A.M.XA3EH
О ВОЗМОЖНОМ
И НЕВОЗМОЖНОМ
В НАУКЕ
ч
<*· --
\

ПРОБЛЕМЫ НАУКИ
И ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА
Α. Μ. ΧΑ3ΕΗ
о возможном
И НЕВОЗМОЖНОМ
В НАУКЕ,
ИЛИ ГДЕ ГРАНИЦЫ
МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТА
МОСКВА «НАУКА»
ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1988

BFjK 20
X15
УДК 501(023)
X а з е н Α. Μ. О возможном и певозможном в науке, или
где границы моделирования интеллекта.— М.: Наука. Гл. ред. физ.-
мат. лит., 1988.—384 с—(Пробл. науки и техп. прогресса).—
ISBN 5-02-013902-5.
Какие законы управляют возникновением и эволюцией
живого? К чему привело отсутствие заботы «об охране окружающей
среды» у первичных обитателей Земли? Какое отношение имеют
эти серьезные вопросы к «сенсациям» летающих тарелок? Как
работает наша нервная система? В чем связь между работой
нервной системы и эпдокрипологией? Существует ли телепатия? Что
общего между фантастикой Айзека Азимова и вопросом о
природе мысли?
Читатель книги познакомится с тем, как паука раскрывает
подлинно удивительные тайны природы, и узпает, каким образом
можно догадаться о заведомой ложности популярных «сенсаций».
Книга содержит мпожество иптереспейших фактов из области
физики, биологии, психологии, медиципы и их доступные
объяснения.
Для всех интересующихся паукой и научным подходом к
явлениям природы и жизни.
Ил. 17. Библиогр. 57 назв.
Рецензенты:
доктор технических наук Д. А. Поспелов,
доктор медицинских наук И. Л. Чертков,
доктор химических наук А. Н. Шамин
1502000000-193 ^
174-88 (УИздательство «Паука».
053(02)-88 Главная редакция
физико-математической
литературы, 1988
ISBN 5-02-013902-5

ОТ АВТОРА
Когда речь идет о прошлом, мы с уважением
относимся к народным сказкам. Их собирают, анализируют.
О них пишут исследования, диссертации, делают
открытия в этой области. Но народное творчество существует
не только в прошлом, оно продолжается и сейчас,
зачастую с поправкой на уровень образования. При
всеобщем образовании возникают сказки про инопланетян,
Бермудский треугольник, нарушепия фундаментальных
законов природы и т. д., тем более что такие реальные
явления, как шаровая молния, Тунгусский метеорит,
создавали почву для вполне современных сказок.
Непреходящий интерес к таинственному — это,
вероятно, эволюционная особенность человека. Поэтому и
сказка давних времен и современная сказка
притягательны до тех пор, пока им не дано рационального
объяснения. Как только оно находится, интерес профессионалов
заметно повышается, но круг тех, кого она волнует,
суживается до уровня замкнутой группы ученых и ипже-
неров. Как таипственно и дискуссионно звучали еще
десятилетия назад предположения известного ученого
прошлого века А. Вегенера о дрейфе континентов!
Какими захватывающими были соображения за и против
его гипотезы, например, в журнале «Вокруг света» тех
времен. И как все это стало буднично, когда версия о
дрейфующих плитах превратилась в признанную
геологическую теорию, которая дала результативную основу
поисков полезных ископаемых и предсказания
землетрясений. Реальная сенсация открытия в Атлантическом
океане той самой «щели», где континенты отплывают
друг от друга, ее исследования, включая непосредственное
бурение, — все это для многих прошло незамеченным.
Народная мудрость учит, что у царевны-лягушки
совершенно не обязательно, даже просто вредно сжигать
3

ее лягушачью шкуру. И сказители, и их слушатели
сохраняли во все века и у всех народов долю лукавства
ц юмора. Внимая современным сказкам, неплохо об этом
помнить. Слушать сказки — полезно, сочинять их
—непредосудительно, делать из них выводы — желательно.
Но нельзя становиться рабами пустых фантазий.
Так ли важен вопрос о сомнительных измышлениях
в наш век научно-технического прогресса, когда от пауки
зависят судьбы человечества? Нужно ли писать о них
книгу?
Ответ: важен! Нужно! Но не только потому, что
жалко, когда люди живого, ищущего ума тратят энергию,
а иногда и жизнь на дутые сенсации; не только потому,
что переписка по прожектам и «открытиям» отнимает
время, создает своего рода «отрицающий иммунитет»,
который потом негативно проявляется по отношению к
действительно новому. Дело гораздо серьезнее: в
повседневной практической деятельности, в научном
творчестве, в инженерных решениях, в экономике и
общественных отношениях далеко не редки те же ошибки, которые
приводят к возникновению и живучести современных
околонаучных сказок.
В последние годы возникла еще одна серьезная
проблема. Реальностью становятся сложные вычислительные
системы, содержащие обширные банки информации и
разветвленные связи между ними, включающие
самостоятельные ЭВМ,— иногда их называют системы с
искусственным интеллектом. В таких системах человеку отводится
роль, которую сегодня играют хорошие научные
руководители работ. Академик П. Л. Капица отмечал, что научный
руководитель эффективно выполняет свои функции, когда
сам проводит 25—50% работы. Сложность решаемых с
помощью ЭВМ задач настолько велика, что такой объем
участия человека становится невозможен. Искусственный
интеллект дает людям конечный результат, не всегда
оставляя возможности детальной проверки процесса его
получения. Человек оказывается в положении
неспециалиста, читающего в газетах и журналах о достижениях
науки и техники наряду с информацией о разнообразных
«сенсациях».
На пути развития вычислительных систем в
обозримых пределах длительности человеческой деятельности
нет ограничений типа тех, которые накладывает к. п. д.
цикла Карно на совершенствование тепловых двигателей.
Однако в науке и технике выявленная ошибка — один из
4

движущих элементов процесса поиска нового. Поэтому
ни при каком развитии искусственного интеллекта наука
не может гарантировать безошибочность каждого
индивидуального решения машины. Это создает серьезные
вопросы. Например, сегодня накопленный запас атомных
и водородных бомб, выраженный в тротиловом
эквиваленте, составляет примерно три тонны (!) на каждого
жителя Земли, включая грудных младенцев. Запал всего
этого собираются отдать в соответствии с программой
СОИ в руки системы искусственного интеллекта, но
сотворенный ею «бермудский треугольник» может стать
причиной гибели человечества в целом!
Почему это так, как искать преодоление таких
трудностей — понять далеко не просто. В этом переплетаются
все до сих пор полученные человеком знания от
космологии до психологии, вся история развития науки.
Гротескность «сенсаций» создает уникальную возможность
объединить столь разнородный материал. Маленькому
ребенку больше всего удовольствия доставляет ситуация,
когда, опережая лукавящего взрослого, он сам видит
ошибку. Поскольку такую психологическую особенность
человек зачастую сохраняет на всю жизнь, то нельзя
пренебрегать народной мудростью сказочных приемов,
которая учит, что обсуждение вопроса об остановке «вок-
зая у трамвала»—весьма эффективное педагогическое
средство. «Перчатки на пятках» бермудских
треугольников, летающих тарелок и т. п. дают возможность понять
сложные и важные сугубо научные вопросы. Но нужны
и серьезные примеры из области науки. Вот почему эта
книга имеет свой выверенный ритм простоты и
сложности. Те из читателей, которых подъемы сложности
будут утомлять, могут «туннелировать» сквозь них, подоопо
квантово-механическим частицам.
Одно в этой книге часть читателей найдет для себя
близким и понятным, но для других это же самое
окажется неожиданным, побуждающим к спору. Несомненно,
что тех, кто везде ищет только подтверждение своей веры
в невозможное, эта книга разочарует. Но читатели,
которых интересует наука, и те, кто может и хочет работать,
найдут в книге оригинальные постановки задач, вопросы,
а в некоторых случаях важные результаты (к частности,
принадлежащие автору). Если эта книга заставит
задуматься над оценками и решениями, как в известном,
так и в очень сложном, в частности, связанном с
научным творчеством, если она поможет переключить азарт,
5

вызываемый таинственным, па копкретпую работу, то
автор будет считать свою задачу выполненной.
А сказки? Слушайте и выдумывайте сказки, но
не пренебрегайте доводами тех, кто им не верит; учитесь
для того, чтобы не стать бесплодными фантазерами; не
повторяйте ошибок сказок в своей повседневной работе.
Что касается автора, то он просит читать книгу
внимательно и считает своим долгом поблагодарить
академиков Л. И. Седова и Г. Г. Черного, академика АН УССР
Б. В. Гнеденко, члена-корреспондента АН СССР С. С.
Григоряна, докторов физико-математических паук С. А.
Лосева и П. В. Шсглова за внимание к работе, а также
доктора технических наук Д. А. Поспелова, доктора
физико-математических наук Ю. Л. Климонтовича, доктора
химических наук А. Н. Шамина, доктора медицинских
наук И. Л. Черткова, кандидатов физико-математических
паук А. А. Старобииского, Ф. А. Цицииа, В. Г. Сурдина
за внимательное ознакомление с рукописью и сделанные
ими ценные замечания.
Книга была закончена еще в 1976 г. Это позволило
проверить временем ее основные положения и подкрепить
(их новыми примерами.

Глава 1
ПРИЧИНЫ И СЛЕДСТВИЯ
Наука выводов и анализа может быть
освоена только путем долгого и упорного
изучения, и жизнь слишком коротка, чтобы
смертный мог достигнуть предела возможного
совершенства.
Артур Конан Дойл. Записки
о Шерлоке Холмсе
§ 1. Сложное — простое и простое — сложное
Окружающий нас мир в самом простом, повседневном
исключительно сложен и многообразен и во многом до
сегодняшнего дня не имеет исчерпывающего научного
описания. Но вместе с тем человек может точно
рассчитывать, объяснять и предсказывать процессы и явления
для множества таких случаев, которые часто поражают
своей необычностью.
Движение планет еще тысячелетия назад описывали
с вполне достоверной точностью, а сегодня среднее
расстояние от Марса до Земли измерено с погрешностью
всего в 10 метров. Ученые не только рассчитывают
траектории полетов к Луне и планетам, но и управляют
реальными космическими аппаратами в полете. С завидной
достоверностью описываются и предсказываются процессы
в глубинах космоса на таких расстояниях, которые свет,
скорость которого предельна, проходит за миллионы и
миллиарды лет. Например, около двух десятилетий назад
из космоса были приняты очень мощные, строго
повторяющиеся с частотой около 1Гц радиосигналы, которые
охотники за сенсациями немедленно приписали
внеземным цивилизациям. И вот в считанные месяцы ученые
сумели объяснить эти сигналы как излучение
сверхплотных, так называемых нейтронных звезд, масса которых
превышает массу Солнца, а диаметр составляет всего
несколько километров, проверили теоретические
построения наблюдениями, предсказали новые эффекты,
характерные для таких звезд, и нашли множество других
нейтронных звезд в окружающей пас Вселенной. Разве
это не внушает представление об абсолютной всесиль-
пости современной науки?
Но оказывается, что даже в ванной комнате
современного жилого дома есть процессы, которые наука
достаточно строго описать не в состоянии. Например, из крана
7

вытекает струйка воды. Вначале она сохраняет
удивительно правильную и красивую форму, но йотом
разбивается на меняющиеся, беспорядочные образования.
Распад струйки воды непосредственно связан с понятием
о турбулентном движении. Оказывается, при всех успехах
современной науки исчерпывающей строгой теории
турбулентности сегодня еще не существует, хотя все
выдающиеся ученые, когда-либо сталкивающиеся с задачами
движения жидкостей и газов, считали бы для себя честью
создать такую теорию.
Самая глубокая в мире скважина бурится сейчас у нас
в стране на Кольском полуострове около города
Заполярный. Она уже имеет глубину свыше 12 километров и
должна закончиться на 15 километрах. Но если
сопоставить эту еще никогда в мире не достигнутую глубину
проникновения в глубь земли с диаметром нашей
планеты, то окажется, что укус комара по отношению к
размеру тела человека — фантастическая бездна по
сравнению с этой скважиной. Все, что нам известно о горных
породах на больших глубинах, есть результаты косвенных
измерений и теоретических построений*).
У пас на глазах в самые последние десятилетия
человек только начинает по-настоящему понимать
основные процессы, связанные с жизнью. И с удивлением
обнаруживает, что чем больше подробностей становится
известно, тем больше наряду с ними открывается
сложного и непонятного. Человек то с увереннностью
демонстрирует всесильность науки в сложнейших вещах, то вдруг
обнаруживает, что в его знаниях о самом обыденном
зияют глубокие провалы.
Противоречие между уровнем возможностей научного
описания обыденно простого и, казалось бы, невероятно
сложного порождает множество заблуждений, надежд и
фантазий. Для того чтобы понять, в чем причины таких
парадоксальных противоречий, нам придется разобраться
в основах построения современной науки, в роли
математики и исходных положений физики, в вопросах, с
одной стороны, элементарно простых, которые, казалось
бы, все знают еще со школы, и в то же время остающихся
исключительно сложными, лежащими в поле зрения
ведущих ученых современности.
*) Об оригинальных методах проникновения в глубь Земли
см. в книге: Островский А. П. Новые процессы бурения
глубоких скважин.— М.: Гостоптехиздат, 1960.
8

§ 2. Приближенное описание — основа научного
подхода к процессам и явлениям природы
Искусство — музыка, поэзия, живопись своими
средствами как-то отражают окружающий нас мир, пытаясь
воссоздать ассоциации, передать его красоту и сложпость.
Наука намного примитивнее, она грубо упрощает
реальное, выделяя каждый раз только одну ограниченную
группу явлений и полпостыо игпорируя остальные. Но это
создает и основное преимущество науки — точность и
универсальность результатов.
На основе глубокого обобщепия эксперимента,
создания специального языка — математики оказалось
возможным для широких групп задач выделить исходные,
определяющие величины, ограниченный набор которых
позволяет точно выявить и описать взаимосвязи данной
задачи, именно то, что называют законами природы.
Объекты, с которыми работает наука, очень часто
настолько абстрагированы от реальпого, что их природпого
воплощения может и не существовать. Примером может
служить математическая точка, не имеющая ни длины,
пи ширины, ни высоты. Точность решения задач
космической навигации именно потому так высока, что в этой
области реальные тела — космические аппараты, планеты,
их естественные спутники можно заменить
идеализированными моделями — математическими точками. А вот
единой упрощенной модели горных пород не
существует — слишком разнообразен их состав, кристаллическое
строение, зависимость свойств от температуры, давления
и пр. Поэтому описать горные породы не то что на
больших глубинах, а даже на поверхности земли так
точно, как движение тел в космических глубинах, пока
невозможно.
После замены «очевидных» свойств окружающих нас
тел и процессов строгими, но упрощенными по отношению
к исходному природпому явлению научными
формулировками — моделями возникает возможность точного
расчета, описания, предсказания, но только в строго
ограниченной области применения — пока справедливы те
исходные упрощающие предположения, на основе которых
модель и строилась. В этом парадоксальная особенность
науки — исключительная точность, вызванная к жизни
принципиально неточными, приближенными, по самой
своей сущности годными только в определенной области
9

явлений, моделями реального. Перефразируя известное
высказывание Валентина Катаева о литературных
произведениях, можно сказать, что «наука есть ложь, но ложь
более похожая на правду, чем сама правда».
Исходные, обобщающие и идеализирующие реальное
предположения в математике ассоциируются с понятием
об аксиомах. К их существованию все привыкли, хотя
не всегда отдают себе отчет в том, какие именно
ограничения накладывают аксиомы на соответствие результатов
теорий и расчетов процессам природы и техники.
Проиллюстрируем особенности математических аксиом
на примере определения прямой и плоскости из
школьного учебника геометрии. Посмотрите, насколько сложно
математическое определение элементарного, казалось бы,
обобщения понятий о проведенной по линейке линии или
о поверхности стола. «Существует хотя бы одна прямая
и хотя бы одна плоскость. Каждая прямая и каждая
плоскость есть несовпадающее с пространством непустое
множество точек». В чем дело, почему необходимо такое
сложное, на первый взгляд бессмысленное, определение
прямой и плоскости? Да потому, что природных объектов,
точно соответствующих рассматриваемым в геометрии,
т. е. имеющих протяженность без толщины, не
существует. Именно поэтому появилось волевое утверждение в
определении: «существует хотя бы одна прямая и хотя
бы одна плоскость». Не менее тысячелетия понадобилось
человечеству для формирования и внедрения в науку
такой модели реальных тел.
Прямые и плоскости должны состоять из чего-то —*
из математических точек. Но как математические точки,
не имеющие конечных размеров, не имеющие поэтому и
частей, могут заполнять математическую прямую или
плоскость? Ведь одна из их частей должна касаться одной
соседней точки, а другая — другой. Но для этого они
должны иметь протяженность, что противоречит их
определению. И вот появляется вторая часть аксиомы:
«каждая прямая и каждая плоскость есть... непустое
множество точек». Опять утверждение — несмотря ни па
что идеализированный объект существует. Естественно,
что в науке используется своя терминология, в частности,
для этого утверждения — «непустое множество».
Вопрос о том, каким образом математические точки
могут непрерывным образом заполнять прямую,
плоскость, объем, для своего разрешения потребовал далеко
не тривиальных усилий. Фундаментальный для всей
10

пауки раздел математики, посвященный предельному
переходу, разрешает этот парадокс. Вводится понятие
об «ε-окрестности» точки, и математическая точка стя-
повится пределом последовательности чисел или
непрерывной функции, благодаря чему нематериальные, не
имеющие частей математические точки, линии,
поверхности приобретают способность непрерывным образом
заполнять геометрические объекты. Создание
последовательной теории пределов и ее использование для
обоснования основ дифференциального и интегрального
исчисления завершилось совсем недавно, всего только в
середине — конце прошлого века, т. е. почти на два тысячелетия
позже создания геометрии Евклидом. Эффективность
применения этих идеализированных образов лежит, без
преувеличения, в основе всей научно-технической
революции*), а противоречия сопряжения реального и его
моделей обычно становятся основой фантастических падежд.
Например, в романе известного писателя-фантаста
Герберта Уэллса «Машина времени» обоснование возможности
путешествий во времени ищется именно в противоречии
математических определений прямых и плоскостей с
реальными объектами**).
Но этим еще не исчерпаны фундаментальные вопросы,
которые связаны с обобщением и идеализацией
элементарно простого. Без внимания осталось утверждение «не
совпадающее с пространством». Оно подчеркивает, что
объекты геометрии Евклида существуют в не зависящем
от них прострапстве. Казалось бы, очевидно — ведь
линии проводят на бумаге, поверхность Стола находится
в чем-то. А на самом деле эта оговорка связана с
истоками таких важнейших, относящихся к самому
последнему времени областей науки, как общая теория относитель-
*) Задачи, вызванные к жизни развитием электроппых
вычислительных машин, стимулировали как иные пути решения
проблемы заполнения объектов математическими точками (папри-
мер, нестандартный или неархимедов анализ), так и новые
подходы (например, возникновение дискретной математики).
**) Математический образ, похожий па реальную прямую,
создан только в последние десятилетия. Это фракталь —
математический объект, подобно пити или струпе тонкий и гладкий
издали; все время изменяющий свою поверхность при детальном
рассмотрении его уменьшающихся участков и опять становящейся
гладким при очень большом «увеличении». В его основе лежит
казавшееся совсем педавно искусственной выдумкой
представление о непрерывных функциях, не имеющих производных ни
в одной точке.
1!

ности Альберта Эйнштейна или, как ее еще называют,-^
теория гравитации, с истоками атомизма древних греков
и сегодняшними самыми современными работами по
теории «элементарных частиц».
Как видите, ввести в науку эквиваленты таких
простейших обиходных понятий, как линия на бумаге или
поверхность стола — далеко не простая задача, в решении
которой необходимо пойти на существенные и сложные
упрощения, идеализацию реальных объектов. Но зато
операции с объектами, описанными определениями и
аксиомами, можно вести очень точно, единообразна. Изучение
математики, которое начинается в школе, имеет своей
первоочередной целью научить людей специальному,
характерному именно для науки языку, которым и
является математика. Один из барьеров в достижении этой
цели — трудности усвоения начальных, подчас кажущихся
искусственными приемов, с помощью которых сопрягается
обыденно очевидное и его абстрактные образы.
Дорогая цена, заплаченная за формулировку
определений и аксиом (а нами рассмотрен только один
простейший пример), окупается точностью и общностью
результатов их использования.
К сожалению, часто даже технически грамотных
специалистов в научной литературе поражают
математические выкладки, которые им кажутся верхом сложности
и учености. На самом деле не так уже редко эти
выкладки — только технологический процесс получения
результатов, а самым сложным является формулировка
исходных обобщений, ставящих в соответствие реальным
объектам обязательные для науки приближенные
эквиваленты.
Известный советский ученый академик А. Н. Крылов
в одной из своих статей, написанных для пропаганды и
прославления математики, подчеркивает эту особенность
математического аппарата. Он пишет: «Ум человеческий
ограничен — глупость беспредельна, математика и нужна
уму ограниченному как подспорье для правильных
умозаключений» *).
В связи с проиллюстрированными выше свойствами
математических образов в каждой из областей пауки
можно найти конкретные задачи, для которых па вопрос,
что возможно и что невозможно с научной точки зрения,
*) Крылов А. Н. Воспомипапия и очерки. М.: Изд-во АН
СССР, 1956.—См. с. 581.
12

всегда существует два равноправных, оба правильных,
по взаимнопротиворечивых ответа. Например, вопрос:
могут ли быть неверными выводы, сделанные на основе
геометрии Евклида?
Ответ первый. В условиях, когда верны исходные
приближения — аксиомы геометрии Евклида, полученные на
их основе выводы верны. В пределах применимости
исходных постулатов геометрия Евклида (как и любая
другая область математики в пределах применимости
своих исходных аксиом) носит абсолютный характер и
никогда, ни при каком развитии науки и техники не
окажется неверной.
Но выше на примере одного определения было
показано, что исходные постулаты геометрии Евклида
заведомо и принципиально искажают свойства реальных
объектов. Поэтому равноправно существует второй,
казалось бы, противоречащий первому ответ: всегда
найдутся такие процессы, объекты и явления в природе,
которые не удовлетворяют условиям аксиом геометрии
Евклида, и ее применение к ним даст заведомо
ошибочный результат, т. е. геометрия Евклида, как и любое
другое научное построение, неприменима и неверна вне
области справедливости своих аксиом.
Например, известно, что изменение аксиомы о
параллельных прямых в геометрии Евклида приводит к
построению геометрии с новыми свойствами, которую
называют геометрией Лобачевского.
Ниоткуда не вытекает, что запрещены другие
варианты исходных постулатов геометрии (и они существуют;).
Естественно, что новые аксиомы не могут возникнуть
«просто так». Их необходимость иногда вытекает из
несоответствия решений, полученных в рамках старых
аксиом, реальным процессам, т. е. экспериментальным
данным. Иногда, и это не менее плодотворно,
необходимость новых аксиом осознается на основе умозрительного
анализа слабых мест в известных аксиомах.
Все сказанное относится не только к геометрии, но и
к другим разделам математики. Формирование первичных
аксиом для широких областей науки или для частной
задачи — сложный и трудный процесс.
Убеждение многих: понятие аксиомы элементарно
и все связанное с ним исчерпано еще в средней школе.
Возникнут в этом сомнения — к услугам
«Энциклопедический словарь», в котором можно прочесть: «аксиома —
положение, принимаемое без логического доказательства
13

в силу непосредственной убедительности: истинное и
исходное положение теории». В этом определении все верно,
только не подчеркнуто важнейшее: истинностью, непо-
средственнной убедительностью положения-аксиомы
наделяет воля человека, иногда вопреки явно видимым
противоречиям.
В более строгом и, естественно, тяжелее
воспринимаемом изложении аксиоматический метод определяется
так *).
Даны система объектов, термины, выражающие
свойства объектов, и отношения между ними. Сами объекты
не определяются, так же как их свойства и отношения.
Высказывается только ряд утверждений, которые должны
для них выполняться. Эти утверждения и есть аксиомы.
Как видите, первичное правило, по которому получены
аксиомы, не предполагает ни их истинности, ни
непосредственной убедительности. Но тем, что аксиомы
сформулированы, из совокупности всех возможных объектов,
присущих им свойств и отношений, выделяется
ограниченный класс систем — тех, для которых данные аксиомы
выполняются.
Теперь необходимо убедиться, что в окружающем нас
мире существуют (хотя бы приближенно) эти системы —
реальные объекты, их свойства и отношения, для
которых истинны сформулированные аксиомы. Такую
реальность называют интерпретацией системы аксиом. Только
в результате сопоставления реальности и абстрактно
сформулированных утверждений появляется понятие
истинности аксиом.
Даже после этого система аксиом еще не имеет права
на участие в математических построениях. Нужно
убедиться, что она непротиворечива: ни одна из аксиом не
должна исключать других. Инструмент проверки
непротиворечивости — опять-таки интерпретация, т. е.
сопоставление с реальностью. Система аксиом должна быть
независимой, т. е. ни одна из них не должна являться
логическим следствием других. Наконец, система аксиом
должна быть полной, т. е. добавление к ней новых аксиом
обязательно приведет к противоречиям.
*) Более детально иптересующимся этими вопросами можно
рекомендовать книги: Гильберт Д. Основапия геометрии.—
М.: Гостсхиздат, 1948; Яновская С. А. Методологические
проблемы пауки.—М.: Мысль, 1972; Новиков П. С. Элементы
математической логики.— М.: Наука, 1973.
11

И только в результате описанпого сложного процесса,
первичной основой которого являются волевые
утверждения, система аксиом приобретает свойства, которыми ее
наделяет школьный учебник или энциклопедический
словарь.
Вопрос об аксиоматизации в математике — предмет
весьма серьезных исследований, начало которым положил
известный ученый Д. Гильберт. Сегодня этот вопрос
выходит на передний план науки в связи с развитием и
совершенствованием электронных вычислительных машин
и образованных на их основе сложных систем
искусственного интеллекта, о которых будет рассказано в последних
главах этой книги. А пока продолжим примеры,
отражающие отдельные особенности интерпретации аксиом,
понимаемых в более широком смысле, чем в математике.
§ 3. Парадоксы сопоставления
математических построений и реальных процессов
Насколько тяжело и трудно не только
«обыкновенными» людьми, но и ведущими учеными с мировым
именем воспринимаются особенности аксиоматического
построения науки, покажем на не слишком широко
известном историческом примере.
Одним из твердо сохраняемых почти всеми понятий
из школьного курса математики и физики является
синусоидальная функция времени
f(t) = AQsm(2nvt).
Многим представляется, что если эта функция
отображает какой-то реальный колебательный процесс, то
величину частоты колебаний можно определить с любой
сколь угодно большой степенью точности. И
действительно, можно зайти в магазин и купить электронные
наручные часы. Есть авторучки, в колпачок которых вделаны
такие часы. Они обеспечивают измерение времени с
относительной точностью до 10~6 и выше, а основой их
работы является задание постоянной частоты
синусоидального процесса. И ведь такие часы всего навсего
ширпотреб.
Оказывается, однако, что для измерения частоты
существует принципиальный, не устранимый никакой самой
совершенной аппаратурой предел точности. Причина в
том, что само понятие синусоидального процесса есть
математическая абстракция. Реальные колебания в при-
15

роде всегда имеют начало и конец, т. е, в природе
никогда не реализуется приведенная выше математическая
зависимость, а реализуется процесс, описываемый как
f(t) = A(t)sm(2jivt),
где A(t)—это закон включения и выключения колебаний.
Но синусоидальный процесс конечной длительности
обязательно описывается суммой гармонических функций,
аргументы которых — частоты — занимают некоторый
интервал, заполняя его непрерывно или — для
периодического включения и выключения — дискретно.
Оказывается, что длительность «включения»
синусоиды Δί и ширина спектрального интервала Δν связаны
между собой зависимостью
ΔίΔν>1,
т. е. для реальных колебательных процессов понятие о
частоте, как математической точке на оси спектра частот
колебаний, лишено смысла.
Если время включения измерительного прибора ΔίΗ
меньше времени включения самого процесса Δί, то
возникает чисто измерительная погрешность ΔνΗ,
определяемая условием
ΔίΗ · ΔνΗ > 1.
Ограничения такого рода очень часто встречаются в
практических задачах радиосвязи и хорошо известны
специалистам.
Но в начале нашего века, несмотря на то что история
основ математического аппарата колебательных процессов
к тому времени насчитывала почти сто лет, абсолютный
характер указанных выше особенностей мог показаться
и не обязательным.
В это время, как известно, шло интенсивное
становление квантовой теории. В 1913 г. Нильс Бор
сформулировал планетарную модель атома и ввел в ней
предположение о том, что частота излучения при переходах
электронов с орбиты на орбиту внутри атома
определяется формулой
W —W
V = ,
h *
где Wny Wm — энергия электрона на соответствующих
орбитах, а величина h — известная к тому времени
постоянная Планка.
16

Частота излучения ν в этой формуле определепа с
любой сколь угодно высокой степенью точности в полном
соответствии с понятием математической точки на оси
частот спектра колебаний. Казалось, что необходимо
поставить опыты и выяснить, действительно ли частота при
переходе электрона с орбиты на орбиту может
описываться математической точкой на оси спектра. Ведь такой
переход, как отмечал и сам Бор, противоречил всему
известному в то время. Если бы удалось в эксперименте
определить, является ли величина ν точным значением
или она отвечает некоторому интервалу частот, то это
было бы решающим для судьбы модели Бора.
Известный экспериментатор Рупп заинтересовался
этим вопросом и опубликовал статью об опытах, которые
должны были подтвердить постулированный Бором
характер излучения. Однако статья возникла в результате
трагедии. Рупп во время создания этой работы был
тяжело болей, и содержание публикации оказалось
мистификацией, вызванной его болезнью. Журнал извинился
перед читателями. Позже один из крупнейших советских
ученых академик Л. И. Мандельштам показал, что
фундаментальные особенности колебательных процессов
исключают необходимость экспериментальной проверки
величины спектрального интервала при излучении электрона
в атоме, так как в природе нет и не может быть
реального процесса, строго описываемого математической
точкой на оси частот своего спектра. Модель атома Бора,
как все знают, была заменена более точной. Процессы
формирования из отдельных квантов непрерывной
электромагнитной волны были описаны А. Эйнштейном
в его знаменитой работе 1916 г., ставшей основой для
создания лазеров.
Как видим, парадоксы и недоразумения, относящиеся
к самым элементарным вопросам соответствия
математических построений реальным процессам, не исключены
даже для крупнейших ученых и солидных научных
журналов. Они характерны и для многих других ученых и
инженеров.
Не менее часты случаи, когда проявление в природе
математических закономерностей неожиданно, что
заставляет самого наблюдателя или читающего о его
результатах забывать хорошо известную истину: законы природы
действуют независимо от нас. В связи с этим
вспоминается любопытное объяснение пропорций египетских
пирамид.
2 А. М. Хазен
17

§ 4. Объективность математики
и «космические пришельцы»
Когда человек непосредственно, вне учебников,
инженерных или научных задач сталкивается с объективными
проявлениями математических закономерностей, это
оказывается часто для него настолько неожиданным, что
ему не остается ничего другого, как призвать на помощь
«космических пришельцев» и всерьез обсуждать вопрос
об их участии в земных делах.
У кого сегодня может вызвать удивление тот факт,
что длипа окружности не может быть выражена
конечной дробью через ее раднус? Времена, когда «квадратура
круга» волновала умы лучшей части человечества, давно
отошли в прошлое. Но вот перед нами, по всей
видимости, достоверный факт: отношение длины основания
египетских пирамид к их высоте с точностью до
нескольких знаков после запятой кратно известному в
математике числу π, необходимому, в частности, для
определения длины окружности по ее радиусу. В связи с этим
появляются досужие домыслы. Известно, дескать, что в
Египте тогда числа π не знали, а раз оно участвует в
описании геометрии пирамид, значит, в их строительстве
участвовали какие-то инопланетяне и они выбрали
размеры пирамид именно такими, чтобы сигнализировать
последующим поколениям о своем посещении Земли.
Пирамиды — памятник инопланетянам?
Нет, если уж и памятник, то, в частности,
объективности математики. Представьте себя на месте строителей
пирамид. Традицией, установлениями жрецов или
правителей, определена их форма. При сооружении пирамид
измерениями длин и высот надо обеспечить их
соответствие заданной форме.
Высоту измеряют веревкой — отвесом. К нижней части
такой веревки надо прикрепить груз. Естественно, что и
в древности измерительный прибор имел вполне
определенный вид. Осознанно или в результате ритуала, но
груз отвеса должен был иметь определенную массу,
веревка — постоянный диаметр. Поэтому удлинение
веревки мало и постоянно.
Длины оснований пирамид имеют величину порядка
сотен метров. При измерениях расстояний по
горизонтали с помощью веревки ее растяжением уже
пренебрегать нельзя; один землемер будет тянуть сильнее,
другой — слабее. Возникнут большие случайные ошибки.
18

Можно предположить, что кто-то догадался измерять
расстояния по горизонтали катящимся барабаном
(вспомните автомобильный спидометр или курвиметр —
приборчик для измерения расстояний по карте). Ясно, что для
такого изобретения инопланетяне не нужны. Но прибор-
барабан надо изготовить. Для проведения окружности с
помощью веревки также нет необходимости использовать
инопланетян. По такой окружности можно установить
рейки и собрать барабан. Радиус для проведения
окружности естественно связать с единицей длины, которой
прокалиброван отвес (а единицы длины — это известно —
в Египте тогда были). Но ведь египтяне не знали о том,
что длина окружности не может быть выражена конечной
дробью через ее радиус, не знали о существовании числа π.
Именно поэтому при измерениях по горизонтали
катящимся барабаном, а по вертикали — отвесом,
отношение горизонтальных размеров к вертикальным
обязательно должно быть кратно числу п. Это следствие
простейших математических законов.
Если бы современный школьник оказался на каком-то
необитаемом острове и изобрел там способ измерения
длин с помощью барабана, то он бы правильно с
доступной ему точностью вычислил радиус окружности для
изготовления барабана. Во всяком случае, у него не
возникла бы мысль сигнализировать с помощью
неграмотного измерения длин кому-то, кто в будущем приедет на
этот остров. В том-то и дело, что проявление свойств
математических закономерностей в деятельности человека
не требует, чтобы об их существовании знали. Законы
математики объективны и, конечно, работают и в том
случае, когда человек их не знает.
§ 5. О приближениях в физике
и связанных с ними аксиомах
Каждая из областей физики, узких или широких,
основана на своих исходных упрощающих
предположениях, на приближенном описании реальных процессов
природы и техпики. Эти предположения по своей
сущности также являются аксиомами, подобными аксиомам
математики. Однако по отношению к основам физики
слово «аксиома» применяют весьма редко, и найдется
немало людей, которые считают (и не всегда
необоснованно) утверждение об аксиоматическом построении
физики чем-то искусственным или даже неверным.
2*
ί9

Почему так происходит? Попытаемся
проиллюстрировать это на конкретных примерах и выяснить, что об-
щего и различного в аксиомах физики и математики.
Важнейшее исходное для всей физики понятие —
масса. Что это такое? Надо отдавать себе отчет в том, что
исчерпывающего объяснения этого термина, т. е.
сведения его сущности к другим, более простым понятиям
нет и сегодня.
Ньютон, который впервые последовательно, как это и
осталось до нашего времени, ввел в науку понятие
массы, использовал тавтологию: масса есть мера таковой,
определяемая через плотность и объем. Но понятие
плотности не может быть введено без объяснения того, что
такое масса, и словами «мера таковой» подчеркивается,
что сведение к более простым понятиям невозможно.
В большинстве учебников эта особенность исходных
физических понятий не подчеркивается, и у читателей
создается впечатление, что кто-то все-таки знает и может
объяснить, что же это такое — исходные понятия физики.
Но никто этого сделать не может, а если завтра и
возникнет такая возможность, то появится какое-то повое,
не сводимое к известным понятие.
Свойства исходных простейших понятий можно
установить экспериментами, пояснить примерами из
житейского опыта. Например, основное свойство понятия
массы в том, что она есть универсальная характеристика
тел, процессов и явлений, являющаяся одновременно и
мерой инерции, и мерой тяготения.
Многим при этом кажется, что подобное определение
массы, связанное с принципом эквивалентности —
равенством инертной и гравитационной масс,— есть
достижение самого последнего периода истории науки. Однако
это не так.
Еще Ньютон был поражен тем, что, казалось бы,
разнородные явления — тяготение и инерцию,— которые
он сам первый и охарактеризовал, можно связать с
одной и той же мерой — массой. Он понимал
исключительную важность этого факта и поставил эксперименты
для того чтобы проверить, так ли это. Если вспомнить
школьный курс физики, то ясно, что при описании
колебаний маятника понятие массы как раз участвует в
двух своих формах — как мера тяготения при
определении потенциальной энергии груза маятника и как мера
его инерции при описании кинетической энергии,
зависящей от скорости. Поэтому Ньютон в эксперименте про-
20

верял, зависит ли период колебаний маятника от того,
из какого вещества сделан груз маятника. Если масса
вещества есть только мера таковой, определяемая через
плотность и объем, т. е. не зависит от рода вещества, то
период колебаний маятников одинаковой конфигурации,
равной массы, но из разных веществ должен быть строго
одинаков. И Ньютон убедился, что это действительно
так. Пусть и с относительно малой точностью до 10~3,
но убедился*). Сегодня тождественность массы как
меры инерции и как меры тяготения проверена с
точностью до 10~12, но физики считают крайне важным
продолжать эксперименты и повышать их точность.
Вместе с тем в исходных положениях своей механики
Ньютон был не в состоянии выявить все следствия этого
факта, и аксиоматика в механике Ньютона заведомо
исходит из того, что тождественность массы по отношению
к инерции и тяготению полиостью не используется.
В этом существенное отличие аксиоматики в физике
и математике. Собирая из опыта отдельные факты,
обобщая их, человек формулирует законы связи между
переменными, каждая из которых абстрагирована от
непосредственных результатов опыта. Однако собирая эти
факты, ученые никогда не могут быть уверены, что они
исследовали все что нужно и с необходимой степенью
точности, т. е. они никогда не могут быть уверены в
полноте и «замкнутости» своих знаний.
Как отметила профессор С. А. Яновская, решить
математическую, например, геометрическую задачу —
значит свести ее к композиции уже решенных, в частности,
на конечном этапе к аксиомам. Поэтому аксиоматика в
математике — ее принципиальная, неотъемлемая
особенность. Математики нет и не может быть без полной
системы аксиом для каждого из ее разделов.
Математика — это язык для описания процессов и явлений,
который без строгих правил не может дать результатов.
Для физики решить задачу — значит получить
конкретный результат, заведомо приближенный,
справедливый в практических условиях: получить число,
зависимость. В физике полпота системы аксиом решающей
роли не имеет.
*) Поскольку при одинаковой массе грузы маятников из
веществ разной плотпости окажутся разных размеров, Ньютон,
чтобы исключить ошибки из-за отличий при этом сопротивления
движению и т. п., заключал грузы маятников в одинаковые ящикя.
21

Поэтому возникают парадоксы. Да, бесспорно,
Ньютон понимал фундаментальное значение эквивалентности
массы как меры инерции и массы как меры тяготения.
Но он сознательно разорвал эти связи и формулировал
независимые законы природы для инерции и тяготения:
возможности в каждый исторический период у деятелей
наукп ограничены. Понадобилось почти триста лет для
того, чтобы на основе происшедшего за это время
развития механики, возникновения и быстрого прогресса
электродинамики А. Эйнштейн вернулся к вопросу,
который поставил еще Ньютон. И только тогда возникла
общая теория относительности или, как ее называют,
теория гравитации. Да еще в период самого быстрого
развития науки понадобилось почти пятьдесят лет для
того, чтобы эта теория прошла на передний край
развития науки. И хотя она сегодня проверена
экспериментально с высокой точностью, споры о ее деталях
продолжаются.
Как ответить па вопрос, верна или неверна механика
Ньютона? С одной стороны, так же, как и в случае
математики, существует два правильных, равноправных, но
взаимнопротиворечивых ответа, с другой стороны, эти
ответы сложнее.
Так же, как и в математике, существует первый
ответ: механика Ньютона всегда верна, если она
рассматривается в рамках принятых им исходных положений —
аксиом. Но исходная система аксиом в фттзике может
быть более полной, чем необходимо для
рассматриваемых в данный момент следствий, или паоборот. Ведь
в механике Ньютона уже явно присутствует равенство
впортпой и гравитационной масс, а оно там как таковое
не используется. Следует ли из этого, что механика
Ньютона уже содержит в себе современную теорию
гравитации? Ответ — конечно нет! Хотя в исходпой
аксиоматике принцип эквивалентности фигурирует, но
необходимые выводы π обобщения на его основе не
делаются, не используются. Поэтому второй ответ может
быть не только таким же, как в математике, но и
содержать утверждение: нет, механика Ньютона в рамках
присутствующих в пей исходных аксиом может быть и
певерна, так как в ней но используются все следствия
принципа эквивалентности.
А исчерпаны ли сегодня, в существующей науке, все
следствия принципа эквивалентности ипертной и
гравитационной масс? Ответ пока еще отрицателен. В терми-
22

нах физики можно утверждать, что материальность
окружающего нас мира сегодня сводится к факту: в
природе все процессы и явления обязательно и неразрывно
связаны с понятием массы, одновременно являющейся
как мерой инерции, так и мерой тяготения. Но как все
это происходит в деталях, как, в частности,
объединяются, например, гравитационные и электромагнитные
взаимодействия, пока еще достоверно никто не знает,
хоть ответ, судя по всему, не за горами.
Это только так кажется, что вопрос о соотношении
инертной и гравитационной масс есть некоторый тонкий
вопрос для теоретиков. На самом деле это основа
благополучия человечества в будущем тысячелетии или
вопрос о дальнейшей его судьбе, так как атомные
электростанции, атомные и водородные бомбы, в конечном счете,
продукты реализации принципа эквивалентности. На
уровне внутриатомного и внутриядерного строения
вещества нет признаков, на основе которых можно было
бы сказать: вот эта частица — электрон, фотон и т. д.—
есть представитель вещества, а другая — представитель
энергии. Почти вся масса электрона, который для
большинства есть типичный представитель вещества,
определяется энергией его электромагнитного поля, а квант
энергии — фотон, гамма-квант, как показано прямым
экспериментом, будучи поднят на высоту семиэтажного
дома (22 метра), меняет свою энергию W (т. е.
связанную с ней формулой Планка W = hv частоту ν) точно
так же, как если бы это была гиря, которую по лестнице
перенесли наверх.
Человечество должно добывать продукты питания,
строить сооружения, машины и пр.— решать
конкретные практические задачи. Во всем этом без науки
получение результатов было бы невозможно. Много или мало
знает человек о тех или иных процессах природы, он но
может ждать, пока о них будет известно все до конца.
Надо для каждой конкретной задачи или группы задач
находить свою частную систему исходных упрощений.
Поэтому в прикладных исследованиях, при создании
машин и приборов не только нет необходимости
вспоминать о далеких следствиях эквивалентности инертной
и гравитационной масс, но и вообще вещество, железо
или резину можно считать в одной задаче абсолютно
твердыми, не подверженными никаким, даже самым
малым, деформациям, а в другой, например, при расчете
взрывов и соударений с большими скоростями, то же
23

самое железо, даже сверхтвердое, можно с очень
большой точностью описывать как идеальную несжимаемую
жидкость.
В физике почти для каждой группы конкретных
задач существуют свои системы исходных упрощений. Они
меняются часто в пределах одной страпицы задачника.
Поэтому по отношению к физике слово «аксиомы»
употребляется редко.
Объем современных научных знаний огромен.
Невозможно в каждой из областей науки все время
подчеркивать и повторять исходные упрощения для каждой из
задач — они становятся само собой разумеющимися.
Поэтому далеко не редки случаи, когда учет забытых из-за
кажущейся очевидности исходных упрощений пытаются
толковать как «опровержение» закопов природы. При
этом возникают доброкачественные или драматические
ситуации, и, продолжая наш рассказ о свойствах
понятия массы, в следующем параграфе расскажем о
некоторых из них.
§ 6. О явных и неявных «опровержениях»
закона сохранения импульса
Среди закопов природы, подвергающихся усиленным
атакам любителей в последние десять — двадцать лет,
почему-то оказался закон сохранения импульса. Вообще
говоря, закон сохранения импульса есть одна из
математических формулировок принципа инерции, о котором
выше говорилось как об одном из самых
фундаментальных принципов природы. В школьном курсе физики
закон сохранения импульса (количества движепия)
формулируется для точечных масс в виде
mivl = m2v2,
где ти т2 — массы взаимодействующих тел, a v{, v2 -^
их скорости.
Когда применяют этот закон к простым задачам,
например, к классической задаче об отдаче ружья при
выстреле, реальные тела заменяют материальными
точками. Вся масса тел сосредоточена в этих точках,
положение которых сопоставляют с положением центра
тяжести реальных тел. При этом предполагают, что при
соударении никаких потерь нет.
Для соударения материальных точек понятие об
упругости «их материала» не имеет смысла, хотя и говорят
24

об отсутствии потерь, как об идеально упругом ударе.
Но заменить реальное тело материальной точкой можно
далеко не в любой задаче. Например, пусть абсолютно
упругий шар, в материале которого нет никаких потерь,
падает на абсолютно упругое полупространство (т. е.
очень большое тело, ограниченное одной плоскостью).
Практически, стальной шарик падает на толстую
стальную плиту. Поднимается ли после удара о плиту шар
на ту же самую высоту, с которой он упал? Первый
ответ: конечно да*). Но'этот ответ принципиально
неверен. Так что же? Закон сохранения импульса
нарушается? Конечно нет, изменяются условия его применения
таким образом, что записанное выше соотношение для
точечных масс перестает быть применимым. Одна
система частных аксиом конкретной физической задачи не
соответствует реальному процессу и должна быть
заменена другой системой аксиом, включающей в себя
волновые процессы. Хотя в шаре и полупространстве никаких
потерь нет, но при ударе возбуждаются упругие волны.
А для соударения точечных масс понятие о волнах
лишено смысла.
Распространяясь, волны уносят часть импульса
соударяющихся тел. Учет возможности передачи импульса
движущегося тела волнам и в отсутствие всяких потерь
приводит к тому, что шар никогда не сможет подняться
на исходную высоту. Нет «опровержения» закона
сохранения импульса, а просто данная задача требует учета
дополнительных факторов, которыми пренебрегают в
школьной задаче о ружье. Казалось бы, все очепь
просто, но оказывается, что подобные рассуждения
привлекают впимание и весьма квалифицированных
специалистов.
Относительно недавно был выдан диплом на
открытие Е. В. Александрову, претендовавшему на открытие
новых законов соударения тел. Существо предложения
Александрова сводилось именно к тому, что при
соударении тел необходимо учитывать волновые процессы.
Вопрос, является ли это открытием или нет, вызвал
дискуссию. Ученым-механикам хорошо известно, что
законы соударения протяженных тел и математических
точек — разные. Так в чем же открытие? Оно в точных
количественных соотношениях для конкретных видов
тел, которые могли бы быть вычислены на основе су-
*) Такой ответ дается во мпогих школьпых задачпиках.
23

ществующей теории, по рапьшо явно это сделано пе
было.
А вот пример «опровержения» закона сохранения
импульса, основанного на другой, также часто
встречающейся ошибке,— неучете влияния малых величин,
которые тем не менее оказываются основными в той или
иной задаче.
Однажды я случайно включил телевизор и увидел
на экране знакомое лицо научного сотрудника из
соседней лаборатории. Естественно, что мне пришлось
досмотреть передачу до конца. Изобретатель В. Н. Толчии
с завидным искусством и четкостью демонстрировал
аккуратно сделанные модели устройства, которое, по его
мнению, нарушало закон сохранения импульса, а около
десятка кандидатов наук и инженеров смотрели на это
и высказывали свое мнение.
Устройство Толчина, или, как он его называет, инер-
цоид, представляло собой заводную тележку со свободно
вращающимися колесами, над которой в горизонтальной
плоскости на оси совершали «взмахи» два стержня с
грузами на концах. (В одном случае линейная
амплитуда «взмаха» составляла около 5 см. Каждый груз
равнялся примерно 25 г.) Взмах вперед совершался
медленно (ориентировочно за 3 с), назад —быстро
(примерно за 0,5 с). В результате тележка двигалась вперед по
стеклу, политому маслом, а обычный игрушечный
заводной автомобиль беспомощно проскальзывал.
На основе этого опыта Толчин утверждал, что его
иперцоид движется в результате нарушения закона
сохранения импульса, так как он считал, что трением
о стекло можно пренебречь и приводят инерцоид в
действие только внутренние силы. На прямой вопрос из
аудитории о силе трения был дан ответ, что она очень
мала, всего 0,6 гс.
После демонстрации кто-то из присутствовавших
кандидатов наук взахлеб стал говорить, как это хорошо и
вот если применить этот принцип к космическим
полетам, то что за прелесть получится; еще кто-то
высказался в этом же стиле, и только мой знакомый решительно
заявил, что закон сохранения импульса нарушаться не
может, потому что не может, и все! Ведущий уклончиво
подвел итог дискуссии.
Между тем, всего продемонстрированного достаточно
было для того, чтобы в считанные минуты
количественно показать, в чем ошибка, почему никакой речи о на-
26

