единственному мальчику в семье. Он, пожалуй, мог бы открыть зоомагазин, но
это было не в его вкусе. Еще не понимая той разницы, о которой говорил его
дедушка, а осознал он ее, к своему стыду, только, когда писал эту главу, он
стал пчелиной маткой, озабоченной проблемами Вселенной, а не осой, мысли ко-
торой вращаются исключительно вокруг людей.
В этой истории есть своя ирония - Джек думал, что погибшая рыба была самцом
и заменил ее другой, тоже самцом, по его мнению. Оказалось, что обе рыбы были
самками; а выжившая, которую он считал самкой, на самом деле оказалась сам-
цом. Даже пчелиной матке нужна капелька удачи. Теперь становится ясно, что
дедушка Джека спрашивал, на чем сосредоточено его мышление на человеке или
Вселенной; кто он омнианин-фундаменталист или волшебник.
Продолжается ли спор между наукой и религией и в наши время? Как в те дни
после публикации Дарвином своего труда «О происхождении видов»? Если судить
по газетам, то можно запросто решить, что ученые во всеоружии стремятся к
уничтожению религий.
Антидарвиновское предубеждение, без сомнения, имеет место в центральных
штатах США, Индонезии и некоторых других странах. Но причины этого, по-
видимому, кроются не в антирационализме, а, скорее, в политике, поскольку
многие из его сторонников в частности, те, кто пропагандирует гипотезу разум-
ного замысла, претендуют на рациональную, научную критику дарвинизма. В США
их политическая цель состоит в том, чтобы обойти конституционное разделение
церкви и государства, включив религию в школьную программу под видом науки.
(Не одни мы придерживаемся подобного мнения, к такому же выводу пришел судья
Джон Джоунс, выполняя обязанности председателя на суде Кицмиллер против
школьного округа г. Дувра, в ходе которого он постановил, что преподавание
«EastEnders» (букв. «Жители Ист-Энда») - британская мыльная опера - прим. пер.
концепции разумного замысла на уроках естествознания в школах противоречит
конституции.) Методология предполагает демонстрацию антидарвинизма в школах,
вероятно, с целью опровержения «натурализма» веры в то, что природа может
прекрасно существовать без вмешательства каких-либо богов. Элвин Платинга и
Деннет обсуждают этот вопрос в книге «Наука и религия. Совместимы ли они?»111.
Это еще один пример разделения по Бенфорду. Люди, которые верят в разумного
создателя или пропагандируют подобные взгляды, нуждаются в мировой системе,
обращенной к человеку. Они хотят, чтобы кто-то руководил эволюцией. Они со-
вершенно не поняли слов Дарвина о том, что в творце нет никакой необходимости
- естественный отбор может дать те же результаты и без какого-либо замысла,
понятного человеку.
Подобные антидарвиновские предрассудки или желание наделить эволюцию чело-
векоподобным замыслом, нужно отличать от всех тех мест на планете, где повсе-
дневная жизнь людей еще не преодолела свредневековую зависимость от религии,
и эволюция не стала предметом «веры». А также от бездумной религиозной пре-
данности и, как следствие, неверия в эволюцию или науку в целом, которые даже
в современных научно-технических обществах имеют место в жизни многих людей.
Приверженность религии очень хорошо объясняется Деннетом и Томсоном. Хотя
она иррациональна и основана на вере, многие люди видят в ней практически не-
отъемлемую часть того, что делает нас людьми. Она дает нам ощущение индивиду-
альности и культурную общность. Частично это объясняется тем, что в ходе сво-
ей эволюции многие религии претерпевали изменения, все лучше и лучше приспо-
сабливаясь и подстраиваясь под существ, которым служили. Вся их организация,
а также большая часть практических методов развивались, чтобы в большей мере
удовлетворять своих последователей. Религии, не достигшие такого успеха, ка-
нули в прошлое. Сегодня очень немногие люди верят в Одина или Осириса.
Все современные религии, основанные на вере в богов или, по крайней мере, в
нечто сверхъестественное, обзавелись паствой, которую, по-видимому, вполне
устраивает иерархия старших членов, устанавливающих буквальное толкование ве-
ры. Под влиянием этой комплицитной связи между прихожанами и иерархией веро-
учение почти полностью утрачивает свое значение, даже если сами прихожане от-
водят ему центральную роль. Совместные усилия, пение и молитвы, совокупные
старания каждого отдельного верующего дарят прихожанам теплое чувство принад-
лежности. Со стороны любое из этих вероучений производит впечатление прекрас-
ной гармонии, если не считать разрозненных плевков в сторону гомосексуалистов
и женщин-епископов. Стоит ли удивляться, что рационализм не силах пробиться
внутрь.
На протяжении десятилетий психологи проводили научные исследования религи-
озных убеждений; не с целью доказать или опровергнуть существование конкрет-
ного божества, а в попытке выяснить, что именно происходит в разуме верующего
человека. Часть из них пришли к выводу, что вера в сверхъестественное - это
более или менее неизбежное следствие эволюционной ценности выживания (доволь-
но ироничное открытие, если это действительно так), так как благодаря ей че-
ловеческие культуры становятся единым целым. Лишь совсем недавно некоторые
психологи задумались о том, что мыслительные процессы атеистов, пожалуй, тоже
требуют изучения, раз уж эти люди составляют довольно заметную группу, на ко-
торую предполагаемое эволюционное давление, по-видимому, не оказывает никако-
го влияния. Сравнение верующих с неверующими, скорее всего, поможет пролить
свет, как на тех, так и на других.