рушепии закона сохрапепия импульса быть не может,
но в столь представительной аудитории не нашлось ни
одного человека, который бы это сделал!
Действительно, одна из самых простейших форм
записи закона сохранения импульса есть
mAv = FAt,
где F — действующая сила, Δί — время действия.
Подставляем ориентировочно, как их можно определить по
изображению на экране телевизора, параметры и
получаем, что пазванной в ответе на вопрос силы трения
достаточно для того, чтобы при медленном движении
грузов в полном соответствии с законом сохранения
импульса тележка оставалась неподвижной, а при быстром
движении (именно на основе того же самого закона)!
она двигалась вперед.
Почему-то никто не опровергает закоп сохрапепия
импульса в связи с тем, что человек может ездить на
коньках, но когда использование пусть малой силы
трения при движении по скользкой поверхности
приобретает чуть-чуть необычную форму, то возникает
недоумение и потребность ниспровергать законы природы.
Приведенный пример очень важен. Он показывает,
что и сегодня для квалифицированных специалистов
уровень понимания основ науки остается все-таки
недостаточным. Что же говорить о несомненно талантливых
изобретателях, у которых по тем или иным объективным
причинам есть существенные пробелы в обучении!
Почему за много лет, на протяжении которых то явно, то
скрыто идут разговоры об инерцоиде, не нашелся в
непосредственном окружении того же Толчина грамотный
инженер, который бы объяснил ему, что он
действительно изобрел устройство для передвижения при малом
трении, некий самовытаскиватель для застрявших
автомобилей, а не опроверг основы науки*)? Кстати, вопрос
о том, можно ли осуществить на этом принципе
самовытаскиватель или другое техническое устройство,— это
уже вопрос конкретного инженерного расчета.
*) Инерцоид описан в книге: Τ о л ч и н В. Инерцоид: силы
инерции как источник поступательного движения.—Пермь:
Пермское книжное издательство, 1977. В этой книге ни разу и
нигде не упоминается величина времени движения грузов в
прямом и обратном направлении при работе любой из приведенных
там конструкций инерцоида.
27

Надо отметить, что несомнеппо положительной и
неотъемлемой чертой творческого работника является
упрямство, необходимость вопреки всем рациональным
доводам отстаивать справедливость своих утверждений.
Книги и радио, кино и телевидение на разные лады
повторяют перипетии борьбы, например, при
становлении квантовой теории, когда вопреки доводам маститых
ученых правыми оказывались люди, высказывающие
утверждения, противоречащие аксиоматизации
современной им науки. Естественно, что и сегодня
«изобретатели», осаждающие множество научных учреждений
(и правительственных тоже), в силу положительных
черт своего характера превращаются в назойливых
маньяков. И это не только их личная трагедия, по и
препятствие на пути настоящих изобретателей, так как
администраторы, неизбежно участвующие в рассмотрении
научных работ, не всегда могут отличить их друг от
друга.
Поэтому очень важно, чтобы сами творческие
работники, независимо от присутствия или отсутствия
дипломов и степеней, хорошо понимали, что может быть
ниспровергнуто, а что (во всяком случае в данных
конкретных условиях) нет, чтобы они понимали, какие
обязательные следствия должны возникать из
возможности нарушения того или иного закона природы.
В истории науки есть много примеров, когда
уважение к ненарушимости законов сохранения энергии,
импульса, момента количества движения давало
фундаментальные результаты. Один из них связан с
внутриядерной частицей — нейтрино.
В 1914 г. Дж. Чедвик (имя которого известно
многим в связи с открытием через 8 лет нейтрона)
обнаружил при ядерных распадах с испусканием β-частиц
факты, которые можно было трактовать как нарушение
закона сохранения энергии. В новой тогда области
физики почему бы не ухватиться за «сенсацию»? Но для
настоящих ученых было ясно — закон сохранения
энергии нарушаться не может. В 1930 г. физик-теоретик
В. Паули, исходя из этого, предположил, что должна
существовать неизвестная пока частица, уносящая
недостающую энергию*). Предсказанные им свойства ча-
*) Кстати, следует напомнить, что в то время Н. Бор
допускал возможность несохранения энергии в индивидуальных
процессах распада атомных ядер.
28

стицы не позволяли обнаружить се каким-либо прямым
экспериментом.
Исследования распада атомных ядер продолжались,
и физиков ожидала новая неприятность — нарушение
закона сохранения импульса. Опять это вызвало не
сенсации, а работу, в результате которой выяснилось,
что недостающий импульс обязана уносить все та же
придуманная В. Паули частица. Известный ученый
Э. Ферми в 1933 г. дал ей имя — нейтрино.
Последовавшее затем обнаружение в этих же
процессах нарушения закона сохранения момента количества
движения уже не вызвало большого удивления, так как
оно объяснялось все тем же нейтрино. Оказалось, что
существуют разновидности этой частицы, были описаны
их свойства. Но только в пятидесятые годы удалось
осуществить первый прямой эксперимент по
детектированию нейтрино.
Силы тяжести были известны человечеству всегда.
От натертого янтаря, поднимающего шелковинки, и
камней, притягивающихся друг к другу и к железкам,
прошли тысячелетия до описания свойств
электромагнитных сил. Уважение к законам сохранения вызвало к
жизни нейтрино и позволило в считанные годы ввести
в науку принципиально новый вид сил — так
называемое слабое взаимодействие. Вместе с открытым — также
почти у нас на глазах — внутриядерным сильным
взаимодействием сегодня окружающий мир, судя по всему
полностью, описывают четыре вида сил. Созданы теории,
объединяющие между собой электромагнитные, слабые
и сильные взаимодействия. Идут интенсивные работы
по включению в это «великое объединение» и сил
тяготения. Совсем недавно почти мифические, нейтрино
наблюдаются теперь экспериментально, являются ключом
во многих фундаментальных вопросах. Например, от
величины их концентрации во Вселенной зависит,
является ли последняя расширяющейся или обязана
пульсировать — то расширяться, то сжиматься; измерение их
потока от Солнца важно для установления источника
его энергии.
Парадокс заключается в том, что законы сохранения
иногда нарушаются без противоречий с принципами и
методологией науки. Например, закон сохранения
энергии первоначально был сформулирован для
потенциальной и кипетической энергии при механических
процессах. Но расширение модели, потребовавшее учета взаим-
29

ных превращений тепла, и механической работы, п^тиве-·
ло к новой формулировке закона сохранения энергии,
известной как первое начало термодинамики. В
дальнейшем сохранение энергии было обобщено с учетом
электромагнитных процессов и химических реакций.
Создание А. Эйнштейном общей теории относительности
заставило совершенно по-новому подойти к
вопросам сохранения энергии и импульса в масштабах
Вселенной.
Вера в незыблемость сохранения энергии в таком
смысле, учитывающая теплоту, электромагнитные и
химические процессы, продолжает оставаться ведущим
инструментом в фундаментальных современных теориях.
Например, экспериментальное подтверждение теории
объединения электромагнитных, слабых и сильных
взаимодействий было связано с обнаружением частицы,
единственным свидетельством существования которой
могла быть энергия, унесенная ею в ядерных реакциях,
т. е. нарушение в них закона сохранения энергии в
рамках ранее существовавших теорий. Аналогичное
положение возникло и в следующем шаге развития
современного знания: теория «великого объединения» (так
называемая суперсимметричная теория) может быть
проверена опытами по обнаружению частиц,
проявляющихся опять-таки в форме нарушения закона сохране-
ί ния энергии.
Возможны и распространены кажущиеся нарушения
законов сохранения, являющиеся именно результатом
их строгого выполнения. Например, из закона
сохранения энергии вытекает возможность существования
материалов (например магнитострикционных) с
отрицательным модулем упругости — материал сжимают, а он
в ответ расширяется *).
Поэтому, если кто-либо из читателей собирается
опровергать какой-либо из законов природы, пусть
сначала задумается над историческими фактами и их связях
с сегодняшним днем науки.
*) О выводе «закона Гука» для магпитострикционных
материалов можно прочесть в работе: Хазен А. М. Нелинейная
теория мощных магнитострикционпых преобразователей для
целей бурепия II Научные труды Института механики МГУ. № 45.—
М.: Изд-во Московского университета, 1976. Для современных
материалов с гигантской магнитострикцией отрицательный модуль
упругости проявляется в исключительной хрупкости.
30

ξ 7. Полнота наблюдении и достоверность
научного факта
Для того чтобы что-то обсуждать, необходимы
исходные факты. При этом утверждение «сам видел»— еще
далеко не факт, который можно обсуждать с научной
точки зрения. На примере с «инерцоидом» было
показано, что существенна количественная оценка того, что
«сам видел». Очень важной характеристикой любого
наблюдения является полнота учета, казалось бы,
второстепенных обстоятельств.
В письменном или устном сообщении о том или ином
поражающем воображение факте, о явлениях природы
или каких-либо находках появляется неполнота:
наблюдающий не зафиксировал точно всех побочных
обстоятельств, или при публикации его сообщение сокращено
(редактор счел какие-то подробности второстепенными),
и вот факт, будем считать, точно описанный,
действительно имевший место, становится ошибкой только
потому, что он изложен неполно. В повседневной практике
в таких случаях всегда можно найти неполноту
описания, лишающую конкретные сведения достоверности.
В отношении многих сообщений о сенсациях далеко не
всегда это вообще возможно установить.
Когда возникают разговоры о летающих тарелках,
космических пришельцах или Бермудском треугольнике,
то, естественно, спорящие приводят факты. В
большинстве своем они сами свидетелями не были, но что-то
слышали, читали. Пока не будем обсуждать, насколько
достоверны формулировки тех фактов, которыми
оперируют спорящие. Допустим, что все действительно было
правильно зафиксировано свидетелями, не искажено
«испорченным телефоном» устной и письменной
передачи. Но значит ли, что изложенный факт действительно
относится к тому, что обсуждается? Отнюдь нет.
Для того чтобы то или иное наблюдение стало
научным фактом, недостаточно правдиво изложить
наблюдаемое. Необходима еще уверенность, что это описание
обладает полнотой учета всех относящихся к данному
эффекту обстоятельств. Но далеко не всякий
наблюдатель может сообразить, что еще надо отметить из,
казалось бы, второстепенных обстоятельств. Есть случаи,
когда эти дополнительные обстоятельства можно
уточнить только на основе техники, которой нет в момент
возникновения явления. Наконец, наблюдатель должен
31

обладать способностью понимать то, что вытекает из
данного описания, выдаваемого за факт.
Приведем примеры, связанные с «сенсациями»
вокруг так называемого Бермудского треугольника*)
(с вершинами на полуострове Флорида, Бермудских
островах и островах Вьерж). Этой зоне приписывают
таинственные эффекты исчезновения судов, самолетов
и т. п., свидетельствующие, якобы, о ее существенных
аномалиях в отношении магнитного поля, гравитации,
течения времени по отношению к другим частям
земного шара.
В частности, в качестве обоснования того, что в этой
зоне имеют место аномалии магнитного поля,
приводится такой факт. Группа самолетов, летевшая в зоне
Бермудского треугольника, передала сообщение о том, что
магнитные компасы на самолетах дают изменяющиеся
показания, после чего связь с самолетами пропала и на
аэродром они не вернулись. В литературе о Бермудском
треугольнике встречается утверждение, что в этом
сообщении есть неточности и ложная сенсация, что
обстоятельства исчезновения самолетов известны и связаны с
конечным запасом у них горючего и т. д. Будем, однако,
считать, что компасы отказали. Есть ли это факт,
подтверждающий именно наличие аномалии в магнитном
поле земли, характерной для данного района?
Оказывается, что нет, и вот почему. Когда обычный
читатель слышит фразу, что отказали компасы, то он
имеет в виду какой-то аналог того самого магнитного
компаса со стрелкой, который он носил с собой в
туристский поход или видел в учебнике географии. Но
уже давно, если подобный компас и сохранился
где-либо на самолете, то только в качестве «брелка», очень
редко устанавливаемого в кабине. Любой магнитный
компас на самолете — это сложное устройство, в
котором сам чувствительный магнитный элемент и
показывающий прибор перед пилотом связаны специальной
электронной системой передачи. И для того чтобы даже
у группы самолетов одновременно изменились
показания магнитных компасов, далеко не обязательно, чтобы
изменилось именно магнитное поле. Приборы могут
давать неверные данные и в том случае, если в атмосфе-·
*) Случаи, связагтные с Бермудским треугольником, и апализ
их достоверности собраны в книге Лоуренса Д. Куше
«Бермудский треугольник: мифы и реальность» (М.: Прогресс, 1978).
32

ре возникли электрические процессы, способные влиять
на систему связи магнитной части прибора с его
показывающей частью в кабине пилота. Поэтому сообщение
об аномалии магнитного поля в случае, описываемом в
применении к Бермудскому треугольнику, может стать
фактом, который надо как-то объяснить с точки зрения
именно магнитных процессов, только тогда, когда будет
сделан анализ копкретной конструкции данного
магнитного компаса на данном типе самолета.
Приведем еще один пример. Не какие-нибудь
досужие домыслы или неподдающиеся проверке сообщения
о пропавших самолетах, а факт, зафиксированный самой
совершенной современной техникой — спутниками:
уровень моря в зоне, в которую можно включить и
Бермудский треугольник, отличается от окружающего на метры
по высоте. Немедленно появляются утверждения в
литературе о Бермудском треугольнике: это зона, где Fpa-
витация принципиально отличается от всех остальных
участков земной поверхности.
Является ли гравитация единственным фактором,
определяющим высоту уровня моря? Конечно нет. Любой
знает, чго в сообщающихся сосудах жидкость
одинаковой плотности устанавливается па одинаковом уровне·
Если как-либо устроить, что одно колено сообщающихся
сосудов будет находиться в зоне с одной величиной
ускорения свободного падения, а другое — в другой, то
уровень жидкости в обоих коленах будет разный. Но
ведь закон сообщающихся сосудов формулируется в
учебниках для однородной жидкости везде одинаковой
плотности. Если в одном и другом колене жидкость
будет иметь разную плотпость, то в сообщающихся
сосудах уровни жидкости пе будут равны — они будут
обратно пропорциональпыми плотностям жидкости.
Совершенно очевидно, что разность высот уровня моря в зоне
Бермудского треугольника и вне ее может стать фактом,
свидетельствующим о каких-то аномалиях
гравитационных сил в этой зоне, только в том случае, если будет
точно показано, что плотность воды как функция
температуры и солености по всей глубине океана
одинакова в зонах с разным уровнем высоты поверхности.
Правда, в океане (в отличие от сосудов) вертикальная
граница между слоями разной плотности окажется
неустойчивой и возникнут течения. А уж это в зоне
Бермудского треугольника есть паверняка, так как имеппо
оттуда начинает свой путь крупнейшее океанское аече-
3 л. М. Хазсп
33

пие земного шара — Гольфстрим. У полуострова Флори-*
да Гольфстрим переносит в год 750 тысяч кубических
километров воды — в 20 раз больше годового стока всех
рек мира. При повороте Гольфстрима от мыса Гаттерас,
т. е. около Бермудского треугольника, в зоне, имеющей
в длину с запада на восток 2000 км, от Гольфстрима
отделяются самостоятельно существующие гигантские
вихри — ринги Гольфстрима. Они имеют диаметр
порядка 100 км, существуют по 3 года, двигаясь со
скоростью около 3 км в сутки. В год таких вихрей
возникает до 5 и скорость вращающейся в них воды
достигает относительно большой величины порядка 3 м/с.
Глубина океана в этой зоне до 3 км, по вращение воды в
рингах захватывает только 1 км, причем температура
этой воды на 10—12 градусов ниже окружающей.
Между прочим, этому перепаду температур должно
соответствовать изменение уровня океана примерно на 1 м в
полном соответствии с законом сообщающихся сосудов
для жидкостей разной плотности.
Если говорить о явлениях, связанных с повышенной
опасностью для судов или самолетов, то в зоне Бзрмуд-
ского треугольника и его окрестности, особенно
примыкающей к мысу Гаттерас, есть достаточно много
интересного: частые штормы, тумапы. Здесь встречаются
Гольфстрим и Североатлантическое течение. В штормы
только здесь наблюдаются столкновения волн, при
которых на 30 метров вверх поднимаются брызги и песок
со дпа. Даже в хорошую погоду летом здесь часто
бывает зыбь с десятиметровыми волпами, которые идут
против устойчивого северо-западного ветра вместе с
Гольфстримом. И ко всему этому нужно добавить еще так
называемую «южную мглу» и «парение Гольфстрима»,
при которых и в хорошую погоду может неожиданно
стать невидимым горизонт и все вокруг. На карте
океанов и морей мира можно указать всего 7 основных
районов крупных тропических циклонов и один из них
захватывает Бермудский треугольник. В среднем там
проходит до 36 тропических циклонов в год. К этому надо
добавить, что те самые атлантические циклоны, о
которых пам всегда сообщают по радио при описании
погоды на европейской части страны, также имеют области
раннего зарождения, связанные с Гольфстримом.
Если пытаться выделить из разнообразных
«сенсаций» о Бермудском треугольнике основное — то это
таинственные исчезновения судов и самолетов. Это и есть
34

'факты, для объяснения которых строятся разнообразные
гипотезы. В науке существует правило — для
объяснения происходящих явлений всегда надо привлекать
сначала наиболее достоверно известные законы природы и
их следствия, и в самую последнюю очередь —
совершенно новые гипотезы. А как видите, самых обычных
для мореплавания и самолетовождения причин для
происшествий здесь более чем достаточно.
Реально в зоне Бермудского треугольника много
очень интересных и до сих пор все-таки недостаточно
изученных и описанных явлений, хотя это отнюдь не
«медвежий угол», а часть океана, еще со времен
Колумба связанная с интенсивным судоходством, а сейчас и
с многочисленными трассами самолетных линий. На
мысе Канаверал во Флориде находится американский
космодром, с которого происходят запуски космических
кораблей и автоматических станций, оснащенных самой
современной аппаратурой. Например, именно там были
проведены одни из самых полных за последние годы
исследований грозы и молнии. И уже если бы в зоне
Бермудского треугольника действительно происходили
какие-то таинственные явления, отличные от известных
гидрологических или атмосферных, то они были бы
зафиксированы со всей полпотой, на которую способна
современная техника. Что же касается исследования
реальных явлений, то они в этой зоне сейчас проводятся
весьма интенсивно, в том числе и с участием советских
ученых. Ринги Гольфстрима — одно из открытий в этом
районе.
Но на Земле есть и аномалии гравитационного поля,
в частности, в зоне Бермудского треугольника
(Пуэрториканская впадина). Только они очень малы.
Если бы Земля была однородной, то она имела бы
точно форму эллипсоида вращения, малая ось которого
проходит через полюсы. Отличие формы Земли от шара —
результат ее вращения. Вращение Земли вызывает
изменение ускорения g свободного падения, определяющего
силу тяжести. За счет эгого разница между g на полюсах
и на экваторе составляет 3,5-10~3g. Местные
аномалии гравитационного поля еще примерно в десять
раз меньше и составляют около 5 · 10"4 g. Естественно,
что они влияют на высоту уровня океана, что доступно
измерениям со спутников. Корабль с таких «гор»
скатываться не будет, и они не могут вызвать течений.
Составлена карта гравитационных аномалий, охватываю-
3*
35

щая всю поверхность Земли. Причина аномалий —
неоднородность внутренней структуры Земли. На основе
обработки записей сейсмограмм от сильных
землетрясений приборами, расположенными в разных районах
Земли, удалось определить рельеф поверхности ядра
Земли. Оказалось, что на нем есть горы и впадины; они даже
больше тех, которые известны человеку на поверхности
Земли,— примерно до 10 км. Однако связь
гравитационных аномалий с внутренней структурой Земли сложна
и не исчерпывается простыми корреляциями с
профилем ядра.
Аномалии гравитационного поля не есть нечто
исключительное, характеризующее только Бермудский
треугольник, а их величина слишком мала, чтобы
вызывать катастрофы судов и самолетов.
§ 8. Что такое чудо?
На вопрос, что такое чудо и чем оно отличается
пусть от самого необычайного научного факта, можно
дать четкий ответ: чудо есть результат, возникающий
вне необходимых причинно-следственных связей.
Ковер-самолет — это типично сказочное чудо.
Неизвестно, почему ковер приобретает способность летать
по воздуху. Но летающий кусок тряпки, которым
является известный у любителей дельтаплан,— это уже не
чудо, а понятное (или скрытое для неспециалистов),
проявление законов аэродинамики.
Описанные еще у Геродота технические
приспособления, раскрывающие ворота храма, когда зажигается
огонь жертвенного костра, не были видны тем, кто
присутствовал при ритуальных церемониях. И раскрытие
ворот храма было чудом — результатом, не имеющим
явных причинно-следственных связей.
Когда говорят, что чудес не бывает, то под этим
подразумевают возможность установить истинные
причинно-следственные связи, ибо современная техника и
технология позволяет сегодня получать в самых разных
областях настолько фантастические результаты, что их
было бы вполне уместно называть чудесами.
Но когда описывают сенсационные эффекты, то о
принципе «чудес не бывает» напрочь забывают.
Вернемся опять к Бермудскому треугольнику. Среди «фактов»
об этом географическом районе часто приводят
следующий.
36

Некий пассажирский самолет приближался к
аэродрому на полуострове Флорида. Вдруг на экранах
аэродромных радиолокаторов самолет на 10 минут
неожиданно исчез. Потом, когда он появился и в обычном
порядке совершил посадку, оказалось, что у всех
пассажиров, у экипажа и на пульте приборов самолета часы
отстали ровно на 10 минут. Отсюда делается вывод —
в районе Бермудского треугольника существует разрыв
времени, в который на 10 минут «провалился» самолет,
почему и отстали часы. Опять-таки не будем обсуждать
достоверность этого факта, ибо есть и
аргументированные утверждения, что нигде и никогда подобный случай
не был зафиксирован.
Используем только принцип «чудес не бывает», т. е.
все явления природы обязаны удовлетворять причинно-
следственным связям, которые в данном случае
определены свойствами фундаментального для науки понятия
о времени.
Вся современная наука исходит из того, что время,
как некоторое четвертое (наряду с тремя
геометрическими) измерение окружающего нас мира, непрерывно и
однородно. Непрерывные среды встречаются во многих
задачах, например, газы, жидкости. Во всех этих
средах могут существовать разрывы параметров, в
частности, ударные волны. Ничего подобного для времени не
наблюдается и теоретических предпосылок для введения
понятия о разрывах во времени пока нет. Однако довод
«чего-то быть не может потому, что это никогда не
наблюдалось» всегда будет неубедительным. А может
быть дальнейшее развитие пауки покажет, что такое
возможно?
Но что бы в будущем наука ни узнала о понятии
времени и его свойствах, обязательной останется
известная сегодня причинно-следственная связь: закон
сохранения энергии есть следствие непрерывности и
однородности времени. Поэтому, если возможен разрыв во
времени, то в той зоне, в которой это будет происходить,
обязательно должна самопроизвольно выделяться или
поглощаться энергия. Можно обоснованно догадываться,
что для такого большого нарушения во времени, как
10 минут, масштабы выделения или поглощения
энергии должны быть грандиозными.
А это означает, что в силу известных, не могущих
уже быть нарушенными причинно-следственных связей,
если бы в зоне Бермудского треугольника непосредст-
37

веппо у поверхности Землп г> атмосфере возпик бы
неизвестный ранее эффект «разрыва во времени», то
некому и не у кого было бы собирать свидетельские
показания о часах в самолете и на земле: в этой зоне нашей
плапеты произошло бы стихийное бедствие таких
масштабов, по сравнению с которым гибель Атлантиды —
.мелкое дорожно-транспортное происшествие.
§ 9. Работа физических законов в технике
Обыкновенное чудо техники наших дней —
голография. Голограмма — это стеклянная фотопластинка,
которая на просвет бесформенно серая. Ее освещают
прожектором или яркой лампой. Возникает изображение
предмета, неотличимое от него самого. Оно может быть
вод стеклом фотопластинки или висеть как «дух» над
ней. Можно рассматривать его с разных сторон,
насколько позволяют края стекла. При этом будут
появляться, как при наблюдении реального объекта, его
загороженные части, меняться на поверхности предмета
блики от источника света. Если вместе с предметом в
голограмме зарегистрировано зеркало, то в нем будут
видны как отражения самого предмета, так и
источников, освещающих пластинку. Если на пластинке
«сфотографировано» сферическое зеркало — оно будет
фокусировать лучи освещающего прожектора. Если же взять
малую часть пластинки и, не загораживая источника света,
заглядывать внутрь, то через ее кусочек можно
увидеть весь предмет.
Из таких фотопластинок делают стекла музейных
стендов. Тысячам людей становится доступным
знакомство с драгоценностями или историческими реликвиями.
Только загородив источник света, можно убедиться, что
под стеклом ничего нет и это лишь мираж,
неотличимый от экспонатов.
Эти чудеса — точное осуществление абстрактного
принципа физики, на протяжении более ста лет
эффективно использовавшегося в теоретических работах по
оптике. На то, чтобы сформулировать этот принцип,
ушло около 200 лет. Первую его часть установил
Гюйгенс в XVII веке, а вторую — Френель в XIX веке.
Отсюда название: принцип Гюйгенса — Френеля. Он
применяется при описании волновых процессов.
Понятие о волнах относится к простейшим, не
приводимым к более простым. Именно потому их в учебни-
33

ках иллюстрируют примерами (часто волнами на
поверхности воды). Волны с математической точки
зрения — это решение дифференциального уравнения,
связывающего ускорение точек среды или поля в
пространстве и во времени. Свет — электромагнитная волна*).
В обиходе мы любуемся тончайшими оттенками
бархатистых лепестков розы, не вспоминая о волновой
природе света. Науке эмоции поэтов и писателей
безразличны, ей надо упростить задачу — прелесть розы
или другого объекта заменяется грубой моделью: дана
синусоидальная функция времени и координат — волна.
Особенностью широкого класса волновых процессов
является линейное суммирование во времени и
пространстве амплитуд волн от разных источников —
интерференция волн. И в этом наука идет на упрощения.
Из всех случаев суммирования волн выделяется
единственный — сложение отраженных волн одного источника
постоянной частоты и фазы или нескольких
идеализированных источников также со строго одной неизменной
во времени частотой и фазой. В этом частном случав
результат интерференции — система стоячих волн,
амплитуда которых определяется координатами
рассматриваемых точек по отношению к источникам волн: в
одних точках пространства сложение — пучности, в других
вычитание — узлы колебаний.
Волны, способные при интерференции образовывать
систему стоячих волн, называются когерентными.
Реальные источники света — пламя, солнце, лампы
накаливания, электрический разряд — дают излучение,
когерентное в пределах расстояний всего порядка сотен длин
волн. Специальными приемами (выделение малого
участка поверхности и др.) длину когерентности света
можно увеличить до нескольких миллиметров.
Понятие фазы колебаний принципиально определено
только относительно. Чтобы определить в пространство
фазу колебаний в волне, заданной сложным источником,
необходимо хотя бы мысленно воспроизвести в
пространстве волну другого — опорного — источника, по
отношению к которой определяется фаза колебаний. Система
стоячих волн этих двух источников и будет служить
основой определения фазы колебаний. В теоретических
*) О волнах и о используемых далее понятиях электромагне-·
тизма можно прочесть в книге: Хаз ей А. М. Поле, волны,
частицы и их модели.—М.: Просвещение, 1979.
39

построениях опорный источник удобно выбирать так,
чтобы создаваемые им волны были простыми —
плоскими, сферически симметричными и т. д. В любом сколь
угодно сложном случае с помощью опорной волны
можно определить распределение относительных фаз
колебаний на любой заданной поверхности от любых
когерентных источников.
Принцип Гюйгенса — Френеля утверждает, что если
на поверхности зарегистрировать распределение фаз и
других характеристик световой волны (амплитуд,
диаграмм направленности, поляризации, зависимости этих
характеристик от времени), а потом по этой записи
разместить на поверхности источники, отвечающие
записанным, то волна вне поверхности будет неотличима от
волны, создаваемой истинными источниками.
Принцип Гюйгенса — Френеля был введен в науку,
как постулат —«аксиома». Однако потом его строго
вывели из уравнений Максвелла для электромагнитных
волн.
В математике есть теорема Остроградского — Гаусса,
позволяющая определить величину зарядов (источников
поля) по потоку вектора его напряженности через
окружающую заряды поверхность, т. е. данные на
поверхности используются для описания источников внутри
объема. Принцип Гюйгенса — Френеля также
связывает информацию на поверхности с источниками,
распределенными в объеме. Но он имеет свои особенности.
Если пытаться по потоку вектора через поверхность
восстановить не суммарный заряд, а пространственное
положение источников поля, то такая задача оказывается
некорректной — разрешимой только в определенных
частных случаях. Отличительная особенность принципа
Гюйгенса — Френеля — утверждение о возможности
точного определения положения и других характеристик
истинных источников по записи на поверхности данных
об их волнах. Восстановленные по записи,
фигурирующей в принципе Гюйгенса — Френеля, волны
неотличимы от реальных. Поэтому все, что дают для
определения характеристик источников истинные волны, дадут и
волны, восстановленные по записи.
Главнейшей информацией в принципе Гюйгенса —
Фрепеля является распределение на заданной
поверхности фаз волны. Если записаны фазы, а потом по ним
созданы источники на поверхности — обязательно за
ней восстановятся волновые фронты. Конечно, ошибки
40

в записи фаз, потерянная информация об остальных
характеристиках волны исказят восстановленные волны и
создаваемое ими изображение. В ряде случаев это
несущественно, а в других даже создает новые возможности
технических решений.
Как видите, достаточно основу теории — мысленную
запись и восстановление источников в принципе Гюй-
гепса — Френеля — заменить технической реализацией
и возникнет такой способ регистрации и
воспроизведения волн, при котором изображения неотличимы от
самих предметов.
Для этого необходимо умозрительный анализ фаз на
основе опорной волны заменить реальной записью
стоячих волн, установив фотопластинку в поле взаимнокоге-
рентных (т. е. стоячих) волн опорного источника и
излучения, рассеянного предметами.
Например, это можно сделать по схеме рис. 1,
освещая и предметы и непосредственно фотопластинку одним
Делитель
сбета
Рис. 1
и тем же когерентным источником. Пучности
колебаний в стоячих волнах вызовут фотохимические
реакции в соответствующих точках фотопластинки. Проявим
и отфиксируем фотопластинку так же, как и в обычной
фотографии. Результат такой регистрации волн
называют голограммой.
41

Установим голограмму па то же самое место, где
она экспонировалась. Сохраним опорный источник,
а предметы уберем. Тогда свет пройдет через
голограмму только между засвеченными полосами пучностей
стоячих волн, а на самих полосах поглотится. Но ведь
все прозрачные места на голограмме отвечают фазам
опорного пучка, в точности совпадающим с фазами волн
от предметов. Поэтому прошедший через голограмму
свет будет иметь в точности то же самое распределение
фаз, что и в истинной волне от предметов, записавшей
голограмму. Принцип Гюйгенса — Френеля осуществлен
в виде устройства. Если смотреть в направлении
предметов на голограмму, освещенную опорным пучком
лазера, то они будут видны неотличимо от них самих,
хотя реально отсутствуют.
В зависимости от потери полноты информации о
волне при записи голограммы могут возникать те или иные
эффекты, например в схеме рис. 1 дополнительное
изображение, видимое иод другим углом и искаженное.
Опуская подробности, отметим, что замена
пучностей на узлы, происходящая за счет использования
негатива записи стоячих воли, не влияет на изображение.
Голограмма при воспроизведении может неточно
устанавливаться по отношению к опорному источнику:
восстановленное изображение устойчиво по отношению
даже к относительно большим перемещениям голограммы
относительно опорного источника. При этом его
трансформация описывается формулами, подобными
преобразованию изображения в обычных линзах, только
оптическая ось на поверхности голограммы имеет излом.
Точное осуществление техническими средствами
принципа Гюйгенса — Френеля и есть голография.
Волны можно зарегистрировать и в любой части
оптической системы, например, в фокальной плоскости
линзы. Тогда восстановленные за счет опорного
источника волны можпо направить для продолжения
преобразования в том приборе, в котором они были записаны.
Реальный эксперимент по записи голограмм можпо
провести и по немного измепенной по отношению к
рис. 1 схеме (как на рис. 2). Когерентный источник
освещает предметы сквозь фотопластинку с прозрачной
фотоэмульсией. Толщина слоя эмульсии много больше
длины волны света.
Проходящая через фотопластинку волна и
отраженные от предмета волны взаимпокогерептны, т. е. будут
42

образовывать в пространстве систему стоячих волп.
В толще фотоэмульсии возникнут фотохимические
реакции. Их результатом после проявления станут
поверхности, образованные кристалликами металлического
серебра — системы микроскопических зеркал, отражение
которых тем больше, чем больше интенсивность
образовавших их волн (их положения определяются фазами
С бет от
лазера
Рис. 2
волн от предмета). Таким образом на фотопластинке
будет зарегистрировано распределение фаз и амплитуд,
отвечающее требованиям принципа Гюйгенса —
Френеля. Установим проявленную фотопластинку —
голограмму на то же самое место и осветим ее опорным пучком.
Теперь источники на поверхности в принципе
Гюйгенса — Френеля образованы не пропусканием света, а его
отражением. Опять возникнут волны и изображение
предмета, неотличимое от него самого.
В этой схеме возникло дополнительное преимущество.
Системы отражающих поверхностей обладают свойством
оптического фильтра, выбирающего из падающего света
составляющие только с одной длиной волны. (Вспомните,
что пленки нефти на поверхности воды имеют радужные
цвета, зависящие от изменения их толщины под
действием случайпых причин.) Поэтому голограммы,
полученные по схеме с толстоэмульсиоппой прозрачной
фотопластинкой, восстанавливают изображение при их
освещении обычным светом — солнца, ламп накаливания и пр.
Остается только требование, чтобы источник света
геометрически отвечал опорному источнику при записи.
Именно такие голограммы используют в музеях, а
прожектор и есть источник, отвечающий условиям записи.
Если, например, розу сфотографировать по такой схеме,
повторяя съемки при трех разных длинах волн —-
красной, зеленой и синей (пока еще на разных
фотопластинках), то суммарно синтезированное изображение будет
43

передавать всю цветовую и пространственную прелесть
розы. При освещении рассеянным светом изображение
разрушается, поэтому голограммы без специального
освещения — бесформенно серые.
При голографии расстояние между полосами
потемнения (или поверхностями в случае толстой эмульсии)
должно быть порядка длины волны света, т. е.
фотопластинки должны разрешать 1000—5000 линий на
миллиметр. Именно такими свойствами обладали фотоэмульсии
начала истории фотографии. Чувствительность
фотопластинок и их разрешение взаимосвязаны тем, что в
фотографическом процессе действие одного кванта излучения
на кристаллик в фотоэмульсии после ее проявки дает
потемнение всего объема кристаллика. Поэтому
фотопластинки для голографии, у которых должно быть высокое
пространственное разрешение, т. е. маленький размер
кристалликов, имеют чувствительность в сто — тысячу
раз меньшую, чем у современной фотографической
бумаги. Это требует большого времени экспозиции при записи
голограмм или — для импульсной голографии, когда
время экспозиции может составлять 10~9 с,—больших
энергий в освещающем импульсе. Во время регистрации
голограммы нужно обеспечить неизменность с точностью
до длины световой волны положения всех элемептов
схемы — осветителя, предметов, фотопластинки и пр.
Поэтому голограммы обычно снимают на жестких
амортизированных основаниях или используют импульсные
осветители со временем вспышки 10~8—10"9 с.
Таким образом, мысленные операции, фигурирующие
в законе физики — принципе Гюйгепса — Френеля,—
осуществимы техническими устройствами, если основное
предположение модели ^- замепа реальных световых волн
когерентными — можно осуществить на практике. Такая
возможность появилась в шестидесятых годах, когда
техника заинтересовалась реализацией прямых следствий
одной старой научной работы — статьи А. Эйнштейна
1916 г. «Испускание и поглощение излучения но
квантовой теории». Широкое внедрение источников
когерентного света — лазеров *) определило успехи голографии.
*) О том, как создание лазеров в свою очередь оказалось
прямым воспроизведением опытов, которые могли бы быть
поставлены для проверки теоретической работы А. Эйнштейна сразу
после ее публикации, можно прочесть в книге: Хазе и Λ. Μ.
Современная электропика.—М.: Просвещение, 1972.
44

Еще Френель понял практическое значение своего
принципа и использовал его при изготовлении линз.
В маяках и других сигнальных источниках света для
образования мощных световых пучков необходимы линзы
большого диаметра. Они сложны в изготовлении и
поэтому дороги. Вместо линзы большого диаметра люжно
сделать ее ступенчатый аналог, как на рис. 3, он будет
фокусировать свет так же, как большая линза. Ведь все
определяют фазы световой
волны, а ступеньки вычитают целое
число длин волн, не изменяя
относительного распределения фаз.
Для маяка или красного сигнала
светофора искажениями волны
на скачках толщины линзы
можно пренебречь. Такие линзы ши- ΛΔ/\^^Λ \ P*"vJ>>J\f\
роко применяются. Их называют (*»**'' Л * * * ^Л
линзами Френеля. '
Многие видели проектор, по- рис з
зволяющий лектору вместо
доски и мела писать фломастером на большом листе
прозрачной пленки, изображение с которого
отбрасывается на экран. В этом приборе также необходима линза
большого диаметра, равномерно освещающая всю
площадь пленки. Ее роль выполняет линза Френеля,
изготовленная по современной технологии со «ступеньками»,
похожими на бороздки долгоиграющей пластинки*).
Регистрация стоячих световых волн, лежащая в
основе голографии,— достижение техники первого
десятилетия нашего века. Ученый Липпман создал один из
первых способов цветной фотографии (на самой заре ее
рождения), практически осуществив запись стоячих
световых волн в толстом слое прозрачной фотоэмульсии.
Для этого фотоэмульсия наливалась на поверхность
ртутного зеркала. В каждой точке сфокусированного
изображения источников или отражающих границ модель
когерентности справедлива (как говорилось выше) в
пределах нескольких сот длин волн, поэтому отраженный
*) В виде липз Френеля изготавливаются даже увеличитель-
пые стекла для бытового применения (чтения мелкого шрифта и
пр.). Использование работающей аналогично линзе зонной
пластинки Френеля, изготовленной на основе достижений в
микроминиатюризации электронных схем для ЭВМ, позволяет
осуществить линзы для рентгсповских лучей и па пх основе —
рентгеновский микроскоп.
45

поверхностью ртути свет, иптерферируя сам с собой, мог
создепь в толще фотоэмульсии стоячие волны и
отражающие поверхности (после проявления и фиксирования).
Цветные фотографии по методу Липпмана были намного
сочнее современных: ведь изображение создавал яркий
солнечный свет, спектральные составляющие которого
фильтровали системы зеркал — зарегистрированных
стоячих волн *).
Известный физик-экспериментатор Роберт Вуд в
начале нашего века в целях создания цветной фотографии
успешно использовал интерференцию света на плоских
решетках типа получаемых по схеме рис. 1. Один из
современных способов голографии основан на опытах Вуда.
Термин голография (полная запись) ввел в 1948 г.
Денис Габор, впервые реализовавший принцип
Гюйгенса —- Френеля как практический способ записи волн в
техническом устройстве. Он использовал в своих
экспериментах ртутную газоразрядную лампу.
В 1960 г. схему голографии, эквивалентную рис. 2,
осуществил советский инженер Ю. Н. Денисюк, теперь
член-корреспондент АН СССР. Он применял не лазеры,
а обычные для физических опытов источники света.
Как видите, путь от Френеля к современной
голографии был относительно прямой, его видели многие, но
модель когерентной волны, эффективная в теоретических
построениях, не имела доступных средств технической
реалртзацип. Поэтому многократные прорывы на этом
пути угасали. Когда появились лазеры и модель
когерентного излучения стала аппаратурной реальностью,
накопленный теорией и практикой материал дал взрыв
технических решений.
Достаточно точное совпадение теоретической модели
и возможностей практических средств ее реализации есть
один из важнейших факторов быстрого технического
прогресса.
*) В 1908 г. французскому физику-экспериментатору
Габриэлю Липпману (1845—1921) за метод цветной фотографии была
присуждена Нобелевская премия. Липпман предложил и ряд
решений, ставших сегодня основой работ по голографическому
кино и телевидению. Насколько впечатляющими были цветные
фотографии по методу Липпмана можно судить по тому, что
рекомендованным предварительно для присуждения этой Нобелевской
премии был Макс Планк, но общее собрание шведской
Королевской академии, голосование которого определяет присуждение
премии, отдало предпочтение Липпману. Планку премия была
присуждена только в 1919 г.

Глава 2
ОЧЕВИДНЫМ МОЖЕТ БЫТЬ
ДИАМЕТРАЛЬНО ПРОТИВОПОЛОЖНОЕ
Ничто так не обманчиво, как слишком
очевидные факты,— ответил Холмс, смеясь.—
Кроме того, мы можем случайно наткнуться
на какие-нибудь другие столь же очевидные
факты, которые не очевидны для мистера Ле-
стрейда.
Артур Копан Дойл. Записки
о Шерлоке Холмсе
§ 1. Когда не мыть руки — необходимо!
Довод очевидности для спорящих обычно имеет
доказательную силу, намного превосходящую его реальную
ценность. При этом под очевидностью подразумевается
как то, что видел своими глазами, так и обобщенно
элементарно известного.
Один из примеров тому дают сообщения о неких
врачевателях с далеких Филиппинских островов — хилерах,
которые голыми руками, без скальпеля или других
инструментов, проводят сложные хирургические операции,
да еще так, что потом не остается пи ран, ни швов.
Например, апеллируя к очевидности, под заголовком
«Я видел это собственными глазами» («Литературная
газета» от 7 марта 1984 г., № 10 (4972)) журналист
Ш. Азадов описывает такие хирургические операции,
проведенные на его глазах президентом Ассоциации
филиппинских хилеров Алексом Орбито. Вот выдержки из его
заметки.
«Затем нас пригласили в операционную.
Обыкновенная комната с обыкновенным узким столом... Долгого
мытья рук не было, он (хилер) просто сполоснул руки
в банке с белой жидкостью. И так после каждой
операции окунал руки в банку и вытирал одним и тем же
полотенцем... На стол легла женщина с пупочной
грыжей. Я стоял вплотную к операционному столу и
хронометрировал все операции. У меня на глазах
указательный палец хилера после небольшого массирования вдруг
вошел в живот, как в тесто, пошла кровь, но совсем
пемпого, и Орбито выковырнул оттуда кусок мяса.
Операция продолжалась 43 секупды... Так же он удалил
47

и аппендикс... У меня на глазах пальцы хилера легко,
без разрывов ткани и нажима вошли в тело человека.
Лицо пациента спокойно, слегка насторожено, но не
больше. Видно, как хилер что-то делает там внутри. Затем
он извлек и показал больному аппендикс и бросил его
в белый тазик... Я, наклонившись, внимательно смотрел
па место, откуда только что у меня на глазах извлекли
аппендикс. Ни шва, ни следа раны... Самая трудная
операция, которую я видел, была удаление большой
опухоли... Этой операции не выдержал я... Детей он не
оперирует, боится повредить психические центры, лечит
только манипуляциями... При нас он отослал обратно
и некоторых взрослых пациентов, ссылаясь на то, что они
Ее выдержат». (Курсив автора этой книги.)
Очевидность — вот то, что до глубины души
взволновало журналиста: «Вышел я, глубоко потрясенный всем
увиденным. Пишу не с чьих-то слов, только то, что видел
своими глазами, которым не могу не доверять. Не думаю,
что мы оказались участниками какого-то аттракциона,
мистического представления — это, я убежден,
исключено».
Проявим полное доверие к наблюдениям Ш. Азадова,
но попытаемся выяснить, оставив эмоции в стороне, что
же в конце концов действительно видел своими глазами
журналист, а что он непреднамеренно домысливает и
выдает за увиденное.
Во-первых, журналист видел место на теле больного,
к которому примыкала часть руки таким образом, что
подразумевалось проникновение ее невидимой части в
тело. Есть ли палец или рука под кожей, проверить
было невозможно. Самая длительная операция
продолжалась меньше полутора минут, а время нахождения
руки или пальца под кожей было значительно меньше,
поэтому необычность ситуации неизбежно отвлекала
внимание от мелких подробностей.
Во-вторых, журналист малое время видел некий, не
слишком кровоточащий, кусок мяса, который был ему
назван как тот или иной орган. Журналист нигде не
упоминает о том, что он способен определить по виду
орган, извлеченный из человеческого организма.
В-третьих, он явно, внимательно присматриваясь,
видел своими глазами непосредственно после операции и
непосредственно на ее месте неповрежденную кожу
больного. Это единственное бесспорное, очевидное в прямом
смысле, наблюдение.
48

В-четвертых, журналист видел средневекового уровня
грязь, условия операции не совместимые с
представлениями об асептике.
Наконец, хилер сказал, что не оперирует детей.
Но из выделенных выше наблюдений Ш. Азадова
бесспорно, в прямом смысле очевидно следует
совершенно не тот вывод, который делает журналист. При этом
даже нет необходимости обсуждать, можно или нельзя
раскрыть кожу по определенным линиям с
минимальными разрушениями, можно или нельзя нащупать и
определить почти мгновенно тот или иной орган, можно
ли его, наконец, одним движением, без боли вырвать из
организма. Главнейшее наблюдение Ш. Азадова: после
операции, через считанные минуты, при спокойном
наблюдении в месте операции на коже не было ее следов.
Не нужно обсуждать свойств человеческой кожи, нет
необходимости в поисках каких-либо экзотических
причин ускоренного заживления ран — есть абсолютные
причинно-следственные связи, не зависящие от самых
утонченных реальных или фантастических способов
нарушения целостности кожи: должен остаться след. Нет
крови — значит, должно быть побеление от спазма сосудов,
пет шва — значит, должна быть зона срастания, которое
не может ни при каких условиях полностью
завершиться за минуты. А всего этого нет! Значит, нарушения
целостности кожи и не было!
Что больше всего поражает журналиста? Не то, что
операция проведена, а то, что пет боли, нет следов от
этой операции. Но эту очевидность, этот факт можно
объяснить единственным реальным образом — руки
хилера под поверхностью кожи не было, операции не было,
все это фокус. Только это и видел собственными глазами
журналист.
А что касается изъятых органов, то хилер, весьма
заинтересованный в рекламе, разрешает присутствовать
при операции, разрешает ее фотографировать, но он не
предложил, например, установить группу крови
больного и группу крови органа (а он может быть и не
человеческим).
И естественно, что подсознательно любой из нас
восстает против предположения, что хилер — фокусник;
восстает потому, что мы пе хотим верить в то, что хилер
может хладнокровно обманывать людей, которые паде-
ются на него, которые могли бы вылечиться другими,
известными медицине реальными методами.
4 Α. Μ. Хазен 49

Ш. Азадов, очевидно, настоящий журналист, потому
что в своей публикации он, в меру своей научной
квалификации, объективен и тем самым дает ответ на
сформулированное выше недоумение и протест. Ответ этот
в констатации факта отсутствия асептики при операциях
и в передаче замечания хилера об операциях на детях.
Допустим, что чудо есть факт и что некоторое
«биополе» способно раздвигать ткани, зашивать швы и
сосуды. Пусть оно позволяет различать за считанные
секунды различные органы, места их соединений, нервы
и сосуды. Допустим даже, что оно способно убивать
выборочно какие-то из болезнетворных микробов и вирусов,
не затрагивая здоровые клетки. (Как видите, автор не
поскупился на уступки.) Но зачем же хилеру, даже в
этих условиях, рисковать занесением в рану инфекции?
Ведь если операция факт, то его руки непосредственно
контактируют с внутренними органами, а
воспалительные осложнения, как известно, далеко не редкость при
самой идеальной асептике. Ведь чудес и так хватает,
а хилер не настолько ленив или невнимателен к внеш-
иг.м эффектам для того, чтобы по небрежности не мыть
как следует руки?
А это значит, что хилер пренебрегает асептикой
сознательно. Но для чего? Очевидно, что грязь создает для
хилера естественный фильтр, выбирающий из всех
людей, потенциально желающих обратиться к нему за
помощью, ту прослойку, по отношению к которой он
считает себя свободным от моральных обязательств, которая
готова и хочет безоговорочно поверить в обман. При
этом выбор происходит настолько просто, безошибочно
и эффективно, что лучше не сделает самая современная
ЭВМ. И сам Азадов это подтверждает. Он пишет:
«Признаюсь, еще до начала операций мы
договорились, что мне удалят гланды, которыми я давно
мучаюсь... Операции я-таки не сделал. Почему?
Когда, откровенно признаюсь, я увидел, как Орбито,
почти не дезинфицируя рук, переходит от одной
операции к другой, и представил его пальцы у себя в горле,
я почувствовал себя нехорошо и попросту ретировался
с «поля боя».
А теперь о последнем штрихе, который нам дает в
руки объективность и наблюдательность журналиста,—
о детях. Взрослые люди вольны верить во что хотят,
и никто не может запретить им отдавать себя и свое
здоровье в руки кого угодно. За действия же над детьми
50