Но даже если религии и другие формы веры в сверхъестественное действительно
являются естественным следствием человеческой предыстории и стали частью на-
шего мышления в процессе эволюции, совершенно необязательно рассуждать именно
1 «Science and Religion: Are They Compatible?» (2010) - прим. пер.
в таком ключе. Подобным образом можно объяснить и нашу нерегулярную склон-
ность к насилию, особенно в отношении друг друга, однако широко распростра-
ненное (и вполне разумное) мнение о том, что этот факт не оправдывает агрес-
сивное поведение, по-видимому, имеет место быть. Настоящий человек должен
быть способен корректировать эти врожденные порывы усилием собственной воли.
То же самое можно сказать и о вере в сверхъестественное - развивая свой ин-
теллект, мы можем приучить себя не верить заявлениям, которые не подкрепляют-
ся четкими доказательствами. Верующие, конечно же решат, что доказательство
есть во всяком случае, достаточно убедительное для них самих но оно, как пра-
вило, выглядит довольно туманно и во многом зависит от интерпретации.
Один поучительный случай, показывающий, как религиозные взгляды влияют на
рациональное суждение, произошел в 2012 году, когда основатель Индийской ас-
социации рационалистов Санал Эдамаруку был приглашен для изучения некоего чу-
да. Все, что описано дальше, основано на интервью с самим Эдамаруку, опубли-
112
кованном в журнале «New Scientist», а мы просто передаем сказанное
Чудо произошло в одной католической церкви Мумбаи со ступней статуи, изо-
бражавшей распятого Христа, начала самопроизвольно сочиться вода. Событие бы-
ло воспринято как Божье знамение - святое чудо, и целые толпы верующих стали
собирать и пить эту воду, видимо, посчитав ее святым даром, способным исце-
лять любые болезни. Телеканал обратился за комментариями к Эдамаруку, который
в полном соответствии со своей позицией признал заявление о чуде несостоя-
тельным. На тот момент его точка зрения была спорной, поэтому телекомпания
поставила перед Эдамаруку задачу дать своим словам научное обоснование, а для
этого нужно было, разумеется, посетить саму церковь и провести ее осмотр.
Руководство церкви одобрило визит. И вскоре объяснение «чуда» было найдено.
Под бетонным основанием креста располагалась дренажная труба, соединенная с
прачечной. После беглого осмотра выяснилось, что труба была забита. Деревян-
ный крест и расположенные позади него стены впитывали сточную воду посредст-
вом капиллярного эффекта. Часть воды просачивалась наружу через отверстие от
гвоздя и стекала по ноге статуи. Чтобы задокументировать свое объяснение,
Эдамаруку сделал несколько фотографий.
Итак, ответ был дан - можете себе это представить. Для религиозных групп
Эдамаруку уже давно был, как бельмо на глазу, а его открытие поставило их в
неловкое положение. Они могли воспользоваться мышлением в духе системы 2,
чтобы найти правдоподобные объяснения капающей воды или просто вызвать сан-
техника, как поступило бы большинство здравомыслящих людей, обнаружив, что
вода капает там, где ее быть не должно. Они же вынесли суждение по системе 1
и остановились на сверхъестественном объяснении. Но в том, что люди пьют раз-
бавленные нечистоты, даже если они сами считают их чудесным лекарством хоро-
шего мало. Вполне вероятно, что это открытие избавило церковь от множества
потенциальных проблем, хотя бы даже и ценой опровергнутого чуда.
И какова же была ее реакция?
Сама церковь не сделала ничего. Однако, по словам Эдамаруку, члены двух не-
церковных католических ассоциаций выдвинули против него обвинения в соответ-
ствии с разделом 295А уголовного кодекса Индии, который датируется 1860 г. и
запрещает «намеренное оскорбление чувств верующих, а также любые деяния, со-
вершенные со злым умыслом и имеющие целью надругательство над проявлением ре-
лигиозных чувств, какого бы то ни было класса или общины». Эдамаруку заявил,
что намерен явиться в суд, который, по его мнению, непременно откажет в удов-
летворении иска, но у закона, к сожалению, есть одна весьма неприятная осо-
One minute with Sanal Edamaruku («Одна минута с Саналом Эдамаруку» прим. пер.),
New Scientist (30 июня 2012) 27. См. также:
http://en.wikipedia.org/wiki/Sanal_Edamaruku.
бенность. Любой человек, обвиненный в нарушении, может быть заключен в тюрьму
возможно, даже на несколько месяцев прежде, чем дело дойдет до суда. Так что,
пока мы пишем, Эдамаруку сбежал в Финляндию, а Ассоциация рационалистов орга-
низовала в Интернете петицию, призывающую снять обвинения.
Парадокс silentio del, или молчание Бога, с давних времен вызывал беспокой-
ство христианских теологов - если Бог действительно существует, то почему он
с нами не говорит? Всемогущий и вездесущий разум мог бы с легкостью предоста-
вить явное и неопровержимое доказательство своего существования. Это странное
молчание тесно связано и с другими проблемами человеческого существования по-
чему, к примеру, Бог, заботящийся о своих творениях, допускает болезни и сти-
хийные бедствия. Теологи в своем репертуаре нашли несметное количество реше-
ний.