надо нести юридическую ответственность. А кроме того,
дети наблюдательны и непосредственны, и на любой
ступени социальной лестницы их слушают внимательно. Но
внушаемость для детей принципиально иная, чем для
взрослых. То, что обманывает взрослого, часто не может
обмануть даже малого ребенка. Не случайно только
ребенок в сказке Андерсена может провозгласить, что
король голый.
То, что хилер держится подальше от детей, есть
убедительное подтверждение квалификации его, прежде
всего, как фокусника.
Правда, во всем этом остается один рациональный
вопрос. Часть пациентов фильтрует отсутствие асептики,
и поэтому потенциальных кандидатов на жалобу
становится меньше. Часть пациентов, как пишет Азадов,
отклоняет сам хилер. Некоторый (не малый!) процент
неизлечимости существует и в любой научной медицине.
Но все-таки должен быть определенный процент пациеп-
тов, поддерживающих интерес и реноме достоверности
результатов деятельности хилеров. Среди них жертвы
мнительности, неверного собственного диагноза, т. е. лкь
ди, которым операция не нужна. Думаю, что и случаи
излечения хилерами действительно есть, но связаны онп
с тем глубоким самовнушающим потрясением, котороо
испытывает человек, когда из него в полном его
сознании извлекают без боли куски окровавленпого мяса
И вот этот психотерапевтический эффект деятельности
хилеров несомненно заслуживает пристального
внимания *).
В короткой газетной заметке Ш. Азадова есть ещо
много подробностей, указывающих на то, что, бесспорно,
хилеры не более чем фокусники, а основу видимости
правдоподобия всего, что о них пишут и говорят, состав*
ляет их беспощадность по отношению к людям,
обращающимся к ним за помощью. Для целей,
поставленных в этой книге, важно то, что объективное, пусть и
самое восторженное по отношению к неверным выводам,
описание очевидцами той или иной сенсации всегда
содержит информацию, необходимую для того, чтобы еде-
*) Те или иные страны и районы очень часто имеют свон?
спсфицику, мало понятную извне. В данном случае хилеры
существенно используют характерную местпую веру в
сверхъестественное.
4*
51

лать правильные выводы. Но для этого, прежде всего,
необходимо желание разобраться.
Было бы неправильно по отношению к новому и
неизвестному всегда требовать подхода — этого быть не
может, потому что раньше не было. Кроме того,
представление о том, что бескровных операций быть не
может, в корне неверно. Вторжение ножа в человеческое
тело — вынужденная, противоестественная мера.
Природа обходится без ножа. Она знает только бескровные
операции. Это хорошо иллюстрируют неудачи
человечества с пересадкой органов, когда природа, отторгая их,
аккуратненько перекрывает все сосуды, тщательно
разделяет ткани на уровне мельчайших клеток. Ничего
неправдоподобного нет в том, что человек когда-нибудь
научится так стимулировать защитные силы организма,
что он сам, без ножа, будет отторгать по заказу любой
больной орган или участок ткани.
Надо понимать, что профессиональная медицина
сегодняшнего дня идет именно этими путями.
Использование радиоактивного облучения при опухолях, попытки
лазерной хирургии и т. п.—все это, пусть и грубая,
на «средневековом» уровне, но реализация этого
направления.
Вправлять грыжи человечество умело с давних пор,
и нет ничего фантастического в том, что в будущем мы,
может быть, научимся, не вскрывая кожу,
восстанавливать тонус тканей, характерные для них связи, чтобы
повторного возникновения грыжи не было. Пока еще не
достигнутая цель химиотерапии рака как раз и
заключается в том, чтобы заставить сам организм блокировать,
отторгнуть чужеродные клетки тогда, когда их очень
много. А судя по всему, когда их мало и человек полон
сил, организм сам делает это достаточно часто. Что
касается воспалений, аппендицита и т. п., то это и есть
результат неудачных «операций» самого организма, когда
«средства операции», скопившиеся в виде гноя,
организму вывести не под силу. Но никогда бескровные
операции не будут иметь тех форм, которые демонстрируют
хилеры.
На наших глазах, пока шли дискуссии о
«консерваторах», отрицающих «достижения» хилеров, ученые
научились создавать гибрид дифтерийного токсина и
специальных клеток — антител, способных избирательно
соединяться только с изуродованными раком клетками
организма. После соединения токсин уничтожает больные
52

клетки ·— «вырезает» опухоль самым точным образом,
бескровно, не затрагивая ни одной здоровой клетки и не
оставляя ни одной больной. До уровня лечебного
применения метод пока еще не доведен, по работа идет.
Сенсационность, как правило, сопровождает серьезные
паучные проблемы, характерная особенность которых —
незрелость в данный момент возможных методов их
решения.
Иногда, как, например, в случае с Тунгусским
метеоритом, описанном в § 3, заведомо несерьезное
сенсационное объяснение способно сыграть положительную
роль, возродив интерес к забытой проблеме, но, как
правило, сенсационность на долгое время
дискредитирует важное научное направление, заставляет
исследователей бояться обращения к нему из-за опасности
превратиться в посмешище для других специалистов,
Но перед тем как рассказать о Тунгусском метеорите,
нам придется вспомнить, что шарлатанство не является
монополией далеких Филиппин, а встречается и в
нашем непосредственном окружении. Поэтому для
потенциальных желающих стать участниками-жертвами
подобных сенсаций необходимо сделать серьезное
предупреждение!
§ 2. Первое серьезное предупреждение
Лечение — это, в частности, и работа самого больного,
т. е. человека, официальпо признанного
нетрудоспособным, имеющего об этом удостоверение па специальном
бланке с печатями. Отсюда естественное желание
вылечиться без работы, получить результат, минуя причины,
которые могут к нему привести. А это, как отмечалось
в § 8 гл. 1, и есть чудо. И хотя все знают, что чудес
не бывает, когда речь идет о самом себе, каждый хочет
верить, что они возможны. Отсюда, как пи в какой
другой области, в вопросах собственного лечения от
действительных или мнимых болезней возникает множество
заблуждений, нередко с трагическим исходом. Тут
высокий уровень образования далеко не всегда является
надежной защитой, так как человек болен, и, естественно,
его способность к правильным оценкам сильно или
слабо, но нарушается.
Практическая медицина в паше время достигла очень
высокого уровня. Открыто и исследовано множество
болезней, диагностика и лечение которых еще совсем не-
53

давно были невозможны. Но в этих и в «старых»
болезнях, тем не менее, остается много неизвестного. Кроме
того, основное кредо лечения — лечат не болезнь, а
больного: очень многое в действии лекарств, в ходе болезни
зависит от генетического типа организма, от предыстории
заболеваний.
На современных врачей ложится очень большая
нагрузка. Кроме непосредственного лечения им приходится
заполнять множество бумаг. Даже саАмый хороший врач,
безусловно уверенный в своем диагнозе, назначивший
точное и эффективное лечение, не всегда может уделить
больному избыточное время, необходимое для
психологического воздействия. Трудно врачу на работе при
визите каждого больного заниматься утверждением
собственного авторитета. И вот человек, получив все
необходимые рекомендации, может остаться
неудовлетворенным: почему так быстро? Может быть, врач не
разобрался? Результат: вместо того чтобы работать под
руководством врача, начинаются поиски чуда.
В древности знания человека были малы, он не мог
разобраться в множестве причин болезней, поэтому
способы лечения в своем большинстве были связаны с
общим стимулированием сопротивляемости организма,
с тем, как помочь организму бороться самому. Правда,
успехи, связанные с синтезом точно адресованных
химических лекарственных средств, антибиотиков и т. п.,
привели к тому, что на некоторое время авторитет
общеукрепляющих методов лечения несколько
понизился.
Время идет, период внедрепия и освоения нового
проходит, оно становится ординарным, но на фоне успехов
повышаются требования к результатам. На новом уровне
возникает профессиональный интерес к достижениям
народной медицины прошлого. Дошедшие до нас рецепты
древности становятся предметом серьезных исследований
и на основе научных знаний эффективно используются
на практике. Особо нового в этом нет, так было всегда.
Но если десятилетия назад все сводилось к тому, чтобы
синтезировать химические аналоги народных средств с
более высокой эффективностью, то сейчас главнейшим
становится выявление неизвестных ранее регулирующих
систем в организме, влияние на которые и выделил
народный опыт.
Известно, что уже 2000 лет назад в народной
медицине Греции и Рима применяли для лечения воспалений
54

и ревматизма настои из листьев плакучей ивы.
Оказалось, что эффектиность этого средства связана с
веществом, имя которому дало латинское название ивы,— с
салициловой кислотой. Ее производное — аспирин или
ацетилсалициловая кислота,—- наверное, самое
распространенное лекарство в истории последнего столетия: его
потребление составляет многие десятки тысяч тонн в год.
Но механизм действия аспирина был выяснен только в
1971 г. Он оказался связанным с ингибированием
синтеза недавно открытого важнейшего класса
биохимических регуляторов в организме — простагландипов.
Кстати, хотя аспирин большинство считает самым
безобидным из лекарственных средств, он может вызвать язву
желудка или кишечника.
Одно из древнейших лекарств при болезнях сердца
связано с растением наперстянкой (дигиталисом).
Описал его свойства еще в XVIII веке английский врач
Уильям Уитеринг. Выращивавшаяся в Отечественную
войну на подоконниках блокадного Ленинграда,
наперстянка спасла множество жизней. На ее оспове создан
класс эффективных современных лекарств — сердечные
гликозиды. Но только в самые последние годы начинает
проясняться механизм их действия, связанный с
кальциевым обменом в сердечной мышце.
В основе иглоукалывания, вокруг которого было
столько дискуссий, как выяснилось, лежит возбуждение
реальных подкожных скоплений нервных клеток,
заставляющее их посылать нервные сигналы, а по сигналам
вырабатываются химические вещества — медиаторы
нервной деятельности. Практическое использование
медиаторов — одно из новых и перспективных направлений в
современной медицине. А для иглоукалывания выяснено,
что электрическое сопротивление кожи является
индикатором мест воздействия, что возбуждение нервных
скоплений не обязательно осуществлять иглой. Это
вполне можно сделать, например, лазерным лучом.
Насколько все сложно, специфично, отнюдь не похоже
па чудо, можно убедиться на примере применения
иглоукалывания для обезболивания при хирургических
операциях. Этот метод возник в Японии и применяется там
даже при вскрытии брюшной полости. Оказывается, что
для внутренних органов у человека есть две системы
болевых сигналов. Одна — реагирующая на медленные
воздействия, другая — на быстрые. Иглоукалывание
вызывает выделение химических веществ, блокирующих толь-
55

ко медленную систему. Поэтому традиции японской ме-
днцины требуют от хирургов исключительной плавности
в движениях. Если ее не будет, если рука совершит при
операции быстрое движение, то больной может и
умереть от болевого шока. Как видите, либо надо знать
на уровне современной науки механизм действия
народного средства, либо прадед, дед, отец и сын должны
преемственно сохранять тысячелетний опыт народной
медицины.
Народные средства, лекарственные растения — это
несомненная реальность. Но именно потому они и требуют
квалифицированного и осторожного обращения.
В последнее время в средней полосе массово, с
азартом искателей стали выращивать дальневосточные
растения. Растения прижились, а народпый опыт остался
на их родине. Например, облепиха. В ней много и в
хорошем сочетании биологически активных веществ и
витаминов. Но именно поэтому облепиха
противопоказана при болезнях поджелудочной железы, в том
числе и потенциальных или находящихся только в
зачатке.
Китайский лимонник — грозди маленьких красных
ягод на вьющейся лиане, которые подмосковные птицы
отказываются есть даже в голодные для них годы. Это
прекрасное тонизирующее средство, мягко и комплекспо
работающее, не создающее реакции, как кофе. Пяти-ше-
сти ягод достаточно для того, чтобы получить заряд
бодрости на целый день. Выяснено, в чем секрет
чудодейственности лимонника — оп комплексно стимулирует
адреналиновую систему человека, ответственную за его
физическую и умственную работоспособность. Но этих же
нескольких ягод лимонника достаточно для того, чтобы
спровоцировать незаживающие фурункулы у больного
диабетом или находящегося на грани заболевания.
Адреналин — аптагонист инсулина, синтез которого
нарушен при диабете. Ничего не знающий о съеденном
лимоннике врач пропишет уколы пенициллина, а продукты
превращений пенициллина в организме еще больше
угнетают синтез инсулина: становится весьма недалеко до
трагедии.
То же касается дальневосточной лианы — актинидии,
растущей в тени, на кислых глинистых почвах, плохо
пригодных для других садовых растений. В ее ягодах
аскорбиновой кислоты больше, чем в аптечных
таблетках самой большой дозировки. Но именно поэтому при
56

том же диабете актинидия — яд, так как аскорбиновая
кислота подавляет синтез инсулина.
Видите, как много связей, далеко не всем известных,
возникает между весьма невинными, пограничными
с просто съедобными ягодами и только одной из болез*
ней человека.
Универсальных средств в медицине нет и быть не
может. Чем более эффективно народное средство или
синтезированное учеными лекарство, тем сильнее
негативные ч последствия при его неправильном применении.
Помните! Лекарственные растения, находки древней
медицины — реальные сильнодействующие средства. Но!...
Не во всех случаях сохранился опыт применения
народных средств и указаний древней медицины.
Изменился смысл слов, используемых старыми записями.
Наиболее массовые и тяжелые болезни прошлого
современная медицина, как правило, успешно, лечит. На
первый план вышли болезни, на которые раньше
обращали мало внимания. Поэтому в народном опыте и
сохранившихся письменных документах часто не отражены
негативные связи именно с типичными современными
болезнями.
В прошлом знахари при всех их объективных
недостатках часто были единственными, кто имел хоть какой-
то опыт лечения болезней в том или ином районе. Они
не учились в институтах, но перенимали из поколения
в поколение устный опыт искусства врачевания,
перенимали со всеми суевериями, со всеми элементами
шарлатанства. При отсутствии врачей в узком географическом
и социальном районе со своими особенностями
санитарии, со своим арсеналом растений, их деятельность могла
приносить положительные результаты — это лучше чем
ничего.
Сремительность научно-технической революции,
развитие транспорта и миграции населения, рост городов
разорвали связь поколений. По устным преданиям или
даже записям, без живого контакта, самые эффективные
из находок знахарей использовать все равно
невозможно. В лучшем случае они могут явиться основой для
выбора направления научной работы, а применять можно
будет только ее результаты.
Осуждение, запреты далеко не редко вызывают
обратную реакцию, желание поступить наперекор им.
Однако, когда в повседневной жизни, в среде соседей,
сослуживцев, зачастую высокообразованных, сталкиваешь-
57

ся с тем, как охотно и доверчиво люди отдают себя и
свое здоровье в руки незнакомых, случайных людей,
невозможно сохранить беспристрастный стиль и
деликатные выражения.
Помните! Знахарей привлечь к ответственности
можно, но нет закона, наказывающего тех, кто доверяет им
свое здоровье и жизнь. Нельзя запретить взрослому
человеку верить во что он хочет, нельзя запретить ему
искалечить себя самого руками шарлатана.
Наука, книги, журналы, газеты не могут успеть
разубеждать всех, желающих верить в чудеса. Если
кому-либо из читателей, несмотря ни на что, очень
захочется испытать на себе очередную «сенсацию» или
рекомендованного соседкой «знахаря», то помните —
больница и дипломированные врачи могут не успеть или
не суметь вернуть вам то, что отнимут у вас
шарлатаны.
Эта книга написана для тех, кто хочет сам
разобраться в потоке информации, обрушивающемся сегодня на
всех. Она написана для того чтобы показать, как в
незнакомых читателю областях найти правильные оценки,
используя свойственный многим здравый смысл и
имеющийся у них уровень знаний, даже если он только
школьный. Но!...
Помните! Существуют мошенники. Мнительность,
внушаемость в условиях, когда человек взволнован
собственной болезнью или состоянием своих близких, во все
времена и у всех народов использовались, в частности,
для нечестного получения денег. Человеку свойственно
думать, что чем больше он потратит на лечение, тем
лучше результат. Когда-то больные жертвовали деньги
на различные благотворительные цели, считая, что этим
они обеспечивают свое выздоровление. Сегодня эту
психологическую особенность интенсивно используют,
особенно в больших городах. Основой для этого являются
приемы, имеющие тысячелетнюю историю.
Первое — проверка человека на готовность принять и
оплатить обман, как, например, немытые руки у
хилеров: если человек добровольно соглашается на такое
леченке, значит он психологически созрел для того,
чтобы быть обманутым.
Второе — «техника безопасности» для обманщика:
заставить человека стесняться сделать известным
посторонним то, что он сам позволил с ним проделать. Далеко
не просто обратиться в суд для наказания знахаря, если
58

«экстрасенс» требует от молодой женщины, чтобы при
«сеансе» никого не было, а на женщине совершенно не
было надето синтетических вещей (в условиях
современной моды!).
Третье — использование наукообразной терминологии.
В школе, в институте, в радиопередачах многократно
фигурируют слова, к которым современный человек
привыкает, которые, ему кажется, он понимает или должен
понимать. Однако не так уж редко, услышав эти слова,
многие не только не понимают их действительного
значения, но и считают неудобным переспросить или
признаться в незнании.
Пусть у вас в ушах, как при детективных
телевизионных передачах, начинает звучать тревожная музыка, как
только вы почувствуете описанные выше характерные
приемы. Тогда, независимо от уровня ваших знаний,
будет понятно, что вас ждет: ярмарочные способы
одурачивания неизменны и все еще живы! И если
сделанные предупреждения запомнены, то можно идти дальше
от фантазий к реальным природным процессам.
§ 3. Тунгусский метеорит
Около 7 часов утра 30 июня 1908 г. в тихое ясное
утро над южной частью Центральной Сибири внезапно
появилось движущееся с юго-востока на северо-запад
яркое тело, похожее на второе солнце. Место его падения
уже позднее было предположительно определено в
междуречье Подкаменной и Нижней Тунгусок, в 65 км к
северо-западу от поселка Ванавара. В те времена это были
практически ненаселенные места.
Возникшие при этом явления были грандиозны
в масштабах всей Земли. Так, например, на значительной
части России и Западной Европы ночи с 30 июня на
1 июля практически не было: вечерняя заря
продолжалась до утренней, и северная часть неба оставалась
освещенной на всем побережье Балтийского моря, в
Берлине и Тамбове, в Керчи и Копенгагене, Симферополе и
Кенигсберге, в Царицыне, Славянске, Тирасполе, Пензе,
Брест-Литовске, Аткарске, на всей территории Западной
Сибири вплоть до Енисейска. Ударная волна была
отмечена не только в Иркутске, но и в Тифлисе, Ташкенте,
Петербурге, Йене.
Однако, хотя учеными все эти явления были
зарегистрированы, непосредственно тогда они не связывались
59

с падением метеорита. Сообщения в местной сибирской
печати о падении метеорита не были точными и
остались практически без внимания.
В 1913 г. в Минералогическом музее Академии наук
появился новый 30-летний сотрудник, студент
Петербургского университета из бывших политических ссыльных —
Л. А. Кулик. Когда в 1921 г. по инициативе академика
В. И. Вернадского в Академии наук был создан
метеоритный отдел, его возглавил Л. А. Кулик. Первой из работ
этого отдела была организованная с большими
трудностями малочисленная экспедиция в Сибирь за
метеоритами. Л. А. Кулик имел случайно попавший к нему
листок отрывного календаря за 1910 г., где было
упоминание о Тунгусском метеорите с ошибочным указанием
места его падения, поэтому Л. А. Кулик, хотя и понял
масштабы явления, но сам ничего еще не видел.
В 1927 г. ему удается с большими трудностями
организовать новую экспедицию и дойти до зоны
разрушений, вызванных метеоритом.
По современным представлениям Тунгусский метеорит
связан со взрывом в воздухе, на высоте около 5—7 км,
мощность которого оценивается в 20 мегатонн, т. е.
эквивалентна 1000 бомб, сброшенных на Хиросиму.
Площадь, на которой был вывален лес ориентированным
образом по отношению к эпицентру взрыва, составляет
свыше 2000 км2.
Естественно, то, что увидел Л. А. Кулик, его
поразило. Он был убежден, что найдет метеорит, и в 1928 г.
организует новую экспедицию, опять с трудностями,
опять мало обеспеченную. Вот он в тайге, в эпицентре
разрушений. Там есть заполненные водой болота и
воронки, которые можно считать следами от падения
метеорита, но самого метеорита нет. Средства исчерпаны,
и Кулик идет на то, что остается один в тайге,
отправляя своего сотрудника за помощью. Это вызывает
общественный резонанс, помощь приходит, и, наконец, Кулик
может обследовать хотя бы одну воронку и вынуть из
нее метеорит. Но... метеорита нет — на дне воронки
относительно свежий пень лиственницы.
Очевидность, опять все та же очевидность — должен
быть метеорит, а его пет. Значит, не там искал. Правда,
когда Кулик после этой экспедиции выступает в
Ленинграде перед компетентными учеными, которые ничего
сами своими глазами не видели, ему говорят, что
воронки и болота имеют мерзлотное происхождение и не свя-
60

заны с метеоритом, но ведь он видел сам, и он
продолжает искать метеорит.
В данном случае настойчивость Л. А. Кулика
осуждать нельзя, она отвечает методологии науки. Пока нет
полной убежденности в отсутствии осколков самого
метеорита — нет и возможности выдвигать новые гипотезы.
Но неудачи для работы, в которой одна из важнейших
движущих сил — энтузиазм, не способствуют ускорению
дела, а в 1941 г. начинается Отечественная война, и
Кулик идет добровольцем в народное ополчение. В 1942 г.
его не стало.
В истории исследования Тунгусского метеорита
заведомо ненаучная сенсационность сыграла положительную
роль, когда в 1946 г. в журнале «Вокруг света»
писатель-фантаст А. Казанцев выступил с весьма
сомнительными предположениями о том, что Тунгусский метеорит
был кораблем инопланетян. Это всколыхнуло
энтузиастов, и на сегодняшний день, хотя полного решения
задачи о Тунгусском метеорите нет, ясно, что пути ее
решения найдены, хотя и без инопланетян. Это
результат грамотного учета причинно-следственных связей,
квалифицированного анализа задачи.
Но какие только гипотезы о Тунгусском метеорите не
выдвигались! Например, в связи с поразительными
достижениями физических теорий и развитием
математического аппарата описания процессов во Вселенной
возникло понятие о некоторых объектах столь большой
плотности, что вызванное ими поле тяготения
удерживает все, в том числе и излучение. Такие объекты — их
назвали черные дыры — сначала в силу этого казались
совершенно необиаруживаемыми. Раз они не испускают
никакого излучения, то увидеть их нельзя. Сейчас уже
найдены вторичные эффекты, в силу которых черные
дыры могут стать наблюдаемыми. Их поиски во
Вселенной имеют очень важное значение для подтверждения
существующих сегодня фундаментальных основ науки.
Высказываются также достаточно обоснованные
предположения, что возможно существование «черных дыр»
микроскопических размеров.
И естественно, как часто бывает, для объяснения
одного непонятного природного явления постарались
привлечь другое, не менее в данный момент непонятное.
Американские физики А. Джексон и М. Риан выдвинули
гипотезу, что Тунгусский метеорит был прилетевшей из
космоса с огромной скоростью «черной дырой», прони-
61

завшей Землю как масло. Поскольку эта черная дыра
микроскопическая, то Земля при этом не развалилась на
части, но возникшие явления были достаточно
грандиозны.
Так бы и существовала эта гипотеза в качестве
некоего курьеза, который ни доказать, ни опровергнуть
невозможно, если бы ученые не задумались над
элементарными причинно-следственными связями, которые ни
в коей мере не зависят от экзотичности объектов.
Л именно: неважно, что сам объект, пролетевший сквозь
земной шар, имеет далеко не ясную природу, важно то,
что сейсмические явления, связанные с таким объектом,
должны проявиться дважды — при входе в землю и при
его выходе. В 1908 году уже существовала служба
контроля сейсмической активности земли — землетрясений,
сохранились до наших дней ее архивы. Известно, что
падение Тунгусского метеорита этой службой
зафиксировано. И вот находчивые ученые стали проверять, а были
ли в это время зарегистрированы какие-либо
сейсмические явления, которые можно было бы считать
результатом выхода «черной дыры» с обратной стороны Земли.
Таких явлений не оказалось. Таким образом, гипотеза
о том, что Тунгусский метеорит есть микроскопическая
черная дыра, не выдержала проверки на
причинно-следственные связи.
Здесь так подробно рассказано об этой с самого
начала более чем спорной гипотезе потому, что ее история
показывает: в самых экзотических областях истину все-
таки можно установить достаточно элементарными
средствами, было бы желание и объективность авторов
гипотезы, а они в данном случае свое поражение признали.
Среди примерно ста гипотез о Тунгусском метеорите
видное место занимают предположения об аннигиляции
антивещества, попавшего в атмосферу, или о ядерном
взрыве. Для их проверки необходимы тщательные
измерения активности изотопов, например, в кольцах
прироста деревьев за 1908 г., в почве эпицентра разрушений.
Первоначально использованные методы на основе
изотопа углерода 14С не обладали достаточной точностью и
оставляли ответ неопределенным. Старшим научным
сотрудником геологического факультета Московского
университета Ε. Μ. Колесниковым были предложены и
реализованы более точные измерения на основе изотопа
аргона 39Аг, которые объективно опровергают и гипотезу
ядерного взрыва, и гипотезу аннигиляции.
62

Среди множеств гипотез еще в самом начале иссле-
дований фигурировали и кометные.
Еще в 1908—1910 гг., ничего не зная о Тунгусском
метеорите, француз де Руа и директор Гейдельбергской
обсерватории Вольф предположили (для того чтобы
объяснить светлые ночи после 30 июня 1908 г.), что
Земля пришла в соприкосновение с кометпым веществом.
Академик В. И. Вернадский считал, что в атмосферу
Земли тогда вторглось облако космической пыли, а
английский ученый Ф. Уиппл в 1930 г. полагал, что
Тунгусский метеорит был ядром небольшой кометы. Это
представление впоследствии было развито советским ученым
В. Г. Фесенковым.
Этой группе гипотез придают новое содержание и
развитие детальные расчеты академика Г. И. Петрова и
профессора В. П. Стулова для случая вторжения в
земную атмосферу малоплотного облака газа,
члена-корреспондента АН СССР С. С. Григоряна для случая тела
малой прочности типа кометного ядра, кандидата
физико-математических наук В. А. Хохрякова для
рикошетных по отношению к атмосфере траекторий обычного
каменного метеорита*).
Эти расчеты имеют общую особенность —
наблюдаемые явления для Тунгусского феномена могут быть
объяснены количественно на основе представления об
известной в аэродинамике ударной волне, которая может
существовать и в тех случаях, когда само тело, ее
создавшее, разрушилось или вышло из атмосферы.
Профессор В. П. Коробейников провел интересные расчеты,
связанные с тепловыми эффектами. Совпадения в
расчетах с реальными наблюдениями достаточные, вопрос
о том, какой именно из вариантов исчезновения тела,
вызвавшего волну, надо предпочесть, может быть решен,
если целенаправленно проанализировать количественно
имеющиеся данные.
Поиски разгадки тайны Тунгусского метеорита дают
интересный пример того, как много могут сделать
энтузиасты-любители, если они работают на основе паучпых
методов и научной методологии. Подавляющее болынип-
*) Об этих гипотезах подробно можно прочесть в работах:
Петров Г. И., С τ у л о в В. П. / Космические
исследования.— 1975.— Т. 13, в. 4.—С. 587—592; Григорян С. С. /
Доклады АН СССР.—1976.—Т. 231, в. 1.—С. 57—60;
Хохряков В. А. II Космические исследования.—1977.— Т. 15, в. 2.—
С. 203—207.
63

ство работ о Тунгусском метеорите сделапо вне рамок
служебных заданий. Свыше 25 лет в тайге на месте
взрыва работает Комплексная самодеятельная
экспедиция, в которую ее участники систематически вкладывают
немалые личные средства, время своих отпусков,
страстность и упорство настоящих исследователей. Один из
результатов их деятельности — находка в слоях 1908 г.
торфяников, характерных для места катастрофы,
силикатных шариков размером от десятков до сотен микрон.
Данные нейтронпо-активациоыного анализа их состава
можно считать подтверждением кометпой гипотезы
о Тунгусском феномене. Они могут послужить
основанием для выбора из трех перечисленных выше вариантов
путей образования ударной волны тот, который
предложен и обоснован С. С. Григоряном.
Но во всем этом есть один не вполне ясный вопрос:
ось симметричного вывала леса на местности и
направление движения метеорита, как оно восстановлено по
показаниям очевидцев, не совпадают между собой, и
пока на этот вопрос не будет дан ответ, нельзя
утверждать, что загадка Тунгусского метеорита разгадана.
Чем бы ни было тело, вторгшееся в атмосферу в
1908 г., но, если бы оно при той же самой траектории
запоздало бы всего на четыре часа, катастрофа
произошла бы над Петербургом и была бы величайшей
трагедией в истории нашей цивилизации. Поэтому грань
между вопросами, которые в прошлом иногда даже относили
к выдумке, и реальными трагедиями весьма эфемерна.
§ 4. Омагниченная вода
Как было показано в предыдущем параграфе, путь
следования кажущейся, как оказывается впоследствии,
очевидности может быть обязательным этапом поисков.
Могут получать существенные научные результаты
любители, несмотря на то, что они исследуют события
почти восьмидесятилетней давности, да еще в суровых
условиях тайги. Но может быть и так, что споры о
кажущейся очевидности, которая не обязательно должна быть
таковой, могут продолжаться десятилетиями, хотя речь
идет об эффектах, проявляющихся в условиях
исследовательской лаборатории, вполне доступных обследованию
для проверки самыми совершенными приборами. Такой
именно случай являет нам «омагничепная вода».
64

Ядра атомов, их электроппые оболочки в целом,
электроны этих оболочек, молекулы и их группы обладают
магнитным моментом той или иной величины. Поэтому
магнитное поле может вызвать поворот частиц с
магнитным моментом, а он в свою очередь может вызвать
изменение свойств вещества, состоящего из этих частиц.
Простейший пример — намагничивание постоянных магнитов.
Очевидным считается, что изменить свойства
вещества может только достаточно сильное поле. Поскольку
повороту частиц противодействует, в частности, их
тепловое движение, то сила магнитного поля может,
очевидно, количественно выражаться в том, чтобы энергия
взаимодействия частицы и поля была больше
характерной тепловой энергии, записываемой как кТ, где к —
постоянная Больцмана, а Т — абсолютная температура.
Если тепловое воздействие разрушает упорядоченность,
вызванную магнитным полем, то очевидно, что влияние
магпитного поля не может быть существенным, а тем
более не может запоминаться средой на достаточно
продолжительное время.
Один из вопросов, вызывающих сегодня споры,— это
способность воды запоминать на длительное время
воздействие относительно слабого магнитного поля.
Профессор В. И. Классен *) и многие другие авторы
утверждают, что если вода течет в трубе, в которой
катушкой создается магнитное поле, энергия которого в
пересчете на составляющие воду частицы существенно
меньше кТ, то свойства этой воды изменяются
настолько, что уменьшается отложение накипи в котлах,
улучшаются условия роста растений и пр., т. е. происходит
долговременное изменение свойств воды. Противники этой
теории в выражениях, отвечающих их темпераменту,
утверждают, что возможность подобных эффектов
неочевидна. Поскольку эффекты сложны по своим
проявлениям, могут зависеть от множества других причин, кроме
намагничивания, то результаты эксперимента
небесспорны.
Вспышки активности сторонников и противников
«омагниченной» воды чередуются с завидным
постоянством уже несколько десятков лет, но спор не исчерпан.
Аналогичное положение сложилось и в другой
области. В течение десятилетий публиковались статьи о влия-
*) Классеп В. И. Омагничивание водных систем.— М.:
Химия, 1978.
5 А. М. Хазен
65

нии магнитного поля на химические реакции:
результаты также были невоспроизводимы. И в этом случае
делалось очевидное заключение, что никакого влияния
реальных в технике магнитных полей на химические
реакции нет и быть не может.
Химики оказались настойчивыми. Они в конце
концов объяснили эффекты магнитохимии и тем обеспечили
их воспроизводимость, столь высокую, что на их основе
были созданы измерительные приборы*).
Найденное химиками объяснение, если опустить
детали, состоит в следующем. Для протекания химической
реакции необходимо столкновение атомов химических
веществ. В широком классе веществ реакция при этом
оказывается возможной только в том случае, если
магнитные моменты электронов, связанные с понятием
о спине, имеют противоположное направление.
(Вспомните о заполнении электронных оболочек атомов и
принципе запрета Паули.) Направления спинов в результате
теплового движения все время меняется и кажется
очевидным, что слабое магнитное поле не способно создавать
преимущественную ориентацию. Но, во-первых, в жидких
средах одна и та же молекула за то время, пока
тепловое движение изменит направление ее спина, может
испытать очень много соударений. Между двумя такими
соударениями она будет вести себя так, как будто
теплового движения нет — сохранять направление спина.
Во-вторых, слабое магнитное поле не способно
принудительно ориентировать все спины в одном направлении,
но, подобно волчку, магнитный момент электрона
начинает прецессировать вокруг вектора магнитной индукции,
причем с такой частотой, что за время между
соударениями направление спина меняется существенно.
Но это значит, что если одно из соударений не смогло
привести к химической реакции, то к моменту
повторного направление спина изменится и реакция станет
возможной. Все это неравновесные процессы.
На этой основе специальными приемами в некоторых
химических реакциях можно менять выход продукции
аа счет магнитного поля на 10—20%. Влияние слабого
магнитного поля на химические реакции явилось
сенсацией в современной науке, но как всякая сенсация с ра-
*) За развитие этих работ Ю. Н. Молину, Р. 3. Сагдееву,
К. М. Салихову, А. Л. Бучаченко, Е. Л. Франкевичу присуждена
Лепипская премия 1986 г.
66

циональным (и, как видите, не столь простым)1
объяснением не затронула сердца широкой публики. А омаг-
ничейная вода продолжает волновать многих. К
сожалению, «сенсационные» эффекты практически всегда
связаны с неполнотой информации именно того рода, о которой
шла речь в параграфе о достоверности научного факта *).
§ 5. Спор Ферма и Декарта
Когда Конан Дойл противопоставляет очевидное для
Шерлока Холмса и Лестрейда, то из характеристик
обоих ясно заранее — очевидность Холмса окажется
истинной. В действительности все гораздо сложнее.
Двух гигантов XVII века — Рене Декарта и Пьера
Ферма в равной степени нельзя упрекнуть в недостатках
ни уровня образования, ни творческого потенциала. Они
сделали фундаментальный вклад в науку. Декарт
известен предложенной им прямоугольной системой
координат. Ферма многим известен по знаменитой теореме его
имени. Ему принадлежит одна из первых постановок
математической задачи, приводящая к так называемым
вариационным принципам, сегодня являющимся
эффективным инструментом науки.
В истории науки оптика была областью, к которой
ученые часто в первую очередь стремились приложить
новые методы. Возможно, причина этого в
исключительном совершенстве человеческого зрения, дающего нам
до сих пор максимум информации о внешнем мире.
Эксперимент, являющийся источником постановки
математических задач, в оптике больше всего соответствует
понятию «очевидно».
«Со времени возрождения Наук, с самого их
возникновения, не было сделано более прекрасного открытия,
чем открытие законов, управляющих светом, ... когда
прозрачные тела заставляют его менять свой путь при
их пересечении». Вокруг закона преломления света
в первой половине XVII века возник ожесточенный спор
между Ферма и Декартом. Процитированные выше слова
*) Запрет на возможность «омагничивания воды» абсолютен,
если, как сейчас кажется очевидным, считать, что в чистой воде
неравновесные процессы исключены. Однако есть строгие
эксперименты, в которых, судя по всему, неравновесность воды
проявляется. См., например: Киселев В. Ф., Левшин Л. В.,
Любимов ΙΟ. Α., С а л е ц к и й А. М., С е м е н и χ и н а Л. П.
Влияние слабых магнитных полей на свойства водных систем.
Ломоносовские чтения.—М.: Изд-во МГУ, 1987. (См. с. 72).
5*
67

написаны спустя почти сто лет известным ученым
П. Мопертюи в статье, в которой он все еще продолжает
этот спор.
Определили закон преломления света независимо
теоретически Декарт и чуть раньше экспериментально
В. Снеллиус (имя которого осталось в истории науки
именно в связи с этим).
Декарт при своем выводе закона преломления,
описанном в фундаментальном труде «Диоптрика», исходил
из очевидной общности между законами отражения и
преломления света, обосновывая эту аналогию им же
построенной механикой. Он рассматривал движение
световой частицы, как упругого шарика, отскакивающего
от границы среды. При ударе о мягкую среду шарик
теряет больше скорости — отсюда делается вывод, что и
при движении в менее плотной среде скорость света
должна быть меньше.
В наше время подобное далеко не очевидно и даже
непонятно. Пытаясь воссоздать ход мыслей Декарта,
представим себе привычную для Декарта картину: где-то
вдали скачет всадник. Стук копыт, если приложить ухо
к земле, слышен задолго до того, как всадник
обнаруживается по звукам в воздухе. Действительно, звук в
более плотной среде распространяется быстрее, чем в
воздухе. Отсюда и неправомочное обобщение на
распространение света.
Несмотря на явную ошибочность исходных
предположений, Декарт получил ту же самую формулу, которая
сегодня приводится во всех школьных учебниках:
sinat
sin a 7
т. е. для любых двух сред отношение синусов угла
падения at и угла преломления а2 есть постоянная величина
η — показатель преломления сред. Именно Декарт
установил, что величина η определяется отношением
скоростей света в обеих средах.
Ошибка привела к правильному результату только
потому, что постоянную η можно было определять и как
отношение скорости света в первой среде к скорости во
второй и наоборот: прямых измерений еще долго никто
провести не мог.
Ферма исходил из гораздо более общих соображений.
В своей работе «Синтез для рефракции» он пишет:
68

«Ученейший Декарт предложил закон преломления, ко^
торый, как считают, согласуется с опытом, но, чтобы
доказать его, он выдвигает постулат, ... что движение
света в плотной среде происходит более легко и
естественно, чем в редкой, что, как кажется, противоречит
естественным фактам... Природа действует наиболее лег-
кими и доступными путями». (Курсив Ферма.)
Ферма был одним из родоначальников современной
математики. Ньютон и Лейбниц ссылаются на его
работы как на непосредственный источник
дифференциального и интегрального исчисления. Поэтому,
раскритиковав Декарта, Ферма описывает решение задачи о
преломлении света, используя свои математические методы
и принцип «легких и доступных путей».
Настойчивость в защите своих выводов, обязательная
в науке как в далеком прошлом, так и сейчас, не всегда
сохраняет парламентские формы вежливости. Декарт не
был исключением: «...так как я узнал, что это тот самый
человек, который перед тем пытался опровергнуть мою
«Диоптрику»... с целью вступить в соперничество и
показать, что он в этом знает больше, чем я, и так как...
я узнал, что за ним числится репутация весьма
сведущего геометра, то я считаю себя обязанным ему
ответить».
Полемика между Ферма и Декартом продолжалась
почти два года. Как писал через три десятка лет
математик Иоганн Бернулли, пытаясь внести свой вклад
в этот же все еще не решенный вопрос, Ферма и Декарт
«так горячо отстаивали превосходство своих собственных
методов, как будто они боролись за свои очаги и
жертвенники». То, что описывается, было давно. Наука
средств к существованию своим творцам не доставляла,
и, независимо от вежливости, спорить можно было
безнаказанно.
Если бы все дело заключалось в словесных
формулировках, то мы бы сегодня ничего не знали о тех далеких
спорах, но Ферма получил математические,
количественные результаты. Как из принципа, предложенного Ферма
для обоснования своей правоты, получается закон
преломления, наглядно показывает А. И. Перельман в
«Занимательной физике».
Всаднику надо за минимальное время пересечь по
диагонали поле, половина которого луг, а другая
распахана. Скорость движения по пашне, естественно,
меньше, чем по твердому дерну. Легко понять, что движение
09

по прямой ке будет самым быстрым способом. Надо вы->
брать путь с изломом на границе пашни и луга, да так,
чтобы поменьше скакать по пашне. Но насколько
меньше? Какой самый быстрый — «наиболее легкий и
доступный» — путь в этой задаче?
Для ответа рассмотрим разные варианты путей
между начальной и конечной точкой движения всадника,
образованные отрезками прямых на луге и на пашне.
Будем варьировать их, заставляя проходить через
разные точки на границе обоих участков. Можно подсчитать
время движения по каждому из этих путей и выбрать
тот единственный, для которого оно минимально. Именно
это и сделал Ферма. А поскольку «излом» ложки в
стакане с водой видел каждый, и в те далекие времена не
могло быть никаких сомнений в том, что скорость
движения в более плотной среде должна быть меньше.
Однако это очевидно только в том случае, если признать
справедливость принципа минимального времени
распространения света между двумя точками. Ферма был
убежден в своем принципе, но сомневающиеся были —
и не только Д?карт.
Введение Ферма в науку, как их теперь называют,
вариационные принципы стали применять многие. Но
что должно достигать экстремума? Например, Лейбниц
считал, что «наиболее легкий и доступный путь» тот,
где минимально произведение силы сопротивления па
величину пройденного пути, т. е. минимальна работа
(энергия). Из соображений очевидности он вполне
логично вывел, что сопротивление в более плотной среде
должно быть больше. Но это, как пишет впоследствии
Мопертюи, «затем истолковывается с такой
удивительной хитростью, что становится диаметрально
противоположным». В механике, которую создавал Лейбниц,
ведущее место принадлежало разнообразным «жидкостям»,
а при их движении большее сопротивление реализуется
как сужение «русла» потока. Отсюда большему
сопротивлению отвечает большая скорость. Неправильный
вывод — скорость света больше в более плотной среде —
получен из верной посылки.
После Ферма и Декарта прошло 100 лет, а споры, где
скорость больше, все еще продолжались. Мопертюи
сформулировал прославивший его принцип наименьшего
действия: «Природа, производя свои действия, всегда
пользуется наиболее простыми средствами», поэтому для
света «путь», которого он придерживается, является путем,
70

для которого действие будет минимально». Количество'
действия Мопертюи определяет как произведение массы
тела т на его скорость υ и пройденный им путь ds. Он
применил свой принцип к задачам механики и получил
оставшиеся до наших дней результаты. Он был настолько
поражен эффективностью этого принципа, что
сформулировал названия глав своей книги в таком роде:
«Изучение доказательств существования бога, извлеченные из
чудес природы». В результате этого Мопертюи заслужил
презрение Вольтера и потерял авторитет у ученых
своей эпохи.
Но начал Мопертюи с применения принципа
наименьшего действия к задаче о преломлении света и
получил в качестве следствия, что свет, как и у Ферма,
распространяется по пути минимального времени
движения, но... скорость света в болоз плотной среде у него
получилась больше, чем в менее плотной. Причина
ошибки Мопертюи, как мы теперь понимаем, в том, что свет —
не механические частицы и «действие» для света надо
вводить иначе, чем для частиц.
В задаче о преломлении света окончательные
результаты были получены только в XIX веке Огюстом
Френелем в виде знаменитых соотношений между падающим,
преломленным и отраженным лучами, носящих его имя.
Но как и Декарт, правильные результаты Френель
получил из неверных предпосылок.
Спор о законе преломления — это малая часть гораздо
более фундаментальной проблемы о природе света,
которая с самого начала была тесно переплетена с
вопросом об атомном фундаменте окружающего нас мира.
Поэтому неправильно и невозможно связывать окончание
дискуссии о «прекрасном открытии» с каким-нибудь
одним именем.
В «Ученом совете» почти двух столетий за большую
величину скорости света в менее плотной среде, как
правило, «голосовали» представители волновой теории
света: Гюйгенс еще во времена Ферма и почти через
столетие — Леонард Эйлер, знаменитый математик и
механик, член Российской академии наук, заложивший
строгие математические основы вариационных методов.
Суммарный счет первого столетия с момента начала
спора был не в пользу Ферма.
Среди тех, кто получил большую величину скорости
в более плотной среде, был Ньютон, и не случайно,—
ведь он выдвинул гипотезу света как истечения механи-
71

ческих частиц, кстати, наиболее обоснованную для тех
времен. И хотя во времена Эйлера кроме «очевидности»
против этой гипотезы не было решающих доводов,
сохраняя традиции полемики великих, Эйлер не может
отказать себе в удовольствии сделать замечание: «Да и
вообще величие ума никогда не гарантирует от абсурдности
идей, если эти идеи им самим придуманы». Ехидство не
довод: все было гораздо сложнее.
Ферма умер как раз в год окончания студентом
Исааком Ньютоном Кембриджского университета. Декарт —
раньше на пятнадцать лет. Основное рациональное зерно
механики Декарта, несомненно, наложившее отпечаток
на труды его современников, заключалось в примате
законов сохранения (о роли которых в науке
рассказывалось в § 6 гл. 1). Ньютон создал механику как науку
о силах и движении, не используя в ее аксиоматизации
ваконов сохранения, и эта наука дожила до наших дней
в почти неизменном виде. Введенный чуть позже для
обозначения силы вектор, имеющий величину,
направление и точку приложения, сыграл огромную роль в науке,
сохранив те три смысла, которые первоначально были
вложены Ньютоном в понятие силы: действие одного
тела на другое в статике, причина изменения движения тел
в динамике, описание взаимодействия тел в условиях
гравитации *).
Есть старая студенческая присказка: преподаватель
спрашивает «Что надо сделать, чтобы забор не повалило
ветром?», а студент отвечает ему: «Найти
равнодействующую сил давления и в точке ее приложения
просверлить дырку». Эта шутка отражает тот факт, что в
природе, строго говоря, не существует сосредоточенных сил
(действующих в точке). Усилия всегда распределены по
поверхности или объему. Но еще точнее будет сказать,
что в природе существуют энергия взаимодействия и
действительные или возможные перемещения тел.
После Ньютона, — правда, без драматических колли-
вий — энергию и законы сохранения пришлось заново
«выдвигать» на решающее место в механике. Конечно,
силы в механике при этом сохраняются, но как
производные от работы по координатам. Основы такого
построения механики связаны с именем Даламбера и его
*) Подробнее о силах можно прочесть: Седов Л. И.
Очерки, связанные с основами механики и физики.— М.: Знание. 1983.
72

принципом возможных перемещений, который изучают
студенты всех вузов. При рассмотрении классических
механических систем, рычагов и зубчаток, мостов и
машин вспоминать о парадоксах — только запутывать
студентов. Для них принцип Даламбера только один из
возможных методов расчета конструкций. Но когда речь
идет о тяготении, когда в механику стали входить
электромагнитные взаимодействия, когда развитие методов
механики стало основой описания нового атомного мира,
без энергии и законов сохранения обойтись оказалось
трудно.
Путь вариационных принципов, начатый Ферма еще
во времена Декарта, в такой механике стал решающим.
Фундаментальный шаг на этом пути сделал в своем
принципе наименьшего действия Мопертюи, а ошибочное
значение отношения скоростей света в разных средах у
него возникло потому, что функцию, для которой
определялся минимум, он построил по ньютоновским
рецептам. Но ведь легко проверить, что действие Мопертюи
имеет размерность работы (энергии), умноженной на
время, т. е. применимо без всяких механических частиц
в любом случае, когда можно ввести энергию. Именно
так Лейбниц сформулировал принцип наименьшего
действия примерно за сорок лет до Мопертюи. Но
Мопертюи не хотел признавать приоритет Лейбница и даже
использовал для этого свое положение президента
Берлинской академии. Подлинник письма Лейбница, в
котором им сформулирован принцип наименьшего действия,
возможно поэтому, не сохранился.
Прошло еще около столетия. Лаграпж и Гамильтон
уточнили — какую именно энергию надо рассматривать
в качестве основы для вычисления действия, в виде какой
функции ее записать, какие траектории сравнивать в
поисках экстремума. То, что волновало Мопертюи —
совместное выполпение принципа Ферма и припципа
наименьшего действия, оказалось важным и почти в паши
дни: рожденные у истоков науки понятия стали осповой
работ де Бройля, которые, казалось бы, создали предел
применимости «старой» механики, а на самом деле
утвердили нерушимость ее позиций в будущем.
«Руководствуясь идеей о глубоком тождестве принципа наимень-
шего действия и принципа Ферма,— пишет де
Бройль,...— исследуя, с одной стороны, принцип
Гамильтона и Мопертюи в классической и релятивистской
динамике, а с другой, распространение волн и принцип
73

Фер?.:а с общей точки зрения, мы приходим к
возможности объединения этих двух исследований... Мы полагаем,
что идея о глубокой взаимосвязи двух великих
принципов Геометрической оптики и Динамики могла бы стать
ценным руководством для реализации сиптеза волн и
квантов».
В результате проведенной работы после
трехсотлетних споров оказались возможными удивительные опыты,
которые подтвердили описание на языке волн, казалось
бы, классических механических частиц — электронов. Вот
что пишет об этом Эрвин Шрёдингер: «Некоторые
исследователи (Дэвиссон и Джермер, молодой Дж. П. Томсон)
приступили к выполнению опыта, за который еще
несколько лет назад их бы поместили в психиатрическую
больницу для наблюдения за их душевным состоянием.
Но они добились полного успеха»*). Именно Шрёдингер
ва два года до этого получил свои зпаменитые
уравнения, описывающие результаты их опыта.
Трудно переоценить ту роль, которую сегодня играет
в физике «гамильтониан взаимодействия», возникший в
результате дискуссий нескольких веков. Его вычисление
составляет основу большинства современных работ по
физике, монографий, учебников. А вариационный
принцип академика Л. И. Седова в построении моделей
сплошной среды**) вернул механике ее былую славу
«науки всех наук» и позволяет на единой основе
методами механики описывать все: конструкции и химические
реакции, электромагнитные взаимодействия и прочность,
пластичность и процессы с каплями, пузырьками,
частицами.
Кончился ли спор, начатый «прекрасным открытием»?
Конечно нет! Завершение еще одного его этапа вызвало
к жизни следующий — в глубинах внутреннего строения
элементарных частиц и в десятимиллиарднолетней
давности «Большого взрыва», ознаменовавшего
возникновение нашей Вселенной, пробами и ошибками ищутся и
находятся новые пути и решения.
*) Эта работа отмечена Нобелевской премией 1937 г.
Интересно, что отец Дж. П. Томсона — Дж. Дж. Томсон — получил
ранее, в 1906 г., Нобелевскую премию за эксперименты,
показывающие обратное: электрон есть твердая частица.
**) Седов Л. И. Механика сплошной среды. Т. I.— М.:
Наука, 1983; Т. 2.— М.: Наука, 1984.
74