На эту тему есть еврейский анекдот. (У евреев есть анекдоты по любому пово-
ду .) Три раввина поспорили насчет некой точки зрения в теологии. Двое утвер-
ждают, что впервые ее высказал раввин бен Авраам; третий настаивает на то,
что это был раввин бен Исаак. «Слушайте, я знаю, что это он! Я изучал это для
своей диссертации!». Но остальные по-прежнему несогласны. Наконец, третий
раввин в отчаянии предлагает: «Я знаю, давайте спросим у Бога!». Все трое
возносят молитвы, как вдруг разверзаются небеса, оттуда показывается Бог,
смотрит на них и говорит: «Он прав. Это был раввин бен Исаак».
Следует немая сцена, после которой первый раввин говорит: «Значит, теперь у
нас двое за, и двое против».
По зрелом размышлении становится понятно: шутка сработала, так как мы зна-
ем, что в реальности все было бы иначе. Бог мог бы решить проблему неверия,
написав на небе свое имя километровыми огненными буквами. Однако по неясным
теологическим причинами всемогущее существо, похоже, не желает применять свою
силу с этой конкретной целью. Единственный вариант, о котором не подумали
теологи - Бог молчит, потому что не существует. В отношении этой позиции все
религии согласны друг с другом - подобного объяснения они не приемлят.
Так что если бы вопрос решался голосованием, то вердикт большинства был бы
совершенно ясен - Бог существует. Атеисты, без сомнения, находятся в меньшин-
стве . Однако, если вы думаете, что подобные вселенские вопросы можно решить
демократическим путем, то к постановке вопроса нужно подходить с умом. Верую-
щие с радостью готовы поддержать все религии мира, когда дело касается этих
ужасных атеистов - безбожников, людей, буквально лишенных веры. Но как только
вы попытаетесь выяснить, во что же на самом деле верят различные религии, или
различные секты, существующие внутри одной религии, или даже разные верующие
в пределах одной секты, на смену общности взглядов приходит настоящий бедлам.
Скажем, англиканская церковь в настоящее время разделена на несколько фракций
в связи с вопросом о посвящении женщин в сан епископа, и находится в опасной
близости от распада на две различные секты. Да и сама англиканская церковь
когда-то откололась от римского католичества. Одно лишь христианство, не счи-
тая всех остальных религий, насчитывает тысячи различных деноминаций.
В упомянутой дискуссии мы не хотим отстаивать правоту какой-либо из сторон.
Мы бы предпочли, чтобы епископов неважно, мужчин или женщин не было вовсе,
но, будучи реалистами, не тешим себя надеждами. Но мы заинтригованы тем, что
добропорядочные, более того, богобоязненные и верные своим убеждениям, хри-
стиане, стоящие по обе стороны этого спора, заглянув в глубину своих сердец,
обратились в молитве к Богу, и получили в ответ ясное представление о Его во-
ле . Их искренняя убежденность в этом не вызывает сомнений. Но любопытно, что
в соответствии с Божьей волей, женщины: (а) должны быть допущены к сану епи-
скопа, и (б) не должны. Реальность такова, что желания Бога на удивление схо-
жи со взглядами конкретных людей, которых они придерживались еще до того, как
обратились к своему божеству за советом.
Всем участникам дискуссии если ее можно удостоить такого названия ясно, что
одна из сторон права, а другая ошибается; и если одни верно предугадали жела-
ния своего Бога, то другие пали жертвой заблуждения. Но вот вопрос - кто есть
кто? Извне мы наблюдаем любопытный эксперимент, испытывающий силу молитвы, а
точнее, сам факт существования божества, в которое верит англиканская церковь
и концепцию вероучения в целом. Трудность не в silention del, ведь Бог дейст-
вительно говорил с каждой из сторон - таково, во всяком случае, их искреннее
убеждение. Вот только его слова были двуличны. Со стороны кажется, что если
бы Он существовал в какой-либо форме, отвечающей взглядам англиканской церк-
ви , то наверняка бы сообщил всем верующим одно и то же.
Иными словами, конкретно эта религия не прошла доказательную проверку, ко-
торую без всякого умысла устроили сами верующие. В науке это бы стало веским
доводом в пользу отказа от гипотезы.
В мировом масштабе верующие превосходят атеистов, даже если исключить из их
числа людей, которые номинально принадлежат к какой-либо религии, но не испо-
ведуют ее на практике. Тем не менее, мировые религии практически повсеместно
едва ли способны достичь соглашения насчет сверхъестественных аспектов своих
вероучений. Часто им как будто бы удается договориться об основах веры, на-
пример, о боге, вот только каком именно боге? У каждой религии, каждой секты
есть свой бог, который по ее словам требует особого набора ритуалов, особых
форм поклонения и особых молитв. Каждая из них находится в меньшинстве, так
что верной может быть в лучшем случае одна. Но все одни опираются на один и
тот же довод - веру. А так как их собственные убеждения противоречат друг
другу, разрешить этот спор с помощью веры, очевидно, нельзя. В итоге получа-
ется, что видимость большинства это не более, чем пыль в глаза.
В 2010 году похожую мысль более емко выразил писатель и комик Рики Джер-
вейс113:
В словаре Бог определяется как «сверхъестественный творец и смотритель Все-
ленной» . Это определение охватывает всех богов, богинь и сверхъестественных
существ. С момента появления первых исторических документов, отмеченного изо-
бретением шумерской письменности около 6 000 лет тому назад, историки описали
более 3 700 сверхъестественных существ, из которых 2 870 можно причислить к
божествам. Так что когда в следующий раз кто-нибудь скажет мне, что верит Бо-
га, я уточню: «О, а в которого из них? Зевса? Аида? Юпитера? Марса? Одина?
Тора? Кришну? Вишну? Ра?». Если мне ответят: «Просто в Бога. Я верю только в
одного Бога», я сообщу им, что они почти такие же атеисты, как и я сам. Я не
верю в 2 870 богов, а они в 2 869.
В конечном счете, основой религиозных убеждений служат не объективные дока-
зательства, а вера. Религия это система убеждений, и многие провозглашают это
качество одним из ее преимуществ; вера это испытание, которое перед нами ста-
вит сам Бог. Если вы с ними не согласны, значит, не оправдали Его надежд.
Многие показные верующие а также некоторые постмодернисты, называют системой
убеждений и саму науку, то есть по сути считают ее всего лишь альтернативной
религией. Это не так. Они не смогли осознать главное различие между наукой и
верой - в науке высший балл достается тому, кто опровергает установки предпо-
лагаемой веры, и, в первую очередь, ее ключевые принципы. В науке не сущест-
вует непреходящей центральной догмы, которая так характерна для религии. Соб-
ственно говоря, именно этим и определяется любая конкретная религия - своим
символом веры. Рационализм, и тем более, наука, постоянно сопоставляет одни
идеи с другими, а в случае науки еще и с событиями реального мира, и готов
изменить свое мнение, учитывая то, как именно они согласуются или не согласу-
113 http://blogs.wsj.com/speakeasy/2010/12/19/a-holiday-message-from-ricky-gervais-
why-im-an-atheist
ются друг с другом. Религии, напротив, воспринимают события реального мира
лишь настолько, насколько это позволяют их догматы. Принимается только то,
что им соответствует; все остальное либо игнорируется, либо признается злом,
подлежащим уничтожению.
Наука не может опровергнуть религиозные убеждения. Это невозможно в принци-
пе . Но именно здесь и кроется проблема. С тем же успехом можно попытаться до-
казать, что наша Вселенная не стоит на полке в Незримом Университете - облас-
ти множественной Вселенной, которая навсегда останется для нас недоступной.
Тем не менее, сама наука не становится системой убеждений из-за своей неспо-
собности опровергнуть религиозную веру в сверхъестественное, даже если люди
перестают верить в сверхъестественное под ее влиянием. Когда речь идет об
экстраординарной гипотезе, неверие отнюдь не противоположность веры. Это не-
явная, или нейтральная позиция: «Эта игра меня не интересует, в ней нет ника-
кого смысла».
Многие верующие пытаются отрицать атеизм, выдавая его всего лишь за одну из
форм веры и принимая в качестве естественной позиции так называемый агности-
цизм. Затем они интерпретируют эту точку зрения как согласие с тем, что шансы
на существование Бога составляют 50/50. То есть, занимая нейтральную позицию,
вы уже наполовину разделяете их веру. Это абсурд. Как сказал Кристофер Хит-
ченс, если вас просят согласиться с каким-нибудь утверждением, но не приводят
ни одного доказательства, вы имеете полное право его отвергнуть, опять же без
единого доказательства.
Нейтральная позиция это неверие. Быть атеистом не значит верить в то, что
Бога нет. Быть атеистом значит не верить в то, что Бог есть. Если вы не види-
те разницы, подумайте над высказыванием комика Пенна Джилетта: «Атеизм это
такая же религия, как неколлекционирование марок - хобби».
Эпилог.
Б-пространство
Марджори Доу была не из тех людей, который станут ходить туда-сюда, приго-
варивая «О, наверное, это был всего лишь сон». Однако на четвертый день она
начала усиленно сомневаться в собственной вменяемости.
Первые дни, проведенные дома, затянули ее в водоворот событий, она и вправ-
ду решительно взялась за работу: присматривала за новыми книгами, пополняла
отдел научной фантастики, устраивала споры с казначеем из совета насчет уве-
личения бюджета, даже спорила с самим Библиотечным комитетом и требовала пра-
ва принимать решения не только насчет всех материалов, поступающих в библио-
теку , но и о том, как их следует демонстрировать.
А это означало, что Библию пришлось бы поставить на полку для фэнтези.
В один из вечеров, когда Марджори, которая всегда уходила последней, уже
гасила в библиотеке свет, чувствуя сильную злость из-за того, что кто-то изу-
родовал книгу Ричарда Докинза, изрисовав ее загогулинами и фразами типа «Бог
поругаем не бывает!», она будто бы услышала какой-то шум и почувствовала лег-
кий дразнящий запах.
В глаза ей неожиданно бросился большой и спелый банан, который лежал у нее
на столе.
Над головой раздался голос: «У-ук!»
КОНЕЦ
Разное
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ РАСТЕНИЯ
Печеночница
Anemone sp.
Все части
Печёночница (лат. Anemone), или перелеска (лат. Hepatica) — род травянистых
вечнозелёных лесных растений семейства Лютиковые, распространённых в лесах
умеренного пояса Северного полушария.
В средней полосе России в лесах встречается только один вид: печеночница
благородная (Hepatica nobilis), некоторые исследователи выделяют ещё печёноч-
ницу азиатскую (Hepatica asiatica), которая растет в горных лесах на юге При-
морья . Однако чаще её рассматривают как подвид.