§ 6. Клады под «пломбой» очевидности
Во многих научных книгах и учебниках говорится об
ограничениях, которые накладывают физические законы
на возможности создавать полезные процессы и
устройства. И такие ограничения, бесспорно, существуют. Но
каждое из них основано на приближениях, на
конкретных свойствах физических процессов. Об этом часто
забывают, запрет становится само собой разумеющимся,
очевидным. Вообще говоря, это неплохо, так как быстрая
оценка невозможности решения полезна и важна. Но в
результате развития науки и техники возникают задачи,
существенно отличные от актуальных ранее. Если в них
учесть то, чем ранее пренебрегалось, то, не опровергая
ставшего очевидным ограничения, можно его обойти и
получить нужный результат.
Приведем пример, связанный с дифракционными
ограничениями на возможность различить («разрешить») в
оптическом изображении две близко расположенные
точки.
Огюст Френель, который упоминался в предыдущем
параграфе в связи с законами преломления света, про-·
славился и тем, что исследовал и объяснил явление
дифракции — «огибания» светом препятствий. Переход от
света к тени реально не соответствует геометрической
границе «лучей света», а состоит из чередующихся
полосок— «каемок», как их называл Френель. Многие
помнят из курса физики, что их происхождение связано Q
суммированием световых волн, учитывающим фазу ко-·
лебаний. ,
Пусть с помощью линзы на экране сфокусировано
изображение идеального точечного источника света. В
результате дифракции на отверстии, образованном оправой
линзы, изображение такого источника будет иметь вид
относительно большого пятна с чередующимися
концентрическими светлыми и темными окружностями. Если
смотреть из центра линзы, то первая из «каемок» будет
видна под углом а, зависящим от длины волны λ света
и диаметра линзы d:
а
Если линза отображает два близкорасположенных то-·
чечных источника, то зрительно различить их можно
тогда, когда перекрытие пятен происходит примерно до
первой «каемки». Этому соответствует угловое разреше-
73

пив для близкорасположенных точек порядка угла α из
предыдущей формулы. Например, для человеческого
глаза (диаметр зрачка-линзы 3 мм, средняя для дневного
света длина волны округленно 0,6 мкм) угловое
разрешение составит примерно 1 угловую минуту.
В телескопах большие диаметры линз или зеркал
нужны не для того, чтобы «увеличить» звезды, а чтобы
уменьшить дифракционные ограничения. Например, для
линзы телескопа диаметром в 300 мм угловое
разрешение возрастает по отношению к невооруженному глазу
в 100 раз, хотя изображение звезды все равно в диск не
превратится, а останется только точкой.
Звезды к телескопу не приблизишь, но, может быть,
при рассмотрении предметов, например, под
микроскопом или при фотографировании, можно обойти
дифракционные ограничения, изменяя расстояние до объекта и
соответственно наводку на резкость? — Нет, еще Френель
доказал, что одна и та же дифракционная картина
сохраняется для всех расстояний а и Ь от объекта до
линзы и от линзы до изображения, которые удовлетворяют
условию фокусировки:
а + Ь ~~ /*
известному из школьного курса физики (/ — фокусное
расстояние линзы).
Ограничения, связанные с дифракцией и
приведенными выше формулами, упоминаются в разделах оптики
почти всех учебников. Считается, что они носят
абсолютный характер и нечего даже пытаться их как-нибудь
обойти.
Законы дифракции света опровергать бессмысленно и
сегодня, и в будущем. Но нет запретного в том, чтобы
поинтересоваться детальной структурой перекрывающих
друг друга дифракционных картин, их взаимной
интерференцией.
Пятно в центре изображения и первая «каемка»
отличаются между собой по фазе световой волны на π/2.
Вдоль радиуса пятна и «каемок» фаза непрерывно
меняется. Дифракция формулирует запрет на раздельное
наблюдение пятен от двух близких источников. Но даже
в сильно перекрывающихся дифракционных картинах
содержится информация, позволяющая с помощью
специальной обработки определить, что пятно образовано
именно двумя источниками, найти расстояние между ни-
76

ми: способ регистрации изображения в липзовых
системах и способ его анализа приводят к неполному
использованию имеющейся в сфокусировапном изображении
информации. Поэтому для создания реальных устройств
можно искать пути повышения разрешепртя на основе
особенностей наблюдаемых объектов и требований к
результатам.
Сначала наиболее остро вопросы разрешения стояли
в звездной астрономии. Телескоп должен либо отличить
друг от друга две близко на небе расположенные звезды,
либо по блеску звезды оценить ее угловой диаметр, в
самом же изображении звезды нет необходимости. Для
проведения вычислений вполне достаточно
проанализировать только часть дифракционной картины. В такой
постановке задачи оказалось, что можно обойтись без
больших линз.
Допустим, что есть телескоп с диаметром линзы 300 мм*
Его разрешение было вычислено выше. Закроем линзу
телескопа непрозрачным экраном, оставив по его диаметру
два небольших отверстия па противоположных краях
I
Свет от звезды
Зеркало 1
Зеркало 2 Звркйло 3
-—-ч /-—
Зеркало 4
^=^
Линза
\ /\ ι
\' \/
" * Экран
|||||! Интерференционная
Рис. 4
линзы. От Отверстий к точке фокусировки идут пучки
лучей, которые на малых участках приближенно можно
считать плоскими. Ценой искажений упростим схему —
заменим в ней большую линзу на маленькую, а свет от
отверстий направим на нее с помощью зеркал, как
на рис. 4.
77

В результате изображение η фокальной плоскости
принципиально изменится: оно будет состоять из
дифракционных картин новых отверстий и структуры, возникшей
при их взаимодействии — интерференции. Именно она и
будет содержать информацию о части дифракционной
картины большой линзы, теперь несуществующей. Эта
структура — интерференционные полосы, пересекающие
дифракционные окружности. Обработка, необходимая для
определения расстояния между источниками,— измерение
шага этих полос. Описанный выше прибор называется
звездным интерферометром Майкельсона (опущены
подробности, связанные с повышением контрастности
полос).
Изменен способ регистрации изображения, изменен
способ определения по изображению искомого параметра.
Результат: с помощью маленькой линзы можно
разрешить астрономические объекты не хуже, чем при
использовании линзы большого диаметра, в том
числе и такой, которую никогда не удалось бы
изготовить.
Принцип звездного интерферометра и его обобщения
оказались исключительно продуктивными в
радиоастрономии и радиолокации. Длина используемых волн — от
миллиметров до метров, т. е. больше средней волны
света примерно в 103—106 раз. Соответственно диаметр
зеркала, эквивалентного по дифракционному разрешению 300-
миллиметровому телескопу, должен составлять 300 м —
300 км. Осуществить прямой аналог оптического зеркала
таких размеров далеко не просто.
В оптике при малой длине волны для определения
фаз и взаимодействия дифракционных картин
необходимо совмещать световые пучки. В радиотехпике измерение
фаз легко осуществляется приборами или даже по
записи сигналов от независимых приемников. Сегодня
реальны точные эталоны времени, поэтому пришедшие от
астрономических объектов волны можно записать в разных
точках земного шара вместе с сигналами точного
времени, а потом определить их относительную фазу путем
совмещения сигналов времени на разных записях. Тогда
«полосы», которые можно видеть в звездном
интерферометре Майкельсона, станут цифрами в результатах
вычислений или картинкой на дисплее ЭВМ. Но ведь и в
самом звездном интерферометре изображение само по
себе не используется, ипформация извлекается из
расчетов.
78

«Звездный интерферометр» для радиоволи может быть
осуществлен в виде двух независимых приемников, рас-
положенных не только на расстояниях,
приближающихся к диаметру земного шара, но и на спутниках или
космических зондах, т. е. при расстояниях, даже
больших диаметра земной орбиты. Если довольствоваться
очевидным и строить линзы или зеркала для радиоволн
таких размеров, то радиотелескоп с разрешением,
эквивалентным уже осуществленным системам типа «звездных
интерферометров», не смогла бы построить и
гипотетическая суперцивилизация, использующая все
околозвездное пространство своей планетной системы.
Время идет, наука и техника развиваются: создаются
возможности для переноса новых решений в
породившую их область — в оптику. Принцип раздельного приема
не является фантастическим в приложениях к
интерференции света. Методами голографии легко
осуществляется «раздельный прием» излучения во времени. Можно
получить интерференционные картины прошлого и
настоящего самых разнообразных объектов. Это широкое
направление в технике экспериментальных исследований,
называемое голографической интерферометрией,
возникло около 20 лет назад и бурно развивается. Раздельный
прием в пространстве сегодня (с определенными
трудностями) осуществим. Простейшим способом — на основе
«проводов» для света: волоконно-оптических световодов·
Можно увеличить базу оптического звездного
интерферометра до десятков, сотен, а может быть и тысяч метров.
Это лишь вопрос стоимости и объема инженерных работ.
Полностью раздельный прием оптического излучения, кан
в случае радиоволн, также не запрещен, но сложностей
больше и они включают необходимость новых теорети*
ческих решений. Категорического запрета на то, чтобы
увидеть на дисплее ЭВМ ближайшие звезды, подобно
тому как видна Луна и планеты, наука не ставит.
Для устранения запретов очевидных ограничений
всегда существенно используются конкретные
особенности возникающих технических задач. Например,
необходимо записать для хранения книги, журналы, статьи
так, чтобы они занимали минимальное место. Будем
фотографировать их с уменьшением на фотопленку. Это
делают сейчас по заказам читателей во многих
библиотеках: одна-две страницы уменьшаются в кадре 24 на
35 мм. А если сделать фотографию еще меньше? Но тогда
неизбежно возникнет ограничение: как только расстояние
79

между линиями букв станет соизмеримым с длиной
волны света, дифракция на таких мелких структурах так
исказит изображение, что буквы станут неразличимы.
Но ведь информация о тексте при этих искажениях
сохранится, исчезнет только ее привычная форма!
При наблюдении звезд вместо их изображения
получалась дифракционная картина отверстия линзы
телескопа. (В терминах математического аппарата оптики —
преобразование Фурье от двумерной функции
пропускания света, заданной отверстием.) По этой картине
можно, зная что звезда одна, без близких соседей, выяснить
размер отверстия телескопа.
А если при фотографировании текста сразу, не
дожидаясь, пока возникнут дифракционные ограничения,
перейти к записи прозрачной буквы, как некоторого
«отверстия линзы»? Потом обработаем получившуюся
дифракционную картину и вычислим саму букву:
регистрация сложнее, но при этом дифракция не помеха, а основа
процесса.
Такой принцип записи информации сегодня
реализован па основе методов голографии. Поместим диапозитив,
например с журнальной страницей, в передней
фокальной плоскости линзы и осветим его
плоскопараллельным пучком когерентного света от лазера. На
фотопластинке, помещенной в задней фокальной плоскости,
вместо привычного изображения текста будет
зарегистрирована его дифракционная картина: каждая
прозрачная точка на диапозитиве создала, как далекая звезда,
свои дифракционные «каемки», а их суммирование с
учетом фаз волн дало «пятнышко» со своем структурой
интерференционных линий, содержащей полную
информацию о тексте всей страницы. Направим на это пятнышко
при его фотографировании, как всегда в голографии,
опорный пучок когерентного света. Проявим
фотопластинку и осветим ее только одним опорным пучком —
восстановятся те самые световые волны, которые
записали дифракционную картину. Если пропустить их через
аналогичную линзу, то в ее фокальной плоскости
восстановится текст.
«Борьбы» с дифракцией нет, она полезно работает.
Размер ваписи может быть много меньше самого диапо-
•итива, ведь в геометрической оптике, если пренебречь
дифракцией, такая схема даст математическую точку,
а дифракционные эффекты — относительно малые (хоть
и принципиально важные) отклонения от приближения
80

геометрической оптики. Размер пятнышка зависит от фо-»
кусного расстояния линзы и может быть сделан малым.
Шаг полос записи в этом случае всегда порядка длины
волны света по самому принципу записи. Это не помеха,
а полезный результат.
Реально на фотопластинке размером 9 на 12
сантиметров можно запомнить тысячи страниц текста, а в
объеме письменного стола разместить представительную
библиотеку. Для вычислительных машин по таким схемам
можно реализовать долговременную память
исключительно большого объема даже в сопоставлении с
достижениями записи на магнитных дисках и лентах.
Развитие оптики от времен Ферма и Декарта
накопило столько материала, гений Френеля дал в руки
исследователям такие эффективные методы, что с
пятнышком записи можно делать настоящие чудеса. Захотели —
и луч света в ничтожные доли секунды выберет из
огромной библиотеки все страницы, на которых в любых
падежах и склонениях, даже не обязательно
напечатанное строго одинаковым шрифтом, встречается заданное
слово. Записали таким способом библиотеку отпечатков
пальцев — в те же ничтожные доли секунды законы
Френеля выдадут полные анкетные данные того лица,
отпечаток пальцев которого предъявлен машине. Можно
сравнивать и выбирать таким способом похожие
фотопортреты.
Но лучшее — враг хорошего; поэтому азарт зовет
исследователей вперед даже тогда, когда для внедрения уже
полученного нужны годы. При уменьшении размера
пятнышка записи в такой схеме все-таки возникает свой
дифракционный запрет. Конечно, на уровне меньшем,
чем при обычной фотографии. Причина его — дифракция
на границах самого пятнышка — слишком мало полос
голографической интерференции приходится на каждую
единицу информации. Казалось бы — предел? Нет.
Фотопленка искажает профиль интерференционных
полос при записи. Возникают новые волновые фронты,
которых не было в исходной дифракционной картине —
старшие порядки дифракции. Использование этой, по
существу, ошибки записи, как показал И. Н. Компанец*),
*) Μ а л о в А. Н., Морозов В. Н., Компанец И. Е,
Попов Ю. М. Регистрация Фурье-голограмм в оптической
системе с синтезированной апертурой / Квантовая электроника.—
1980.—Т. 7, № 2.—С. 282—289.
β Α. Μ. Хазен
81

дает новый качественный результат — снижение еще на
порядок площади, необходимой для записи информации.
Иллюстраций подобных «кладов» можно привести
множество. Например очевидно, что измерить углы с
вертикалью порядка единиц угловых секунд механической
системой можно только при ее очень точном изготовлении
и эксплуатационной «хрупкости». Но это осуществляет
датчик, изготовленный «топором», который им же можно
безпаказанно «колотить». Может механическая система
в ЭВМ печатать со скоростью в сотни тысяч зпаков в
секунду. Можно создать принципиально новый класс
усилителей для устройств электроники, в которых
электростатическое поле меняет магнитную проницаемость
вещества *).
Подведем итоги. Если в новой задаче с первого
взгляда присутствуют очевидные ограничения, то иногда (I)1
поиски в этом направлении могут оказаться куда более
продуктивными, чем улучшения на базе известных ре-
шений.
Оглянитесь, прочитав эту главу, содержащую примеры
от филиппинских хилеров до споров гигантов истории
науки,—- задуматься над явной очевидностью иногда прос-»
то необходимо! Но при этом обязательно увидеть и пень
от лиственницы в очевидной «воронке метеорита», и
понять причинно-следственные связи того факта, что собст-*
венные глаза видят неповрежденную кожу, и не доволь^
ствоваться очевидностью аналогий, а искать фундамен-»
тальные принципы.
Пломбой очевидности в науке часто оказываются за-*
печатанными настоящие клады, а очевидные
противоречия, как будет показано в следующей главе, могут быть
источниками сведений для поисков решения сложных
задач.
*) X а з е н А. А. Датчик угла отклонения от вертикали*
Авт. свид. SU 1092270 А, кл. Ε 21 В 47/02 / Бюллетень
изобретений.—1984.—№ 18.
X а з е н А. М. Устройство для регистрации цифровой
информации. Авт. свид. 131908, кл. 42d, 32о, 42m, 29 / Бюл. изобр.^
1960.— № 18. Хазен А. М. Магнитный усилитель. Авт. свид,
276169, кл. 21а2, 18/08 / Бюл. изобр.—1970.—№ 23 (патенты:
США № 3, 469, 199, Англии № 1, 134, 396, ФРГ № 1487381,
Дании № 118617, Италии № 877064).
82

Глава 9
ШАРОВАЯ МОЛНИЯ —
В ПРОТИВОРЕЧИЯХ РАЗГАДКА
Она окружена тайной — а тайна волнует.
Артур Копан Дойл. Записки
о Шерлоке Холмсе
§ 1. Шаровая молния—реальное природное явление
Среди явлений природы, сохраняющих таинственность
еще не объясненного наукой, видное место занимает
шаровая молния. Академик В. Л. Гинзбург в одной из своих
статей ставит вопрос о раскрытии природы шаровой
молнии в один ряд с такими проблемами, как познание
строения элементарных частиц или открытие
высокотемпературной сверхпроводимости.
Что такое шаровая молния? Над этим размышляют
в течение многих веков. Каких только предположений на
этот счет не высказывалось! Критиковать гипотезы —
задача неблагодарная, да и сделано это уже много раз.
Известные гипотезы *) и правдоподобны (в той или иной
степени), и имеют определенные обоснования, но они не
замкнуты: в каждой из них есть по крайней мере одно
предположение, которое связано с решающим
противоречием известным процессам и законам природы. Это ясно
понимают все, в том числе и авторы существующих
гипотез, хотя они и не всегда готовы это признавать.
На чем же строить объяснения шаровой молнии,
описанной в тысячах опубликованных наблюдений? Что
является твердым фундаментом для ее исследования в море
фактов и подробностей, которые сообщаются случайными
свидетелями и точность которых всегда может быть
оспорена?
Главным является утверждение о том, что шаровая
молния как реальное природное явление существует!
В Окридже (США), в Лаборатории атомной энергии
была проведена анкета — опрос о наблюдениях шаровой
молнии. Из 15 923 опрошенных, 513 человек, т. е. 3,2%,
видели шаровую молнию. Аналогичный опрос в США
проводился NASA. В нем участвовало 1764 сотрудника
исследовательского центра в Льюисе. Из них шаровую
*) Анализ многих из них содержится в книге: С и н г е ρ G.
Природа щаровой молнии.—М.: Мир, 1973.
6*
83

молнию видели 10%. В Советском Союзе сведения о
наблюдениях шаровой молнии в 1975 г. собрал журнал
«Наука и жизнь». Его результаты обобщили сообщения
1062 очевидцев *).
В любой аудитории из 50—100 человек при вопросе
«Кто видел шаровую молнию?» обязательно находится
один-два желающих рассказать о своих личных
впечатлениях. На лекции автора о шаровой молнии в
Центральном лектории Политехнического музея в Москве в 1985 г.
таких желающих оказалось даже шесть.
Каждый человек с младенческого возраста десятки
и сотни раз видел линейную молнию. Но спросите соседей
и сослуживцев или попутчиков в дальней дороге: многие
ли из них видели непосредственно во время грозы именно
то место, куда ударила линейная молния? Окажется, что
таких людей довольно мало: примерно в два раза больше,
чем тех, кто видел шаровую молнию.
Как об&чно очевидцы описывают шаровую молнию?
Приведем некоторые из опубликованных или устно
сообщенных автору наблюдений.
«Молния ударила в металлический насос колодца,
расположенного у крыльца дома. Несколько «шаров»
прокатилось по всей поверхности крыльца, наверное 30 футов,
и потом без следа исчезли». (1 фут = 0,30 м.)
«Шаровая молния была красная с белым свечением
внутри».
«Разряд молнии ударил в дерево и расщепил его. Из
дерева выплыл шар, передвигаясь горизонтально по
прямой. Он остановился на расстоянии около 20 ярдов от
дерева, казалось, начал вращаться или вибрировать и с
треском взорвался». (1 ярд = 0,91 м.)
«Я стоял на крутом берегу озера, радиусом около чет->
верти мили. Молния ударила в цептр озера, появился шар,
пропутешествовал приблизительно 100 ярдов по озеру
на расстоянии 10—15 футов над его поверхностью,
ударился о воду, отскочил от нее, ударился снова примерно
через сотню ярдов и затем внезапно исчез, поднявшись
опять в воздух».
«Молния, вероятно, ударила в наш дом или около.
Проволока внешней антенны была расщеплена, но не
расплавилась. Там, где антенна входила в комнату, окно
было немного открыто. Казалось, что шар возник на окне,
очень быстро полетел к центру комнаты и вылетел».
*) Стаханов И. П. О физической природе шаровой
молнии.—М.: Энергоатомиздат, 1985.
84

«Это произошло после того, как молния ударила
в столб электропередачи. Шар, казалось, двигался по
направлению к столбу, через улицу, над человеком...
Человек был ослеплен, загорел, но не получил никаких
повреждений».
«Я видел, как огненный шар опустился с неба и
ударился о колючую проволоку, прикрепленную к
деревянному забору. В течение нескольких минут шар двигался
вдоль проволоки и затем исчез. Появление шара
сопровождал странный шуршащий звук. Сначала шар казался
больше чем в конце. Я полагаю, что диаметр шара был
не менее 4 дюймов, но и не более 18 дюймов. Я осмотрел
забор через несколько минут после исчезновения шара
и обнаружил, что концы зажимов были теплыми и
немного обгоревшими, только свободная часть была обожжена».
«Через несколько секунд после того как в окрестности
ударила молния, мы обнаружили, что около дома
короткими змеевидными толчками передвигается яркосветяща-
яся сфера величиной с кулак. Затем этот светящийся шар
проник через закрытое окно в комнату, на глубине
примерно трех футов он совершил неожиданный поворот на
девяносто градусов параллельно стене и продвинулся еще
на метр дальше в глубь комнаты. Затем он взорвался,
и светящаяся сфера исчезла с коротким оглушающим
звуком. В течение всего времени существования шаровая
молния была багряного оттенка. Она существовала
приблизительно в течение трех секунд. Ни в комнате, ни вне
ее не было обнаружено каких-либо разрушений или
повреждений. После взрыва светящегося шара мы
почувствовали типичный запах, который появляется при
электрических разрядах».
«Необычно длинная и яркая молния начала
передвигаться по небу с юга на север. На ее конце закручивалась
спираль, из которой появилась светящаяся сферическая
форма, медленно опускавшаяся на землю. Очевидно, эта
сфера вращалась. Длительность всего этого явления,
начиная от возникновения и кончая затуханием на поле,
составляла 80 секунд по часам. Шаровая молния
ударилась в 100 метрах от места наблюдения с глухим шумом,
напоминающим извлечение пробки из бутылки».
Вся эта группа наблюдений относится к 30-—60 годам
XX столетия. В основном они сделаны людьми, в той или
иной степени осведомленными о шаровой молнии. А вот
группа наблюдений конца прошлого — начала нашего
века, когда о шаровой молнии слышали немногие,
85

«Свидетелем был почтальон, который утверждал, что
он ничего не знал про шаровую молнию. Он был на
дороге и увидел серо-темное облако, из которого свисало что-
то, похожее на штанину. Внезапно нечто похожее на
золотой бочонок упало из этой штанины. Это тело
опустилось около телефонного столба с громким треском. У него
было впечатление, что оно ударилось о столб. Потом
оттуда появилась настоящая молния и один из разрядов
ударил в школу. Он был удивлен тем, что не мог понять,
сопровождается ли треск громом или нет. До этого шел
небольшой дождь, а потом пошел град. Свидетель также
утверждает, что в течение короткого времени деревья были
похожи на новогоднюю елку, украшенную свечами на
иголках».
«В 1912 г. во время моих летних каникул я гулял по
лесу в Макленбурге и наблюдал за сильной грозой,
которая удалялась. Был вечер и воздух был чист. Внезапно я
увидел огненный шар, поднимающийся на расстоянии,
которое я не мог определить. Сначала я полагал, что этим
шаром была ракета. Но очень медленное движение со
спиральным вращением и с изменяющейся скоростью
заставило меня думать, что это была легендарная шаровая
молния. Шаровая молния несколько раз изменяла свой путь
от горизонтального к вертикальному. Она совершила
несколько колебаний, после чего стала неразличимой.
Затухание не сопровождалось звуком. Строго сферической
формы, она приблизительно была равна грецкому ореху.
Я точно не помню цвет ее свечения, но, кажется, он был
либо оранжевый, либо зеленоватый и во время затухания
опа изменяла оттенки. Шаровая молния была светящейся,
яркой, но не ослепительной».
«1895 г. Перед нашим домом было большое открытое
поле. В этот день по области передвигалась сильная гро-
8а, и я наблюдал яркие разряды молний, ударяющие в
вемлго, затем была пауза. В этот момент неожиданно
появилась светящаяся желтовато-красноватая сфера.
Никогда не слыхав раньше про шаровую молнию, я полагал,
что это был метеорит или что-нибдуь вроде этого. Сфера
была размером с поднимающуюся полную луну и имела
четкие очертания: ее внешняя поверхность казалась
похожей на красивое яркое кольцо, как будто у сферы была
оболочка. Молния опускалась очень медленно. Когда она
ударилась о небольшой заброшенный коттедж, произошел
сильный взрыв, как будто взорвалась бомба. Загорелись
бочки, и коттедж был разрушен».
86

«1890 г. Свидетель правил в своей коляске открытого
типа с четырьмя лошадьми и довольно большими дере-*
вяпными колесами со стальными ободами, находящимися
на сталькых осях. Движение происходило по загородной
дороге, по обоим сторонам находились железные заборы.
Небо было покрыто тучами, но дождя не было. Два очень
ярких шара размером с человеческую голову появились
по обеим сторонам дороги и начали двигаться вдоль
забора с такой же скоростью, как и коляска. Множество
искр летело от этих шаров к металлическим осям
коляски. Лошади задрожали и побежали быстрее, но чем
быстрее двигалась коляска, тем быстрее передвигались и
огненные шары, пока коляска не подъехала к тому месту,
где кончились железные заборы. Тогда оба шара
исчезли без взрыва с шумом, похожим па шорох листа
бумаги».
Имеется сообщение о том, как шаровая молния прошла
через стекло окна, оставив в нем почти совершенно
круглое отверстие диаметром 28 см. Затем она разорвалась на
земле под окном. Свечение ее было бледноголубого цвета,
а очертания неясны. Шар появился вскоре после разряда
линейной молнии в дерево возле окна комнаты, соседней
с той, где были наблюдатели.
Академик Г. И. Петров, когда автор на его семинаре
докладывал свою теорию шаровой молнии, рассказал, что
он сам видел это явление внутри помещения типа
производственного корпуса со старинной паровой машиной.
Светящийся шар влетел в окно и двигался под потолком,
огибая металлические балки.
Отметим два наблюдения, описанные в книге И. П.
Стаханова, упомянутой выше.
Имел место случай выстрела с расстояния примерно
в 15 метров в шаровую молнию из дробовика. Молния
только слегка покачнулась и просуществовала после
этого не менее 40 с.
Спящий наблюдатель проснулся («показалось, что
выстрелил карабин»), увидел вытянутый по направлению
движения белый «клубок», который плавно скользил вдоль
стен по периметру комнаты и вылетел в окно. Утром
оказалось, что у стоявшего рядом с изголовьем карабина
оплавлена верхняя головка шомпола, но натеков нет —
металл как бы испарился. Других проявлений теплового
эффекта нигде не было обнаружено.
Часто цитируют описание случая, когда служитель
взмахами метлы выгнал из церкви шаровую молнию.
87

О поражении электрическим током, явно связанном с
шаровой молнией, рассказал автору А. Любарский.
Шаровая молния влетела в деревянную будку-вагончик,
установленную для буровой бригады непосредственно около
буровой вышки. Шаровая молния коснулась головы
одного из рабочих бригады, который погиб. На полу и в
ботинках погибшего был обнаружен небольшой след каких-то
электрических процессов, но ожогов на теле не было.
Инженер Ю. Булычев рассказал случай, происшедший с его
близкими, когда шаровая молния размером с апельсин
влетела в окно и закончила свой путь на электропроводке
обычной осветительной лампочки. Электропроводка
обгорела, как будто по ней прошел большой ток.
Во время поездки из Москвы в Муром на окраинах
Владимира автор подобрал попутчика — участкового
инспектора. Тот рассказывал о местных
достопримечательностях и, в частности, без каких-либо наводящих вопросов
сообщил о шаровой молнии, которую видел на Оке. Она
двигалась вдоль поверхности воды на некотором
расстоянии от нее и обогнула лодку, в которой он сидел.
Еще два описания, сообщенные автору людьми, в
наблюдательности которых сомневаться нет оснований. Оба
случая относятся к их детским годам.
Инженер Е. Сорокина: как возникла шаровая молния
и был ли при этом дождь — не помнит, находилась она в
то время в Москве, в квартире в районе Садово-Самотеч-
ной улицы. Светящийся шар сел на подоконник у
закрытого окна с промежутком между областями свечения и
подоконником, проминаясь как легкий воздушный шар.
«Он был мохнатый».
Специалист в области механики, профессор Ю.
Шевелев наблюдал шаровую молнию в детстве на Кавказе.
Наиболее запомнившееся впечатление: «Она как бы
составлена из иголок». Возникновение ее в помещении было
связано с антенной радиоприемника.
Последние наблюдения надо подчеркнуть. В
описаниях очевидцев характеристика поверхности шаровой
молнии встречается не часто. Но еще известный астроном
Камилл Фламмарион, в наблюдательности которого
сомневаться нет оснований, характеризовал шаровую молнию,
как «пушистого котенка», который влетел в комнату
и прошел мимо него, сидящего в кресле, не
коснувшись.
Если обобщить множество известных сегодня
наблюдений, то получится внешне противоречивый набор харак-
88

терных свойств, которые, несомненно, относятся к одному
и тому же явлению природы — шаровой молнии.
Возникновение шаровой молнии: наиболее часто —
вблизи места удара линейной молнии. Но имеется зпачи-
тельпое число наблюдений, когда шаровая молпия
появляется, а обычной молнии нет, и даже есть единичные
случаи, когда шаровую молнию видели при ясном небе.
Немало наблюдений, когда в создании шаровой молнии
участвуют проводящие предметы — заостренные
металлические детали, антенны, провода, столбы электропередачи.
Очевидцы обычно отмечают признаки, указывающие на
наличие высокой напряженности электрического поля при
возникновении шаровой молнии, в частности, коронирова-
ние с металлических предметов.
Исчезновение шаровой молнии: наиболее часто —
путем плавного затухания, без эффектов выделения большой
энергии; отмечается запах, характерный для газовых
разрядов в атмосфере. Но в то же время есть наблюдения,
при которых исчезновение шаровой молнии достоверно
сопровождается взрывом, разрушениями, выделением
достаточно больших количеств тепла, оплавлением металла,
песка и пр. При исчезновении шаровой молнии нередко
описываются эффекты, связанные с протеканием
относительно большого электрического тока: оплавление
электропроводки, следы небольших искровых каналов.
Стационарное состояние шаровой молнии
характеризуется наличием выраженного максимума частоты
наблюдений в функции от ее диаметра, лежащего в интервале
10—30 сантиметров, и практически — отсутствием зави*
симости числа наблюдений от времени существования ша-»
ровой молнии в зоне от 1 до 200 секунд. Цвет свечения
шаровой молнии может быть разнообразным: красным,
желтым, белым, голубым, но минимум наблюдений
отмечается для зеленых оттенков. Для шаровой молнии не
характерны ни большая яркость свечения, ни эффекты,
которые могли бы рассматриваться как свидетельство
термически равновесного излучения: ее свечение похоже на
свечение тлеющего разряда, даже упоминается о
прозрачности шаровой молнии. Иногда наблюдатели отмечают в
шаровой молнии более яркое ядро, реже структуры с
повышенной яркостью границы. Довольно часто
упоминаются эффекты, которые связывают с вращением шаровой
молнии.
Форму шаровой молнии часто описывают как
овальную, близкую к шару или в точности как шар. Очень ред-
89

Ко встречаются указания на форму, которую можпо ото·»
/ждествить с тороидом. Наличие «нити», на которую
«нанизана» шаровая молния, с выступами в местах ее входа
и выхода вамечают чаще. Достоверно, что поверхность
шаровой молнии в ряде наблюдений характеризуется как
«мохнатая», состоящая из «иголок». Очень мало внимания
в описаниях, очевидцев уделяется весьма важному
фактору — пронизывали или нет капли дождя шаровую
молнию, но достоверно, что много наблюдений относится к
тому случаю, когда непосредственно дождь через
шаровую молнию не проходил. Есть упоминания об охотнике,
выстрелившем в шаровую молнию из дробовика, но
неясно, попал он в нее или нет и какая была дробь. Во
всяком случае на молнию это влияния не оказало. Искрение
от шаровой молнии и внутри нее — часто упоминаемая
подробность.
Локализация и движение шаровой молнии содержит
постоянно подтверждаемую особенность: она закономерно,
в большинстве наблюдений, обнаруживается вблизи
предметов на поверхности земли или в атмосфере (вблизи
самолетов); при этом движется, как правило, вдоль
предметов и поверхностей (земли, стен и пр.) на определенном
расстоянии. Правда, она может как бы упруго
отскакивать от них или исчезать при касании. Проникновение
шаровой молнии внутрь домов очень часто фигурирует
в описаниях очевидцев. Достоверно, что шаровая молния
может двигаться как с потоками воздуха, так и против
них. Есть случаи проникновения шаровой молнии через
стекла окон с разрушением их на площади,
отождествляемой с размером шаровой молнии. Иногда наблюдается
проникновение шаровой мдлнии в помещение через
печные и каминные трубы, ч«ерез оконные проемы, щели,
меньшие диаметра шаровой молнии.
Достоверно, что заметного взаимодействия шаровой
молнии с ферромагнетиками нет. Из биологических
эффектов иногда отмечаются онемения рук и ног, загар, но
ожоги совершенно не типичны. Смертельные исходы,
связанные с шаровой молнией, явно происходят от
воздействия электрического тока.
Конечно, описания шаровой молнии очевидцами всегда
неполные, пропущены подробности, связанные с
«привычным», например, о каплях дождя. В анкетах,
адресованных очевидцам, не сформулированы те или иные важные
вопросы. При анализе и передаче в статьях наблюдений
«насилия» над ними все-таки встречаются: на неточность
GO

или неполноту иногда «списывают» подробности, иротиво^
речащие той или иной гипотезе.
Автор не пытался в приведенном выше описании
свойств шаровой молнии сгладить противоречия, и этот
комплекс свойств можно считать достоверно
подтвержденным наблюдениями.
Дело не в том, эквивалентен ли взрыв шаровой молнии
ста или десяти граммам тротила; важно, что для одного и
того же явления природы наблюдаются существенно
различные по энергии реализации. Не в том дело, что нет
единого цвета свечения шаровой молнии; отсутстгие рав*
новесного теплового излучения — вот в чем достоверная
особенность шаровой молнии. Не пытаться подогнать
весьма неточную статистику времени жизни шаровой молнии
под «две экспоненты» и разделить их на короткоживущие
и долгоживущие, а констатировать, что нет
преимущественного времени существования шаровой молнии,— вот
объективный вывод из наблюдений.
Только на основе непредвзятого отношения к
наблюдениям, только исходя из реальности их
противоречивости асожно найти ключ к пониманию того, что такое
шаровая молния. И в силу обязательности
причинно-следственных связей, если строить гипотезы о природе
шаровой молнии, то в первую очередь следует учитывать ее
неразрывную, неотъемлемую связь с грозой, в том числе и
при «громе с ясного неба». Ведь само название
феномена — пусть и шаровая, но все-таки молния!
А что же такое обыкновенная гроза и обыкновенная
молния?
§ 2. Гроза, линейная молния
Одним из незыблемых принципов электромагнетизма
является утверждение о том, что для накопления зарядов
разных знаков в разных точках пространства необходимы
силы не электрического происхождения — сторонние
силы. В батарейке карманного фонарика — это химические
реакции, на электростанции — это работа расширения
пара, вращающего турбину и соединенный с нею генератор,
на спутниках в солнечных батареях — это энергия
излучения солнца, создающая фотоэлектроны в
полупроводниковых пластинах. Сторонняя сила, создающая разность
потенциалоз, необходимую для пробоя атмосферы, т. е.
для возникновения молнии, связана с разностью
температур между поверхностью земли и верхними слоями атмос-
91

феры. Вызванные этой разностью температур конвекти!^
ные движения воздуха, несущие в себе огромные заиасы
механической энергии, есть источник возникновения
разности потенциалов между грозовыми облаками или между
облаками и землей. Именно поэтому там, где нет большого
перепада температур, где солнечный нагрев поверхности
земли относительно мал, например, в приполярных
районах земного шара грозы — редкость. «Устройство» гензра-
тора, преобразующего механическую работу в
электрическую энергию существенно связано с парами воды в
атмосфере, с процессами в отдельных каплях и кристаллах
льда, возникающими при конденсации из атмосферной
влаги. Поэтому в горячих пустынях, где солнечный нагрев
велик, где существуют мощные конвективные потоки,
грозы также редки: источник сторонних сил, механической
работы, есть, но нет генератора электричества,
существенно связанного с влагой.
В тропиках, где велики и перепады температур и
влажность, число гроз рекордное. Так, например, в районе
индонезийского города Богор в западной части Явы
молнии бывают почти ежедневно, в то время как в
Центральной Европе в среднем в году от 15 до 25 грозовых дней.
По оценкам специалистов, на землю ежедневно
обрушивается 45 тысяч гроз. В течение года происходит
примерно три миллиарда ударов молний. Из них многие
приводят к трагическим исходам. По имеющимся, например,
для США данным число жертв молний в год доходит до
10 тыс.
С тех пор, как в 1752 г. Бенджамен Франклин и почти
одновременно с ним М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман
доказали электрическую природу молнии, многим кажется,
что гроза — обыденное явление, полностью описанное
учеными и известное во всех подробностях. В
действительности это не так. Хотя за прошедшие более 200 лет про гро-
вы и молнию стало известно многое, хотя защита от
молнии существенно продвинулась вперед, еще нет полностью
достоверной теории, описывающей как возникновение
разности потенциалов при грозе, так и пробой атмосферы
молнией.
Однако сегодня про грозы и образование молнии
известно многое, и существующие теории, опирающиеся на
многочисленные эксперименты, пусть и не исчерпывающе
полно, но тем не менее достаточно подробно для многих
применений описывают большинство деталей и процесса
разделения зарядов в атмосфере, и пробоя.
Θ2

При грозе возможны как положительно, так и отрица-»
тельно заряженные по отношению к земле облака.
Суммарная разность потенциалов при грозе, вызывающая
линейную молнию, может достигать тысяч миллионов вольт
(109 В). Подобные разности потенциалов в лабораторных
установках пока еще не реализованы.
Электрический заряд в облаке распределяется
сложным образом, а в образовании линейной молнии могут
участвовать заряды, величиной порядка 40 Кл.
Значительная часть пробоев, связанных с молнией, происходит
внутри грозовых облаков или между ними. Но и пробои
облако — земля также весьма часты. В дальнейшем для
краткости будет говориться только о пробоях облако —
земля, хотя все описанное относится и к пробоям
облако — облако.
Возникновение линейной молнии проходит ряд фаз.
Когда разность потенциалов между облаком и землей
достигает экстремальных значений, начинается развитие
первой фазы молнии — ступенчатого лидера. Это
многократно повторяющийся в течение малого времени процесс
развития последовательности электронных лавин,
постепенно продвигающихся все дальше и дальше в
промежутке облако — земля. В этом процессе нарастает осреднен-
ная ионизация в некотором канале, соединяющем заряды
облака и землю. Возможно ветвление этих лавин,
возможно их прекращение без полного пробоя, т. е. без создания
высокоионизированного канала от облака к земле.
Но даже возникновение такого канала еще не
завершает пробой. Собственно разряд конденсатора облако —
земля возникает па фазе возвратного удара, когда в уже
сформировавшемся канале линейной молнии с огромной
скоростью (~108 м/с) распространяются области
существенно повышенной ионизации и начинают течь
экстремально большие токи до 100 000 А.
В этой фазе разряда температура в канале линейной
молнии поднимается до 30 000 тыс. градусов и нагрев
носит термически-равновесный характер. Но этим разряд
конденсатора облако — земля не закончен. Возможно до
20—40 импульсов тока в канале линейной молнии, и
только тогда канал начнет распадаться и исчезнет, а вместе о
тем резко упадет разность потенциалов облако — земля.
В случае, если очередной импульс тока запаздывает во
времени из-за конечной скорости притока зарядов из облака
к основанию линейной молнии, то последующие пробои в
этом же канале предваряются фазой ступенчатого лидера·
98

Данные об осноеных
молнии:
Ступенчатый лидер
стадиях развития линейпой
Длина ступени
Интервал времени между
ступенями
Средняя скорость распространения
ступенчатого лидера
Средний ток
Заряд, переносимый по каналу
ступенчатого лидера
Средний диаметр по свечению
Возвратный удар
Скорость распространения
Скорость нарастания тока
Время пикового тока
Пиковый ток
Длина канала молнии
Вспышка молнии
3 — 200 м
30 — 125 мкс
1,5-105 —2,6-Ю6 м/с
100 А
3 - 20 Кл
1 — 10 см
2·107-1,4·108 м/с
1 — 80 и более кА/мкс
1 — 30 мкс
10—110 кА
2 — 14 км
Число импульсов на вспышку
Интервал между импульсами
Продолжительпость вспышки
1-40
3—100 мс
0,01 -*- 2 с (есть
сообщения о вспышках
длительностью до 15—20 с).
Величина переносимого в целом
заряда 3 — 90 Кл
Основные положения теории искрового пробоя и, в
частности, пробоя молнии разработаны в 30-х годах
нашего века. Сейчас они существенно уточняются, но этот
процесс еще не завершен.
Отметим особенности линейной молнии. Во-первых,
области земли, над которыми электрическое поле при грозе
экстремально, очень велики — квадратные километры.
Место удара молнии зависит не столько от
приповерхностных слоев почвы, сколько от таких факторов, как
уровень подпочвенных вод или наличие глубинных
геологических разломов. Кстати, из-за конденсации атмосферной
влаги уровень подпочвенных вод под строениями всегда
выше, чем на открытой местности, что увеличивает
частоту поражений зданий при грозе. Во-вторых, при любом
ударе линейной молнии есть пути ее развития, на
которых пробой не завершается, и не так уж мало случаев,
когда начавшееся развитие молнии остается вообще
незавершенным, в том числе и развитие по уже
реализованному ранее каналу. В-третьих, в атмосфере частота
соударений электронов, играющих главную роль в развитии
пробоя, с нейтральными молекулами настолько велика, что,
04

казалось бы, невозможно развитие известпых в физике
плазмы процессов, которые превращают электрический
разряд в генератор монохроматических радиоволн.
Однако твердо установленным экспериментальным фактом яв^
ляется то, что при разрядах молнии электромагнитное
излучение возникает не только в форме
широкодиапазонных «тресков» в радиовещательном диапазоне, но и в
виде монохроматического, как у хорошего передатчика,
излучения на высоких частотах при длипах волн от десятков
сантиметров до миллиметров.
Исследования такого радиоизлучения сегодня широко
проводятся с использованием искусственных спутников
Земли*), а первые измерения проводились в начале
60-х годов наземной аппаратурой.
Объяснение шаровой молнии следует искать прежде
всего в том, что отличает грозу от других явлений
природы — электрический пробой, возникновение
плазменных сгустков, грозовое электрическое поле,
радиоизлучение.
§ 3. Противоречия гипотезы — основа
решения задачи
Процесс формирования гипотез — субъективный.
Проанализировав наблюдения, обобщая известные для
близких областей науки решения, можно интуитивно понять
сущность данного явления. Не исключено, что другой
человек на той же основе будет считать ответственным за
то же явление другой класс законов природы. Поэтому
после того как гипотеза сформулирована, ее нужно
проверять объективно, используя известные методологические
приемы.
В математике, в частности, широко используется
способ логических рассуждений, связанный с понятием о
необходимых и достаточных условиях. Необходимо — это
значит: допустим, что данное утверждение истинно,
проверим, что именно из этого следует, какие условия
должны обязательно выполняться. Необходимые условия,
однако, еще не гарантируют, что утверждение реализуется!
может быть этих условий недостаточно, что-то еще
пропущено.
*) См., например: Качурин Л. Г., Полтинников В. И,
О селекции теплового и нетеплового радиоизлучения при зонди*
ровании земли со спутников Ц Физика атмосферы и океана.—
1976.-№ 9.—С. 947.
93

Следуя такому методу, сформулируем
утверждение: шаровая молния есть стационарно существующий
в электрическое поле грозы плазменный сгусток с
нетепловым характером оптического излучения,
перемещающийся под действием газодинамических и
электрических сил.
Что необходимо должно выполняться*), если исходить
из реальности такого утверждения?
Сразу же возникает, казалось бы, очевидное
противоречие — рассеяние энергии и электростатическая
неустойчивость распределенных зарядов исключает возможность
существования подобного сгустка в течение времени,
превышающего 10"2 — 10"7 секунды.
Но, как сказал Шерлок Холмс, ничто так не
обманчиво, как слишком очевидные факты, поэтому, во-первых,
необходимо исключить из рассмотрения модели шаровой
молнии, предполагающие ее существование без подвода
энергии извне; во-вторых, надо искать класс процессов,
в котором электростатическая неустойчивость может быть
подавлена. Известно, что при наличии колебаний
электромагнитного поля (волн в плазменном сгустке)
ограничения электростатики на устойчивое равновесие
снимаются.
Подвод энергии извне в виде радиоволн нереален**),
следствие — высокочастотные колебания должны быть
заперты внутри плазменного сгустка, а относительно малый
дефицит энергии, расходуемый на оптическое излучение
и разлет электронов, должен восполняться электрическим
полем грозы с преобразованием внутри шаровой молнии
его энергии в радиочастотные колебания.
Для того чтобы электромагнитное поле могло
оказаться локализованным в некотором объеме, например
шарообразном, необходимо наличие у него отражающей
границы. Отражение радиоволн возможно в том случае, если
по радиусу сгустка плазмы будет определенным образом
изменяться диэлектрическая проницаемость среды.
Хорошо известно, что для радиоволи диэлектрическая пропи-
*) Изложенное ниже основано на работе: X а з е н А. М.
Шаровая молния: стационарное состояние, подвод энергии, условия
возникновения // Доклады АН СССР.—1977.—Т. 235, №2.—
С. 288-291.
**) Читатель должен помнить о сводке свойств шаровой
молнии и проверять, как это делал и автор, не возникают ли
непреодолимые противоречия с фактами. Полное сопоставление с
наблюдениями будет дано в следующем параграфе.
9Θ

цаемость среды, содержащей свободные электроны,
зависит от их концентрации (вспомните о радиосвязи на
коротких волнах и ионосфере). В силу исходного
утверждения плазменный сгусток распадается, концентрация
электронов из-за этого в нем изменяется по мере удаления от
цептра сгустка, а вместе с ней меняется и
диэлектрическая проницаемость, т. е. могут возникнуть условия для
реализации отражающей границы.
Правда, для ионосферы справедливо условие: частота
поля много больше частоты соударений электронов с
нейтральными молекулами, а вблизи земли выполнение этого
условия осуществимо при частотах, близких к
оптическим, что неправдоподобно для шаровой молнии.
Отметим этот настораживающий факт, но рассуждения,
тем не менее, продолжим.
Хорошо известно из экспериментов, что обычная
молния является источником монохроматического
радиоизлучения в освоенных техникой (и наиболее вероятных для
шаровой молнии) радиолокационных диапазонах волн, а
ведь ограничения на взаимосвязь частоты соударений и
частоты радиоколебаний должны проявляться и при
генерации этих волн.
Но независимо от условий на столкновения на нашем
пути новое противоречие: электромагнитное поле,
отражаясь от границы сгустка, должно оказывать на нее
давление и поэтому, казалось бы, стационарно не может быть
локализовано в объеме плазмы. Ведь опирающихся на
что-либо границ сгустка нет. Это противоречие снимается
той известной особенностью электромагнитных процессов,
в силу которой действующие на диэлектрическую среду
силы зависят не от самого высокочастотного поля, а от
градиента квадрата его напряженности и диэлектрической
проницаемости среды — от осредненных по периоду
высокочастотного поля величин. Поэтому свободные
электроны, определяющие диэлектрическую проницаемость в
нашей задаче, будут получать от поля импульс,
разбрасывающий их. Это, как струя в реактивном двигателе,
уравновесит силы на границе плазменного сгустка, а
переданный этими электронами окружающему газу импульс
создаст «опору» плазменного сгустка, определяющую
возможность его движения вместе с нейтральными потоками в
атмосфере.
Ионизация, вызванная внутри сгустка
высокочастотным электромагнитным полем, будет компенсировать
убыль частиц.
7 л. М. Хазен 97