Далее о печеночнице благородной в качестве примера.
Распространение: Северная Европа, Центральная Европа, Белоруссия, Европей-
ская часть России, Украина, Приморье; Китай, Япония (Хонсю), Корея.
Растёт по лиственным лесам, кустарникам, реже открытым луговым местам.
Ботаническое
описание
Печёночница благородная — многолетнее травянистое растение, достигает в вы-
соту 5—15 см.
Корневище тёмно-коричневое, несущее на верхушке продолговато-яйцевидные,
буроватые чешуйки.
Стебли в виде стрелок, расположенных в пазухах прошлогодних листьев или че-
шуек, прямостоящие, чаще несколько изогнутые, опушённые тонкими, прилегающими
или большей частью прямостояще оттопыренными волосками, большей частью крас-
новатые или коричневые.
Листья — прикорневые, многочисленные, кожистые, перезимовывающие, располо-
жены на длинных черешках, в очертании почковидные или широко-треугольные, при
основании сердцевидные, до середины трёхнадрезанные, с широкояйцевидными, ту-
пыми или заострёнными лопастями, с верхней стороны тёмно-зелёные, с нижней —
имеют фиолетовый оттенок, в молодом состоянии одетые, как и черешки, густыми,
мягкими, шелковистыми волосками, на черешках оттопыренными, позднее теряющие
своё опушение, начинают развиваться весной лишь после цветения растения.
Листочки обёртки в числе трёх, до 1 см длиной, сидячие, яйцевидные, тупова-
тые или тупые, цельнокрайние, рассеянно или довольно густо прижато-
волосистые, придвинутые почти вплотную к основанию цветка и похожие на чаше-
листики. Цветки — одиночные, прямостоящие, в диаметре до 2 см. Околоцветник
состоит из 6—7 листочков, узкояйцевидных, на конце закруглённых, синевато-
лиловых (снаружи более бледно окрашенных), реже белых или розовых, с обеих
сторон голых, опадающих. Тычинки с белыми или розоватыми тычиночными нитями и
почти белыми пыльниками с красноватым связником. Рыльца головчатые. Цветение
— апрель — май. Плод — многоорешек, орешки продолговатый, волосистые, цвето-
ложе выпуклое, утолщённое.
Опыление происходит с помощью жуков, бабочек, поедающих пыльцу, так как
нектара в цветках нет.
Плоды разносят муравьи, поедающие прозрачный, сочный, белый придаток, за-
ключающий в себе капельку масла. Семенная продукция от 20 до 64 семян на по-
бег.
Печёночница благородная (Hepatica nobilis).
Химический
состав
В корнях и свежих листьях печеночницы есть летучее масло, производная веще-
ство камфоры протоанемонин, которая в высушенном растении переходит в кри-
сталлический анемонин, имеющего обезболивающее и антиспастическое действие.
Анемонин не оказывает вредного воздействия на кожу, но в повышенных дозах мо-
жет отрицательно влиять на сердечную деятельность. Корни и свежие листья пе-
ченочницы обыкновенной содержат дубильные вещества, смолы, сахара, сапонины и
гликозид гепатрилобин.
Использование
Ранее растение считалось лекарственным, применялось как вяжущее средство.
Употреблялось также в качестве суррогата чая.
Разводится в садах как декоративное растение.
Пикульник Galeopsis sp. Все части
Пикульник (лат. Galeopsis) — род травянистых растений семейства Яснотковые
(Lamiaceae).
Далее в качестве примера рассмотрен Пикульник красивый, или Пикульник за-
метный, или Пикульник разноцветный, или Зябра (лат. Galeopsis speciosa)
Пикульник красивый встречается в умеренной зоне Европы и Западной Азии в
чащах и окраинах лесов, влажных лугах, в кустарниках, на травянистых склонах,
полях, в огородах и сорных местах. Предпочитает богатые питательными вещест-
вами и известью почвы.
Пикульник красивый (Galeopsis speciosa).
Ботаническое
описание
Однолетнее травянистое растение высотой 0,5—1 м. Четырёхгранный стебель за-
метно утолщается в узлах, покрыт щетинистыми волосками, как и листья. Листья
супротивные, короткочерешковые, заострённые, с зубчатым краем.
Цветение с июня по октябрь. Цветки собраны в мутовки у верхних листьев.
Среди представителей своего рода пикульник красивый ярко выделяется своей ок-
раской цветков. Почти вся нижняя часть губы венчика — пурпурного цвета, верх-
няя её часть ярко-жёлтого цвета, часто с пурпурными пятнами. Остальная часть
венчика бледно-жёлтая. Прицветники линейно- или яйцевидно-ланцетные с шило-
видным окончанием. Чашечка с жестким опушением. Верхняя губа овальная, на
конце тупозубчатая, а средняя лопасть нижней губы продолговатая, несколько
шире боковых.
Плод — тёмно-серый трёхгранный орешек.
Химический
состав
Соцветия и плоды ядовиты. Растение содержит дубильные вещества, кремниевую
кислоту, сапонины, эфирные масла.
Использование
Препараты на основе пикульника красивого обладают противовоспалительным и
ранозаживляющим действием, в народной медицине их используют при различных
простудных заболеваниях и наружных нагноениях.
Хотя пикульник красивый является распространённым сорняком, из-за своих
привлекательных цветков он выращивается в культуре.
Пикульник красивый даёт медоносным пчёлам много нектара и пыльцы-обножки.
Пинеллия тройчатая Pinellia ternata Britenbach Стебли
Семейство: Ароидные - Агасеае.
Ареал обитания: родина растения Китай, выращивается в Китае, Японии, Север-
ной Америке.
Ботаническое
описание
Пинеллия тройчатая - многолетнее травянистое растение с корнем-
клубнелуковицей диаметром 1 см. Высота всего растения 15 см. Имеет кожистые
тройные листочки. Цветёт с июля по август. Цветок является гермафродитом
(имеет женские и мужские органы). Растение являет собой очень узкое покрывало
длиной до 10 см с чёрным початком. Плод - маленькие зелёные ягоды.
Химический
состав
Аминокислоты, витаминоподобное вещество холин, жирные кислоты, фитостеролы
(р-ситостерол), низкомолекулярный протеин, гемагглютинин, эфирное масло, ал-
калоиды (L-эфедрин), пинеллиан G - сложный сахар, кальций, железо, магний,
орнитин, калий, белок 5%, натрий, крахмал. Другие активные вещества - полиса-
хариды , гомогентизиновая кислота, 3,4-дигидроксибензальдегид-диглюкозид.
Использование
Средство китайской медицины при мокром кашле, инфекционных заболеваниях
верхних дыхательных путей, тошноте, плохом пищеварении, хронической диарее,
вызванной плохим пищеварением, повышенной температуре.
Пинеллия тройчатая впервые упоминается в «Каноне травоведения Священного
Земледельца» - древнейшей в мире фармакопеи Китая, в которую вошло описание
365 лекарственных средств.
Пион уклоняющийся
Paeonia anomalae L.
Все части
Пион уклоняющийся, или Пион необычайный, или Пион неправильный, или Марьин
корень, или Пион Марьин-корень (лат. Paeonia anomala) — вид многолетних тра-
вянистых растений рода Пион, произрастающих в светлых смешанных лесах, на лу-
гах и опушках, в долинах рек. Предпочитает плодородные почвы и солнечные мес-
та.
Ботаническое
описание
Многолетнее травянистое растение, высотой 60-100 см, с коротким многоглавым
корневищем; корень буро-коричневый, толстый, мясистый, с несколькими почти
сидячими веретенообразными утолщениями. Стебли, числом несколько, обычно од-
ноцветковые, при основании покрыты кожистыми чешуйками. Листья очередные,
почти голые. Пластинка листа длиной 13-30 см, в 2-3 раза длиннее черешка,
дваждытройчатая. Сегменты глубокотройчато- или перисто-рассеченные; средние
сегментики трехлопастные, боковые - ланцетные, цельнокрайние. Цветы крупные,
диаметром 8-13 см. Чашечка состоит из 5 неодинаковых остающихся при плодах
зеленых листочков. Лепестки, числом 5, выщерблены на верхушке, интенсивно
красные или бледно-розовые. Тычинки многочисленные, при основании спаяны в
толстое кольцо. Пестики, числом 2-5, сидят на мясистом диске. Плод состоит из
2-5 многосемянных листовок, при созревании горизонтально отклоняющихся и рас-
крывающихся вдоль брюшного шва. Семена эллиптические, черные, блестящие, дли-
ной около 7 мм.
Химический
состав
Корни пиона уклоняющегося содержат эфирное масло (до 1,6%), в состав кото-
рого входят пеонол, метилсали-цилат, бензойная и салициловая кислоты; кроме
того, крахмал (до 78,5%), гликозид салицин (которым, видимо, и определяется
лечебный эффект растения) , сахара (до 10%) , танин и алкалоиды; листья - ас-
корбиновую кислоту (0,3%), цветы - до 1%; семена - жирное масло (до 27%).
Использование
Культивируется в садах как декоративное растение. В культуре с 1788 года.
В качестве лекарственного сырья используют траву пиона уклоняющегося (лат.
Herba Paeoniae anomalae), корневище и корень (Rhizoma et radix Paeoniae
anomalae). Траву заготовляют в период цветения, корневище и корни — в любое
время вегетации, предпочтительно одновременно с травой. Сырьё используют для
приготовления настойки, которая применяется как седативное средство при нев-
розах , бессоннице и т. д.
Растение признаётся ядовитым, находит ограниченное применение в народной
медицине при желудочных заболеваниях, эпилепсии, от кашля.
В Сибири корни употребляют как приправу к мясу.
Пиптадения иноземная Piptadenia peregrina Benth. Кора
Anadenanthera peregrina (синоним Piptadenia peregrina), также известна как
уоро, jopo, кохоба, parica, является многолетним деревом, произрастает в
странах Карибского бассейна и Южной Америки.
Ботаническое
описание
Пиптадения иноземная вырастает до 20 м высоты, имеет роговую кору. Цветки
от бледно-желтого до белого цвета, сферической формы.
Химический
состав
Химические соединения, содержащиеся в Anadenanthera peregrina включают в
себя:
• 2,9-dimethyltryptoline - древесина
• 2-метилтриптолин - древесина
• 5-MeO-DMT - кора, бобы
• 5-Метокси N-methyltryptamine - кора
• Буфотенин - древесина, бобы
• Буфотенин-оксид - плоды, бобы
• Пирокатехин - древесина
• Leucoanthocyanin - древесина
• Leucopelargonidol - древесина
• DMT - плоды, бобы, кора
• DMT-оксид - плоды
• Метилтриптамин - кора
• Ориентин - лист [5]
• Saponarentin - лист
• Viterine - лист
Кора и листья содержат дубильные вещества и бобы содержат сапонины.