Таким образом, утверждение о том, что шаровая мол-
пия является плазменным сгустком, необходимо приводит
к тому, что в этом сгустке должны быть возбуждены и
поддерживаться высокочастотные электромагнитные
колебания, а рассеяние частиц и их рождение обязано быть
связано с пространственным распределением в сгустке
амплитуд этих колебаний. Тогда сгусток сможет
устойчиво существовать, сохранять свою форму, двигаться вместе
с потоком воздуха именно потому, что он все время
рассеивает составляющие его частицы.
Кроме того, рассеяние частиц увеличивает
проводимость воздуха вокруг шаровой молнии. Даже тогда, когда
электрическое поле грозы меньше, чем необходимо для
развития пробоя, например, внутри помещений, в нем
существуют токи утечки, но нет видимых эффектов.
Повышенная проводимость концентрирует токи утечки, в том
числе и без свечения.
Количественные оценки показывают, что такой
процесс обеспечивает достаточный подвод энергии для того,
чтобы восполнить ее потери с разлетающимися частицами
и свечением шаровой молнии.
Механизм превращения энергии постоянного поля в
радиоволны для неоднородных плазменных сгустков
известен — это генерация электрическим током продольных
волн плотности зарядов и их трансформация на
неоднородной границе сгустка в поперечные электромагнитные
волны.
Процессы в плазме, использованные выше для
объяснения шаровой молнии, хорошо исследованы теоретически
и экспериментально, устойчиво воспроизводятся в
достаточно широком диапазоне условий. Однако вряд ли они в
шаровой молнии реализуются в точности так же, как в
научных лабораториях последних десятилетий. В начало
этого параграфа упоминалось о настораживающем
характере возможной оценки частоты колебаний, вытекающей из
условия на частоту соударений электронов с
нейтральными молекулами. Поэтому все изложенное выше станет
более убедительным, если установить специфику процессов
соударений электронов именно в атмосфере*).
*) Именно в этих вопросах существенно сказывается
конкретная сиецифика земной атмосферы. Важна дисперсия
диэлектрической проницаемости, а электронный механизм ее возникновения
не единственный, можно предложить и другие.
ав

Оказывается, что основные составляющие
атмосферы — азот и кислород — определяют такую зависимость
частоты соударений электронов с молекулами воздуха в
функции от их кинетической энергии, что сила
сопротивления движению электронов при их определенных
энергиях падает. Этот эффект имеет место как раз в зоне тех
энергий, которые электрон должен приобрести в поле
высокочастотных колебаний внутри шаровой молнии. Это
важно для реализации процессов подвода энергии к
шаровой молнии путем генерации и поддержания
высокочастотных колебаний в ней. Процессы в плазме можно
описывать не только так, как это сделано выше, но и на
основе понятия о функции распределения электронов по
величине кинетической энергии Но в электрическом поло
падающий участок характеристики частоты соударений
обеспечивает формирование отклонения функции
распределения от так называемой максвелловской, характерной
для равновесных процессов. Это есть опять-таки
необходимое условие развития всех тех процессов, о которых
говорилось раньше.
Обратившись к истории науки, мы найдем интересный
аналог нашей модели шаровой молнии. На рубеже XX
века В. Томсоном (лордом Кельвином) и его
однофамильцем Дж. Дж. Томсоном (см. § 5 гл. 2) была предложена
модель атома-шара, состоящего из многих тысяч
распределенных в пространстве отрицательных (электронов) и
положительных электрических зарядов. Вскоре известные
опыты Э. Резерфорда показали, что в атоме есть
«твердое» ядро. Остроумные попытки Дж. Дж. Томсона
примирить свою модель с этим фактом не выдержали испытания
временем. Атом с ядром в виде одной частицы и
вращающимися вокруг него отдельными электронами стал
общепризнанным. Его математическая модель основана на
уравнениях Шрёдингера для функции ψ, связанной с
вероятностью нахождения электрона в заданной точке
пространства.
Предложенная модель шаровой молнии — это и есть
природная реализация атома Томсона, устойчиво
существующего при подводе энергии извне.
В математическом смысле между описанием атома
на основе уравнения Шрёдингера и шаровой молнии как
-тома Томсона справедлива прямая и эффективная
аналогия.
Если рассматривать переменное электромагнитное
поле в среде с неоднородной диэлектрической проницае-
7* 99

мостью, то его потенциал φ будет описываться
уравнением типа Шрёдингера. В частности, для случая квазиней-
тралътюй плазмы при специфическом предположении
(вектор напряженности электрического поля
перпендикулярен градиенту диэлектрической проницаемости) для
электрического потенциала φ можно записать уравнение,
полностью аналогичное уравнению Шрёдингера для
электрона в кулоновском поле ядра атома. Тот член в
уравнении, который при описании атома отвечает закону
взаимодействия электрона и ядра, для переменной φ в виде
электрического потенциала будет отражать распределение
в пространстве диэлектрической проницаемости среды.
Квантовые условия, определяющие энергетические
уровни для электрона в атоме, превратятся в условия,
связывающие длину волны колебаний с размерами шаровой
молнии.
Решение уравнения даст пространственное
распределение потенциала запертого в шаровой молнии
высокочастотного электромагнитного поля. Можно задать
распределение диэлектрической проницаемости в плазме шаровой
молнии и проанализировать получающиеся решения.
Например, для аналога уравнения Шрёдингера,
описывающего электрон в кулоновском поле ядра атома,
примененного к шаровой молнии, диэлектрическая проницаемость
вне шаровой молнии окажется отрицательной. Это
означает, что в пространстве вне шаровой молнии за счет
каких-то источников должен поддерживаться избыток
энергии. Такой механизм подвода энергии к шаровой молнии
противоречит тому, что известно о грозе.
Противоречие не случайно. Ведь для электронов в
реальных атомах характерно «вечное движение» без потерь,
а шаровая молния обязательно требует подвода к ней
энергии.
И опять противоречие указывает правильный
дальнейший путь. При строгом, без искусственных
упрощающих предположений выводе уравнений для потенциалов
электромагнитного поля в неоднородной среде в них
обязательно появляются члены, описывающие потоки и
положительное или отрицательное затухание. Но потоки
связаны с диффузией заряженных частиц, а отрицательное
затухание есть способ подвода энергии к шаровой
молнии, введенный нами при описании ее модели.
Появляется возможность вместо волевого задания распределения
в пространстве диэлектрической проницаемости
(концентрации заряженных частиц) рассмотреть самосогласован-·
100

пую систему уравнений электромагнитного поля и
диффузии частиц. Это сразу дает подсказку — какие и где
искать особенности законов соударений и диффузии для
процессов в атмосфере при нормальном давлении*).
§ 4. Модель шаровой молнии и наблюдения
Основные особенности модели шаровой молнии,
описанной в предыдущем параграфе, заключаются в
следующем.
Шаровая молния — плазменный сгусток. Его
существование как целого, форму, свечение определяют
запертые в нем электромагнитные высокочастотные колебания.
Он непрерывно получает энергию от постоянного
электрического поля грозы. Сгусток рассеивает электроны.
В проверке реальности такой модели нам поможет
сопоставление с наблюдениями. Разобьем его на группы
так же, как это сделано в § 1 при обобщении
наблюдений очевидцев.
Возникновение шаровой молнии. В процессе
формирования пробоя линейной молнии происходит генерация
радиоволн. Этот факт подтверждается многочисленными
наблюдениями. На генерацию радиоволн должна быть
затрачена энергия; именно поэтому даже возможно
прекращение линейного пробоя. Развитие разряда связано
с ионизацией, возникающие при этом неоднородности
концентрации электронов могут создать условия для
отражения радиоволн. Ионизация перед границей
отражения несколько повысится и появятся условия для
запирания колебаний в плазменном резонаторе; это и
означает возникновение шаровой молнии. Поэтому, как и
следует из наблюдений, шаровая молния может
возникать как в связи с ударом линейной молнии, так и в
результате процессов в незавершившихся каналах
линейной молнии. Если ни один из путей начавшегося
разряда не приведет к завершению линейного пробоя, то
появление шаровой молнии вообще не будет видимым
образом связано с линейной молнией, так как линейная
молния становится таковой для наблюдателя только на
стадии возвратного удара. В частности, поскольку «гром
*) Подробнее см.: Хазен А. М. Уравнения для описания
шаровой молнии и способ ее экспериментального воспроизведем
ния / Ломоносовские чтения.—М.: Изд-во МГУ, 1988.—С. 63.
101

с ясного неба»—реальность многовековых наблюдений,
шаровая молния может в редких случаях возникать и
при ясном небе.
Вместе с тем существует и второй равноправно
реализуемый механизм возникновения шаровой молнии. Он
связан с ударами линейной молнии в проводящие или
слабо проводящие предметы. В этом случае токи
растекания от основного импульса молнии создают
перенапряжения на острых выступах предметов — проводов,
стволов деревьев и пр. Начинается коронирование, создающее
ионизированный газ — плазму. Но проводники являются
пеплохими поверхностными волноводами,
канализирующими высокочастотную энергию. Поэтому в зону плазмы
коронного разряда одновременно подводится и энергия
высокочастотных колебаний, генерируемых каналом
линейной молнии. Далее процессы идентичны описанным
выше: поднимается ионизация, высокочастотное поле
формирует плазменный резонатор, запирающий
колебания, и шаровая молния начинает самостоятельное
существование. Прочитайте внимательно еще раз наблюдения
очевидцев и убедитесь, что противоречий с ними нет.
В многочисленных наблюдениях очевидцев
фигурирует еще и процесс появления шаровой молнии, т. е. не
возникновение ее непосредственно в зоне видимости,
а приход ее откуда-то из-за пределов видимости. Это
объясняется тем, что из-за наличия в атмосфере не
только электронов и положительных ионов, но еще и
отрицательных ионов для шаровой молнии неизбежен малый
нескомпенсированпый заряд, так как подвижности
электронов и отрицательных ионов существенно различны.
Но поле грозы может иметь относительно земли разпые
знаки. Поэтому где бы в атмосфере ни возникла шаровая
молния, она неизбежно будет либо подниматься вверх,
либо опускаться к земле, двигаясь при этом в зоны
концентрации электрического поля. Связь повышенной
напряженности грозового поля и мест, где могут
находиться люди, существует. Поэтому на больших высотах
шаровая молния закономерно окажется вблизи самолетов
и пр., а на земле — вблизи домов, колодцев, линий
электропередачи и пр., т. е. в зоне повышенной вероятности
ее наблюдения.
Как видите, без каких-либо натяжек, казалось бы,
принципиально противоречивые наблюдения шаровой
молнии оказываются объединенными одним общим
механизмом.
102

Исчезновение шаровой молнии. Камнем преткновения
для всех известных гипотез является вопрос о
внутренней энергии шаровой молнии, о противоречии между
многочисленными наблюдениями, с одной стороны,
плавного затухания шаровой молнии и, с другой стороны —
более или менее разрушительных взрывов,
сопровождающих ее исчезновение.
В нашей модели такого противоречия нет. Шаровая
молния непрерывно получает энергию от грозового поля.
Интенсивность подвода энергии зависит от неизвестных
наблюдателю факторов: напряженности грозового поля,
проводимости атмосферы, взаимодействия
разбрасываемых шаровой молнией электронов с окружающими
предметами. Поэтому существуют две возможности
исчезновения шаровой молнии.
Первая возможность: уменьшение подвода энергии,
сопровождающееся затуханием колебаний в шаровой
молнии, когда остается только запах, связанный с
ионизационными процессами.
Вторая возможность: неожиданное, не связанное с
видимыми эффектами для наблюдателя увеличение подвода
энергии. Частота колебаний в шаровой молнии по
порядку величины не должна быть меньше 109 Гц, а
характерное время тепловых процессов—Ю-2—Ю-3 с. За это
время в резонаторе шаровой молнии может произойти
несколько миллионов колебаний, амплитуда которых
должна возрастать, как в обычном генераторе. Поэтому
при улучшении условий подвода энергии резонатор,
образованный шаровой молнией, может не успеть рас*
пасться. К моменту его разрушения энергия шаровой
молнии возрастет настолько, что срыв колебаний
позволит выделиться теплу небольшого взрыва. В
наблюдениях взрывы оцениваются как эквивалентные не более
чем 100 г тротила, что вполне соответствует
изложенному выше.
После исчезновения шаровой молнии часто
наблюдаются искровые каналы, оплавления электропроводки
и т. п. С точки зрения описанной модели это вполне
логично. Пока шаровая молния существовала, не
вызывающий свечения ток поля грозы был распределен на
относительно большой площади, его энергия уходила на
поддержание колебаний в резонаторе шаровой молнии,
и поэтому протекание тока по окружающим предметам
не создавало видимых эффектов («темновой ток»). Но
генерация в резонаторе сорвана, шаровая молния исчезла,
103

образовывавшие ее частицы больше не участвуют в
высокочастотных процессах, а поле грозы существует.
Повышение проводимости за счет частиц из распавшейся
шаровой молнии концентрирует ток, т. е. развивается
локальный микропробой. Токи в нем невелики — от
десятых долей ампера до десятков ампер, но для
поражения электрическим током со смертельным исходом, для
обугливания дерева и даже для оплавления тонких
осветительных проводов этого вполне достаточно.
Стационарное состояние шаровой молнии. Диапазон
частот колебаний, которые могут быть заперты в
резонаторе шаровой молнии, не может быть очень большим,
так как эти частоты определяются параметрами
атмосферы. С частотой колебаний связаны размеры
резонатора, т. е. видимые размеры шаровой молнии. Поэтому
должен существовать преимущественный размер шаровых
молний. Достоверным результатом наблюдений является
наличие такого выделенного размера, а именно:
максимум наблюдений шаровых молний отвечает диаметрам
10—30 см.
Поскольку шаровая молния получает энергию извне
и согласно описанной выше модели при
стабилизированных условиях подвода энергии может существовать сколь
угодно долго, то соответственно нет преимущественной
длительности ее существования. Но достоверным
результатом обобщения наблюдений очевидцев является именно
независимость частоты наблюдений от времени
существования шаровой молнии. Малое количество очень корот-
коживущих (менее 0,5 с) и очень долгоживущих (более
200 с) шаровых молний — это особенность условий
наблюдения: долгоживущую шаровую молнию легче
рассмотреть и запомнить, чем ту, которая промелькнет за
полсекунды.
Вероятность времени наблюдения шаровой молнии
более 100—200 с мала не только из-за того, что она за
это время вполне может уйти из поля зрения. Большое
время сохранения в атмосфере стабильного грозового
поля также маловероятно.
Цвет шаровой молнии, что совершенно естественно
для газовых разрядов, в частности и для
высокочастотных, очень сильно зависит от малых примесей в
атмосфере и, кроме того, может меняться при изменении
амплитуды колебаний в резонаторе шаровой молнии.
Красно-фиолетовые цвета связаны со свечением азота,
желтые — с натрием, который всегда может оказаться
104

в атмосфере (поваренная соль, например}*, отсюда и раз-·
нообразные желто-красные оттенки (их могут давать и
частички пыли); бело-голубые цвета характерны для
свечения кислорода; зеленый же цвет для шаровых молний
редок, так как он связан с атомами меди или сложными
возбуждениями аргона, а ни то, ни другое не характерно
для атмосферы.
Ядро шаровой молнии, эффекты, отождествляемые
с вращением,— все это особенности конкретных свечении
высокочастотного разряда в газе, когда возможны, в
частности, изменения в яркости, принимаемые за вращение.
Нет никаких запретов ни на свечения столь малой
интенсивности, что шаровая молния будет прозрачной, ни
на возбуждение ультрафиолетового излучения,
связанного с наблюдениями загара от шаровой молнии, ни на
повышенную яркость свечения при наличии примесей,
дающих больший выход излучения. Как видите, и в
этих вопросах противоречивость наблюдений — довод в
пользу справедливости описанной выше модели шаровой
молнии.
Форма шаровой молнии. Круглая форма шаровой
молнии — естественное следствие того, что генерация в
резонаторе более вероятно возникает на первой моде
колебаний, связанной со сферической симметрией.
Овальные формы могут быть проявлением действия
постоянного поля грозы, немного возмущающего форму
резонатора. Упоминаемые наблюдателями «нити» и «выступы»
в местах их входа — ставшая видимой концентрация,
вообще говоря, невидимого свечения тока, подводящего
энергию к шаровой молнии. Очень редко встречающиеся
упоминания о сложных формах шаровой молнии — это,
соответственно, и более редкое возбуждение высших мод
колебаний.
Изменение диаметра шаровой молнии, отмечаемое
некоторыми наблюдателями,— это изменение частоты
колебаний в резонаторе из-за каких-то (невооруженным
глазом не наблюдаемых) изменений в атмосфере.
Разбиение шаровой молнии на несколько меньших — переход
на генерацию высших гармоник колебаний, для которых
сохранение единого резонатора, работающего на этих
модах, менее вероятно.
Кстати, первая мода колебаний в «гибком»
резонаторе может давать ршенпо такие его формы, какие дает
упругая сфера, т. е. шаровая молния может прогибаться
и претерпевать другие изменения формы.
105

«Мохнатая поверхность», поверхность, «состоящая из
иголок»,— результат более интенсивного разброса
электронов градиентом осредненного высокочастотного
электрического поля.
Часто наблюдаемое искрение от шаровой молнии —
ето концентрация разбрасываемыми шаровой молнией
электронами темнового тока ее питания.
Длина волны колебаний, ответственных за существо^
вапие шаровой молнии, должна быть порядка ее
размеров. Капли дождя малы по отношению к таким
размерам. Дифракция запертых в резонаторе волн на этих
каплях должна давать небольшие изменения параметров
шаровой молпии. Кроме того, дождевая вода содержит
очень мало солей и поэтому почти идеальный
диэлектрик; потери в каплях могут и не срывать колебания
в резонаторе.
Было бы очень интересно получить от читателей,
среди которых должно оказаться немало очевидцев
шаровой молнии, письма с более подробным описанием
взаимодействия шаровой молнии и капель дождя.
Интересно, как связано число наблюдений шаровой молнии,
цронизываемой дождем, с местом, где происходит
наблюдение— в большом городе или «в чистом поле».
В городах неизбежно загрязнение капель в процессе их
падения, рост их проводимости.
Что касается случая, когда охотник выстрелил в
шаровую молнию, то, если он в нее попал, мелкая дробь
имеет достаточно высокую проводимость для того, чтобы
из-за эффектов скин-слоя потери в ней мало влпяли на
ватухапие колебапий.
Локализация и движение шаровой молнии. Отметим,
во-первых, небольшой некомпенсированный заряд
шаровой молнии сложного состава. Так как
электростатические силы велики, то, на какую бы компоненту
заряженных частиц ни действовала бы сила со стороны
грозового поля, двигаться будет весь коллектив частиц.
Еще одна электрическая причина движения шаровой
молнии — это силы, связанные с возникновением для
проводящих тел эквивалента повышенной
диэлектрической проницаемости и движения их при наличии
градиента электрического поля противоположным образом
в зависимости от того, как задано поле: постоянными
варядами или постоянными потенциалами проводников.
Шаровая молния потому так упорно залетает в окна
домов и форточки, что под домами из-за конденсации
106

атмосферной влаги всегда повышен уровень грунтовых
вод, т. е. существует концентрация грозового поля. Что
касается экранирующего действия крыш и т. п., то, во-
первых, не всегда известно даже строителям —
заземлены они или нет; во-вторых, если рассматривать
конфигурации поля в конкретной конструкции дома, цеха или
иного сооружения, то окажется, что непроникание в них
грозового поля справедливо не всегда; в-третьих, если
заданы постоянные заряды проводников, т. е. ограничен
приток зарядов к крышам и др., то молния как
проводящая сфера будет выталкиваться электростатическими
силами в область пониженной напряженности поля.
Например, подлет шаровой молнии к дому вызван силами,
действующими на некомпенсированные заряды.
Непосредственно вблизи дома и внутри него влажность
меняется. Это меняет ионный состав шаровой молнии и на
первый план выходят силы, действующие на нее как
на диэлектрик. Поэтому, продолжая движение, она
стремится в области пониженной напряженности поля,
существующие внутри домов.
Ни одна из ранее предложенных моделей не смогла
убедительно связать то, что сообщают очевидцы, с
основными законами аэродинамики: не смогла объяснить,
почему устойчив, т. е. не распадается выделенный объем
газа — шаровая молния, движущийся сквозь атмосферу·
Правда, известны некоторые сравнительно устойчивые
аэродинамические конфигурации типа «колец»,
выпускаемых курильщиками, но они ничуть не похожи на
шаровую молнию. В предложенной нами модели форма
сгустка частиц сохраняется не из-за их отличия от
частиц газа, в котором они движутся, а из-за
высокочастотного электромагнитного поля. Время жизни частиц,
образующих резонатор, очень мало. Движется или
покоится шаровая молния — практически это не
сказывается на расходовании ее энергии: все время
ионизируются новые частицы. Кстати, дисперсия диэлектрической
проницаемости должна существовать в высокочастотном
поле и для нейтральных молекул. Это неизбежно
приведет к возникновению сил, действующих селективно по
видам молекул на нейтральные компоненты атмосферных
газов, эквивалентных поверхностному натяжению. Отсюда
возможность механической причины движения шаровой
молнии, заключающейся в той или иной ее плавучести.
Из наблюдений следует возможность чисто
газодинамических причин движения шаровой молнии. Как уже
107

упоминалось в предыдущем параграфе, электроны, раз-·
брасываемые высокочастотным электромагнитным полем
от границ резонатора, передают свой импульс молекулам
нейтрального газа. Тем самым весь резонатор шаровой
молнии вместе с его высокочастотным полем оказывается
«опертым» на окружающий газ. Поэтому сквозняки,
взмахи метлой (в рассказе о церковном стороже,
выгнавшем шаровую молнию) способны управлять движением
шаровой молнии точно так же, как они управляют
движением легкого воздушного шарика: шаровая молния
движется вместе с потоками газа. Но так будет только
в том случае, если по каким-либо причинам
электрические сплы, действующие на шаровую молнию, малы по
отношению к газодинамическим. Как только это условие
нарушается, шаровая молния начинает столь же
свободно двигаться против потоков воздуха. Конкуренция
между четырьмя видами сил, вызывающих движение
шаровой молнии, может приводить к «смене победителей».
Нескомпенсированный электрический заряд зависит
от тонких особенностей состава атмосферы,
диэлектрические силы — от проводимости атмосферы и сопротивлений
утечки предметов в окрестности шаровой молнии.
Характер движения в этих случаях диаметрально
противоположно будет определяться градиентами грозового поля.
Во всех наблюдениях отмечается характерное для
шаровой молнии огибание препятствий, движение на
постоянном расстоянии от них. Легкий воздушный шарик
в помещении под действием сквозняков будет двигаться
именно так, как движется шаровая молния, огибая
препятствия. Шаровая молния рассеивает электроны, а этим,
с одной стороны, заряжает окружающие предметы,
а с другой — создает механический импульс,
передаваемый газу,— очень легкий «ветерок», стабилизирующий
расстояние до препятствий. Шаровая молния довольно
часто не только наталкивается на предметы, но и
заведомо стремится к ним. Значит, есть и электрические
силы. И если электрические силы — определяющие, то
шаровая молния будет проникать и через стекла домов, как
это изредка наблюдается: высокочастотное поле проходит
через слой диэлектрика, много меньший длины волны
колебаний, и вызывает ионизацию по другую его
сторону. В результате нагрева из^-за диэлектрических потерь
возможно быстрое разрушение стекла на площади,
отождествляемой с диаметром шаровой молнии. А
проникновение через щели обсуждать трудно, пока \на будут
108

собраны сведения о деталях этого процесса (ширипа
щелей, проводимость их поверхностей, наличие проводников,
например гвоздей, и пр.).
То, что шаровая молния не взаимодействует с
ферромагнетиками, естественно. Для поля сверхвысоких
частот, существующего в резонаторе шаровой молнии,
магнитная проницаемость железа близка к единице. Случаи
оплавления металлических предметов, изолированных от
земли, не противоречат описанной модели. Речь идет об
относительно малых предметах, вызывающих только
эффект дифракции. Если же условия подвода энергии
благоприятны, то энергии грозового поля может хватить и
на большее.
Возможно, что что-то в этом сопоставлении свойств
нашей модели и наблюдений очевидцев оказалось
пропущенным. Читатель дополнит автора самостоятельно, в
порядке, если угодно, «домашнего задапия».
Что касается вопроса о том, насколько достоверны
наблюдения, то нужно заметить, что объективность
требует учесть каждое описание шаровой молнии. Однако
ни одно отдельно взятое наблюдение нельзя считать
«решающим экспериментом». Например, если безоговорочно
признать достоверность проникания шаровой молнии
через стекло, которое разрушено в пределах площади ео
сечения, и знать, что получившиеся осколки — мелкие и
однородны по размерам, то пришлось бы отбросить все
модели, не связанные с высокочастотными колебаниями
внутри шаровой молнии. Но опираться можно только на
наблюдения, коррелирующие со всем комплексом
известных свойств.
Можно ли искусственно воспроизвести шаровую
молнию? Основываясь на сказанном выше, можно дать
утвердительный ответ.
Схему эксперимента можно представить в следующем
виде. Возьмем проводник, проходящий через центр
антенны передатчика СВЧ. Вдоль проводника будет, как
по волноводу, распространяться электромагнитная волна.
Такой способ передачи СВЧ-колебаний иногда
используется. Проводник возьмем достаточно длинный, чтобы
антенна непосредственно электростатически не влияла
на его свободный конец. Подключим этот проводник к
импульсному генератору высокого напряжения и,
включая генератор СВЧ, подадим на него короткий импульс
напряжения, достаточный для того, чтобы на свободном
конце мог возникнуть коронный разряд. Импульс высо-
109

кого постоянного напряжения сформируем так, чтобы
после его заднего фронта напряжение на проводнике
падало не до нуля, а сохранялось на уровне, меньшем
необходимого для коронирования. Если менять амплитуду
и время импульса постоянного напряжения, варьировать
частоту и амплитуду поля СВЧ, влажность, то шаровая
молния должна появиться, т. е. после выключения
переменного поля на конце проводника должен остаться и,
возможно, даже отделиться от проводника светящийся
плазменный сгусток.
Автора нередко спрашивали на лекциях, опасна ли
шаровая молния, что делать, если она появилась вблизи?
Безусловно, опасна: появление шаровой молнии есть
предупреждение, что человек находится в зоне
экстремальных значений напряженности грозового поля со
всеми вытекающими последствиями. Может, в частности,
произойти пусть незавершенный, только начинающийся,
пробой атмосферы, но этого достаточно для смертельного
исхода. Вместе с тем ясно, что при появлении шаровой
молнии следует избегать резких движений. То, что она
обогнет человека, очень вероятно и подтверждается
многими наблюдениями. Но при резком движении человек
может сам наткнуться на шаровую молнию и нарушить
в ней высокочастотные колебапия. Тогда произойдет
развитие на месте шаровой молнии небольшого искрового
канала и результат неизбежно окажется трагическим.
Отмечаемые некоторыми очевидцами биологические
эффекты типа онемения рук или ног иногда происходят
при воздействии поля СВЧ. Поэтому получение
человеком от шаровой молнии радиочастотного облучения в
опасном количестве, к сожалению, не исключено.

Глава 4
«КОСМИЧЕСКИЕ ПРИШЕЛЬЦЫ» —
В ТОМ ЛИ ДЕЛО, КАК ДОЛЕТЕТЬ?
Вся жизнь — это великая цепь, природу
которой можно понять из отдельного ее звена*
Артур Конан Доил. Запискн
о Шерлоке Холмс·
§ 1. Еще раз о причинно-следственных связях
А теперь вернемся от реальных природных процессов
к сказкам нашего времени и попытаемся выявить
рациональное зерно в одной из самых распространенных и
притягательных среди них.
Сенсация, постоянно волнующая умы любознательной
части общества,—это «летающие тарелки»: наблюдения
в атмосфере свечений, объектов и т. п., которые
отождествляются с управляемыми летательными аппаратами
внеземного происхождения. С 1947 г. по 1978 г. на эту
тему опубликовано около 600 книг. В 15 странах в этой
области издается 44 специализированных журнала.
То, что в атмосфере происходят сложные процессы,
в частности, приводящие к разнообразным свечениям,
хорошо известно. Когда в литературе подробно
объясняют физическую природу значительной части подобных
явлений, многие читатели соглашаются, но... все-таки
остаются не до конца убежденными. То, что техногенная
деятельность человека, испытания разнообразных
летательных аппаратов, могут приводить к наблюдениям
необычных для непосвященных предметов и явлений, так-·
же всеми признается.
В чем же притягательная, таинственная магия
вопроса о «летающих тарелках», которые наукообразно
называют НЛО — «неопознанные летающие объекты»? Только
в том, что с ними связываются некие «космические
корабли инопланетян» и тысячелетняя, непроходящая
жажда человечества найти себе близких и подобных не
только на Земле, но и в бесконечной Вселенной.
Объяснения не могут убедить людей, одержимых этой
идеей, так как в ней содержится нечто, уходящее
слишком глубоко в историю человечества и способы его
отражения окружающего мира.
111

Поэтому рациональное зерно в вопросе о летающих
тарелках не в том, что, кто, где и когда видел, а в
причинно-следственных связях на самом фундаментальном
уровне современных знаний о возможной природе
живого вне Земли, об обитаемых планетах других звездных
систем, о единообразии или отсутствии такового во
Вселенной для явлений, связанных с разумной жизнью.
Еще величайший ученый Аль Бируни, а позже
Галилей утверждали, что законы природы, открытые на
Земле, справедливы во всей Вселенной. Сегодня с
удивительной точностью и достоверностью это проверено во
всех случаях, когда речь идет о процессах неживой
природы.
А живое? Этот вопрос гораздо сложнее: законы и для
живого, бесспорно, тождественны, но их проявление,
судя по всему, должно приводить к разнообразным
формам жизни в зависимости от условий на тех или иных
планетах.
§ 2. «Атомы» живого
Если рассказывать о разнообразии форм живого, то
уже сегодня можно сформулировать запреты. В основе
живого могут лежать только углеродные соединения.
Причина заключается в том, что характер химических
связей в углеродных соединениях принципиально
отличен — атомы углерода могут образовывать ковалентные
связи с четырьмя атомами углерода. Поэтому на основе
углерода может существовать такое огромное разнообра-
вие конфигураций, размеров, структур молекул и
соединенных с ними функциональных групп, которое
невозможно ни для какого другого химического элемента.
Только кремний может претендовать на разнообразие
ковалентных связей, но, хотя кремний и более
распространен в неживой природе, чем углерод, в присутствии
кислорода связи кремний — кремний нестабильны, и это
предопределяет невозможность жизни на основе кремний-
органических соединений.
Среди образуемых с участием углерода органических
соединений есть один особый класс. Это — аминокислоты,
которые могут возникать во Вселенной «неорганическим»
образом. Аминокислоты были обнаружены в метеоритах,
упавших на Землю.
Мир неживого образуют вещества, причины
стабильного состояния которых, главным образом, определяют
112

сильные химические связи — ионные и ковалентныв·
Существование и стабильность аминокислот
определяются этими же связями. Их пространственная структура
отражает фундаментальную способность атомов занимать
такие положения, при которых энергия взаимодействия
между ними минимальна.
Но сами аминокислоты могут объединяться в
сложные молекулы на основе слабых, более редко
встречающихся в мире неживого, водородных связей. Энергия
такого объединения намного меньше, поэтому по
отношению к водородным связям аминокислоты являются
прочным «неделимым элементом». Опять-таки и это
объединение управляется минимумом энергии
взаимодействия, но теперь уже аминокислот как целого:
аминокислоты становятся как бы «атомами» живого.
Упрощенно, но достаточно точно можно утверждать,
что все живое на Земле имеет своей основой некую
«таблицу Менделеева» простейших элементов — аминокислот,
которую составляют в подавляющем большинстве случаев
20 из известных химии более сотни аминокислот. Они,
подобно атомам неживой природы, остаются одними и
теми же практически для всего живого — от бактерий и
растений до человека. Эти аминокислоты способны
образовывать исключительно большое разнообразие
соединений, в частности белковых, признанных наукой
основными строительными материалами живого.
Советские ученые Л. Б. Меклер и Р. Г. Идлис в
период с 1969 г. по 1981 г. нашли общие законы,
позволяющие предсказать и синтезировать пространственную
структуру белков, исходя из свойств составляющих их
аминокислот *).
Простейшая бактерия — кишечная палочка
(необходимая человеку для нормального пищеварения и всегда
присутствующая в кишечнике) — содержит 3000
различных белков. А в организме человека содержится 5
миллионов различных белков, причем ни один из белков
кишечной палочки не идентичен белкам человека, хотя
многие из них состоят из тех же самых аминокислот.
*) Подробнее об этом можно прочесть в статье: Μ е к-
л е ρ Л. Б., Идлис Р. Г. Построение моделей трехмерных
биологических полипептидов и нуклеопротеидов согласно общему
коду, определяющему специфическое лилейное узнавание и
связывание аминокислотными остатками полипептидов как друг друга,
так и трипуклеотидов полинуклеотидов / Биофизика.— 1981.—
Т. 26, № 3.- С. 574-575.
8 л. М. Хазен
113

Это же справедливо в значительной степени й для
других бактерий, растений, животных. А ведь науке сегодня
известно более 1,5 миллиона видов живых организмов!
Для описания живого необходимо знать структуру
примерно миллиона миллионов (1012) различных белков.
При всех успехах современной техники, технологии и
медицины человек синтезировал на сегодняшний день
всего около миллиона органических соединений, включая
самые простые.
Кроме аминокислот существует еще один вид
«атомов» живого — восемь мононуклеотидов, из которых
образуются так называемые нуклеиновые кислоты.
Количество нуклеиновых кислот в живом огромно. В той же
самой кишечной палочке их около 1000, а для всех видов
живого количество различных нуклеиновых кислот
порядка 1010 и все они построены все из тех же 8
мононуклеотидов.
Конечно, образование живого связано еще и со
множеством простых и сложных веществ, из которых на
роль первичных «атомов» могут претендовать сахара и
жирные кислоты, образующие соответственно
полисахариды и липиды — более простые по строению и функциям
биохимические объекты, которым можно приписать
вспомогательную роль по отношению к белкам и нуклеино-
ным кислотам.
В отношении важнейших «атомов» живого
достоверно, прямым экспериментом в лабораторных условиях
продемонстрировано, что они могут возникать из
простейших неорганических веществ сугубо физическими
способами: под действием электрических разрядов,
радиоактивного и ультрафиолетового излучения,
механических ударных волн. В частности, в таких экспериментах
образовались все 20 аминокислот и 5 нуклеотидов,
характерных для земной жизни, а в общей сложности —
около сотни органических соединений.
Обратите внимание, что первая ступень иерархии
образования живого — формирование на основе ковалент-
ных связей исходных «атомов» есть проявление
вариационного принципа, требующего минимума энергии
взаимодействия для стабильных состояний атомных систем,
т. е. того самого принципа, который ответственен за
единство неживой природы во всей Вселенной. Но и
объединение аминокислот в собственно биологические
молекулы — это также принцип минимума, по уже для систем
с более слабыми водородными связями. И эта вторая
114

ступень иерархии живого, несомненно, едина для всей
Вселенной.
Таким образом, из достоверного сегодня утверждения
о том, что атомы химических элементов во всей
Вселенной тождественны, вытекает следствие, что равноправно
во всей Вселенной, где существуют соответствующие
условия по температуре, давлению и другим факторам,
могут образовываться одинаковые аминокислоты и моно-
нуклеотиды, в том числе и такие, которые лежат в
основе жизни на Земле. Это означает, что единство форм
жизни во Вселенной на уровне простейших строительных
блоков, бесспорно, возможно. Но это еще не значит, что
единство форм жизни — обязательно. Ведь аминокислот
известно более 150, а в основе живого на Земле лежат
только 20. Есть, например, грибы, имеющие в своем
составе одну-две аминокислоты, редко встречающиеся
в других формах живого на Земле, и именно это
определяет то, что эти грибы сильно ядовиты.
Существуют ли еще какие-либо независимые наборы
аминокислот, на основе которых могла бы образоваться
сложная система миллионов видов живого? Ответа на
этот вопрос нет.
Кажется естественным, что в процессе самого начала
возникновения простейших форм живого на Земле
должны были образоваться различные варианты групп
аминокислот как первичной основы живого, а зарождение
жизни произошло на основе известной нам сегодня
группы только потому, что тогда имели место какие-то
характерные внешние условия. Может быть, мы просто не
знаем, а на Земле существуют формы живого с
существенно другим набором первичных «атомов»?
Однажды показалось, что существуют. На глубине
2600 м в подводном вулкане калифорнийской стороны
Восточного Тихоокеанского хребта были обнаружены
бактерии, способные жить при температуре +250 °С и
давлении 265 атм. При снижении температуры ниже 80 °С
они погибают. В их состав, как и у всех обычных
бактерий, входят белки, нуклеиновые кислоты, липиды. Но
более 25 % аминокислот, образующих «атомы» этих
бактерий, имеют структуру, не совпадающую с
аминокислотами, обычными для живого на Земле. Характер связей
в остальных аминокислотах и липидах не такой, как
у всего живого, разрушающегося обычно при нагреве
даже до ста градусов Цельсия. Источником питания этих
бактерий служат минеральные вещества, главным обра-
6*
115

bom сера. Там же обнаружены более высокоразвитые
формы живого (моллюски, погонофоры), существенно
отличные от всех, обитающих на Земле.
Может быть, это остатки от других путей зарождения
жизни на Земле, которые в силу специфических внешних
условий остались законсервированными и не
видоизменились? Может быть, развитие жизни на основе такой
системы «атомов» живого, как у этих бактерий, могло
привести к иным, но также высокоразвитым формам
жизни?
Не только нет ответа на эти вопросы, по возникли
сомнения в достоверности экспериментального материала
о бактериях подводного вулкана. Хоть и это немало, по
подтверждается только существование бактерий,
способных выдерживать около 100 °С. Окисление сероводорода,
протекающее у этих бактерий в полной темноте
океанских глубин, способно заменить ту энергетическую
основу, которой является фотосинтез для привычных нам
форм жизни. Но необходимый для реакции окисления
кислород создан в земной атмосфере фотосинтезом.
Отсюда следует, что сероводородная энергетика глубинных
бактерий не могла использоваться первичной жизнью на
Земле. Необычность высокоразвитых видов живого в этих
вонах скорее свидетельствует о возможности быстрой
эволюции в специфических экологических нишах, чем о
консервации долгожителей.
Особенность характерных для живого биомолекул —
вто способность вступать друг с другом в очень сложные,
но практически полностью безотходные реакции,
связанные с воспроизведением, ростом, обменом веществ
организмов. Описать эту ступень иерархии живого нельзя как
при росте кристаллов, на основе вариационных
принципов и минимума энергии взаимодействия для
термодинамически равновесных процессов.
Второе начало термодинамики исключает возможность
самопроизвольного усложнения при равновесных
процессах в замкнутых системах. Долгое время — от
установления законов термодинамики практически до наших
дней — жизнь и обмен веществ не находили
рационального объяснения. Но ведь живое не существует
изолированно: оно получает из внешней среды потоки энергии и
массы. Это существенно неравновесные процессы. Ока-
валось, что именно вдали от равновесия для
определенных классов микроскопического взаимодействия на
молекулярном уровне существует возможность образования
116

устойчивых динамических структур — порядка из хаоса.
Без противоречий со вторым началом термодинамики
вдали от равновесия потоки массы, тепла и т. п. могут привести
к немыслимому в мире обратимой термодинамики —
возникновению из беспорядка организованных систем. Вид
и степень организации систем могут быть принципиально
различными в зависимости от предыстории процесса, от
пути перехода к данному состоянию.
В конечном счете особенности, возникающие для
неравновесных динамических, так называемых диссипатив-
ных структур, являются функциями короткодействующих
(например атомно-молекулярных) взаимодействий. Но
почти строго однозначная зависимость от них (как для
формы кристаллов) заменяется разными (при разной
истории процессов) результатами — не произвольными,
а с большим числом вариантов. Не будем прерывать
изложение детализацией, связанных с этим вопросом, тем
более что к ним придется вернуться в конце книги.
Исключительно многозначные сами по себе
результаты действия равновесных законов объединения
аминокислот и мопонуклеотидов в гигантские молекулы жи-
гэго дают еще большее количество конечных вариантов
в результате неравновесных процессов самоорганизации
на уровне как элементов организмов, так и их
целостности. Однако при этом не только сохраняется на уровне
организмов предопределенность, заданная
молекулярным строением, но и проявляются удивительные
ограничения.
Например, миллионам миллионов белков,
составляющих живое, соответствует только единственное
вещество — носитель химической энергии для животных и
растений, для всего в мире живого. Это — аденозинтрифос-
форная кислота, сокращенно АТФ. Да еще синтез этого
вещества в организмах возможен только на основе самой
молекулы АТФ.
Достоверно установлено, что огромное разнообразие
белков, характерное для живого, имеет важные
особенности: белки можно разбить на группы молекул с
тождественными участками, ответственными за специфику
биохимических реакций, и существенно различными
вспомогательными блоками, изменения в которых
проявляются относительно слабо. Прослежены *) эволюционные
*) В о л ь к е н ιπ τ е й н М. В. / Успехи физических наук.—
1984.- Т. 143, вып. 3.- С. 429-466.
117

изменения во вспомогательных блоках при переходах
от одного вида живого к родственному ему другому
виду.
Значит, природа не очень-то может роскошествовать
даже в таком безбрежном море вариантов, основу для
которых создают белковые соединения и нуклеиновые
кислоты. Может быть, даже если и возможна другая
система «атомов» живого, то пределы отвечающей ей
сложности видов живого существенно ограничены?
Ответа пока нет.
В биохимии живого есть и другие принципиально
важные вопросы, на которые пока нет ответа.
Например, энергетически достаточно равноправно могут
образовываться органические соединения, тождественные по
химическому составу и пространственной структуре, но
отличающиеся друг от друга, как предмет от своего
отражения в зеркале — левые и правые зеркальные
изомеры. При химических реакциях, происходящих в колбах
и промышленных установках, те и другие изомеры
образуются равноправно примерно в равных количествах.
А в живом почему-то, например, аминокислоты
представлены только левыми изомерами.
Долгое время фундаментальные законы физики
считались симметричными для нашего мира и его
«отражения в зеркале». Но во второй половине пятидесятых
годов выяснилось, что на уровне взаимодействий некоторых
из элементарных частиц такой симметрии нет. Попытки
этим объяснить фильтрацию изомеров в живом не
удались. Как показывают работы члена-корреспондента АН
СССР В. И. Гольданского и профессора Л. Л. Морозова,
неравноправность левого и правого в живом должна
иметь объяснения на уровне динамики реакций синтеза
биомолекул. Но вместе с тем остается без ответа вопрос
о том, является ли существующая во всем известном на
Земле комплексе живого несимметрия изомеров
единственно возможной основой жизни или при согласованном
для всей биохимии живого изменения симметрии
изомеров на зеркальные, также может возникнуть некоторая
форма жизни. Будет ли она тождественна нашей?
Таким образом, общий вывод заключается в том, что
биохимические основы жизни могут быть
тождественными во всей Вселенной, но далеко не ясно, обязательна
ли единственность биохимических основ жизни даже на
основе только аминокислот или в этом возможны пе
пересекающиеся друг с другом варианты.
118

И все-таки допустим, что во всей Вселенной жизнь
основана на тех же самых 20 известных на Земле
аминокислотах — «атомах» живого. Следует ли из этого, что
на любой плапете обязательно возникнут тождественно
те же самые формы живого, которые мы знаем на Земле?
§ 3. «Запас скрытых задатков» Максвелла
Самой характерной особенностью живого является
способность к самовоспроизведению. И не только к
простому копированию, как, например, для пространственно-
периодических и потому удивительно красивых форм
кристаллов неживой природы. Самовоспроизведение в живом
связано как с почти тождественным повторением, так
и с серьезнейшей изменчивостью, обеспечивающей
приспособление живого к окружающим условиям.
Еще на самой заре развития представлений об атом-
по-молекулярном строении вещества возник вопрос о
том, что тождественность в процессе воспроизведения
живого и изменчивость должна иметь некоторую
молекулярную основу. Вот что пишет об этом один из
создателей молекулярно-кинетической теории Джеймс Клерк
Максвелл:
«...Молекулярная физика ставит нас лицом к лицу
с физиологическими проблемами... Микроскопический
зародыш, как мы знаем, способен развиваться в животное
с высокой организацией. Другой зародыш, также
микроскопический, становится, когда разовьется, животным
совершенно иного рода. Но эти бесконечные по числу
признаки, которыми одно животное отличается от другого,
обусловливаются ли, каждое, некоторым различием в
структуре соответствующих зародышей?
...Микроскопический зародыш не есть лишь
индивидуальное тело, он представитель, содержащий члены,
собранные со всех ветвей широко раскинувшегося
родословного дерева, и число этих членов вполне достаточно
не только для того, чтобы передать наследственные
особенности каждого органа тела и каждой привычки
животного от рождения до смерти, но также и для того,
чтобы дать возможность запасу скрытых задатков
переходить в недеятельном состоянии от зародыша к
зародышу, до тех пор пока особенности, представляемые им, но
возродятся вновь в каком-нибудь отдаленном потомке».
С той поры, когда были написаны эти стррки,
прошло более столетия, и ученые действительно нашли уди-
119

вительную молекулу, которая ответственна за существо^»
вание всего живого. Она построена на основе четырех
из тех восьми «атомов» — мононуклеотидов, о которых
шла речь в предыдущем параграфе, и называется дезок-
сирибонуклеиновой кислотой или сокращенно — ДНК.
Ее наиболее близким аналогом в неживой природе
являются кристаллы, но в отличие от них ДНК не обладает
пространственной периодичностью.
Основной особенностью ДНК является ее способность
управлять биохимическими реакциями, и поэтому
молекула ДНК является программой-родоначальником любой
самой простой или самой сложной бактерии, растения,
животного и самого человека. Ее детальная структура —
своя для каждого вида живого. В нужной
последовательности на разных стадиях развития организма она
управляет синтезом белков — своих для каждого вида
живого. Этот синтез и есть то, что проявляется сначала в
недифференцированном первичном делении клеток
зародыша какого-либо растения, животного или человека,
в развитии из, казалось бы, тождественных клеток
совершенно различных органов — рук, ног, головы и т. д. в
организации устойчивого обмена веществ внутри
организма и с внешней средой. Сейчас достаточно понятно, что
старением организма и его естественной смертью
(возможно, косвенно) управляет информация, заложенная в
этой удивительной молекуле.
Слово «молекула» ассоциируется обычно с чем-то
неразличимым даже в микроскоп. По своему диаметру
(около 2 · 10~θ мм) молекула ДНК соответствует этому
мнению, но если бы ее распрямить в одну нить (структура
этой молекулы спирально-линейная), то получатся
удивительные цифры. Длина молекулы ДНК плодовой
мушки — дрозофилы — 61 мм. Даже у микроба кишечной
палочки длина распрямленной ДНК равна 1,5 мм, а у
вируса оспы 0,1 мм. Было бы очень странно, если бы
подобные молекулы вели себя аналогично, например,
молекуле азота или кислорода, состоящей всего из двух
атомов.
Мы очень много знаем сегодня сведений о структуре
молекулы ДНК, и перечислить их здесь хотя бы кратко
невозможно. Однако основным в свойствах ДНК
является способность управлять реакциями синтеза белков.
Тройка пар мононуклеотидов, составляющих «атомы»
ДНК, кодирует синтез одной аминокислоты. А для
синтеза, например, белка гемоглобина необходимо 150 троек.
120

Можно выделить три отличающиеся по сложпоста
формы нуклеиновых кислот и, в частности, ДНК.
Первая форма из них связана с объектами, которые
принято считать пограничными между живым и
неживым. Они называются онкорнавирусами, имеют в своей
основе более простую чем ДНК молекулу —
рибонуклеиновую кислоту (РНК) и не могут самостоятельно
воспроизводить себя. Более сложные вирусы (например
вирус оспы) содержат ДНК и по существующей классифи-<
кации относятся к живому.
Типичным представителем объекта, с которым
связана вторая форма, является бактерия. Характерная
особенность ДНК у бактерий в том, что все содержащиеся
в ней тройки мононуклеотидов работают, управляют
синтезом соответствующих аминокислот.
Третья форма связана с высокоорганизованными
представителями мира живого. У них, как правило, только
малая часть информации, содержащейся в тройках пар
нуклеотидных оснований, непосредственно управляет
синтезом белков, а большинство участков ДНК не
работает, «молчит». Так, например, у тритона 99,98 %
информации, содержащейся в ДНК, не используется для
синтеза белков, и только 0,02 % из троек пар
нуклеотидных оснований определяют все его жизненные
функции. У человека доля «молчащих» участков ДНК
достигает 99%. Но ведь работающая часть ДНК управляет
у человека синтезом 5 миллионов различных белков,
т. е. потенциально неиспользуемый запас сведений в
ДНК человека мог бы обеспечить синтез еще 500
миллионов белков!
Наличие именно этих трех форм существования
нуклеиновых кислот несомненно связано с эволюционными
особенностями развития жизни. Например, неспособность
вирусов к самостоятельному размножению приводит к
тому, что, проникая в бактерию или клетку сложного
организма и сливаясь для размножения с ДНК клетки-
хозяина, вирусы могут переносить от организма к
организму целые участки ДНК, т. е. стимулировать
изменчивость.
Почти стопроцентное использование ДНК бактерий
для синтеза аминокислот и состоящих из них белков,
очевидно, является причиной эволюционного тупика в
развитии бактерий, так как возможности изменчивости
ограничены. Наоборот, избыточность информации в
ДИК высших организмов эволюционно позволяет в «мол-
121