Использование
Это энтеоген (нюхательный наркотик) - используется в церемониях исцелений и
религиозных ритуалая. Это также хорошо известный источник диетического каль-
ция.
Бобы (иногда называемые как семена) и падающие листья - вызывают галлюцино-
генный эффект и являются токсичными для крупного рогатого скота.
Археологические данные показывают, что бобы растения были использованы в
качестве галлюциногенов в течение тысяч лет.
Писцидия ярко-красная Piscidia erythrina L. Все части
Piscidia piscipula (Piscidia erythrina) вид рода Писцидия (лат. Piscidia) —
семейство Бобовые. Распространена в Мексике, Техасе, Флориде и на Антильских
островах. Во Флориде дерево растет в прибрежных зонах. Он предпочитает хорошо
дренированные, песчаные почвы, с верхним слоем перегноя.
Ботаническое
описание
Это деревья высотой от 12 до 15 м со сложными непарноперистыми листьями.
Листочки продолговатые цельнокраиние с заострённой верхушкой, располагаются
на коротких черешках. Цветки мотылькового типа, собранные в крупные кисти.
Плоды — членистые бобы с летучками.
Химический
состав
Ряд химических веществ, присутствующих в тканях дерева является
для рыб, главным из которых является хорошо известный ротенон.
токсичным
Использование
Коренные американцы Вест-Индии открыли, что вымачивание этого дерева в воде
может усыплять рыбу, что позволяло им ее ловить вручную.
Дерево имеет лекарственную ценность в качестве обезболивающего и успокаи-
вающего средства.
Экстракты коры имеют противовоспалительное, седативное и спазмолитическое
эффекты.
Плевел опьяняющий Lolium temulentum L. Плоды
Плевел опьяняющий, или Плевел пьянящий, или Головолом (лат. Lolium
temulentum) — травянистое цветковое растение, вид рода Плевел (Lolium) семей-
ства Злаки (Роасеае). Именно этот вид является тем самым плевелом, который
упоминается в Библии. Прежде это растение было злостным сорняком в посевах
ржи, пшеницы и других культур. В зерновках плевела опьяняющего постоянно при-
сутствует гриб Stromatinia temulenta, который вырабатывает алкалоид темулин —
вещество, способное вызвать серьёзное отравление у людей (головокружение,
сонливость, потеря сознания, судороги) и некоторых домашних животных (кроме
свиней, уток и кур) . В настоящее время этот вид в посевах зерновых практиче-
ски не встречается.
Плевел пьянящий, как правило, растёт в зоне производства пшеницы и считает-
ся сорняком. Сходство между этими двумя растениями настолько велико, что в
некоторых регионах плевел называется «ложной пшеницей». Однако, пшеница, ко-
гда созревает, коричневая, а плевел — чёрный.
-/ >^u /„„/„у,..»..... :'
Stfumrl-ftl*. Л?'/у„м «^«^У/.Яйпщщъ
Ботаническое
описание
Корневая система мочковатая. Побеги упругие. Растения образуют густые дер-
новины. Листья линейные, плоские, тёмно-зелёные.
Соцветия — колосья длиной до 15 см с сидячими неплотными колосками, распо-
ложенными по одному двумя продольными рядами. К оси колоса колоски обращены
ребром (узкой стороной), в отличие от пырея, у которого они обращены длинной
стороной. Длина колосков — 8—16 мм, в каждом 3—20 цветков. Все колоски, кроме
самого верхнего в колосе, только с одной колосковой чешуей (наружной). Нижние
цветковые чешуи широколанцетные, на верхушке острые, без ости или с прямой
остью длиной до 15 мм. Рылец два. Во время цветения соцветия густо покрыты
пыльцой; опыление происходит с помощью ветра (пыльца плевела нередко является
причиной сенной лихорадки).
Плод — зерновка (обычный для всех представителей семейства Злаки сухой од-
носемянный плод). Семянки плевела разносятся ветром или водой.
Химический
состав
Семена содержат алкалоид темулин, а потому ядовиты. Противоядием считается
кислая капуста.
Использование
Применяется в фармакологии как болеутоляющее средство при некоторых злока-
чественных опухолях.
Повилика
Cuscuta L.
Все части
Повилика (лат. Cuscuta) — род паразитических растений семейства Вьюнковые,
все виды которого отнесены к категории карантинных сорняков.
Ранее выделяли отдельное семейство Повиликовые (Cuscutaceae), состоящее из
одного рода — Повилика. Современные генетические исследования показали, что
правильнее относить этот род к трибе Повиликовые семейства Вьюнковые.
В качестве примера далее описана Повилика европейская (лат. Cuscuta
europaea) — однолетнее паразитическое растение; вид рода Повилика семейства
Вьюнковые. Карантинный сорняк.
Довольно широко распространённое евроазиатское растение. Ареал охватывает
практически всю Европу. В Азии встречается в районах с умеренным климатом (от
Турции на западе и через Кавказ, Среднюю Азию, Гималаи и Тибет до восточных
провинций Китая). В Северной Африке распространена в Алжире. Повилика евро-
пейская занесена и натурализовалась почти повсюду в мире.
В России встречается в европейской части, доходя на севере почти до север-
ных берегов Онежского озера, на Северном Кавказе и в Дагестане, в Восточной
(где доходит до Якутии) и Западной Сибири, на Дальнем Востоке (Приморье, Са-
халин) . В центральной части России обычна во всех областях.