чащих» участках ДНК накапливать изменения до тех
пор, пока не возникнут возможности участия этих
участков в реакции на изменение внешних условий, т. е.
в переходе их из «молчания» к эффективной для
организма работе. Иначе говоря, «молчащие» участки ДНК
вовсе не балласт.
Это иллюстрирует одна из принятых сегодня точек
вреиия на причины возникновения рака. Предполагается,
что в ДНК происходит по тем или иным причинам
активация не работающего в норме участка ДНК.
Получающиеся при этом продукты становятся первыми
звеньями в цепи злокачественного перерождения. (Возможен
и обратный вариант. Происходит торможение участка
ДНК, меняющее синтез белков в нормально
работающих блоках ДНК.) Включение в работу организма в
норме не работающих участков ДНК (или их влияние на
работающие), как следует из немалой частоты
возникновения рака, отнюдь не редкость. Но безудержный рост
опухолей — свидетельство «бессмысленности»
информации в активированных участках ДНК. Даже если эта
информация в принципе способна привести к синтезу
новых, необходимых в изменившихся внешних условиях
белков, во взрослом организме не работают многие
механизмы, ответственные за управляемый организмом
рост клеток.
Если включение молчащих участков ДНК произойдет
па стадии эмбрионального развития, то злокачественпое
перерождение может и не происходить. «Скрытые
задатки», накопленные в ДНК, могут проявиться. Например,
птицы считаются эволюционно связанными с летающими
ящерами — птеродактилями. Но у птиц нет развитых
зубов, а у ящеров они были. Ткань пятидневного куриного
вмбриона была пересажена в специально подготовленную
матку мыши. Совершенно необычные условия развития
куриного эмбриона создали далеко еще не понятые
изменения в работе его ДНК. Жизнеспособный организм
при этом не вырос, но в том, что получилось из куриной
вародышевой ткани, оказались четыре полноценных
зуба, похожих на 8убы не млекопитающих, к которым
относятся мыши, а на зубы рептилий.
Работающие участки ДНК находятся под строгим
контролем естественного отбора, и для особей одного и
того же вида отличия в них весьма невелики.
«Молчащие» участки ДНК свободны от такого контроля.
Например, у разных людей они могут отличаться очень
122

сильно, но примерно одинаково передаются по наследи
ству. Насколько велики эти отличия, можно судить по
тому, что разработан новый (вместо отпечатков пальцев)
способ идентификации личностей и установления
родственных связей. Анализ («генную дактилоскопию»)
можно провести по капле крови, кусочку кожи или ногтя
и таким образом установить, кому они принадлежали.
С достаточной достоверностью таким методом можно
разрешить споры о родителях детей.
Правда, в последнем возможны и ошибки. Дело в том,
что перенос при заражении вирусами в молчащие
участки ДНК информации (как об этом упоминалось выше)
производится целыми блоками. В частности, если
заразить зародыш на ранних стадиях развития «безвредным»
вирусом, то именно потому он и окажется безвредным,
что включит свою информацию в молчащую зону ДНК*).
Это может создать отличия, затрудняющие
идентификацию родителей. Однако эта особенность была полезно
использована для экспериментов по выяснению того, как
дифференцируются клетки зародыша, чтобы
превратиться в органы взрослого животного. В силу случайного
характера объединения информационного материала
вируса и зародыша, включение вируса произойдет в разных
молчащих участках ДНК для разных клеток эмбриона.
Тем самым клетки зародыша окажутся помеченными.
Когда из этих клеток вырастет взрослый организм,
анализ в нем молчащих участков ДНК покажет, от какой
клетки зародыша произошла ткань взрослого органа.
Оказалось, что для мышей на первичных стадиях
деления оплодотворенного зародыша дифференцируются две
системы: весь ор/анизм случайным образом происходит
примерно от 8 клеток 64-клеточного эмбриона, в то
время как репродуктивная система — только от 3 других.
Поэтому дети по молчащим участкам ДНК могут быть
отличны от родителей, а репродуктивные клетки
содержат в себе неработающую информацию, отличную от
реализованной как в организме ребенка, так и у
родителей.
Как видите, возможности накопления и проявления
«запаса скрытых задатков» в молчащих зонах ДНК
велики и* только начинают исследоваться.
*) Пока остается неизвестным, как вызваппьте этим
изменения ДНК могут впоследствии сказаться па вероятности
возникновения ракового перерождения в организме.
423

С другой стороны, есть и более явный путь
накопления υ виде «запаса скрытых задатков» разрешенных
форм проявления жизни. Они могут присутствовать у
эволюционных предшественников. Это отражает
известный биологам закон, по которому «уродства» одного из
видов живого могут оказываться важнейшими для
эволюции факторами у другого.
Наконец, в самом широком смысле «запас скрытых
вадатков» надо понимать как то, что законы
объединения атомов в аминокислоты, законы объединения
аминокислот в белки и мононуклеотиды, законы объединения
мононуклеотидов в молекулы ДНК накладывают
существенные ограничения на вид разрешенных результатов.
Для заданной первичной системы аминокислот и законов
их взаимодействия существуют на молекулярном уровне
разрешенные и запрещенные комбинации, дающие
функциональные проявления на уровне целостного живого
организма, потенциально разрешенные или запрещенные,
независимо от того, содержатся ли их зачатки в
эволюционных предшественниках или нет.
Поэтому, если исходные блоки — «атомы» живого во
всей Вселенной — идентичны, то объективный характер
ваконов природы требует, чтобы и потенциально
возможный «запас скрытых задатков», как бы он пи был
велик, во всей Вселенной также был идентичным. Т. е.
вторая ступень иерархической лестпицы образования
живого — объединение его «атомов» в белки и нуклеиновые
кислоты — содержит в себе потенциальную основу,
способную обеспечить единство форм проявления жизни во
Вселенной.
Другому набору аминокислот, как первичных
«атомов» живого, если он разрешен законами природы, будет
отвечать и другой набор реализованного или
потенциально разрешенного «запаса скрытых задатков».
Первичные физические законы объединения
отдельных атомов в аминокислоты и далее в более сложные
химические соединения ответственны за решение
вопроса о том, единственны или нет формы жизни во
Вселенной. Имеющиеся сегодня знания пе позволяют ни
сформулировать запрет на несопоставимые с земными
формы жизни, ни утверждать, что возможны
принципиально различные формы реализации высокоразвитой
жизни.
124

§ 4. Естественный отбор — фактор
единства жизни во Вселенной
Многообразие «запаса скрытых задатков»,
проявляющееся в виде одного из первичных факторов при
возникновении неравновесных динамических структур, создает
основу для действия закона природы, установленного
Чарлзом Дарвином и не имеющего себе аналогов в мире
неживого,— закона естественного отбора.
Многие (даже хорошие специалисты) пытаются
идеализировать естественный отбор и либо навязывают всем
проявлениям живого приспособительную к внешней среде
роль, либо «опровергают» закон естественного отбора
Дарвина ссылками на то, что далеко не все признаки
того или иного вида живого носят приспособительный
характер. При этом забывают, что естественный отбор
может выбирать только из тех структур, которые
разрешены на предыдущих ступенях иерархии живого
принципами объединения сначала атомов в аминокислоты и
мопонуклеотиды, а потом уже этих сложных «атомов»
живого в еще более сложные структуры. Поэтому
приспособительные реакции живого на основе естественного
отбора осуществляются выбором из потенциального
запаса закономерно заданных структур, которые могут
иметь пусть и очень много, но вполне определенных
форм. «Запас скрытых задатков» может иметь разную
степень сложности, в него могут входить элементарные
строительные кирпичики живого и его сложнейшие
функциональные структуры, но выбирать природа обязана из
этого банка, а не «фантазировать» досужим образом.
В этом банке «запаса скрытых задатков» совершенно
необязательно, чтобы молекулярно последующие формы
реализовались в виде некоторых структур, уже
фактически существующих в предыдущих формах живого.
Подобно тому как для электронных оболочек атомов
определены разрешенные уровни энергии, которые могут
быть и пустыми, не заполненными электронами, так и
возможные формы живого в значительной степени
определяются потенциально разрешенными комбинациями
«атомов» живого, вне зависимости от того, осуществлены
они ранее природой или нет.
Именно поэтому пе все признаки в живом должны
носить сугубо приспособительный характер. Один какой-
то эволюционно важнейший признак может
сопровождаться другим, второстепенным. Лишнего, не нужного,
125

чего-то «просто так» в природе быть не может, но
второстепенный признак, кажущийся нам приспособительно
необоснованным, лишним, может быть сцеплен в
глубинах биохимии с другими, настолько эволюционно
важными, что затраты на «украшательство» оказываются
пренебрежимо малыми по сравнению с преимуществами.
Приспособительные реакции живого взаимны,
определяются взаимодействием его видов. То, что для одного
организма есть дополнительное «украшательство»,
возникающее на базе скрытых от нас в глубинах биохимии
преимуществ, другой вид может не только «стерпеть»,
по и сделать основой для своих приспособительных
реакций.
Для развития живого, так же как и в большинстве
областей науки, кажется естественной эволюционность —
путь, реализуемый последовательными малыми
изменениями. Но откуда же тогда берутся поражающие
воображение скачки — быстрые в историческом плане этапы
возникновения, казалось бы, кардинально отличных форм
живого, как, например, смена холоднокровных
млекопитающими?
Дело в том, что изменения в живом связаны с ДНК
вародышевых клеток. Наблюдая внешние эффекты таких
изменений во взрослых организмах, наука пока еще не
может дать ответа на вопрос, что с точки зрения
формирования молекулы ДНК является эволюционным,
а что — скачкообразным. Адекватная оценка масштабов
скачков может быть дана только после ответа на этот
вопрос.
Влияние ДНК на формы живого существенно
связано со специфическими неравновесными динамическими
процессами. О них подробно будет рассказано в
последней главе этой книги. При этом возникает зависимость
результатов от пути протекания процессов, в частности,
возможность получения существенно разных
результатов под действием малых возмущений в критических
точках пути.
Комплекс взаимодействий «законы биохимии ДНК —
взаимный характер отбора» делает излишним
приписывание приспособительных функций всем без исключения
особенностям живого. Это же — причина парадоксального
единства предельной экономичности и щедрой
избыточности, чуждого неживой природе.
Нередко поражает сопоставление результатов того,
Что получает природа путем естественного отбора, и до-
126

стижений активной научно-технической деятельности
человека в аналогичных задачах.
Например, насосы. Каких только видов этих простей-·
ших устройств не создала техника! В самолетах при
минимальных габаритах и весе они обеспечивают
давление в сотни атмосфер, работают на ракетах в условиях
невесомости, перекачивают в оросительных системах
количества воды, равные стоку целых рек и пр.
Но сердце млекопитающих — это тоже насос,
отличающийся высокой экономичностью и перекачивающий ив
чистую жидкость, а суспензию — кровь, содержащую
нежные эритроциты — переносчики кислорода.
Развитие медицины поставило перед человечеством
задачу более простую, чем решенная природой: без
ограничений на экономичность, с более слабыми, чем в
живом, ограничениями на габариты, создать насос,
который мог бы заменить сердце на относительно
небольшое время сложных хирургических операций. Только
одно важнейшее условие предъявляется к этому насосу —
не разрушать эритроциты. К сожалению, до сего дня
решения этой задачи несовершенны. Самые лучшие из
созданных в мире аппаратов искусственного
кровообращения позволяют отключать сердце человека на время,
достаточное не для всех хирургических операций, и
причина этого — разрушение эритроцитов.
Как же с этой задачей справилась природа?
Выяснить, в чем тут дело, удалось лишь в самые последние
годы. Оказывается, на внутренней поверхности полостей
сердца находятся управляемые мышцами складки,
которые плавно преобразуют поступательное движение
засасываемой через клапан крови во вращательное.
Поэтому величина скорости крови и ее кинетической энергии
остается неизменной, а главное: кровь не
останавливается перед выбрасыванием ее в аорту. Когда же полость
сердца сокращается, складки осуществляют обратное
преобразование вращательного движения в
поступательное. Но изобретательность природы не ограничивается
только этим.
Гидродинамикам известно, хотя еще и не объяснено
полностью, явление, при котором добавки в жидкость
ничтожных количеств (порядка стомиллионной доли)
полимеров с большой молекулярной массой (например, той
же ДНК или вырабатываемых промышленностью более
простых веществ) снижают сопротивление движению
жидкости на 20—30%,
127

Природа использует в системе кровообращения и этот
эффект. Исследованиями члена-корреспондента АН СССР
С. С. Григоряна установлено*), что в состав крови
входят вещества, реализующие снижение
гидродинамического сопротивления ее движению. Не исключено, что одной
из причин возникновения гипертонии, может быть,
является дефект биохимии организма, при котором
нарушается поступление в кровь этих веществ.
И этого мало. Оценочные расчеты работы,
совершаемой сердцем, и работы, которая потребна для прокачки
крови через сосуды, показывают, что баланс не сходится
и что сердце не в состоянии одно осуществлять
кровообращение. А ведь оно существует! Доказано, что в
организме работает еще множество насосов, реализованных
в виде сосудов, деформируемых пульсациями скелетных
мьшщ. Изолированные скелетные мышцы со своими
сосудами могут выполнить функции насоса и заставить
двигаться кровь. И не исключено, что среди тех
болезней, которые называют заболеваниями сердца, не так-то
мало таких, которые связаны с нарушениями в работе
скелетных мышц в качестве насосов.
Кстати сказать, оптимизм первых пересадок сердца
значительно упал из-за проблемы иммунологической
несовместимости, приводящей к отторжению тканей.
Механические сердца также не оправдали возлагавшихся
на них надежд из-за нарушений ими биохимии самого
организма и возникновения тромбов. Судя по всему,
возникшее недавно направление хирургического
«изготовления» дополнительного сердца из спинных мышц одного
и того же человека может оказаться более
перспективным, чем оба предыдущих пути преодоления
необратимых изменений сердца человека. Но и в этом будут
трудности, так как сердце является еще и эндокринной
железой, регулирующей солевой баланс организма, а
вместе с ним — общий объем крови и ее давление.
Во Вселенной для всех планет у всех звезд
действуют одни и те же физические законы, могут
существовать и близкие к земным внешние условия. Неужели
закон естественного отбора, с таким поразительным
совершенством приспосабливающий все живое к окружа-
*) Григорян С. С, Каменева М. В.,
Шахназаров А. А. О влиянии растворимых в крови высокомолекулярных
соединений на гемодинамику / Доклады АН СССР.— 1976.— Т. 231,
№ 5.- С. 1070-1073.
U28

ющей среде, не, обеспечивает уверенности в том, что где-
то на других планетах можно найти проявления жизни,
повторяющие земные и, в частпостит повторяющие
подобное нам мыслящее существо?
Простого ответа на этот вопрос нет именно в силу
точности и совершенства приспособительных механизмов.
Очень небольшие различия во внешних условиях, вполне
возможно, могут достаточно существенно измепить путь
и каждое из состояний развития живого. Приведем
пример, принадлежащий известному математику и
родоначальнику кибернетики как науки Норберту Винеру. Как
известно, важная особенность человека заключается в
том, что он имеет двойную сигнальную систему —
нервную регуляцию, отвечающую за жизненно важные
внутренние функции организма (вегетативную нервную
систему), и систему, отвечающую за то, что мы связываем
с разумом, и что, конечно, в той или иной степени есть
у всех высших животных. Но оказывается, зачатки
такого же строения нервной системы существуют и у
насекомых, например у муравьев, возникших на
относительно поздних стадиях эволюции живого и, так же как и
высшие животные, находящихся сейчас на этапе
восходящего развития.
Почему же насекомые пе могут прийти к такому
уровню, когда для них окажется возможным проявление
того, что мы связываем с понятием разума высших
животных и человека? Ответ прост. Насекомые имеют
систему поверхностного дыхания, действующую посредством
полостей, распределенных на поверхности тела. Но с
ростом размера тела поверхность растет только как
квадрат размера, а объем — пропорционально его кубу.
Поэтому при заданных температуре, давлении и скорости
окислительных процессов существует верхний предел для
размеров тела насекомого, которое его поверхность может
обеспечить кислородом. Это ограничивает и размер
области, которую связывают с понятием о мозге. Возникает
тупик в эволюции насекомых: количественно объем их
нервной системы не может быть большим, а это создает
качественное ограничение на возможности их нервной
деятельности.
Для частичной компенсации этих ограничений
естественный отбор у насекомых выработал особые свойства
взаимодействия их между собой, подобные тому
взаимодействию, которое в едином организме обеспечивают
гормоны. Насекомые выделяют «внешние гормоны», пазы-
9 А. М. Хазен
129

ваемые феромонами, и это делает возможным их
согласованные действия.
Насколько чувствительна реакция живого на
внешнюю среду, видно из того, что в тропиках, где
температура выше, существуют такие насекомые, как
гигантские по отношению к нашим бабочки, термиты. И если
на какой-либо планете давление больше, температура
больше, пусть в пределах, разумных с точки зрения
возможности существования земных «атомов» живого и их
взаимных связей, то поверхностное дыхание создаст
ограничения на размер тела на уровне существенно
больших величин, чем на Земле в тропиках.
Большая плотность атмосферы может быть связана,
в частности, и с большей массой планеты, т. е. большей
величиной силы тяжести. Но тогда естественный отбор по
энергетическим соображениям вряд ли разрешит
варианты характерного для человека вертикального
положения тела, освобождающего руки для трудовой
деятельности. А без труда как эволюционного, специфически
человеческого фактора, развитие разумной жизни невозможно.
Система со многими конечностями, характерная для
насекомых, при горизонтальном положении тела может ока-
ваться единственным путем эволюции, освобождающим
«руки» для трудовой деятельности и создающим
предпосылки для развития разумной жизни и техники на
планете с большей силой тяжести, чем на Земле.
Сочетание, с одной стороны, высшей нервной
деятельности индивидуума, обладающего большим мозгом, и,
с другой стороны, способов коллективного внешнего
гормонального взаимодействия, характерного для
организации жизни муравьев, пчел и многих других насекомых,
было бы приспособительно выгодным для формирования
высокоразвитой цивилизации. Даже в области
продолжения рода, где расточительность природы, как правило,
не знает никакого предела, муравьи отличаются
поразительной экономичностью. («Царица» одного из видов
муравьев, обеспечивающая воспроизведение потомства на
сообщество из 300—-500 тысяч насекомых, использует
сохраняемый в специальной сумке запас семени,
полученный от самца при спаривании всего лишь один раз
sa всю ее примерно двадцатипятилетнюю жизнь.)
Поэтому вероятность того, что малые вариации внешних
условий на планетах во Вселенной могут привести к
существенным изменениям, в частности, для проявления
разумной жизни, далеко не мала. Но... у муравьев и дру-
130

гих насекомых нет выраженной системы
кровообращения, жидкости в организме «фильтруются» через весь
объем ткани. Поэтому нет упругости, определяющей
характерную для высших животных обособленность
органов. Прочностной основой тела насекомых является
наружная оболочка. Она препятствует их росту, и
насекомые для того, чтобы изменить свои размеры, должны
«линять». Человек еще так мало знает даже о своих
земных, тысячелетиями близких соседях в мире живого,
что рано давать гарантии того, что нет ограничений,
которые обязательно приведут во Вселенной к
однозначности форм разумной жизни.
Биологам хорошо известна особенность эволюции,
когда в одинаковых внешних условиях представители
разных видов могут прийти к почти тождественным
внешним формам.
Пример: стрижи и ласточки, которых городской
житель вряд ли способен различить между собой. Оба вида
приспособились питаться летающими насекомыми.
Требования оптимизации в процессе эволюции сделали их
внешне почти тождественными. На этом основании в ста^
рых классификациях птиц они располагались рядом.
Однако после анализа ДНК стрижей и ласточек
выяснилось, что первые — дальние родственники колибри, а
вторые по происхождению относятся к певчим птицам. Отбор
сделал почти тождественными совсем не родственников.
Близость внешних форм живого при разпых предках π
истории вполне возможна.
В канадской провинции Альберта был найден скелет
мелкого динозавра — стенаникозавра. Его рост около
полутора метров. Ходил он на двух лапах. Судя по всему,
был теплокровным, всеядным, вел стадный образ жизни.
Лапы его были трехпалые, но явно выделялся
отставленный «большой палец», позволяющий удобно брать
предметы (т. е. и орудия труда). Расположение глазниц в
черепе указывает на бинокулярное зрение. И самое
главное — размеры и строение его черепной коробки
свидетельствуют о наличии у него мозга довольно большого
объема.
Реконструкция внешнего вида стенаникозавра дает
прямоходящее безухое существо с длинными гибкими
трехпалыми руками, свисающими вдоль туловища;
зеленоватой, типа лягушачьей кожей, двумя глазами,
занимающими большую часть лица, с достаточно большой
головой.
9*
131

На Земле 65 миллионов лет назад произошла
таинственная гигантская катастрофа. Возможно, это было
столкновение с метеоритом или кометой, возможно, что-
либо другие. Возникли огромные пожары. Атмосферу
наполнили пыль, дым, экранировавшие Землю от
солнечного тепла, что вызвало изменение климата — сильное
похолодание. Динозавры, и в том числе стенаникозавр,
вымерли.
Что бы было, если бы этой таинственной катастрофы
не случилось? Как пошла бы эволюция стенаникозавра
и к чему бы она привела за срок, в десятки раз больший,
чем продолжительность процесса эволюции, благодаря
которому на Земле появился человек? Этого мы не знаем.
§ 5. Воздействие живого на окружающую среду
Внешние условия с помощью естественного отбора
могут управлять формами живого. Но важным для всего
живого является и другой фактор — обратное влияние
живого па его окружение, который в приложении к
техногенной деятельности человека связан с понятием
охраны среды обитания.
В последние годы проблемы охраны окружающей
среды стоят в центре внимания печати и на повестке
дня различных научных дискуссий. У многих
складывается впечатление, что эта проблема — чисто
человеческая, связанная с интенсивной производственной
деятельностью последнего столетия. На самом деле это
не так.
Принцип обратного влияния живого на окружающую
среду является столь же фундаментальным законом
природы, как и естественный отбор. Живое, будь то клетки
в организме или киты в океане, размножается до тех
пор, пока изменение внешней среды в результате жизне-
деятельностн этого вида живого не начнет ограничивать
рост его числепности. Фундаментальное значение этого
принципа (например, как причины дифференцированного
превращения одинаковых клеток в разные
физиологические клетки и органы) экспериментально показано
советским ученым профессором И. Л. Чертковым. А в
масштабах всей планеты можно привести пример
воздействия живого на окружающую среду таких масштабов,
по сравнению с которыми производственная деятельность
человека может показаться несущественной.
132

Действительно, сейчас точно установлено, что
первичная атмосфера на Земле не была окислительной, с
тем количеством кислорода, который мы считаем сугубо
земнай удачей для нашей планеты. Возникновение
кислорода — это результат «отсутствия заботы об охране
окружающей среды» со стороны первичных простейших форм
жизни на Земле, у которых энергетика была построена
на анаэробной, бескислородной основе, а кислород
выделялся в качестве побочного продукта. И только
тогда, когда развитие этих форм жизни привело к
заметной концентрации кислорода в атмосфере, смогли
возникнуть организмы с энергетически более выгодным
кислородным обменом. Их развитие (в частности,
воздействие на окружающую среду водорослей и растений)
привело к тому, что углерод и водород из первичной
атмосферы оказались спрятанными в глубь Земли в виде
запасов каменного угля и нефти, которые человек сегодня
интенсивно черпает для своих нужд.
Выделенный водорослями в процессе
жизнедеятельности кислород обеспечил развитие высших форм жизни
и уничтожил «беспечных» анаэробов, которые «не
позаботились об охране окружающей среды».
Сейчас анаэробные формы жизни существуют в весьма
ограниченном количестве и в обиходе у пас
ассоциируются с ботулиповым токсином — страшным ядом,
возникающим в герметически закупоренных консервных
банках, где без доступа кислорода, без конкуренции с
высшими формами жизни, свободно размножаются потомки
первичных обитателей Земли. Природа, очевидно, не
баловала начальные формы жизни, так как зародыши-споры
бактерий, производящих этот токсин, не хотят погибать
при простом кипячении, как у большинства остальных.
Стабильными остаются те формы жизни, которые в
процессе естественного отбора приходят в равновесие с
окружающей средой. Защита среды обитания учитывается
естественным отбором. У высших форм жизни этот
фактор проявляется в ограничении на рождаемость, которое
тем больше, чем более совершенно приспособлена данная
форма живого к окружающей среде и чем меньше у нее
врагов. Поэтому теории об обязательной
перенаселенности, которые распространяют и па возможные
внеземные цивилизации, несостоятельны. Трудно себе
представить, чтобы инопланетяне прибыли к нам как агрессоры-
колонизаторы, спасающиеся от перенаселенности своей
планеты.
133

Поясним это подробнее. Примеры защиты среды
обитания путем ограничения воспроизведения дают нам
такие высшие животные, как киты, слоны и, наконец,
человек. Киты исключительно приспособлены к внешней
среде. Для них практически неограничены запасы
корма — планктона — одной из низших форм живого.
Сколько-нибудь серьезных врагов среди соседей по среде
обитания у них нет. Эпидемических заболеваний среди
китов люди не наблюдали. Они не агрессивны по
отношению друг к другу. Все условия для возникновения
перенаселенности налицо, но естественный отбор
выработал для предотвращения этого ограничительные
биологические и «социальные» приспособления. Ряд видов
китов имеет строгое единобрачие, и при гибели одного
из «супругов» новая семья не образуется. Выбор
партнеров для брака у таких видов происходит весьма
сложным образом, судя по всему, на неких всемирных (или
гсеокеанских) «конференциях», на которые собираются
киты из самых разных областей. Создается генетическая
устойчивость вида в связи с непрерывным смешением,
защищающим от вырождения.
Известны примеры естественной защиты от переиасе-
лепности и у человека. Когда европейцы впервые попа;ш
на один из крупных островов в Тихом океане, то были
поражены царящей там свободой нравов. Оказалось,
что это следствие эволюционного приспособления,
возникшего у изолированной группы для защиты от
перенаселенности. На острове не было хищников, опасных
человеку. Отсутствовали возбудители многих
свойственных человеку болезней. Были достаточны и постоянно
воспроизводимы запасы пищи. Наконец, ровный мягкий
климат без стихийных бедствий, отсутствие у островитян
агрессивности и опасности взаимного истребления — все
это должно бы было, казалось, привести к
перенаселенности. Но то ли естественный отбор на этом острове
сформировал популяцию, обладающую ограниченной
плодовитостью, то ли, наоборот, процветание на острове возникло
потому, что первопачалыю заселившие его люди уже в
большинстве имели такие ограничения — это сегодня установить
трудно,— но социальные обычаи отреагировали на
биологические ограничения и вынужденно ввели свободу
нравов, без которой сохранение устойчивой численности
населения на этом острове было бы невозможным. Кстати,
физиология знает корреляции между уровнем мужских
половых гормонов и агрессивностью,— возможно, что
134

миролюбивость аборигенов была принципиально связана
с ограничениями на рождаемость.
В следующем параграфе будет рассмотрен пример,
когда для устойчивого существования малочисленной
группы людей по известным сегодня генетическим
законам требуется неиарушаемая система браков,
исключающая свободу в выборе пар. И оказывается, что социальные
законы в этой группе столетия назад, когда о генетике
никто не знал, выработали именно оптимальную схему
брака, а супружеская измена каралась настолько жестоко,
что полностью исключалась.
В Тибете есть этническая группа, в которой семья
образуется из одной женщины и нескольких мужчин.
Можно догадываться о биологических причинах, которые
отражает этот обычай: в мире живого, как правило,
мужские особи являются носителями изменчивости, а
женские — устойчивости вида. Поэтому животные и
человек устроены так, что при неблагоприятных внешних
условиях возрастает частота рождения особей мужского
пола. Наблюдательность людей неоднократно отмечала
этот биологический факт при затяжпых войнах древпости.
Но внешние условия в Тибете исключительно суровы, а
высокая вероятность того, что предки этой группы
биологически были вполне обычными, не требует специального
обоснованпя. Систематический избыток взрослых мужчин
по отношению к женщинам и мог создать такой обычай.
Можно привести еще много примеров того, как быстро
и точно, социально и биологически реагируют
изолированные человеческие группы на внешние условия, чтобы
поддержать стабильной свою численность. Гаремы,
характерные для пародов жаркого пояса земли,— это, в
частности, ответ на очень высокую в этих условиях
детскую смертность. Борьба за единобрачие, исторически
свойственная европейской цивилизации, есть также
форма защиты от перенаселения в других климатических и
социальных условиях.
Даже такие формы живого, для которых
плодовитость — самое действенное оружие защиты вида,
например мышп и крысы, реагируют на перенаселенность тем,
что из-за присутствия «чужого» самца беременность
самки самопроизвольно прерывается. Поэтому при очень
высокой плотности расселения рост численности вида
ограничивается.
Биохимические и физиологические подробности,
связанные со стабилизацией численности вида, пока еще
135

известны очень слабо, но характерной чертой многих из
высших форм живого является уязвимость по отношению
к изменениям внешних условий, возникающая именно
в результате ограничений на воспроизведение.
Киты, видимо, смогли бы населять океаны очень долго,
пока эти океаны не промерзнут насквозь или не
перегреются. Но вот в их жизнь вмешался человек со своей
техникой уничтожения, и ограничение на
воспроизводство, которое было важнейшей защитной особенностью
китов, возможно, уже стало причиной исчезновения их
наиболее совершенных видов. Правдоподобны гипотезы,
связывающие вымирание мамонтов с их истреблением па
пищу первобытным человеком.
Предки лошади Пржевальского когда-то были высоко
приспособлены к внешней среде и были в равновесии с
ней при очень большой численности. Но при такой
большой плотности их уничтожила какая-то неизвестная
эпидемия, и то, что осталось, находится сегодня на грани
вымирания. Ход процесса установления равновесия с
окружающей средой небезразличен для последующего
равновесного состояния.
Это, конечно, не значит, что высокоразвитые формы
живого, связанные с тем, что мы называем
цивилизациями, также обречены на гибель. Отличие разумных
форм жизни в механизмах взаимодействия с
окружающей средой принципиально: ограничение воспроизводства
не обязательно должно сопровождаться биологическим
изменением вида. Даже катастрофические изменения
внешних условий вид уничтожить могут не всегда.
Но разумный человек должен и разумно относиться
к внешней среде, причем не только в том смысле, что не
следует выбрасывать во время прогулок в лесу
консервные банки. Ученые создали математические модели
развития человечества. Их справедливость была
проверена тем, что проводились расчеты назад во времени,
которые можно сопоставить с известными из истории
цифрами. Расчет же будущего имеет как
оптимистические, так и пессимистические варианты, и какой из них
реализуется в действительности — зависит от разумных
действий человека.
В свое время была высказана гипотеза о том, что
высокоразвитая цивилизация должна стремиться к созданию
гигантской сферы (так называемая сфера Дайсона),
охватывающей планетную систему, чтобы использовать всю
энергию центральной звезды. Такая сфера должна была
136

бы излучать наружу инфракрасные лучи. Поиски их
результата не дали. Но... в 1983 г. на орбиту вокруг Земли
был выведен инфракрасный телескоп, принимавший
излучение в диапазонах, поглощаемых атмосферой.
Начала создаваться совершенно новая карта Вселенной,
подобно тому как еще на десяток лет раньше Вселенная
предстала в новом свете в результате создания
радиотелескопов и приемников гамма-излучения. Среди объектов,
зарегистрированных инфракрасными телескопами,
появились кандидаты на гипотетические сферы Дайсона. Но
спектр зарегистрированного излучения обладает
особенностями, характерными для облака мелких пылевых
частиц, а не излучения больших элементов конструкций.
Да и расчеты показывают, что сфера Дайсона должна
была бы быть динамически неустойчива...
Как уже говорилось, установление равновесия
разумной жизни с окружающей средой отнюдь не требует
обязательного запуска «летающих тарелок» для
«колонизации» планет, обращающихся вокруг других звезд.
Остаются ли тогда причины для того, чтобы ожидания
«инопланетян» (возможно, совершенно бесплодные) имели
хоть какую-нибудь реальную основу?
Простого ответа на этот вопрос нет. Единство
физических законов во Вселенной создает возможность
возникновения в разных ее частях тождественных форм
живого, в том числе и на уровне разумной жизни.
Необходимый для этого путь очень сложен. Высокая
вероятность достижения природой тождественных
результатов в разных частях Вселенной далеко не бесспорна.
Однако, если где-либо и возникнет разумная жизнь
нашего типа, то ее представители обязательно, так же как
и мы, будут искать во Вселенной себе подобных.
Почему? Ответ на этот вопрос нам придется отложить,
вернувшись к нему в шестой главе этой книги.
§ 6. Еще одна проблема с участием Μойдодыра
Интерес к внеземным цивилизациям тесно
переплетается с желанием найти на нашей планете живыми давно
исчезнувшие виды животных или даже предков человека.
Связанные с этим надежды когда-то отразил Конан Доил
б повести «Затерянный мир». В наше время появилась
некая «наука» — криптозоология, «изучающая» сенсации
в стиле этой повести. Объекты криптозоологии поставляют
137

систематически появляющиеся публикаций о
таинственном реликтовом гуманоиде в Гималаях — «снежном
человеке», о якобы сохранившихся в Африке динозаврах
и т. п.
Рассмотренные в предыдущих параграфах вопросы,
связанные с ДНК, ролью естественного отбора и
процессами установления равновесия с окружающей средой,
дают ключ к пониманию того, что возможно, а что
категорически запрещено при поисках живой связи с далеким
прошлым.
Надо отметить, что без всяких сенсаций в нашем
современном мире благоденствуют, например,
двоякодышащие рыбы, хвостатые амфибии — тритоны, практически
неотличимые от их окаменелых предков, останки которых
относятся к периодам, отстоящим от нас на 200—300
миллионов лет. Как это могло случиться? Ответственная за
существование живого молекула ДНК у этих существ
сложна, а ее повреждения под действием естественного
радиоактивного фона, химических веществ и т. д. за такой
большой промежуток времени неизбежны. Ответ на этот
вопрос сформулировал еще в тридцатых годах советский
ученый академик И. И. Шмальгаузен: наследственная
молекула уязвима, а устойчивость видов живого
определяет естественный отбор, не только изменяющий живое
при изменении внешней среды, но и, наоборот,
стабилизирующий его формы, если условия остаются
неизменными.
Конечно, повреждения ДНК неизбежны, но сегодня
мы понимаем, что они могут оказываться в той самой
ее «молчащей» части, о которой говорилось в § 3. Это и
позволяет естественному отбору сохранять неизменность
вида даже при очень значительных повреждениях ДНК.
В процессе современных попыток изменения сложных
видов живого путем введения в ДНК чужеродных им
участков от ДНК других видов выяснилось, что, как
правило, результат—«молчание», отказ от синтеза белков,
для которого и переносились участки ДНК.
Поэтому то, что у тритона 99,98% содержащейся в
ДНК информации не работает, «молчит» — это плата за
неизменность его вида па протяжении сотен миллионов
лет. Как долго для конкретного вида живого изменения
в ДНК могут накапливаться только в ее «молчащей»
части, неизвестно: сохранился вид — значит, это могло
продолжаться долго. Но дело не только в ДНК.
Совершенство приспособительных механизмов для кандидатов
138

в исторические долгожители должно быть особым: их
связи с внешней средой должны быть минимально
взаимны по отношению к другим видам живого. Чем болео
сложны взаимоотношения вида в экологической нише,
ограниченной в пространстве и во времени, тем больше
вероятность того, что небольшие изменения окружающей
среды приведут к исчезновению вида.
В океанах и на их границах внешние условия на
протяжении истории Земли сохранялись неизменными
наиболее долго, и там человек больше всего находит «живых
ископаемых». А стеллерова корова — весьма полезное
млекопитающее пограничной полосы Ледовитого океана,
вымершее почти у нас на глазах из-за появления па
берегах океана сотен или, в крайнем случае, тысяч
охотников, показывает, как быстро и из-за сколь малых
изменений может полностью погибнуть вид животного.
На поверхности Земли в течение прошедших сотеп
миллионов лет было далеко не так спокойно, как в
океанах. Дрейфовали и сталкивались материки, росли и
разрушались горы, менялся много раз климат. Поэтому
естественный отбор был «занят» изменчивостью,
созданием видов, более отвечающих новым внешним условиям.
Именно он превратил динозавров в малепьких ящериц
наших дней, так как экологическая ниша гигантов
исчезла. Однако там, где изоляция и некоторое подобие
условиям древности сохранились, «динозавров» все-таки
находили почти у нас на глазах. Самая большая в мире
ящерица — гигантский варан, имеющий три метра в
длину, был открыт всего в 1912 г. на маленьком острове
Комоло в Индийском океане.
Конечно, в Африке климат достаточно жаркий, и,
может быть, он мог бы и «понравиться динозаврам»
прошлого. Но Африка не маленький остров и на изоля-
циео там реликтовый динозавр рассчитывать не может.
А возможности выживания столь большого ходячего
склада мяса, как древние динозавры, в условиях соседства
гораздо более активных и развитых видов животного мира
современной Африки весьма сомнительны.
«Затерянным миром» Конан Дойла оказалась хорошо
известная и в его времена Австралия. А как уязвим этот
изолированный мир, показывают известные истории пе
столь далеких дней, когда пара кроликов или горсть семян
иноземного кактуса — опунции (завезенного без
естественных врагов — насекомых) грозили гибелью всему ре*
ликтовому миру Австралии.
139

Открытие реликтовых представителей живого в нааш
дни хоть и редкость, но реальность. В 1938 г. была
поймана полутораметровая кистеперая рыба — латимерия,
которая ранее была известна по ископаемым остаткам,
имеющим возраст в сотни миллионов лет. В 1378 г.
вблизи Гавайских островов, где Тихий океан достаточно
хорошо изучен, военный корабль с глубины 165 м случайно
поднял акулу неизвестного ранее вида, рода и семейства
(длина 4,5 м, вес 0,75 т). Из-за громадного рта (в
поперечнике больше метра) ее назвали большеротом. Главная
пища большерота —· мелкие рачки (криль), которых она
заглатывает, отфильтровывая воду. Внутренность ее
пасти — ярко-серебристая , возможно светящаяся,
снабженная 236 зубами, причем зубы похожи на
принадлежащие ископаемым акулам, а не тем, которые известны
в наше время.
Утверждение о том, что человек сегодня знает все
виды живого на Земле, конечно, ошибочно. Но на Земле
все меньше и меньше необжитых и недосягаемых уголков
и темп выявления неизвестных видов животного мира,
имеющих большие размеры тела, мал. Находят новых
и не столь древних представителей, например, буйвол-
купрей, обитающий в джунглях Кампучии, описанный в
тридцатые годы нашего века. Из видов, наиболее близких
человеку, последнее по времени открытие произошло в
1907 г. Это болотная обезьяна Аллена.
Открытия видов мелких птиц, млекопитающих, а тем
более насекомых, несравненно более часты. Например, в
пещерах Таиланда в 1973 г. была обнаружена бесхвостая
летучая мышь — листонос китти, длиной чуть больше пяти
миллиметров. Это, возможно, самое маленькое известное
человеку теплокровное животное в мире.
А «снежный человек», может быть, и он — неоткрытая
еще реальность? Судя по всему, ответ отрицателен.
Сенсация популярных журналов и газет о снежном
человеке базируется на пересказе легенды предгорьев
Гималаев о мохнатом, чуть сгорбленном
человекообразном существе, называемом йети, что значит по тибетски
демон. Кто-то его, утверждают, видел, что-то похожее на
следы было сфотографировано, какие-то непонятные
крики слышали. Условия, в которых должен был бы жить
йети, исключительно суровы: это — высокогорные
ледники. Когда эти легенды пересказывают европейцы,
предполагается, что речь идет о сохранившемся
«неандертальце». Но описания, публикуемые в популярных
140

журналах п газетах, неполны и противоречивы. Как их
проверить, пеясно.
На первый взгляд доводом против реальности этих
легенд служат именно суровые внешште условия. На
самом же деле экстремальная среда — почти единственный
довод в пользу возможности существования йети.
Именно эта среда может питать надежды на
изоляцию, необходимую для исторического долгожительства.
Речь идет об очень немногочисленной группе особей с
замкнутым кругом воспроизводства себе подобных: если
бы их было много, то давно «снежный человек» был бы
обнаружен и поэтому перестал быть сенсацией. (Для
предгорьев Гималаев сегодня существует проблема
защиты от разрушения среды обитания в связи с огромным
потоком туристов, альпинистов и пр.) Но малочисленная
группа особей живого может существовать устойчиво
только при большом давлении внешней среды,
естественного отбора, уничтожающего особи, несущие вырождение,
неизбежное в замкнутой группе.
Известно, что в неблагоприятных условиях пустыни
Сахары живет полностью изолированное племя,
численностью около 400 человек. В силу суровых внешних
условий высока детская смертность. В течение столетий
браки в этом племени заключаются только внутри него.
Одной детской смертности для защиты от вырождения
оказалось недостаточно, и социальные условия
выработали принудительную систему браков, как сегодня
известно, максимально защищающую изолированнуго группу
от вырождения: жена — дочь дяди.
В случае «снежного человека» речь не идет об общине
с развитым социальным укладом, так как
подразумевается, что йети еще не человек (иначе и сенсации бы не
было). Поэтому суровые внешние условия —
единственная защита от вырождения, а также от конкуренции
других видов животных.
Но именно неблагоприятная среда все-таки
оказывается и решающим доводом против реальности этого
объекта криптозоологии: в чем пищевые особенности
экологической ниши для йети, которые позволяют ему
в ней существовать, когда другим она недостуипа? Этот
вопрос пи в одной статье про «снежного человека» не
обсуждается.
Поясню это примером. Не так давно известный
советский журналист В. Песков описал в «Комсомольской
правде» семью старообрядцев из шести человек, прожив-
141

Шую в алтайской тайге около сорока лет в полной
изоляции от людей. Экологическая ниша, в которой
существовала эта семья, достаточно сурова, а кроме того, в этой
местности распространен клещевой энцефалит —-
неизлечимое паразитарное заболевание, переносимое насекомым,
обитающим в кустарниках. В этой журналистски точной
статье приводится много подробностей, позволяющих
определить важнейшие факторы выживания.
Самое главное — о пищевой базе. В описанной В.
Песковым семье действовал полный запрет на животную
пищу. Тем самым был пресечен неизбежный приток
инфекций и паразитов, носителями которых являются
животные. Этим же был исключен более вероятный при
охоте травматизм в азарте погони, когда заражение
клещевым энцефалитом было бы неизбежно. В первобытных
охотничьих стадах, например, питекантропов, в
многочисленных охотничьих сообществах на всех ступенях
истории человека эти издержки при питании мясом диких
животных компенсировались ростом рождаемости за счет
более высокого качества пищи; т. е. возникающим при
этом отбором по устойчивости к болезням и паразитам.
В замкнутой семье, которая жила без воспроизводства,
животная пища неизбежно привела бы всех к гибели за
относительно короткий срок. Кстати, В. Песков
непреднамеренно подтверждает указанные соображения. С
удивлением он констатирует, что в практически не убираемом
доме старообрядцев совершенно нет блох и других
паразитов, что семья не знает болезней.
Но человеку совершенно необходимы некоторые
аминокислоты, витамины, микроэлементы, биологически
активные вещества, которые он сам синтезировать не может,
а должен получить с пищей. Вегетарианцы в
человеческом обществе существуют, но отсутствие в их пище мяса
обязательно компенсируется разнообразием других
продуктов, а у старообрядцев даже морковь давно по
случайности выпала из рациона. Пищевой секрет этой
семьи — кедровые орехи, содержащие, особенно в ссоих
вародышах, многообразие незаменимых веществ.
Один из важнейших факторов пищевого рациона
экологической ниши — это поваренная соль, а семья
старообрядцев специальных источников соли не имела, хотя
без ионов натрия организм существовать не может.
В растительной пище соли мало, алтайская речная вода
ее источником также быть не может. В. Песков с
журналистской точностью, хотя и под действием совсем не
142

физиологических соображений, а отрицательных эмоций
при виде людей, не мывшихся годами, дает объяснение
вопросу о солевом балансе. Экономия соли важна дли
всех животных, поэтому у них и у человека почки
выводят ее в минимально возможных количествах.
Первобытный человек горячей водой не мылся и защиты от
выделения соли с потом у него не возникло. Если бы
не запрет на мытье, солевой баланс у описанной В.
Песковым семьи сойтись бы не мог, т. е. эта семья
погибла бы.
Высокогорная вода, которой должен пользоваться
«снежный человек», преимущественно представлена льдом
и снегом, т. е. существенно обессолена. Как йети
поддерживают солевой баланс организма? Что является для них
«кедровыми орешками»?
Охота, использование мясной пищи для «снежного
человека», как и в примере В. Пескова, должны быть
запрещены и по причинам переноса болезней, и потому,
что даже в условиях жаркого и умеренного климата,
когда дичи много, для добычи крупной дичи необходимо
много охотников, а для добычи мелкой дичи — ее обилие.
Но в рассказах о йети и речи нет о множестве следов,
никогда не упоминается об условиях, характерных для
размножения мелкой дичи. Растительный мир
высокогорья скуден, а «биохимические клады» типа кедровых
орехов для него не характерны.
Таким образом, для йети не обнаруживается
экологической ниши: суровые условия, ослабляющие
конкуренцию с другими видами живого, давление естественного
отбора имеются, а источников существования, отвечающих
биологическим особенностям человекоподобных — нет.
А раз нет экологической ниши, то некого и искать:
несуществующее некому заполнять!
Во всех особенностях расселения любой формы живого'
содержатся, в частности, биологические причины.
Поэтому «просто так» ни в горах Азербайджана, ни в отрога*
Гималаев «неандерталец» законсервироваться не может/
Прежде чем его искать, надо найти экологическую
специфику: «кедровые орехи» и «почему он не моется»*
Реально в наше время существует отнюдь не так мало
различных малочисленных племенных групп в Африке,
Австралии, в Азии, отстоящих от нас по развитию на
тысячелетия, а возможно, и десятки тысячелетий. Их
профессиональные описания исключительно интересны,
содержат всегда тонкую специфику, связанную с защитой
£43

от вырождения, с источниками незаменимых компонент
нищи. Один из основных результатов исследования этих
групп — отсутствие существенной биологической разницы
по отношению к многочисленным сегодня па земле расам
и народам. Открытия, описания, цветные фотографии
таких групп сенсаций среди широкой публики не
вызывают, хотя на самом деле исключительно интересны.
Расскажем о реальной сенсации, для характеристики
которой трудно подобрать адекватный восторженный
эпнтет.
Носитель наследственной информации — ДНК — это
молекула со многими особенностями молекул химических
соединений, известных нам из школьного курса химии.
Вещество, состоящее из этих молекул, можно поместить
в пробирку.
При консервации египетских мумий применялись
сложные способы вымачивания тела в специальных
растворах, пропитки растительными консервантами. Молекулы
ДНК в тканях, образующих мумию, при этом не
обязательно должны были разрушаться. Современная биохимия
умеет включать кусочки молекул ДНК в наследственную
цепь бактерий и путем размножения бактерий оживлять
эти участки ДНК: они продолжают синтезировать те же
белки, что и в организме, откуда были взяты. В ДНК
бактерий «молчащих зон» пет, и результат можно получить
практически всегда. Такую операцию проделали с
фрагментом ДНК, выделенной из поверхностной ткани мумии
мальчика, умершего в Египте примерно 4400 лет назад.
И этот кусочек ДНК ожил в прямом смысле этого слова
— начал синтезировать спои белки, как и тысячелетия
назад! Анализ результатов показал, что в ходе
мумифицирования и столь длительного хранения (кстати, без
специального охлаждения) отрезок ДНК остался
неповрежденным. Современными методами была
расшифрована последовательность 3400 пар оснований, образующих
этот отрезок ДНК. Конечно, до оживления «однояйцового
близнеца» давно умершего человека очень и очень
далеко, но абсолютная фантастичность подобного,
справедливая еще совсем недавно, становится проблематичной.
Обсуждавшиеся в этом параграфе вопросы в связи со
«снежным человеком» имеют непосредственное отношение
к проблемам контактов с внеземными цивилизациями и
их отражениям в легендах о «летающих тарелках».
Исследования планет и их спутников с помощью
космических аппаратов показали, что высокоразвитой жизни
144

в солнечной системе (кроме tiac самих) нет. Есть ли в
пей* простейшие формы жизни — это пока остается
спорным, но ожидать разумных гостей из нашей же планетной
системы было бы совершенно бессмысленно. Остаются
надежды на посещение Земли экспедициями от планетных
систем других звезд. Минимальные расстояния до них
порядка десятков световых лет. Отправиться в такую
экспедицию без предварительного радиоконтакта с
Землей, без выяснения возможности жизни в новых
условиях — это значит улетать от своей звезды навсегда. Но
тогда экипаж космического корабля — это замкнутый мир,
который должен сам себя воспроизводить. Поэтому
проблемы выживания «снежного человека» и экипажа
«летающей тарелки» общие: защита от вырождения,
воспроизведение пищевых ресурсов, устойчивость к болезням.
И все это в исключительно малой группе людей,
находящейся в экстремальных условиях.
Одна из обсуждаемых в серьезной литературе *) схем
возникновения «суперцивилизации» исходит из того, что
одна из планет, на которой далеко продвинулась
разумная жизнь, будет отправлять экспедиции на планеты
других звезд в радиусе примерно десяти световых лет*
Численность таких экспедиций — около сотни человек.
Их члены станут основателями повой цивилизации. На
протяжении тысячи лет численность населения на новой
планете вырастет до 2—4 миллиардов. Тогда будет
подготовлена новая звездная экспедиция на следующую
планетную систему. Проводятся весьма оптимистические
оценки времени, необходимого для освоения нашей
Галактики,— всего десяток миллионов лет. Однако
важнейший вопрос такой модели — как биологически изменится
«инопланетянин» в процессе создания цивилизации па
новой планете — еще никто всерьез не анализировал.
§ 7. Рей Брэдбери и Айзек Азимов
Вообще говоря, поиски внеземных цивилизаций,
надежды на посещение пашей Земли в прошлом или
настоящем кораблями инопланетян пе бессмысленны. Они
основываются па вере в одинаковость путей эволюции в
мире живого, в множественность разумной жизни во
Вселенной. Они отражают оптимизм и веру в то, что
*) См.: Проблема поиска жизни во Вселенной.— М.: Наука,
4986.
Ю а. М. Хазен
145

прогрессивному развитию человеческой цивилизации нет
предела.
Никто не может запретить нетерпеливым видеть
следы «инопланетян» там, где их заведомо нет: в
собственном огороде или в библейских текстах, в пропорциях
египетских пирамид или в мифах о древних событиях.
Конечно, «тарелочники» многим надоели.
Бессмысленность их наукообразных доводов раздражает. Но
«сжигать лягушачью шкуру» в столь фундаментальных
вопросах неправильно. Царевна имеет право жить, даже
проводя большую часть времени в компрометирующем ее
обличьи. «И если справедливо, как это часто
утверждают, что нельзя жить без веры,— говорил известный
русский ученый нобелевский лауреат И. И. Мечников,—
то последняя не может быть иной, как верой во
всемогущество знаний».
Основной багаж знаний, накопленный человечеством,
связан с представлением об однозначной определенности
процессов в природе. Например, известно, что значения
таких мировых констант, как постоянная Планка, заряд
электрона, гравитационная постоянная и др. не могут
быть произвольными. Другие комбинации их значений,
отличные от известных нам, привели бы к вселенной,
в которой невозможно существование человека. Иными
словами, человек существует потому, что окружающий
мир таков, каков он есть. Впервые такой принцип
сформулировал один из создателей молекулярно-кинети-
ческой теории газов — Людвиг Больцман.
В физике, математике, химии и других естественных
науках человек предпочитает использовать
фундаментальные модели явлений, конечные состояния которых
не зависят от пути протекания процессов. При описании
гравитационного и электромагнитного полей, в задачах
термодинамики наука имеет дело преимущественно с
функциями состояния, значения которых определяются
начальными и конечными точками процессов и не
зависят от пути их развития.
Представление о предопределенности, строгом
детерминизме процессов в природе наиболее полно выразил
(1776 год) известный французский ученый Пьер Лаплас:
«Состояние системы природы в настоящем есть,
очевидно, следствие того, каким оно было в предыдущий
момент, и если мы представим себе разум, который в
данное мгновение постиг все связи между объектами
Вселенной, то он сможет установить соответствующие по-
146

ложения, движения и общие воздействия всех зтих
объектов в любое время в прошлом или будущем». Еще
совсем недавно «всех» исчерпывалось только
ограниченным классом решений, которые можно получить
аналитически. С появлением ЭВМ классы решаемых
уравнений необозримо расширились. Но строгий детерминизм
не оправдался.
Если отвлечься от завораживающего авторитета
математики, то Лаплас выражал то же самое, что и
первобытные люди, уверенные, что все вокруг — Солнце и
Луна, воздух и вода, небо и земля — существует только
для человека и тем самым имеет цель, детерминировано.
Вопрос о предопределенности проходит красной нитью
через все виды человеческого творчества, начиная от
религий и суеверий, кончая современной квантовой
теорией. И он неразрывно связан с вопросом об
ответственности человека за свои действия, основанной на
свойственной ему свободе выбора решений. В религиях он
отражается так. Если существуют боги — они все видят и
все знают, поэтому человек, казалось бы, может не нести
никакой ответственности за свои действия — сверху все
будет замечено и исправлено. Но тогда людям не
остается свободы выбора, от их воли ничто не зависит.
Поэтому в некоторых религиях много богов, которые
спорят между собой. Человек должен смотреть в оба,
чтобы не попасть в жернова их конфликтов. Это
подчеркивает личную ответственность. Если бог в религии
один, то ему противопоставляется какой-нибудь дьявол.
Опять возникает необходимость людям быть начеку,
отвечать за свои поступки.
В науке очень давно наметился другой путь
разрешения противоречий предопределенности. Греческая
философия VI—V веков до нашей эры с ее логически
совершенным атомизмом исходила из того, что все
происходящее в природе можно постигнуть, не прибегая к
сверхъестественному и не ссылаясь на богов. Один ив
первых и наиболее значительных ее представителей —
Левкипп — утверждал: «ничто не происходит случайно,
и все идет закономерно и с неизбежностью». Но это
исключает для человека активные возможности.
Лукреций Кар, спустя почти два столетия последовательно
изложивший мировоззрение древних, пишет, в чем был
выход из положения. Атомы Левкиппа — Демокрита
неделимы, неразличимы, закономерно образуют все, но они
постоянно испытывают некоторые «приступы», застав-
10*
147

ляющие их отклоняться на малую величину от
механически предопределенных траекторий. Это и есть
первопричина, спасающая все живое и людей от пеумоли-
мости рока. Именно это оставляет за ними свободу
выбора и ответственность за свои действия.
Лаплас, не знавший в своих уравнениях ни свободы
выбора, ни «дьявола», был родоначальником теории
вероятностей — математической дисциплины, описывающей
случайные процессы типа игры в кости и «приступы»
атомов. Правда, ее необходимость он связывал не с
окружающей природой, а только с несовершенством
человеческих инструментов познания: «слабости человеческого
разума мы обязаны появлением одной из самых тонких
и искусных математических наук — науки о случае или
о вероятности».
Научно-фантастическая литература несет важную
логическую нагрузку в развитии знаний, моделируя
результаты до того, как появляются строгие решения.
Поэтому вопросы предопределенности и случайности не
были обойдены и ею.
В рассказе известного писателя-фантаста Рея
Брэдбери «И грянул гром» время становится чем-то вроде
проезжей дороги. Герои рассказа отправляются по этой
дороге путешествовать в прошлое. Но по их вине в
прошлом нарушены установленные правила поведения и
раздавлена бабочка, а с ней и все ее неродившееся
потомство, все птицы, которые бы съели это потомство и
т. д., и т. п. Путешественники вернулись из прошлого.
И что же? В точке времени, откуда они отправлялись,
все изменилось. Там другая реальность: уезжали при
одном победителе на выборах, вернулись — вместо него
в той же точке времени и пространства находится
другой.
Нисколько не умаляя гражданского значения этого
рассказа, подчеркивающего личную ответственность
каждого человека, мы должны отметить, что строгий
детерминизм, однозначная зависимость результата от всех
подробностей пути процесса парадоксально приводит к
тому, что основным законом природы становится «игра
в кости». Ведь в реализации каждой точки процесса
малая ошибка неизбежна, а детерминизм увеличивает ее
последствия многократно.
Не все отдают себе отчет в том, насколько большими
могут быть ошибки при строго детерминистических
процессах с естественным для них увеличением погрешно-
148

стей в геометрической прогрессии от числа
взаимодействий. Кажется странным, что случайность может
служить причиной уменьшения конечной ошибки. Приведем
пример из лекций профессора Ю. И. Неймарка*).
На доске укреплены ряды стержней, как показано
на рис. 5, а (наподобие детского «китайского бильярда»).
Под ними расположены перегородки. Такой прибор
называется доской Гальтона. Будем из одной точки сыпать
на стержни сверху шарики и следить за их попаданиями
в отсеки, образованные перегородками внизу.
Интуитивпо понятно, что столкновения шариков со
стержнями случайны, а эксперименты показывают, что
заполнение отсеков будет описываться зависимостью,
достаточно быстро стремящейся к нулю по мере
удаления отсеков от оси воронки. В теории вероятностей
эта зависимость известна как нормальное
распределение.
Но откуда берется случайность в механической
задаче, в которой траектории можно рассчитывать со сколь
угодно высокой точностью?
Для ответа на этот вопрос сравним результаты
соударения шарика со стержнем для случая малого начального
отличия б0 двух возможных траекторий движения шарика
(см. рис. 5, б). Выберем сравниваемые траектории так,
что заданной величине б0 отвечает близкое к
минимальному изменение результата соударения. Как видно из
рис. 5, б, в этом случае отклонению шарика на величину
б0 будет приближенно отвечать изменение угла встречи
шарика с поверхностью стержня ах ж —. Ьсли до
следующего стержня расстояние Ζ), то этот угол даст па
поверхности следующего стержня отклонение траектории
bx^axD^\—. Допустим, что и следующее
соударение отвечает условиям близкого к минимальному на-
растания расхождения траектория, т. е. а2 ^ —» а °2 ^
~α2£~δο(-τ) '
Детерминизм механики подразумевает, что
расхождение траекторий можно однозначно описать после любого
заданного числа соударений /г, т. е. предыдущую зави-
*) Η е й м а р к Ю. И., К о г а н Н. Я., С а в е л ь е в В. П. Ди-
памические модели теории управления.— М.: Наука, 1985.
149

симость можно обобщить на п-е соударение, так что
δ" ~ δο (τ-)Λ·
Пусть, например (таковы примерно условия
осуществленных еще в прошлом веке экспериментов), число
стержней на доске Гальтона будет 30, радиус стержней
г равен радиусу шариков, а расстояния между ними D
хотя бы ненамного превышают диаметр шариков. Для
определенности примем D = 5г. Тогда легко проверить,
что если начальное отклонение траекторий б0 составит
всего 0,1 нм (меньше диаметра атома), то определяемое
Рис. 5
детерминистскими соображениями расхождение
траекторий в геометрической прогрессии приведет к значению
б30, равному примерно 100 миллионам километров!
Совершенно ясно, что подобное нереализуемо. Но не
потому, что вычисления проведены с упрощениями *),
*) Если учесть отброшенное влияпие на траектории силы
тяжести, а кроме того, не считать углы α малыми, то
окончательно

а в силу невозможности сохранить детерминизм в
условиях геометрической прогрессии нарастания
расхождения траекторий. Если в решении задачи появляется
геометрическая прогрессия (экспоненциальная расходимость
траекторий для непрерывных функций), то детерминизм
классической механики приводит к возникновению
случайности, к необходимости применения методов теории
вероятностей.
Причина появления вероятности в детерминистской
задаче в том, что при экспоненциальной расходимости
траекторий, начиная с некоторого количества актов
соударений, случайным образом изменяются условия самой
задачи. На рис. 5 видно, что при неизменном положении
стержней невозможно обеспечить один и тот же закон
нарастания ошибки для двух близких траекторий. Надо
было бы для каждого значения отклонения шарика в
начале пути задавать свое индивидуальное
расположение стержней. Поэтому реальное поведение шарика
можно определить только вводя осреднение его траектории
по результатам определенного числа взаимодействий.
Элементом системы становится не один стержень, а
воображаемый вероятностный эквивалент некоторого их
количества. Причем во многих случаях осреднение по
группе элементов системы можно заменить осреднением
по времени (так называемое условие эргодичности), что
упрощает решение задач.
На этом примере видно, как и почему строгий
детерминизм приводит к огромной ошибке в конечных
состояниях при ничтожно малых начальных
возмущениях, а случайность — к детерминизму результата, осред-
ненного по многим реализациям.
Поэтому более отвечающей истине оказывается точка
зрения, пропагандируемая в модели фантаста Айзека
Азимова (роман «Конец вечности»). И у Азимова герои
путешествуют во времени в некоем подобии лифта. Цель
таких поездок — забота о настоящем и будущем.
Что-то в настоящем происходит не так. Отправимся
в прошлое, но не в любую точку времени и
пространства, а в строго определенную, вычисленную, исходя
из желаемого результата. Особенность этой точки в том,
что в ней очень малое изменение может принципиально
преобразовать путь и конечное состояние событий. Вне
этих критических точек вносимые изменения приведут
ный результат усложнится, но скорость разбегапия траекторий
меньше не станет.
151

к переменам, которые довольно скоро затухнут, и в
результате будущее окажется прежним.
Подобное можно проиллюстрировать простой моделью.
Возьмем доску с близко расположенными лунками.
Насыпем в одну из них разные шарики и слабо потрясем
доску. Шарики будут беспорядочно двигаться в лунке,
но покинуть ее не смогут. Если мысленно снабдить
шарики внутренним устройством (управляемой пружинкой
и пр.), то их движение будет содержать не только
случайную, но и управляемую компоненту. Увеличим
амплитуду возмущений доски. Тогда какой-либо шарик сможет
покинуть лунку и попасть на поверхность доски. Здесь
самое малое воздействие легко направит его в новую
лунку или вообще скинет с доски, «уничтожит».
Возможно и такое воздействие, которое вернет шарик
обратно в лунку.
Долгожители эволюции, о которых рассказывалось в
предыдущем параграфе,— это случайно
взаимодействующие шарики, остающиеся в своей лунке. Сброшенные с
доски — вымершие виды. Перескочившие в другие
лунки — новые виды живого. Шарик, способный
возвратиться в свою лунку, используя особенности внутреннего
устройства,— это человек, урегулировавший свои
отношения с природой.
Сложная система в силу особенностей законов
теории вероятностей может забывать о случайных
возмущениях на своем пути и приходить в одно и то же
закономерно воспроизводимое состояние. Но в этом
процессе есть критические точки, в которых даже малое
воздействие может принципиально изменить поведение
системы, в частности перевести ее в новое состояние,
опять не зависящее от случайных возмущений, т. е.
устойчивое.
Вероятностные законы игры в кости парадоксально
дают детерминизм — независимость результата от пути
процесса, порядок, возникающий из хаоса. Но полной
предопределенности нет, устойчивый путь может скачком
или плавно необратимо измениться от незначительных
причин, как случайных, так и заданных.
Модель упорядоченного в случайном участвует не
только в описании процессов эволюции живой природы.
Формирование в ДНК определяющих комплексов
аминокислот, обмен веществ, социальные процессы и многое
другое не только в живом, но и во всей неживой
Вселенной подчиняется таким же'Закономерностям.
152

Идея величеС1венной «гармонии сфер», находящихся
столь далеко, что можно безболезненно относить на них
все трудные проблемы, невозвратно ушла в прошлое.
Почти поименная в клетку мечта найти «лапласовские»,
первичные, однозначные причины и следствия всего
сущего (которая тайно присутствовала всегда, несмотря на
столь же постоянно повторявшиеся утверждения о
бесконечности познания) казалась уже реализованной.
Сначала мешало желание всего лишь объяснить какой-то
закоп излучения черного тела, спустя почти сто лет —
дорисовать картину «элементарных частиц». Но каждый
раз захлопывалась пустая клетка, а яркая жар-птица
улетала все дальше...
Обратимые траектории движения классической и
квантовой механики, термодинамическое равновесие",
казавшиеся первоосновой всего,— только эффективные
модели принципиально необратимого мира. Далекая от
равновесия, бурлящая во всех масштабах от 10~33 см до
1026 м (т. е. в масштабах числа с 61 нулем) Вселенная;
самоорганизация в нестабильном мире — это и есть
реальность, в которой существует человек.
Последние десятилетия оказались связанными с
решающим скачком в понимании наукой процессов, в
частности процессов самоорганизации, как в неживой
природе, так и в живом. Основу этому скачку заложил
известный ученый лауреат Нобелевской премии,
иностранный член АН СССР И. Р. Пригожий*). Он
характеризует этот скачок эмоционально: «период научной
революции, когда коренной переоценке подвергается место
и само существо научного подхода, период, несколько
напоминающий возникновение научного подхода в
Дровней Греции или его возрождение во времена Галилея».
Равновесие, вариационные принципы, вызывавшие
теологическое умиление Мопертюи, не оказались
предельным совершенством законов природы. Все оказалось
намного сложнее и одновременно намного проще. Именно
вдали от равновесия выявилась возможность образования
устойчивых структур — порядка из хаоса. Без
противоречий со вторым законом термодинамики вдали от
равновесия потоки массы, тепла, многого другого на основе
особенностей, заложенных в свойствах микромира, могут
привести к немыслимому в мире обратимой термодина-·
*) Пригожий И. От существующего к возникающему.—
М.: Наука, 1985.
153

Мики — самоорганизации. Платой за это служит то, что
в природе нет однозначной предопределенности. Для
процессов живой и неживой природы существуют
характерные точки, в которых малое возмущение способно
принципиально и необратимо изменить последующий
путь и все его результаты.
Часто цитируют письмо Альберта Эйнштейна к
Максу Борну, в котором он пишет: «Вы верите в бога,
играющего в кости, я — в полный закон и порядок в мире,
который существует объективно и который я чисто
умозрительным путем пытаюсь охватить. Я твердо верю, но
надеюсь, что кто-нибудь откроет более реалистический
подход или более приемлемую основу, чем удалось
сделать мне. Даже огромный успех, выпавший вначале на
долю квантовой теории, не убеждает меня в том, что в
основе всего лежит игра в кости, хотя я отчетливо со-
8наю, что Ваши более молодые коллеги сочтут это
проявлением старческого возраста».
Но ко всем творцам нового нужно отнести и слова
Эйнштейна: «Ньютон лучше знал слабые места своих
умственных построений, чем поколения, наследовавшие
ему». Игра в кости в письме к Максу Борпу все-таки
остается конкретной, она относится к его интерпретации
присутствующей в знаменитом уравнении Эрвина Шрё-
дингера функции ψ. И в этом смысле поставленные
Эйнштейном вопросы остаются.
В современной физике нет законов, ограничивающих
развитие и время существования человечества.
Столкновения с кометами или метеоритами, которых
было немало в истории Земли, причем отдельные из них
носили характер глобальных катастроф, через какие-
нибудь десятилетия перестанут быть неотвратимой
угрозой. Осуществить постоянный контроль за окружающим
космическим пространством и при необходимости
изменить траекторию небесного странника — это совсем не
фантастика. Полет к комете Галлея доказал
возможность достижения кометы. И если бы сегодня возникла
необходимость изменить траекторию кометы из-за
возможности столкновения ее с Землей, то, хоть и с
огромными трудностями, такую задачу можно было бы
решить!
Предсказание землетрясений и глобальных
геологических катастроф (а тем самым хотя бы пассивная
защита от них)—это реальная работа даже не столетий,
а десятилетий. Позаботиться о стабильности климата
154

Земли, предотвратить оледенения — и это не фантастика,
хотя и очень непростая задача. Но, судя по всему, от
оледенения по геофизическим причинам нас отделяют
не менее чем столетия, и времени хватает.
Экологические соображения не несут в себе
обязательности самоуничтожения человека. Можно и нужно
стабилизировать взаимное влияние человека и нашей
планеты.
Когда-то считалось, что предел развитию
человечества ставит угасание Солнца. Для таких же временных и
энергетических масштабов есть теории, связывающие
спокойное существование Земли с траекторией Солнца
в пашей Галактике. Галактика имеет спиралевидные
рукава с относительно высокой плотностью звезд. В них
часто происходят взрывы сверхновых звезд, когда
возникает излучение, губительное для всего живого на
огромных расстояниях. Такое излучение должно прервать
эволюцию жизни на планетных системах звезд.
Солнце движется так, что из очередного рукава оно
вышло примерно при возникновении своей планетной
системы, а войдет в следующий через миллиарды лет.
Но ни угасание Солнца, ни вход в рукав Галактики
нельзя связывать с пределом существования
человека: за такие времена можно придумать, как обойти
и это.
На протяжении истории человечества были случаи
борьбы против науки, вызванные боязнью отрицательных
последствий ее вклада в развитие человечества. История
науки показала, что преимущества науки перекрывают
все издержки. Поезд раздавит неосторожного пешехода,
остановить его невозможно. Но железные дороги
перевозят такие количества грузов, что жертв, если бы
можно было представить хотя бы в тысячи раз меньшие
объемы перевозок на лошадях, было бы гораздо больше.
Современные молоко, сметана, масло — совсем не те, что
ели наши предки сто лет назад. Но средняя
продолжительность жизни за это время сильно возросла, детская
смертность упала; рост, сила, способности детей не
уменьшились, а увеличились. Наука хорошо служит человеку!
Лапласовский оптимизм подвластной человеку
предопределенности не столь беспочвен. Но закрывать глаза
на реальность пельзя: ответственность человечества и
каждого конкретного лица за развитие разумной жизни
существует, выражается реально и связана с событиями,
весьма малыми в масштабах планетных катастроф.
155

Ответственность каждого за результат деятельности
Айзек Азимов описал правильно, но возможности
вернуться назад во времени и исправить хоть самую малую
ошибку в реальном мире нет и не будет ни при каком
развитии науки. Зато рассчитать вперед, предусмотреть
последствия в очень многих вопросах можно и сейчас,
были бы желание и ответственность.
Вопрос об ответственности каждого за судьбы всех,
вопрос об «изменениях» Айзека Азимова, зависящих от
конкретных лиц, существует. И чем дальше развивается
человечество, тем больше эта ответственность. ЭВМ и
биотехнология, атомная энергетика и вооружения,
многие, многие процессы современной науки и техники
таковы, что безответственность, недостаточная грамотность
даже рядового работника могут нанести серьезный ущерб
миллионам, а может быть, и всему человечеству.
Особенно это относится к научным работникам, грамотность и
ответственность решений которых определяет
устойчивость технологических процессов к ошибкам
реализующих и обслуживающих их людей.
Вопреки Рею Брэдбери можно без угрозы для
будущего человечества давить бабочек, мух и тараканов или,
напротив, покровительствовать им. Но среди них может
оказаться и единственная нераздавленная муха, которая
вынесет на своих лапках незапланированно
синтезированный в опытах вирус или бактерию, с помощью
которых может быть создана угроза для всего человечества.
Ответственность каждого в большом и малом — вот
главнейший вопрос будущего человечества в целом.
Отказаться от надежд на контакты с внеземными
цивилизациями — значит предопределить, что разума
человека недостаточно для того, чтобы человечество было
ващищено от возможных опасностей. Поверить в это
трудно.
§ 8. Долететь не просто!
Тем, кто обязательно хочет найти на Земле следы
прилета инопланетян, необходимо задуматься над
трудностями межзвездных полетов.
Предположим, что в малом по масштабам Вселенной
радиусе 10 световых лет можно рассчитывать на
обнаружение звезды с планетной системой и разумными
существами. Допустим, что с ними установлен радиокои-
156

такт и человечество, объедипив усилия разных стран,
планирует экспедицию.
Самый первый вопрос: с какой скоростью лететь?
Многие знают, что при движении тел со скоростью
ν их массы, длины, течение времени для них
изменяются из-за релятивистских эффектов теории
относительности А. Эйнштейна. Множитель, характеризующий эти
эффекты, включает в себя выражение
V V с2'
зависящее от квадрата отношения скорости υ к скорости
света с. Учет таких изменений — обыденность
сегодняшней науки и техники, не содержащая спорных вопросов.
Например, масса ракеты т0 (мера ее инерции) возрастет
до яг0у. Время для астронавтов t будет идти медленнее,
чем время t0 на Земле: tQ = t^[.
Если космический корабль будет лететь со скоростью
ν = 0,866 с, то величина l/γ = 0,5. Границ
рассматриваемой нами области радиусом 10 световых лет корабль
достигнет по часам на Земле за t0=ll,5 лет, а по часам
астронавтов пройдет только t = 5,8 лет.
Релятивистские эффекты для экипажа изменят
многое. Например, небосвод и расположение на пем звезд
для астронавтов станет принципиально иным. Звезды
сгруппируются в направлении движения корабля.
Звезды имеют цвет, а видит их человек одинаковыми
только потому, что при малой яркости рецепторы цвета
в глазу не работают. Из-за эффекта зависимости длины
волны от скорости наблюдателя относительно ее
источника (эффект Доплера) звезды изменят свой цвет: если
смотреть в направлении, противоположном движению, то
видимыми станут ультрафиолетовые звезды, излучающие
на длине волны 0,1—0,2 мкм, а при взгляде вперед
появятся невидимые инфракрасные источники с длиной
волны от 1,5 до 3 мкм. Повысится яркость звезд впереди
по движению и сильно упадет сзади.
Релятивистское уменьшение времени полета для
астронавтов очень соблазнительно. Оно могло бы
приблизить для них представление о галактических полетах к
обыденным меркам, когда сам переезд все-таки остается
только эпизодом в человеческой жизни. Если скорость
корабля, например, составит 0,999 с, то преодоление
расстояния в 10 световых лет потребует для астронавтов
примерно полгода по их календарю.
157

Однако оценки мощности, необходимой для движения
корабля с релятивистскими скоростями, фантастичны.
Они имеют порядок примерно световой мощности
излучения Солнца — 3 · 1026 Вт.
Есть и другая причина для того, чтобы отнести
релятивистские скорости межзвездных путешествий
разумных существ в область фантастики.
Плотность межзвездного газа, в основном водорода,
в Галактике ничтожна, всего один протон на кубический
сантиметр (плотность атмосферы примерно 1019 атомов
в см2). Но для межзвездного корабля эти протоны станут
«пучком в ускорителе» с энергией 109 э. в. и большой
(даже по масштабам ускорителей) плотностью потока —
порядка 10 10 частиц на см2 в одну секунду.
Естественный космический фон на Земле — всего 2 частицы на
см2 в секунду.
Защита от таких потоков частиц, способных
мгновенно убить все живое, связана с не менее
фантастическими оценками, чем энергетика движения корабля.
Существует еще множество проблем, связанных с
большими мощностями, необходимыми для движения с
релятивистскими скоростями.
При полетах скоростных самолетов перед ними
возникает ударная волна Маха, аналогичная волне,
создаваемой носом движущегося корабля. Ее эффекты
многие слышали в виде глухих ударов, похожих на звук
взрыва. Когда стали проектировать сверхзвуковые
пассажирские лайнеры, оказалось, что переход через
скорость звука, приводящий к возникновению этой волны,
должен происходить на больших высотах, иначе на земле
возникнут разрушения и травмы людей. А подъем с до-
ввуковыми скоростями на большую высоту увеличивает
расход топлива и себестоимость полетов.
Аналогичное имеет место и для межзвездных
кораблей. Однако для них главнейшее — не ударные волны
(хотя в околозвездной плазме с учетом магнитного поля
они существовать будут), а воздействие выхлопной струи
двигателя на околозвездпое пространство. Поэтому
сборку и пуск корабля необходимо производить, возможно,
и за пределами планетной системы звезды.
Прогнозы в отношении реализации релятивистских
режимов полетов (даже осуществляемых существенно
обогнавшими нас суперцивилизациями, если они есть во
Вселенной) пока еще больше относятся к компетенции
фантастической литературы.
153

При скоростях v = 0,1с («децисветовых»)
релятивистские поправки составят всего 0,5%, т. е. ими в первом
приближении можно пренебречь. Однако в этом случае
полет на расстояние порядка 10 световых лет займет
столетие. Это значит, что корабль для астронавтов
должен быть замкнутым миром, в котором за время полета
произойдет смена одного-двух поколений. Пока еще никто
не может гарантировать, что поставленные в § 6
«проблемы Мойдодыра» окажутся разрешимыми для условий
межзвездных странствий.
Астрономы с 1916 г. обратили внимание на
относительно недалекую от нас звезду Барнарда. Расстояние
до нее — 6 световых лет, масса 0,14 массы Солнца.
Многолетние измерения показали, что звезда немного
смещается, как будто у нее есть две планеты с массами
0,8 и 0,4 массы Юпитера. Еще в семидесятых годах был
предложен оценочный проект «Дедал»,
предусматривающий посылку автоматического зонда к звезде Барнарда *).
Оценка мощности, необходимой для разгона такого
зонда всего до децисветовой скорости, составляет 1018—
1019 Вт в течение одного-двух лет разгона и такого же
торможения.
Для сравнения укажем, что Земля получает от
Солнца всего 1017 Вт, а производство энергии всем
человечеством, на все нужды сегодня составляет только 10 13 Вт,
т. е. в миллион — десять миллионов раз меньше, чем
нужно для разгона зонда.
Как видите, возможную неразрешимость проблемы
вызывает даже самый общий анализ скоростей полета,
игнорирующий не только конструкцию корабля, но и
важнейшее: откуда брать массу для реализации
принципа реактивного движения.
Может быть, человек еще чего-то не знает и в
будущем ограничение скоростей движения величиной
скорости света в вакууме будет преодолено? Ответ на этот
вопрос отрицателен.
*) Есть веские соображения в пользу того, что у так
называемых красных карликов, к классу которых относится звезда
Барнарда, на планетах жизни быть не может. Кроме того, хотя
измерения смещения звезды Барнарда производились очень
тщательно и на протяжении 60 лет, они фактически находятся за
пределами доступной точности (доли микрометра на
фотопластинке) и не всеми признаются достоверными. Однако
возможности наблюдательной астрономии растут и приближают
обнаружение с Земли планетных систем звезд.
159

Однако сочетание слов «сверхсветовая скорость» в
литературе встречается, и в правильном понимании оно
не противоречит законам физики. Например,, частица
имеет в вакууме скорость, близкую к скорости света; она
попадает в некоторую среду и продолжает в ной
движение. Вспомните про спор Ферма и Декарта; скорость
света в более плотных средах меньше, чем в вакууме —
обыденность законов преломления света. Поэтому по
отношению к скорости света в жидкости или твердом теле
скорость частицы может быть «сверхсветовой». По тем
же законам, по которым в воде возникает волна от носа
корабля, по которым сверхзвуковой самолет или снаряд
создает волну Маха, перед частицей в среде возникает
«волна Маха», регистрируемая в виде излучения света
(эффект Вавилова — Черенкова). Хотя «сверхсветовая
скорость» такого типа широко используется в
технических устройствах, для межзвездных полетов это новых
возможностей не создает.
Инженеры-радиотехники часто встречаются с
сочетанием «сверхсветовая скорость» по отношению к так
называемой «фазовой скорости» электромагнитной волны.
Это полезная математическая абстракция, не имеющая
отношения к переносу массы или энергии в
пространстве. Передача и прием информации связаны с понятием
о «групповой скорости волн», которая никогда не может
быть больше скорости света в вакууме. Есть и более
сложные примеры некорректности использования
термина «сверхсветовая скорость».
Ограничения не только скорости движения звездного
корабля, но и передачи сообщений принципиально
сказываются на всем, что связано с межзвездными
расстояниями.
Развитие вычислительной техники позволило совсем
иначе подойти к проблеме поисков радиоизлучения от
предположительно существующих внеземных
цивилизаций. Дело в том, что слабое излучение можно принять
только остронаправленной антенной и в очень узком
диапазоне частот. Еще десятилетие назад казалось, что
прощупывание неба очень узким лучом антенны с
перестройкой приемника в каждой точке на разные
частоты — задача нереально большого объема работы, а
сегодня существуют системы, решающие эту задачу с
помощью ЭВМ.
Как впервые указал известный советский ученый
И. С. Шкловский, на сегодняшнем уровне развития тех-
160

ники реально обнаружить излучение несущей частоты
телевизионных станций, радиолокаторов, если они
существуют на какой-нибудь планете в радиусе десяти
световых лет от нас. Если такие сигналы будут приняты,
то из их анализа можно было бы получить мпогие
параметры планеты, с которой они посланы: направление осп
планеты, скорость вращения как вокруг нее, так и
скорость движения планеты вокруг звезды; диаметр
планеты, наличие у нее спутников, даже характер
распределения населения по поверхности планеты. Такие
возможности дает, главным образом, эффект Доплера,
указывающий зависимость частоты сигнала, принимаемого
антенной, от скорости движения его излучателя.
История радиосвязи не насчитывает еще и столетия.
Большую часть этого времени на Земле работали
вещательные и связные радиопередатчики, излучение которых
из-за отражения ионосферой не выходило в космос.
Только последние десятилетия связаны с освоением
ультракоротковолновых диапазонов, для которых
ионосфера прозрачна. Из этого времени чуть больше одного
десятка лет на Земле работают телевизионные и
радиолокационные передатчики такой мощности и в таком
количестве, что их излучение (по достаточно
обоснованным оценкам) доступно приему в радиусе 10—30
световых лет.
Может быть, на каких-то планетах далеких звезд
зелепошкурые «стенаиикозавры» своими
глазами-блюдцами смотрят на экраны дисплеев, ожидая сигналов из
несопоставимо ни с чем огромной бездны Вселенной?
Им придется еще десятилетиями или столетиями
скрашивать однообразие этой работы видеокассетами с
записями фильмов из жизни яйцекладущих, прежде чем к
ним дойдут наши радиосигналы. И даже если у них на
старте дежурит в полной готовности межзвездный
корабль с астронавтами на борту, от нажима их трехпалой
лапы на пусковую кнопку пройдут столетия или
тысячелетия до прилета по точному адресу на Землю.
Не так уж малы технические возможности
человечества в приеме излучений из космоса. Но космос молчит!
Пронизанный волнами всех мыслимых и немыслимых
длин, порождаемых природой далеких и таинственных
объектов, он не дает никаких намеков на присутствие
среди них сигналов, посланных разумом.
И вместе с тем есть факт — в 1957 г. первым
советским спутником Земли начата эра космических полетов.
И А. М. Хазеа
161

Сегодпя уже мчатся за пределы Солнечной системы
четыре созданных руками человека корабля*).
Два из них «Вояджеры»—были запущены в 1977 г.
для исследования внешних планет Солнечной системы.
Одип из них пролетел мимо Юпитера и Сатурна и
уходит за пределы Солнечной системы, другой пролетел
Бке мимо Юпитера, Сатурна, Урана и направляется к
ептупу, мимо которого пролетит в 1989 г., а затем
уйдет за пределы Солнечной системы. Получены
десятки тысяч фотографий и огромная информация о
планетах и их спутниках (в том числе впервые открытых),
о кольцах вокруг Юпитера, Сатурна и Урана...
Поскольку расчетная траектория навсегда уводила
«Вояджеры» из зоны притяжения Солнца, их создатели
решили заложить в них послание другим мирам. Оно
было составлепо с участием пионера в поисках
внеземных цивилизаций Ф. Дрейка. Время блуждания зондов
в космосе было оценено в миллиард лет.
В течение такого времени можно обеспечить
сохранность информации только в том случае, если она
гравирована на металле. Поэтому было решено изготовить
аналог грампластинки в виде медного диска с записью,
покрытого золотом и заключенного в алюминиевую
коробку. Около 75 % записи содержат музыку, начиная от
Баха и включая мелодии разных стран мира, в том
числе и Советского Союза. Остальные 25 % записи —
это голоса людей, различные звуки Земли и 116
изображений, закодированных как видеосигналы.
Допустим, что произошло практически невероятное.
Зонд Земли перехвачен в космосе и с почетом
эскортирован в «Академию наук» далекой галактической «сте-
напикозаврениой» цивилизации. Вынут из него
странную пластипку. Не имея ушей, академики долго будут
обсуждать па присущем им телепатическом языке
невероятное чудо. Будут освещать его всеми известными и
неизвестными нам источниками света, будут искать в
музыке Баха и шуме прибоя, изображенных
шероховатостями бороздок, сообщения о законах
электромагнетизма или биофизики. И возможно, с не чуждой науке
категоричностью и бесцеремонностью найдут там то,
*) Об особенностях околосолнечных космических полетов
можно прочесть в книге: Левант о вский В. И. Механика
космического полета в элемоптарнод! изложении,—М.: Наука, 1980,
162

чего заведомо нет*). Но абсурдный с «безухой» точки
зрения способ коммуникации с помощью звуковых волн
сочтут недостойным разумных существ, сумевших
послать зонд во Вселенную. Или отнесут обмен
информацией с помощью звуков к «внечувственному»
восприятию.
*) Вспомните содержание § 9 первой главы и § 6 второй
главы, где рассказывается о голографии и записи информации на
основе преобразования Фурье. Если голографическими методами
обработать грампластинку с «Вояджеров», то в полученном
«пятнышке» окажется воспроизведена информация о спектре
записанных звуковых колебаний. Так искать расшифровку записи —
идея, вполне годящаяся для далеко продвинувшейся
цивилизации. Совсем недавно казалось, что грампластинка, а тем более
магнитная запись — самые совершенные способы сохранения
информации, но за время, пока «Вояджеры» летят в пределах
Солнечной системы, еще только собираясь уйти к звездам, на Земле
произошли коренные изменения в возможностях записи
информации. Создана и используется оптическая память на дисках. При
диаметре диска 133 мм на пем можно записать 275 тысяч страниц
машинописного текста. Почему бы инопланетянам не искать на
золоченых медных дисках следы, допустим, такого (или еще
неизвестного нам другого) способа записи информации?
11·

Глава 5
СУЩЕСТВУЕТ ЛИ ТЕЛЕПАТИЯ?
Трудность в том, чтобы выделить из
массы измышлений и домыслов досужих
толкователей несомненные, непреложные факты.
Установив исходные факты, мы начнем строить,
основываясь на них, нашу теорию и
попытаемся определить, какие моменты в данном деле
можно считать узловыми.
Артур Копай Доил. Записки
о Шерлоке Холмсе
§ 1. Электромагнитное излучение —
равноправная субстанция в живом
G древнейших времен существуют сказки о людях,
способных читать чужие мысли. Короли и отшельники
считали, что они могут лечить множество болезней
«наложением руки». Перечитайте такие классические
рассказы, как «Жемчужина» Д. Стейнбека или «Звезда»
Э. Казакевича. Разве не наталкивают они на
возможность в экстремальных ситуациях угадывания мыслей.
К сожалению, в последние десятилетия вокруг всего
этого образовался нездоровый наукообразный ажиотаж
некоей «парапсихологии», с околонаучной
терминологией и методами; фокусники «усилием мысли» гнут ключи
и другие железки; время от времени всплывают
разнообразные личности, якобы «общающиеся с душами
умерших»; толпы «экстрасенсов» за умеренную плату
рвутся вылечить от всех болезней. Это делает
несерьезной важную проблему динамики передачи нервного
импульса, такую же рациональную и научную, как
проблема, например, антибиотиков или нормальной
физиологии высшей нервной деятельности.
Попробуем разобраться в вопросах, связанных с тем,
что называют телепатией.
В процессах функционирования живого участвуют
белковые молекулы и ферменты, вода и минеральные
вещества, сахара и жирные кислоты. Все это ни у кого
особого удивления не вызывает. Но представление о том,
что наряду с химическими веществами равноправной
субстанцией живого является электромагнитное
излучение, не кажется очевидным.
Часто считают электричество чем-то свойственным
современной технике, а удары электротоком от электрд-
164

ческого ската вызывают у нас удивление кажущейся
экзотичностью. При этом иногда забывают, что начало
электротехники возникло из опытов над живым, когда
Луиджи Гальваыи готовил суп для больной жены из
деликатеса — лягушачьих ножек и с удивлением
обнаружил, что используемые для этого орудия в виде ножа
и вилки из разных металлов при контакте с
лягушачьими ножками вызывают мышечное сокращение.
Что же говорить об электромагнитных волнах,
которые ассоциируются с величайшими достижениями
современной техники — радио и телевидением,
радиолокацией и космической связью, лазерами и голографией, во
никак не с живыми существами.
Однако электромагнитное излучение — это
субстанция, которая с первых шагов эволюции участвует в
процессах живого. Вспомните, например, о фотосинтезе
сине-зеленых водорослей — одном из первых проявлепий
жизни на Земле.
В строительных блоках живых организмов с самых
первых этапов их эволюции присутствуют элементы,
чувствительные к электромагнитному излучению. И
естественный отбор широко использовал модификации
этих элементов в дальнейшем.
Многие виды живого содержат специальный
приемник электромагнитного излучения, тесно связанный с
нервной деятельностью,— глаза. А ведь инженеры
только в последние годы создали устройства, которые в
аналогичных габаритах имеют чувствительность,
сопоставимую с чувствительностью глаз: молодой здоровый
человек способен различать отдельные, падающие на глаз,
кванты электромагнитных волн — света.
Вполне понятно в наше время, что если та или иная
специфическая молекула поглотит электромагнитные
волны, то ее энергия изменится, и поэтому кванты
солнечного света так же могут быть «пищей», как и
химические вещества. Что именно осуществляет
воздействие — химическая реакция или излучение —
безразлично, так как с атомной точки зрения изменение энергии
молекулы — это переход какого-то электрона в новое
энергетическое состояние. Этот переход связан с
некоторой дискретной энергией, относительно узким
спектром падающего излучения (вспомните § 3 гл. 1).
Молекула живого, реализующая поглощение
электромагнитной энергии, подобна радиоприемнику, настроенному на
одиу-едиистветшую станцию. Естественно, что на диск-
165

ретной частоте энергии можно получить меньше, чем в
широком интервале спектра. Поэтому и в фотосинтезе,
и в зрении одна из важных и сложных задач в том,
чтобы поглощение происходило в широком спектральном
диапазоне, а потом вся энергия, независимо от того, на
какой частоте она поглощена, управляла бы
возбуждением электронов, отвечающих кванту определенной
частоты. Например, хлорофилл в растениях — это
молекулы-антенны, осуществляющие поглощение излучения в
широком спектральном диапазоне и его трансформацию
по частоте вниз, в более красную область, до строго
определенной величины, отвечающей возбуждепию
электрона в активном центре, ответственном за фотосинтез.
Поэтому с эволюционной точки зрения прием
излучения на одной-единствениой частоте проще, чем прием
излучения в механизмах зрения. Для всех видов живого
важно как взаимодействие с внешней средой, так и
обмен информацией между особями. Если бактерии надо
двигаться к солнечному свету, то без «антенны» не
обойтись. Инфузория эвглена дает пример эволюционно
первичных форм взаимодействия света и живого в
информационных целях. У нее молекулы-«антеныы» через
нерв-проводник связаны с движущим ее в сторону света
жгутиком. Эволюция через множество этапов
усложнения этого механизма, сохранившихся и у существующих
сегодня видов, привела к совершенным глазам человека
и животных, как органам анализа окружающей среды
по рассеянному солнечному излучению.
Размножение, страх, голод требуют эффективной и
быстрой связи между особями, не несущей большого
объема информации. Для такой связи, наряду с
выделением химических веществ, могло развиваться
использование электромагнитного излучения. Никто еще не
ставил задачу поисков его эволюционных истоков и
развития. А ведь излучение электромагнитных волн
является достоверно установленной особенностью живого.
Достаточно вспомнить о светлячках. Кстати, известно,
что вспышки яркости свечения светлячков могут
синхронизироваться для их групп, например, сидящих на
одном или близких деревьях. Возможно, эта
синхронизация связана не только с излучением ими
электромагнитных волн, но и с приемом, который и вызывает
синхронизацию излучения.
Надо не забывать и то, что человек не видит ни в
ультрафиолетовой, ни в инфракрасной области электро-
16G

магнитных колебаний, по хотя нам и кажется, что
созданные человеком приборы очень совершенны, глаз
более чувствителен. Поэтому, если насекомые или другие
виды живого излучают энергию на дискретных частотах
в каком-либо из невидимых нам диапазонов длин воле,
то ничего необычного нет в том, что такое излучение
даже сейчас еще не обнаружено. Впрочем,
действительно ли оно не обнаружено?
Инфракрасными датчиками принимали излучение
мозга. Жидкокристаллические пленки, чувствительные к
излучению, пограничному между инфракрасным и
радиодиапазоном, избирательно «засвечиваются», когда их
накладывают на голову человека. Разным участкам
поверхности головы отвечает разная «засветка».
Что касается обратпой задачи — воздействия на
биохимические процессы в живых организмах
электромагнитных воли сантиметрового и миллиметрового
диапазонов, то сейчас происходит буквально взрыв получения
достоверных экспериментальных материалов.
В первой трети нашего века прямой обмен
информацией между особями с помощью электромагнитных волн
обсуждался достаточно широко (вспомним
фантастическую повесть А. Беляева «Властелин мира»). Но тогда
возможности науки и техники были ограничены. Кроме
того, в этих вопросах всегда существует давление
нездоровой сенсационности, которое тормозит достижение
действительных результатов*).
Обмен электромагнитным излучением между особями
не содержит в себе элементов нереальности или
экзотичности, он может существовать, эволюциопно па ранних
стадиях развития выгоден и вполне может сохраняться
и для высокоразвитых продуктов эволюции животного
мира. Для обсуждения, где и как может возникать и
приниматься излучение, как оно может влиять на
физиологические функции организма, эти соображения
следует иметь в виду.
Что-либо новое находят и описывают только на основе
детальных знаний об известном. Поэтому читателю
необходимо запастись терпением и познакомиться с не столь
уж простыми сведениями о работе нервной системы.
*) По книгам Л. Л. Васильева «Таинственные явлеппя
человеческой психики» (М.: Политиздат. 1964) и «Внушение на
расстоянии» (М.: Политиздат, 1902) можно убедиться в
противоречивости ц ненаучности идей парапсихологии.
167

§ 2. О некоторых принципах работы
нервной системы
В живом организме всегда существуют тесные
взаимосвязи между молекулярными биохимическими
механизмами и функциональными особенностями
организмов и их сообществ. Этот принцип сохраняется и в
высшей нервной деятельности. Для живого характерны
активный поиск пищи, функции, связанные с
размножением, защитой от опасности. Как правило, существует
цепочка: внешнее воздействие, ответ на пего выделением
управляющего химического вещества, химическая и
электрическая передача сигнала управления, наконец,
окончательные химические реакции (например,
переваривание пищи, репродуктивные процессы) и, конечно,
движение как самостоятельный результат и как элемент
перечисленных выше процессов.
Движение, вызываемое химическими веществами,
существует и в неживой природе. Насыпанный в суп перец
заставляет разбегаться капельки жира па его
поверхности, так как перец изменяет поверхностное натяжение
жидкости. В живом организме изменение
концентрации какого-либо необходимого или вредного
вещества не само по себе вызывает движение, а включает
цепь сложных биохимических реакций, в результате
которых и происходит движение. У простейших,
одноклеточных организмов эта цепь очень коротка и в конечном
счете приводит к движению по принципам, близким к
тем, по которым разбегаются от перца капельки жира.
Рост размеров организма связан с усложнением и
движителей, и цепей управления ими. Электрическая
система передачи команд на относительно большое
расстояние — нервная система — приобретает решающее
значение. Одновременно дифференцируются органы,
предназначенные для анализа окружающей обстановки.
Химический анализ непосредственно необходимых
веществ, который создает исходные сигналы у бактерий,
заменяется сложной опосредствованной системой
распознавания по признакам, не имеющим отношения к
биохимическому составу исходных продуктов: зрением,
слухом, а чувствительность к химическому сигналу —
обоняние — развивается до недосягаемых в технике
значений.
То, что у сложных организмов в этой цепочке
решающее звено — электрическая передача импульсов через
168

нервную сеть, не меняет химической природы конечного
результата. Усложнение системы анализа и внутренней
связи создает необходимость в общих системах
управления функциями организма. Железы, в начале эволюции
сформировавшиеся для выделения веществ с целью
переваривания пищи или защиты от опасности, или
размножения, т. е. непосредственно связанные с
конечным этапом взаимодействия с окружающей средой,
приобретают функции контролеров, становятся
железами также (или только) внутренней секреции.
Глобальный и окончательный по иерархии в живом
организме ответ на все внешние воздействия дают
именно железы внутренней секреции. Они определяют
общий тонус организма, общие команды, которые потом
детализируют остальные системы, включая и нервную
систему. Выделяемые ими вещества называются гормонами.
Женственность женщин и мужественность мужчин,
холерический, флегматический или сангвинический
характер, даже предрасположенность ко многим
болезням — это результат изначального, заложенного при
рождении характера гормонального баланса в организме
того или иного человека. Реакция на те или иные
внешние условия в конечном счете определяется текущим,
сиюминутным изменением гормонального баланса.
При этом фактическое управление, оперативную
сложную работу по анализу и выдаче команд в
организме осуществляет нервная система, главным образом, на
основе электрических процессов. Лягушачьи ножки
Гальвани не только стали началом современной
электротехники, но и явились первым опытом,
показывающим, что в основе передачи нервных импульсов лежат
электрические процессы.
Нервная система содержит специализированные
клетки, нейроны, от которых отходят длинные трубки —
«провода», называемые аксонами. В отличие от
проводов, используемых в телеграфе или телефоне, аксоны
одновременно являются еще и усилителями
распространяющихся по ним электрических импульсов. Энергия
для этого поставляется таким же путем, как и для всех
остальных клеток в организме — из потребляемой
пищи. На работу мозга человек расходует пятую часть
крови и кислорода в организме, а вес мозга — всего
пятидесятая часть веса человека.
Нервные волокна, обычно разветвленные,
соединяются между собой в различных комбинациях. Для мозга
169

характерно многообразие соединений, передача же
сигналов к мышцам больше напоминает «провода».
Места контактов нервных волокон, называемые
синапсами, характерны тем, что в них электрический
сигнал приводит к выделению химического вещества,
которое воздействует на другой нерв и создает в нем опять
электрический сигнал*). По существу, в работе
нервной системы осуществляется принцип: входное
химическое воздействие — электрическая передача — выходной
химический сигнал. Вещества, формирующие этот
сигнал, называются нервными медиаторами. Подобно
гормонам, по более локально они осуществляют также и
общие регулировки в организме.
О синапсе подробно будет рассказано в следующем
параграфе. А сейчас нам падо напомнить о двух
важнейших принципах действия нервной системы как целого.
Первый из них — это образование условных
рефлексов. Например, попавшая в рот пища возбуждает
нервные окончания и создает сигнал для выделения слюны
и других пищеварительных соков, в частности в
желудке. Но известное выражение «слюнки текут» отражает
образование другой связи — вид пищи, еще не
осуществившей воздействия на специфические для нее
химические рецепторы, вызывает ту же самую реакцию, что и
сама пища. Подобные рефлексы, т. е. дополнительные
связи в нервной системе, легко создаются, например, у
животных в экспериментах на сигналы типа звонка,
зажигания лампочки, даже на удар электрическим током,
т. е. на сигналы, в обычных условиях не связанные с
приемом пищи.
Эволюционно все воздействия на организм приводят
к выделению тех или иных гормонов или медиаторов.
Например, прием пищи связан с гормоном
энергетического обмена — инсулином; функция продолжения
рода — с гормонами андрогенного и эстрогенного ряда;
страх, стресс — с выделением адреналина.
В сложном организме с развитой нервной системой
выделение гормонов и медиаторов (как это показывает
пример условных рефлексов) происходит в ответ на
замещающие воздействия: функционирование участков
*) В гораздо меньшем количестве в нервной системе
присутствуют чисто электрические разветвления нервов, поэтому можно
было бы ввести два термина: химический синапс и электрический
синапс. Далее рассматриваются только процессы, относящиеся к
химическому синапсу.
170