Растёт на лугах, в лесах (на опушках и полянах и в зарослях кустарников),
на берегах водоёмов, обочинах дорог, пустырях, паразитируя, в первую очередь,
на крапиве, а также и на большом количестве других растений. Число видов по-
ражаемых ею растений превышает 100. В садах, парках и огородах паразитирует
на культурных травянистых растениях, реже на древесных.
Повилика европейская (лат. Сиscuta europaea).
Ботаническое
описание
Растение однолетнее.
Корней нет. Стебли от 0,5 до 1,5 м длиной и до 2,5 мм толщиной, красные или
красноватые, ветвистые, голые, гладкие. Стебли повилики обвивают стебли дру-
гих растений («хозяев») и присасываются к ним особыми присосками, с помощью
которых высасывают из «хозяина» питательные соки.
Цветки 2—3 мм длиной, на коротких цветоножках, розовые или розовато-белые,
собранные в довольно крупные, до 1,5 см в диаметре, шаровидные рыхловатые со-
цветия-«клубочки» с маленькими кроющими листочками у основания. Чашечка об-
ратноконическая, до 3 мм длиной, в основании мясистая, иногда угловатая, поч-
ти до половины надрезанная на четыре (иногда пять) широкояйцевидных или широ-
котреугольных туповатых цельнокрайних долей. Венчик немного превышает чашеч-
ку, состоит из четырёх — пяти лопастей, которые почти вдвое короче трубки
венчика или почти равны её длине, овально-яйцевидные или яйцевидные, тупые
цельнокрайние, прямые или немного отогнутые внутрь. Тычинки прикреплены в уг-
лах между долями венчика, немного короче последних, с яйцевидно-сердцевидными
или почти шаровидными пыльниками и шиловидными нитями, которые чуть длиннее
пыльников. Чешуйки мелкие, обычно не превышают середины трубки венчика или
реже немного длиннее, более-менее двураздельные или цельные, обычно с немно-
гими бахромками на верхушке, прижатые к спинке трубки, так что их обычно
трудно заметить. Завязь почти шаровидная или удлинённо шаровидная, до 2,5 мм
длиной, с двумя обычно расходящимися нитевидными столбиками и нитевидными
рыльцами. Столбик и рыльце короче завязи или почти равны ей. Цветёт в цен-
тральной части России в июне — августе. Увядший венчик сохраняется на верхуш-
ке плода и отваливается вместе с его крышечкой.
Коробочка двугнёздная, приплюснуто шаровидная, вскрывающаяся кольцеобразно
поперечной трещиной или разрывающаяся продольно, обычно с четырьмя семенами.
Семена в очертании почти округлой или округло яйцевидной формы, с внутренней
стороны угловатые, от 0,8 до 1,3 мм длиной, шероховатые, часто блестящие от
мелких чешуек. Окраска семян тёмно-коричневая, иногда чёрная, реже серая. Се-
мена содержат стекловидный эндосперм, в который погружён крупный, удлинённый,
спирально скрученный нитевидный зародыш. Плоды в центральной части России со-
зревают в июне — сентябре. Семена требуют для прорастания три — четыре месяца
покоя и имеют очень растянутый период прорастания. Семена тёмновсхожие, на
свету не прорастают.
Химический
состав
Повилика европейская - ядовитое растение. Из семян и вегетативных частей
повилики европейской выделены гликозиды, алкалоиды кустанин и конвольвулин,
дубильные вещества, фитостерин, флавоноиды (кверцетин, кемпферол и др.), фла-
воны, флабофены, лейкоантоцины, пентозан, кверцетин, углеводы, сахара, кума-
рины (бергенинн, метиллотозид, умбеллиферон), фенолкарбоновые кислоты и их
производные (хлорогеновая, коричная, кофейная кислоты, кускутин), сапонины,
полисахариды (пектин) и другие стероиды.
Использование
Фармакологические свойства повилики определяются ее химическим составом.
Растение обладает слабительным, мочегонным, обезболивающим свойствами. Семена
повилики используют как тонизирующее и стимулирующее половую функцию средст-
во . Настои из повилики обладают кровоостанавливающими свойствами.
Целебные свойства повилики европейской издавна используется в Восточной на-
родной медицине от желтухи и застарелых лихорадок. В народной Индийской, Ти-
бетской и Китайской медицинах растение применяется как средство возбуждающее
половую потенцию, а также как мочегонное, вяжущее, сокогонное, противовоспа-
лительное, противоинфенкционное средство. В Тибетской медицине повилику в со-
ставе многих сборов применяли как отхаркивающее и хюмеостатическое средство
при болезнях легких и крупозной пневмонии. Полезные свойства повилики евро-
пейской находятся и в арсенале русской народной медицины. Повилику применяют
при опущениях матки и маточных кровотечениях как кровоостанавливающее средст-
во, а также при травматических повреждениях. Настой сухой травы повилики ре-
комендуют при раке желудка. Повилика европейская в русской народной медицине
применяется также как средство, усиливающее половую потенцию. Отвар из пови-
лики применяется при скудных и болезненных менструациях, при простудных и же-
лудочных заболеваниях, болезнях печени, головной и зубной боли. Повилику при-
меняют для лечения кожных заболеваний, в частности сыпей (настой травы добав-
ляют в ванну).
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)