нервной системы, непосредственно не связанных с
пищей или другими чисто физиологическими процессами,
происходит па основе гормонально-медиаторного
подтверждения такого же типа. Например, чувство
удовлетворения в формах, легко обнаружимых внешне, у
простых видов животного мира возникает в ответ па
прямое воздействие в рамках эволюциоино важнейших
функций: энергетических, размножения, защиты. А при
наличии высокоразвитой нервной системы ощущение
удовлетворения может быть результатом решения
сложной математической задачи, нарисованной картины,
услышанной музыки и пр. То есть высшая нервная
деятельность наследует от простейших условных рефлексов
важнейшее — гормоналъпо-медиаторпое подтверждение
истинности. Эволюционное развитие
гормонально-медиаторного подтверждения составляет основу
функционирования самых сложных отделов нервной системы.
Второй принцип в работе высшей нервпой системы
связан с тем, что объем поступающей в тот или иной
организм информации намного больше того объема,
который необходим в каждый момент времени для его
нормального функционирования. Поэтому в нервной
системе происходит непрерывная конкуренция за входы,
за право для данной информации поступить в обработку
и запомипапие. Все сигналы из внешней среды и со
стороны внутренних органов проходят как бы через
некоторую воронку, которая отфильтровывает часть из них,
допуская для обработки, решений и действий только
очень малую часть., у человека — примерно 1 %
информации, поступающей от органов чувств.
§ 3. Синапс и медиаторы
Апатомический узел, в котором информационные
электрические процессы нервной системы
взаимодействуют с химическими, образуется в месте контакта
между собой нервных волокон-аксонов от разных пейронов
или в месте контакта нерва и исполнительного органа,
например мышечных волокон. Этот узел, как уже
говорилось, называется синапс.
Он состоит из мембраны, находящейся на том
нервном волокне, от которого исходит электрический
импульс,— пресинаптической мембраны; из синаптической
щели толщиной около 10"~7 см и из постсинаптической
мембраны с другой стороны этой щели, являющейся на-
171

чалом нового нервного волокна или злементом управле^
ния мышцей.
Наиболее изученный синапс относится к
нервно-мышечному соединению, и все дальнейшее описание
проводится именно на его примере. Однако в нервной системе
существует около 30 видов синапсов, отличающихся по
химической природе медиатора, участвующего в передаче
нервного импульса через синаптическую щель. Медиатор
нервно-мышечного соединения называется ацетилхолин.
Мембрана аксона в нормальном состоянии имеет
относительно большой электрический заряд,
образующийся за счет того, что процессы основной энергетики
организма создают на ее внешней поверхности избыток
ионов натрия, получающихся из той самой поваренной
соли, без которой мы не представляем себе пищу.
Внутри аксона, кроме того, находятся ионы калия.
Диаметры аксонов у разных представителей живого различны.
У некоторых видов кальмаров они составляют около
миллиметра, обычно их диаметр порядка десятых долей
миллиметра и менее. Мембраны, ограничивающие аксон
и в синапсе, имеют очень малую толщину — 500 пм.
В них есть каналы, проницаемые для ионов натрия а
калия, свои для каждого сорта ионов или общие.
Распространение нервного импульса по аксону,
происходящее со скоростью порядка 20 м/с, связано с тем,
что за счет прохода ионов натрия и калия через
управляемые каналы на мембране, потенциал на обоих ее
поверхностях выравнивается, т. е. мембрана
деполяризуется. Участвующие в передаче нервного импульса
потенциалы невелики — порядка десятых, сотых долей
вольта, но толщины биологических мембран очень
малы, поэтому напряженности электрического поля в
нервных процессах огромны — порядка 50 тыс. вольт па
сантиметр. Для сравнения напомним, что в воздухе
электрическая искра возникает при напряженности
ноля 30 тыс. вольт на сантиметр.
Когда электрический импульс по аксону доходит до
пресинаптической мембраны, он стимулирует выброс
медиатора, в нашем примере ацетилхолина, в
синаптическую щель. Устройство пресинаптической мембраны
таково, что ацетилхолин выбрасывается порциями
примерно в несколько тысяч молекул. Вспомпите, что
количество молекул в одном моле вещества (число Авогад-
ро) составляет 6 · 1023, и станет ясно, насколько малы
эти количества.
172

Основной принцип химических реакций в организме
связан с пространственным соответствием реагирующих
друг с другом участков молекул. На постсипаптической
мембране есть специальные участки молекулы —
рецепторы медиатора (холинорецепторы), форма которых
соответствует форме участков молекулы медиатора, как
ключ отвечает замку. Плотность расположения
работающих рецепторов на постсинаптической мембране
велика — порядка 104 рецепторов на квадратный
микрометр. Как всегда в живом организме, в синапсе
существует избыточность, до 99 % холинорецепто-
ров в нормальных условиях не работает, составляя
резерв.
Молекулы ацетилхолииа, выброшенные сквозь креся-
наптическую мембрану в ответ на приход нервного
импульса, пересекают сииаптическую щель и с помощью
своих электрических зарядов соединяются с
пространственно соответствующими им участками (много большей
их по размеру) молекулы холинорецептора: ключ попал
в замок. Возникающая деформация молекулы
рецептора открывает содержащийся в ней канал для прохода
ионов натрия и калия. Замок открыт, начинается
деполяризация, управляющая мышцей (нервно-мышечное
соединение) или генерацией нового нервного импульса
для других1 видов синапсов.
Деполяризация управляет также и обратным
процессом, когда в результате деформации молекулы
рецептора ключ — молекула ацетилхолииа — выбрасывается
замком в сииаптическую щель. Здесь ее разрушают
специализированные ферменты, а получающиеся
компоненты проходят через пресинаптическую мембрану и
используются для синтеза новых молекул ацетилхолииа,
для изготовления новых ключей.
Работа ацетилхолинового синапса известна
относительно хорошо. Для других сипапсов сведений очень
мало. Предполагается, что они работают аналогично.
Общие факторы, влияющие на распространение
нервного импульса: активность основной энергетики
организма, обеспечивающей натриевый заряд на мембранах,
наличие в пище исходных веществ для синтеза медиатора,
перераспределение с током крови и других жидкостей в
организме концентрации медиаторов между различными
частями нервной системы.
Некоторые вещества могут замещать ацетилхолин в
процессах передачи нервного импульса. Примеры: кура-
173

ре — токсичный растительный алколоид, которым
намазывают наконечники стрел индейцы племени Хибаро,
живущие в перуанской части бассейна Амазонки; бунга-
ротоксип, содержащийся в некоторых рыбах. Молекулы
этих веществ имеют участки, строение которых сходно
со строением молекулы медиатора — ацетилхолина. Эти
вещества соединяются с рецепторами, как плохой ключ
в несоответствующем ему замке, но после
деполяризации мембраны не освобождаются, новый нервный
импульс не может пройти через синапс — возникает
паралич из-за невозможности передачи команды к мышце.
Известный яд, который возникает в герметично
закупоренных консервах,— буту липовый токсин — блокирует
передачу нервного импульса к мышцам всего в
количестве сорока молекул на синапс*). Как видите,
чувствительность к химическим веществам при передаче
нервного импульса в синапсе очень велика.
Синапс является важнейшим участком нервной
системы, в котором химические и электрические процессы
взаимодействуют между собой, тем элементом,
воздействие на который позволяет организму осуществлять
глобальное управление — активировать или тормозить те
или иные регионы нервной системы, выделяя или
перераспределяя медиаторы по участкам организма.
Одновременно синапс — это тот узел, в котором биохимия
реализует обучение, в том числе образование условных
рефлексов. С участием синапса происходит образование
«воронки», защищающей нервную систему от
избыточной в данный момент информации.
Для процессов, протекающих в синапсах, существует
важная особенность. Мпогие знают, что в электронных
усилителях используют обратные связи. Подадим с
выхода усилителя сигнал на его вход в той же фазе, как
и входной сигнал (это называется положительной
обратной связью). Тогда напряжение на выходе будет
очень быстро нарастать. В результате усилитель превра-
*) Действие наркотиков па высшую нервпую систему
связано с веществами, имеющими форму участков молекул, близкую
к форме естествеппых для организма медиаторов. Вмешиваясь
в процессы перераспределения медиаторов между участками
нервной системы, они парушают их баланс и тем осуществляют
долговременное «обучение» — эффект привыкания, в силу которого
меняется биохимия нервной системы и наркотики становятся
физиологически (иногда пеобратимо) необходимыми и... быстро
разрушающими организм.
174

щается в генератор. Все когда-либо слышали, как начи«
нают гудеть громкоговорящие установки в залах, когда
микрофон оказывается слишком близко к громкоговори*
телю,— это и есть результат глубокой положительной
обратной связи.
Если сигнал с выхода усилителя подать на его вход
в противоположной фазе (отрицательная обратная
связь), то, наоборот, выходное напряжение уменьшится,
но усилитель станет более стабильным, с меньшими
искажениями будет передавать сигналы.
Если в усилителе одновременно использовать и
положительную и отрицательную обратную связь,
включенную определенным образом, причем положительная
обратная связь работает раньше и быстрее, чем
отрицательная, то усилитель приобретает замечательное
свойство: выходной сигнал растет пропорционально
входному, как будто обратных связей нет, но ток в цепи входа
усилителя перестает зависеть от величины входного
напряжения: подали на вход усилителя 1 мкВ — он ведет
себя так, как будто у него на входе сопротивление в
1 Ом, а подали 1 В — и тот же самый усилитель нмеег
входное сопротивление в 1000 000 Ом*).
Системы с такими комбинированными обратными
связями с точки зрения энергетики обладают
максимальной экономичностью по цепям входного сигнала.
Синапс также служит усилителем, причем дает
огромное усиление. Если сопоставить энергию, которую
вносит в рецептор одна молекула ацетилхолина, и энергию,
изменение которой происходит к моменту освобождения
медиатора от рецептора, то окажется, что происходит
усиление по мощности не менее чем в 300 ■+■ 400 тыс. раз.
Оказывается, что принцип комбинированных
обратных связей, на основе быстродействующей
положительной обратной связи и запаздывающей отрицательной
обратной связи — ведущий, обязательный во всех
процессах передачи нервного импульса. И не только по
соображениям экономичности. Комбинированные обратные
связи имеют огромное значение для принципиальных
основ самоорганизации в работе нервной системы, но
подробно это будет рассмотрено в последней главе этой
книги.
*) Подробнее см. в книге: Хазеп А. М. Магпитиыо
элементы в электронике.— М.: Знание, 1968.
175

В заключение отметим еще одну особенность
передачи нервных импульсов. Глаз предназначен для того,
чтобы воспринимать электромагнитное излучение. Это
специализированный живой «радиоприемник» светового
диапазона электромагнишых волн. Возбуждение в нем
нервного импульса происходит по тому же
универсальному механизму, что и передача нервного импульса
через синапс. Отличие в том, что рецептор по сложной
схеме снабжен специальной антенной — молекулой
(почти тождественно совпадающей с молекулой витамина
А). Падающие на эту антенну кванты света разной
длины волны (следовательно, и разной частоты) вызывают
в ней электронные возбуждения. Эти колебания
взаимодействуют с молекулой-антенной, изменяя свою частоту.
Когда же частота совпадает с величиной, отвечающей
уровням энергии молекулы рецептора (аналога
рецептора химического медиатора), то, так же как и при
обычной передаче нервного импульса, возникает
деполяризация «постсинаптической» мембраны и генерируется
нервный импульс. «Медиатором» служит излучение.
Иными словами, в живом организме существуют и
эффективно используются рецепторы электромагнитного
излучения, согласованные с общими принципами
действия нервной системы, с детальным ее устройством, с
реализующими их видами химических молекул.
Приспособительная сложность зрения связана с тем, что для
цветного зрения излучение должно восприниматься
разными антеннами, в разных диапазонах длин воли. Эти
молекулы-антенны должны быть совмещены со
сложным фотоаппаратОхМ — оптической системой глаза. Они
должны быть определенным образом ориентированы.
В результате единственный квант света возбуждает
нервный импульс. Если бы природе не требовалось
зрение в широком спектральном диапазоне, если бы не
нужно было анализировать пространственную картину
изображений, сопоставляя сигналы от разных участков
сетчатки глаза, то механизм приема электромагнитного
излучения не изменился, но стал бы предельно простым.
Наши знания о процессах в синапсе и при зрении,
конечно, намного больше того, что было изложено
выше, но все-таки и синапс и зрение изучены еще крайне
недостаточно. Есть сведения о синапсах, управляемых
серотонином, дофамином и еще двумя-тремя
медиаторами. Но среди более 30 медиаторов есть и такие, для
которых даже неизвестпы выполняемые ими функции.
176

§ 4. Может ли синапс излучать
электромагнитные волны?
Каждый постсинаптический рецептор связан с
ионным каналом*). Вся эта система по существу является
одной большой молекулой с молекулярной массой
порядка 350000. Взаимодействие медиатора с активным
центром рецептора заключается в деформации части этой
огромной молекулы. И эта деформация должна быть
передана другой ее части — атомам кислорода,
представляющим собой управляющие элементы в ионном канале.
В машинах взаимодействия такого рода осуществляются
с помощью механических рычагов и т. п., т. е. с помощью
выделенных элементов с повышенной жесткостью по
отношению к другим элемептам. В молекулярной системе
остается справедливым тот же принцип: в молекуле
должны быть механические пути передачи деформации
от активного центра к управляющим атомам кислорода,
а также обратные пути, освобождающие активный центр
Активный
центр
рецептор1
Молекула АХ
Рис. 6
от молекулы медиатора. Хотя это, конечно, не рычаги,
но в молекуле постсинаптического рецептора органически
присутствуют некоторые части, обладающие
определенной массой и связанной с ней инерцией, которые
относительно изолированы от всей молекулы, как бы при-
*) Содержапие § 4, 5, б базируется па работе: Хаэен А. М.
О возможности радиационной передачи нервных имнульсов/Ин-т
механики МГУ.—М.: МГУ, 1983.
12 а. М. Хазен
177

креплены на «пружинах». Механическая энергия,
которую вносит молекула медиатора в такую систему,
поэтому не может быстро перейти в тепло. На языке
классической теории колебаний это соответствует утверждению
о том, что в молекуле рецептора присутствуют элементы
с определенными резонансными частотами, а сама
колебательная система обладает высокой добротностью, т. е.
в ней отношение энергии колебания к потерям намного
превышает единицу. В терминах квантовой теории это
соответствует утверждению о наличии дискретных
уровней энергии постсинаптического рецептора и связанных
с ними возможных частот излучения и поглощения.
«Механическая система» рецептора находится в очень
большом электрическом поле трансмембранного
потенциала, о котором упоминалось в предыдущем параграфе.
Поэтому она обладает большим запасом энергии но
отношению к энергии, которая отвечала бы той же
молекуле при данной температуре. В квантовых терминах
такая система называется инверсно населенной по
энергетическим уровням. Среды с инверсной населенностью —
основное рабочее тело в любых типах лазеров,
являющихся специфическими изобретенными человеком
устройствами для генерации и излучения электромагнитных
волн высоких частот.
Когда шатун толкает палец, крепящий поршень в
двигателе автомобиля, или кулачок перемещает клапан, то
обычно забывают, что движение любой механической
системы возникает только тогда, когда упругая волна от
действия, вызвавшего движение, пробежит по элементу
системы. Для молекулярных «рычагов» волны — самый
существенный элемент в «механической» передаче
возмущений. Для них используется специальный термин,
описывающий воображаемую частицу,— фонон,
элементарное волновое возбуждение. На уровне атомов,
составляющих кристалл или большую биомолекулу,
механические возмущения — фононы могут быть связаны с
согласными в пространстве колебаниями соседних атомов, как
при обычной упругой волне, и со встречными
колебаниями, особенно если массы соседних атомов отличаются по
величине. Физики хорошо знают, что именно такие
встречные колебания приводят к излучению
электромагнитных волн, как к результату механических процессов
в сложных молекулах или кристаллической решетке
вещества. Это существенно уточняет и детализирует
предыдущие общие соображения о колебательных системах
178

внутри молекулы. Но надо найти еще и механизм, с
помощью которого трансмембранный потенциал может
передать свою энергию высокочастотным колебаниям в
молекуле. Для этого подробнее рассмотрим возможные
процессы в ионном канале.
Длина ионного канала может быть оценена величиной
около о нм, т. е. вдоль него может поместиться всего
несколько атомов. В таких условиях «стенка» канала
состоит из максимумов и минимумов электрических
потенциалов отдельных атомов. В открытом состоянии ионный
канал пропускает за 1 мс примерно 1000 ионов натрия.
Площадь канала оценивается в 0Д5 нм2, т. е. в нем
практически не могут происходить случайные соударения
ионов натрия с молекулами воды —мало места для воды.
(Диаметр иона натрия примерно 0,1 нм.) Судя по всему,
ионы натрия действительно движутся в канале цепочкой,
периодически взаимодействуя с максимумами и
минимумами потенциального рельефа его стенки. Но ведь при этом
ионы натрия будут периодически передавать
механические возмущения молекуле рецептора, содержащей
изолированные пути—«рычаги», о которых говорилось
выше.
Распространяясь по этим путям, возмущения будут
взаимодействовать, отражаться, возвращаясь к другим
атомам стенки канала. В зависимости от времени
задержки возврата, атомы стенки могут облегчать или
затруднять следующим ионам прохождение по каналу. Если
бы времена задержки были чисто случайными, то всего
при нескольких атомах по длине канала вероятность
полного открывания, либо полного закрывания канала
была бы велика. Но при полностью открытом канале ион
натрия может получить очень большую энергию, а при
полностью закрытом не пройдет вообще. Поэтому гораздо
более реально, что времена задержки возврата
возмущений к ионам имеют определенную величину.
В этом случае система ионного канала представляет
собой классическую для инженерных устройств схему
генератора высокочастотных волн, подобную
электронным приборам*) —клистронам, магнетронам и пр.
Трансмембранный потенциал сообщает кинетическую энергию
потоку ионов. Они движутся вдоль стенки канала,
образованной рельефом электрического потенциала атомов
*) Подробнее о пих см. в книге: Хазен А. М. Введение в
электронику.— М.: Изд-во МГУ, 1968.
12*
179

молекулы постсинаптического рецептора. Воздействие
иона на один из атомов стенки не обязательно
передается непосредственно соседнему. Ведь, например, атомы,
запирающие канал для ионов, заведомо управляются не
соседями, а расположенной далеко от них частью
молекулы, на которую воздействует медиатор. Поэтому не
только изменение потенциального рельефа стенки канала
может иметь характер бегущей волны, но и скорость ее
распространения должна при этом зависеть от свойств
всей молекулы постсинаптического рецептора, а не
только от свойств атомов стенки канала. В таких условиях
нет запрета на возможность такого соотношения фазовой
скорости волны и скорости движения ионов вдоль
капала, при которой ионы будут тормозиться, отдавая
энергию механической волне в молекуле постсинаптического
рецептора. Кстати, подобный принцип работает в
вырожденном случае (как, например, в электронном приборе —
клистроне), когда понятие волна относится всего к двум
точкам взаимодействия движущихся зарядов и
электрического поля.
Ионы создали механическую волну, опа
распространяется по своим сложным путям в молекуле постсипап-
тического рецептора, непрерывно получает энергию от
движущихся ионов. Теперь в действие вступают атомы
на пути распространения этой волны в молекуле
постсинаптического рецептора. В частности, как говорилось
выше, возможно такое чередование атомов, при котором
механическая волна возбуждает электромагнитное
излучение. Но частота взаимодействия ионов с атомами
стенки непосредственно не связапа с частотой излучаемой
электромагнитной волны. Последняя определяется только
свойствами самой молекулы и составляющих ее атомов.
А частота взаимодействия ионов с атомами степки канала
играет роль в определении баланса энергии, подведенной
ионами за счет трансмембранного потенциала и
ушедшей в виде электромагнитного излучения.
В пользу существования в синапсе таких геператоров
говорят еще и соображения о рассеянии тепла при
протекании тока деполяризации мембраны. Через ионный
канал переносится заряд 8 · 10"15 Кл. Разность
потенциалов на мембране около 90 мВ. Время протекания тока
1 мс, а объем канала на основе приведенных выше его
размеров около 1 нм3. Если бы вся энергия выделялась
Только в самом канале, как джоулево тепло в
сопротивлении, то плотность мощности составила бы примерно
180

5 · ΙΟ8 Вт/см3. Это нереально много. Если же ионы натрия
возбуждают колебания, распространяющиеся по всей
молекуле рецептора, а тем более если они отдают свою
энергию электромагнитным волнам, то плотность
выделения тепла упадет во много миллионов раз и приобретет
реальную величину.
На то, чтобы разобраться в работе только одного ацо-
тилхолинового синапса, ушло около 50 лет, но
результаты пока еще носят неполный характер. Определены
начальные и конечные состояния, участники процессов, по
до динамики процессов на уровне высокочастотных
колебаний руки ученых еще не дошли. За последние годы
положение в биохимии быстро меняется. На смену
классическим представлениям о статической органической
реакции, когда «ключ входит в замок», приходят
экспериментальные данные, показывающие, что без
высокочастотных колебаний, сложно распространяющихся в
биомолекуле, химических реакций нет. Частоты этих
колебаний лежат в диапазоне 10й—1012 Гц. Измерения
колебаний при синаптических реакциях еще не
проведены, но это вопрос времени. Сегодня их существование
можно считать достоверным.
Знания о молекуле рецептора весьма ограничены,
поэтому оценку частоты электромагнитного излучения в
синапсе можно дать только грубо приближенно:
примерно 10п-1013 Гц.
Но песмотря на ограниченность наших знаний
возможность излучения электромагнитных волн при
передаче нервного импульса через синапс не требует ничего
нереального, выходящего за рамки известных,
обязательно выполняющихся законов механики и физики. И здесь
последние годы приносят результаты. С помощью самой
современной аппаратуры показано*), что есть люди,
у которых в диапазоне инфракрасных длин волн могут
возникать излучения как функция их физического и
нервного состояния. Экспериментаторы этому объяснения
дать не смогли. Изложенное выше в какой-то степени
такое объяснение дает.
Прямое экспериментальное подтверждение
существования предсказанного автором в 1983 г.
электромагнитного излучения при работе нервной системы появилось
*) См., например, журнал «Наука и жпзпь» № 1 за 1987 г.,
в котором дано краткое описаттпс результатов опытов в Институте
радиотехники и электропики АН СССР.
181

в самое последнее время. В Институте биофизики АН
СССР*) использовали возможности современной
электронной техники для наблюдения за инфракрасным
излучением нервной ткани. С помощью обработки сигналов
на ЭВМ точность измерений температуры была доведена
до 0,03 К.
Для исследований взяли кусочек нервной ткани из
области мозга (называемой гиппокамп)
семнадцатидневного эмбриона крысы и пересадили его в переднюю
камеру глаза взрослой крысы. Расположение
трансплантанта в глазе устраняет поглощение инфракрасного
излучения при выходе через черепную коробку и кожу, а
также позволяет судить о микрораспределении температур.
Через 4—5 месяцев прижившийся трансплантант имел
размер около 5 мм при толщине 1 мм. Плотность
нейронов в нем составляла около 1000 на мм2. Эксперименты
показали достоверное изменение температуры в пределах
0,1 К для локальных участков трансплантанта в функции
от его нервной активности. Области разогрева
перемещаются по поверхности трансплантанта. Наблюдается
вращение разогретых областей вокруг более холодных как
реакция на какие-то специфические нервные процессы.
Спектральный состав излучения не контролировался,
и оно трактуется как чисто тепловое. Термические
эффекты за счет пульсаций микрокапиллярного
кровообращения от сердца и легких были исключены.
Человек тратит на работу нервной системы первые
десятки процентов потребляемой с пищей энергии. Это
далеко не малая величипа. Но если излучение при
работе нервной системы не имеет направленности и
равномерно во времени, то все-таки плотность его мощпости
будет слишком мала для того, чтобы можно было
обсуждать возможность участия этого излучения в передаче
информации между особями. Обычно интенсивность
излучения падает очень быстро — обратно пропорционально
квадрату расстояния от источника излучения.
Однако внимательный анализ известных
анатомических особенностей строения синапса первной системы
показывает, что если излучение возможно, то оно будет
формироваться в импульсы с высокой плотностью
мощности и узкой диаграммой направленности. Дело в том,
что в физике хорошо известен как теоретически, так и
*) Подробпее можно прочесть в журнале «Биофизика» за
1986 г., т. 31, № 5, с. 897—900.
182

экспериментально эффект коллективного спонтанного
излучения: если есть группа излучателей, обладающих
инверсной населенностью энергетических уровней, то при
определенных условиях их излучение синхронизируется
в очень короткий импульс с большой плотностью
мощности. В физических экспериментах, не связанных с
живым организмом, увеличение плотности мощности при
коллективном спонтанном излучении по отношению к
обычному процессу может быть колоссальным —
в 101и раз.
Как было показано выше, постсинаптические
рецепторы могут рассматриваться как излучатели с инверсной
населенностью энергетических уровней. Плотность
расположения рецепторов на постсинаптической мембране
достаточно велика для того, чтобы выполнялось
необходимое для коллективного спонтанного излучения условие,
требующее, чтобы на размере порядка длины волны
излучения располагалось большое число излучателей. В
синапсе достаточно достоверно выполняются и другие
специфические для коллективного спонтанного процесса
условия.
Отличительной особенностью коллективного
спонтанного излучения является не только высокая плотность
мощности. Излучение происходит, как в лазере, т. е.
когерентно, и обладает направленностью в пределах угла,
образованного поверхностью, имеющей вершину примерно
в центре излучающего объема и проходящей через
границу торца этого объема в направлении наибольшей его
вытянутости. Но толщины, характерные для
постсинаптической мембраны,— это десятки нанометров, а
протяженности — десятки и сотни микрометров. Излучение,
формирующееся в импульс вдоль мембраны, в одном
направлении практически обладает лазерной
направленностью, а в другом, перпендикулярном первому, обладает
направленностью в пределах единиц и десятков градусов.
Поэтому, если излучение электромагнитных волн в
синапсе возможно, то плотность мощности его может
быть очень велика, лазерного порядка (107 Вт/см2 и
более), и оно будет направленным. В таких условиях его
информационная ценность может быть немалой. Надо
еще учитывать, что почему-то, как точно известно из
анатомических данных, большие регионы нервных клеток,
например мозга, в объемах порядка кубических
сантиметров имеют одинаковую ориентацию. Соответственно
одинаково ориентированы и группы связанных с ними
183

синапсов. Поэтому микроскопическая направленность
излучения может сопровождаться и макроскопической —
для групп синапсов. Во всем этом нет ничего выходящего
за рамки известных, проверенных экспериментально и
теоретически фактов.
§ 5. Что значит принять излучение?
Как было показано в предыдущем параграфе, в
рецепторе постсинаптической мембраны должны быть
элементы, резонирующие в электромагнитном поле или в
квантовых терминах, дискретные уровни энергии. Поэтому
рецептор должен интенсивно поглощать излучение на
дискретных частотах, с раскачкой тех или иных атомов
или их групп.
Как количественно оценить эффективность приема
излучения? Для этого можно воспользоваться известными
значениями «площади» молекул, ответственной за
поглощение излучения. Ее в физике называют сечением
поглощения σ; в нашем случае σ ~ Ю-16 см2. Если
плотность падающего излучения / квантов/(см2 · с), то за
одну секунду окажутся поглощенными σ/ квантов, а за
время τ, характерное для генерации одного нервного
импульса, στ/.
Для того чтобы осуществлялся прием излучения,
должно выполняться условие
п = τσ/> 1.
В нашем случае получается, что величина η ~ 10 +
-МО3, откуда максимальная дальность, для которой
можно обсуждать вопрос о радиационном влиянии одной
нервной системы на другую, может оказаться даже
равной 10 ч-100 м.
Поскольку речь идет об электромагнитном излучении,
то его должны экранировать препятствия, оно должно
подчиняться законам оптики. Наконец, в приведенных
выше оценках могут быть неточности, так как данные
используются для ацетилхолинового двигательного
синапса, а именно этот синапс эволюционно должен быть
наиболее защищен от эффектов радиационного
взаимодействия. Но все это ни в коей мере не является запретом
на возможность радиационной передачи нервных
импульсов, на радиационное влияние нервной системы одного
индивидуума на нервную систему другого.
184

В любом живом организме весьма высоко содержалггэ
воды, которая, как известно, для многих диапазонов д;;ия
волн непрозрачна. В радиодиапазоне вплоть до
миллиметровых воли непрозрачность воды связана с
растворенными в пей ионами и вызванной ими проводимостью.
В инфракрасном диапазоне ее непрозрачность вызвана
поглощением излучения колебаниями самой молекулы
воды. Для видимого света вода прозрачна потому, что
там нет резоиансов с колебаниями ее молекул.
В клетках организма нет такой воды, которую наш-
вают в кювету для спектрографических исследований
поглощения, так как вода клетки сложно связана с бел1СО-
выми и другими молекулами. Спектры поглощения у нее
должны изменяться. Возникновение при этом
дополнательных окон относительной прозрачности весьма
вероятно. Поэтому нет категорических запретов на возможность
выхода из нервной системы мозга наружу излучения в
отмеченном выше инфракрасном диапазоне.
Из изложенного ясно, что физические законы
разрешают поглощение в синапсе излучения, которое создано
синапсом другой особи. Но как это поглощенное
излучение может влиять на работу нервной системы?
Многие знают, что тепловое расширение тел —
результат изменения амплитуды хаотических тепловых
колебаний атомов в кристаллической решетке, которое
превращается в изменение линейного размера тела в силу того,
что зависимость энергии взаимодействия атомов между
собой в функции расстояния несимметрична. Увеличение
амплитуды колебаний приводит к увеличению среднего,
нулевого для колебаний расстояния между атомами.
Подобный же эффект (но избирательный по атомам и их
связям) обязан присутствовать при увеличении
амплитуды колебаний атомов в молекуле рецептора за счет
поглощения ею излучения. А известно из экспериментов,
что чувствительность рецептора к расстояниям между
атомами, составляющими его молекулу, очень велика.
Сдвиг только одного из атомов в молекуле всего на
0,01 нм, например, полностью блокирует передачу
нервного импульса.
Поэтому воздействие излучения на синапс должно
привести к активации или торможению обычных
процессов воздействия химического медиатора, т. е.
радиационное воздействие на синапс аналогично изменению
концентрации медиатора, выделяемого при передаче
нервного импульса. Под действием излучения избирательно те
185

или иные группы нервных клеток становятся более
чувствительными, более подготовленными к обработке
обычных, действующих на них первных сигналов, или
наоборот. Иными словами, результат приема излучения —
отнюдь не переданная мысль или хотя бы отдельные
нервные импульсы, а только активизация или торможение
целых регионов нервных клеток. И это происходит
независимо от расположения групп клеток в нервной системе,
но строго избирательно как по типам синапсов, так и по
типам действующих в них медиаторов.
Излучение синапсов при передаче нервпых импульсов
не только будет воздействовать на другие организмы, но,
в первую очередь, окажет влияние на аналогичные
синапсы в самом организме. Это влияние будет иметь
форму обратной связи, в частности, положительной. Может
ли это вызвать дезорганизацию работы нервной системы,
а поэтому и эволюционный запрет на возможность
излучения?
Для ответа на этот вопрос надо вспомнить то, что
говорилось о положительных и отрицательных обратных
связях в предыдущих параграфах. Во-первых, в
организме множество различных медиаторов, есть различия и в
устройстве разных участков нервной системы, даже
использующих один и тот же медиатор. Поэтому
радиационное самовоздействие обязательно должно локализоваться
по видам регионов и групп нервпых клеток.
Для нервных клеток положительные обратные связи
многократно присутствуют во всех регионах нервной
системы. Во всех случаях одновременно с
положительными обратными связями работают и запаздывающие во
времени отрицательные обратные связи.
В предыдущих параграфах подчеркивалось, что более
быстродействующая положительная обратная связь
энергетически выгоднее с точки зрения экономичности
управления. А радиационное самовзаимодействис может
создавать именно быстродействующую положительную
обратную связь на фоне обязательно существующих в
организме глубоких отрицательных связей. Поэтому
самовоздействие при излучении в нервной системе не только вряд
ли вызовет дезорганизацию работы нервной системы, но
может играть важную роль в системе обратных связей,
необходимых для эффективной работы нервной системы.
В восьмой главе этой κηριγη будет рассказано об
электронном устройстве, моделирующем один из
основных процессов в мозге — распознавание образов на осно-
186

ве обучающего воздействия. Не исключено, что
внутреннее влияние электромагнитного излучения на соседпие
клетки выполняют функции обучающего воздействия для
быстрых процессов предварительной обработки инфэр-
мации.
§ 6. Гений на минуту
Отвлекаясь от спорных вопросов передачи мысли на
расстояние, рассмотрим, каковы возможности анализа
состояний нервных клеток в мозге на оспове измерений,
производимых приборами, расположенными вне его.
Вполне реальны в настоящее время измерения на поверхности
головы электрических потенциалов, зависящих от работы
мозга, и даже измерение на расстоянии 10—20 м
магнитных полей токов в мозге, вызванных этими
потенциалами. Это относится к медленно (за десятые, сотые доли
секунды) меняющимся электрическим процессам, записи
которых, называемые электроэнцефалограммы, широко
используются в практической медицине. В частности,
фигурирующие в детективпых повестях (и фактически
применяющиеся в США) «детекторы лжи», используют
электроэнцефалограммы*). Одна из причин, по которым
на поверхности кожи существуют макроскопические
электрические потенциалы, в том, что для больших групп
нервных клеток в мозге существует анатомически
одинаковая ориентация, в силу которой потепциалы,
возникающие при работе каждой из клеток, могут суммироваться.
Можно ли по электроэнцефалограмме восстановить
конкретную локализацию активности нервных клеток и
их состояния, на основе которой можно было бы
обсуждать вопрос о «чтении мыслей»?
Ответ отрицателен. Причина этого в математической
теореме, которая утверждает, что задача определения
электрических источников по измерениям на поверхности,
охватывающей объем, занятый источниками, некорректна,
т. е. может иметь решение только в некоторых специфи-
*) «Детектор лжи» не способен «читать мысли». Он только
регистрирует общую напряженность нервной системы и оргапизма,
связаппую с необходимостью сформулировать ложный ответ.
Перед людьми, которых народная мудрость характеризует словами
«врет и не краспеет», детектор лжи бессилен и, в частпости,
потому, что один из регистрируемых им параметров не что иное,
как электрическое сопротивление кожи, которое уменьшается,
когда кожа «краснеет».
187

чес к их случаях. Тем более использование
электроэнцефалограмм для «чтения мыслей» не имеет смысла
обсуждать даже в фантастических романах.
Понятие «мысль» понимается здесь как построения
мозга, еще не приведшие к двигательным командам —
сигналам для мышц рук, ног, для произнесения слов или
для других движений. Речь идет только об абстрактных
образах, существующих только в самих нервных клетках
мозга. То, что выходит за пределы самого мозга и но
«проводам» — аксонам передается к мышцам, можно
регистрировать, вводя электроды в сами аксоны — нервы.
Зги сигналы конкретны, так как должны управлять теми
или иными мышцами. Поэтому можно подключить такие
электроды к усилителям и заменить мышцы
электрическими моторчиками, управляемыми от усилителей.
Промышленностью выпускаются протезы для
инвалидов, потерявших конечности, построенные по таким
схемам. Не исключено, что есть люди, способные при
прикосновении к руке другого человека воспринимать и
интерпретировать электрические двигательные команды в
его нервах. Но нас интересует анализ состояний нервных
клеток в мозге до того, как они выдали двигательные
команды, и именно эти состояния подразумеваются, когда
говорится об отгадывании мыслей.
В отличие от медленно изменяющихся потенциалов
нервных клеток мозга, связанных с мыслью, излучение
ими электромагнитных волн, если оно существует, может
анализироваться приборами вне мозга гораздо более
полно. Ведь принцип Гюйгенса — Френеля, о котором
рассказывалось в § 9 гл. 1. утверждает, что запись волп
на произвольной поверхности, охватывающей источники
волн, гарантирует возможность определения точной
локализации и свойств источников. По электромагнитному
излучению можно определить нейроны-излучатели в
мозге, их локализацию. Для медленных потенциалов, для
электроэнцефалограммы математика запрещает подобное
определение, для излучения такого запрета нет.
Несмотря на это, даже гипотетически, отвлекаясь от
всех практических трудностей, «чтение мыслей» остается
запрещенным законами природы.
Дело в том, что хотя на сегодняшний депь остается
неизвестпым, как именно мысли, образы детально
отображаются в мозге комбинациями состояний отдельных
нейронов и их синапсов, достоверно, что в этом
существует противоречивое единство двух начал. Одно из них
188

в том, что комбинации состояний нейронов и их
синапсов, отвечающие данной мысли или образу, сугубо
конкретны. Другое неопровержимо утверждает, что не
только у разных людей, но даже у одного индивидуума нет
однозначной, предварительно предопределенной
локализации состояний нейронов, тождественной при
отображении одного и того же.
Ранее неоднократно подчеркивалось, что работа
нервной системы существеннейшим образом зависит от
распределения по клеткам нервной системы медиаторов —
химических веществ, активирующих или тормозящих —
в зависимости от их концентрации — процессы передачи
импульсов в нервной системе. Извне невозможно
переключить отдельные нейроны и их синапсы в новые сэ-
стояния таким способом, каким вводят информацию в
память ЭВМ (по адресам), потому что таких
однозначных адресов в мозгу нет. Но по типам медиаторов,
которых свыше 30, специализация в мозге есть.
Биохимический адрес (по виду медиатора) не может относиться к
единичному нейрону, не может быть адресом
индивидуальной «ячейки памяти», но, воздействуя на медиаторную
систему извне, можно глобально (а не локально), минуя
органы чувств, вмешиваться в работу перрпой системы и
мозга. Пожалуй, это единственная возможность
воздействия на мозг, минуя органы чувств.
Этим человек пользуется в достаточно грубой форме,
например, заваривая для повышения умственной
работоспособности крепкий чай или кофе. Китайский лимонник
(о котором говорилось в § 2 гл. 2) и ряд других
тонизирующих средств действуют более адресно, но тем не
менее глобально, в масштабах всего организма. В
частности, лимонник стимулирует важнейшую адреналиновую
систему, которая в свою очередь сложно управляет
соотношением многих гормонов и медиаторов*).
Мозг защищен специальным биохимическим барьером
от проникновения в него с током крови многих классов
химических соединений. Поэтому возможности
биохимического воздействия на него извне весьма невелики и,
как правило, связаны с негативными последствиями.
В частности, такие последствия вызывают наркотики.
*) Надо напомнить, что термин медиаторы здесь и в других
местах книги используется более широко чем обычно, так как
включает в себя обозначение нейропептидов —
низкомолекулярных соединений, близких к медиаторам по принципам действия.
189

Сами наркотические вещества не вносят в мозг
конкретных мыслей или образов. Но их особенность в том,
что опи замещают (полностью или частично) в
биохимических процессах мозга действие отдельных медиаторов,
изменяют характер и пути обработки имеющейся в мозге
информации (как для вегетативной системы, так и для
высшей нервной деятельности). При этом для разных
людей возникает общий эффект — галлюцинации, но их
содержание индивидуально, зависит от информации,
содержащейся в данный момент в нервной системе
индивидуума, от действующих на него внешних
раздражителей. В этом проявляется одна из связей принципа
конкуренции за входы при работе нервной системы (о
котором говорилось в § 2 этой главы) и медиаторов. Ведь
каждый может проверить на себе, как из всего
многообразия окружения он обращает внимание только на
необходимое в данный момент, полностью игнорируя, ка-
валось бы, гораздо более масштабное. И объем
информации в памяти человека (также можно проверить на себе)
всегда больше того, что непосредственно используется.
Этот избыток вовлекается в обработку только в
специфических условиях.
С биохимической точки зрения один из важнейших
механизмов, осуществляющих выбор информации при
конкуренции за входы в нервную систему,—
перераспределение медиаторов, в частности, по принципу изменения
их концентрации. Пример патологии, связанной с
наркотиками, показывает, как вмешательство в работу ме-
диаторпой системы заменяет необходимую для организма
работу мозга синтезом галлюцинаций, т. е. изменяет
содержание и пути обработки в мозге информации от
органов чувств.
Радиационное воздействие одного индивидуума на
другой, как подчеркивалось ранее, должно приводить к
эффектам, эквивалентным изменению концентрации
медиаторов того или иного вида. Но это значит, что результатом
приема излучения должно быть управление путями и
эффективностью обработки информации, поступающей от
органов чувств или содержащейся в памяти, причем в
отличие от чая, кофе, лимонника или наркотиков это
управление очень тонкое, комплексное, так как
излучение может возникать одновременно от нейронов и их
синапсов, управляемых разными медиаторами в точных
пропорциях по их видам и концентрациям. Поэтому
результатом должны стать не грубые перестройки типа
190

галлюцинаций, а полезное стимулирование в обработке
реально важной информации.
Электромагнитное излучение не может внести новой
информации в нервную систему (в традиционном
понимании этого процесса). Но радиационное воздействие
особей друг на друга будет менять содержание, объем и
пути обработки информации так, что у двух особей
одновременно окажутся комплексно активированными или
подавленными одни и те же регионы нервной системы,
обрабатывающие одну и ту же информацию. Причем
одни и те же не пространственно, а функционально,
независимо от того, какой именно (среди равноправных)
комбинацией состояний нейронов и их синапсов
выражена данная команда, образ, мысль.
Поэтому в одинаковых внешних условиях, при
одинаковых объемах информации в памяти, радиационное
воздействие может и должно приводить к синтезу внутри
данного организма, из его продуктов и запасов,
информации, неотличимой от той, которая могла бы быть
передана радиационно. Чем ближе друг к другу по внешпим
и внутренним условиям индивидуумы, тем ближе к
тождественности этот синтез.
Излучение принципиально не может передать коп-
кретной информации, а результат воздействия
излучением в некоторых случаях может быть тождественен
прямой передаче информации. Не исключено, что
талантливые руководители, педагоги, дирижеры и представители
других профессий, связанных с общением между людьми,
используют неосознанно эффекты радиационной передачи
и приема информации как дополнение к обычным
каналам — зрению, слуху и пр.
Возможно, характерное человеческое состояние,
которое называют любовь, и которое есть не что иное, как
механизм биохимического и психологического анализа,
обеспечивающий генетические основы жизнестойкости
потомства, использует такую радиационную связь.
Нелишне все-таки напомнить, что «не исключено» и
«возможно» отнюдь не синонимы для «в
действительности».
Насколько все люди могут обладать возможностью
радиационного воздействия друг на друга? Уместно па-
помнить, что рецепторный резерв в синаптической
передаче нервных импульсов в нормальных условиях может
иметь величину, превышающую 99%. Для тех
индивидуумов, для которых этот резерв легко активируется, эф-
191

фекты радиационной передачи должны быть больше, для
других меньше. Природа живого в ряде случаев
позволяет очень широкие вариации возможностей. Примерами
этого могут служить не только спортивные достижения.
Даже в эволюционно важнейшей функции продолжения
рода медицина считает для мужчип не выходящим за
пределы нормы отношение активностей 1 к 5 · 104 за
периоды в десятилетия. Что же говорить о возможных
эффектах радиационной передачи нервных
импульсов!
Если говорить упрощенно, радиационное воздействие
может превратить того или иного человека для данной
сиюминутной задачи в исключение, характеризующееся
самым эффективным для решения этой задачи
распределением в организме гормонов и медиаторов. Но, судя по
всему, такое исключение есть то, что описывают словом
«гений», только в данном случае гений па минуту, только
для одной задачи.
Как видно из изложенного, вопрос об
электромагнитном излучении при работе нервной системы можно
рассматривать на серьезном уровне, не вступая в
противоречие с известными законами физики, химии, биологии.
Более того, в последней главе этой книги будет показано,
что не исключено, что радиационное самовзаимодействие
в первую очередь необходимо для работы нервной
системы самого индивидуума.
Теперь становятся понятными многие факты, хорошо
известные достаточно давно. Например, саратовский врач
П. П. Подьяпольский, глубоко и продуктивно
интересовавшийся гипнозом, автор работы «Об отгадывании
мыслей» (1918 г.) рассматривает в пей случаи, когда он сам
производил (как он считает неудачные) опыты по
передаче другому лицу зрительных образов. Загадывающий
усиленно думает об изображении предмета. Отгадчик,
находясь в состоянии рассеянности, должен непроизвольно
нарисовать или вообразить нечто, что потом
сопоставляется с «телепатируемым» объектом.
Вот как описывается Подьяпольским опыт такого
внушения. Отгадчик недавно окончил
Петровско-Разумовскую академию. Фотография академии была у Подь-
япольского в кармане. «Сели на скамейку, он (отгадчик)
закрылся рукой, а я смотрел на открытку, напряженно
воображая себе известное двухэтажное здание Академии
с его характерными выпуклыми стеклами.» Ответ
отгадчика — «Большой дом в два этажа с колоннами, много
192

окон». Но отгадчик категорически утверждает, что
вообразил не Академию. Опыт не удался. «Мы встали и
хотели идти, но тут нага взор упал на дом, двухэтажпый,
с колоннами, много окоп... Воображаемый дом был как
две капли воды похож на этот». Подьяпольский трактует
этот опыт (и многие подобные) как отрицание
возможности передачи мысли и вводит понятие конвергенция,
как общие зрительные и слуховые самовнушения. Но
почему среди множества внешних факторов,
действующих на двух человек, сидящих на скамейке где-то на
улице в окружении деревьев и кустов, людей и экипажей,
разных домов, оград и многого другого, желание одного
внушить другому образ дома (кстати, Подьяпольский
собирался именно это внушить данному человеку давно),
вызвало у другого в памяти из всего окружения
именно дом?
С точки зрения влияния излучения при работе одной
нервной системы на медиаторные процессы другой
подобная «конвергенция» и есть максимально возможное
проявление передачи мыслей. Работа нервной системы
загадывающего вывела на первый план у отгадчика
определенный класс сигналов и связанных с ними образов, но
не именно тех, которые ему «телепатировались», а
имеющихся у него в памяти, однако не вовлеченных в
обработку.
Передача конкретной мысли принципиально
невозможна, нельзя «телепатировать» изображение, на которое
смотрит загадывающий. Но при обработке информации
отгадывающим можно воздействовать па «воропку»,
сортирующую, что именно из внешних сигналов вывести
на первый план. Именно поэтому результатом является
дом, который присутствовал в поле зрения, по попал в
запасы мозга, минуя тот 1 % информации, который
требует срочной обработки мозгом.
В этой же работе приводятся примеры, когда
«телепатирование» изображения книги и бутылки дает
результат, но при этом видны явные внешние раздражители,
наталкивающие на такой результат, а рисунок лопаты не
воспринимается, так как нет ничего ни в прошлом, ни
в действующих раздражителях, что было бы близким
этому образу.
В таком смысле, как в этих опытах, при
принципиальной и неразрывной связи с действующими в данный
момент раздражителями, внешними и внутренними
условиями, передача мысли есть несомненная реальность.
13 А. М. Хазен I93

Связь с действующими в данный момент условиями
обязательно настолько тесная, что выделить — что именно
было передано, а что продиктовано обстановкой — почти
невозможно. Задумайтесь над тем, как часто в общении
с близкими друзьями, между женой и мужем, с
собственными детьми вы почему-то одновременно начинаете
думать одно и то же об одном и том же. Попытайтесь
объяснить это исключительно внешними факторами: это
удастся далеко не всегда.
Но нельзя забывать, что не только электромагнитное
излучение может быть стимулом к синтезу в мозгу
мыслей и образов, правдоподобно отображающих события,
в которых человек не участвует и не может их
наблюдать. Реальностью являются «вещие сны», зрительные
образы, изображающие происходящее с близкими
людьми, находящимися за тысячи километров. Но не потому
это реальность, что кто-то телепатирует эти образы.
Нельзя забывать, что без внешнего вмешательства, под
действием только внутренних процессов организма в нем
непрерывно идет обработка информации, которая может
не иметь осязаемого воплощения. Ее результатом может
быть экстраполяция на основе имеющейся информации
достоверно точного поведения хорошо известного человека
в обстоятельствах, которые может подсказать тревога за
его состояние, заставляющая думать о нем. А для того
чтобы результат этой обработки неожиданно
преобразовался в видимую во сне (даже цветную) картину,
неотличимую от реального поведения людей, необходимо
весьма малое нарушение распределения медиатора — се-
ротонина, вызвать которое может и стресс, и лишняя
сигарета, и самые разнообразные процессы в организме.
Внимательно анализируя рассказы о снах или свои
собственные впечатления, читатель может убедиться, что
человек просыпается (и тем самым делает сон
запоминаемым) как правило тогда, когда ему пе хватает
информации для дальнейшей экстраполяции, когда в
реальных условиях надо было бы что-то дополнительно
увидеть, почувствовать, сделать.
Телепатия как сложное проявление роли
высокочастотных электромагнитных процессов в работе мозга,
несомненно, существует. Но ее реальные проявления не
имеют и не могут иметь ничего общего с фокусами,
пропагандируемыми «парапсихологией» или
демонстрируемыми «экстрасенсами». Это подтверждают и физические
измерения.
194

В последние годы возможности современной техники
были использованы для объективного обследования
некоторых из людей, настаивающих на том, что они
обладают необычными способностями. В Ленинграде такие
опыты проводились в 1977—1978 гг. под руководством
профессора Г. Н. Дульнева. Исследованиям подвергалась
Н. С. Кулагина. Самый честный испытуемый
непроизвольно (или даже сознательно) стремится преувеличить
свои возможности, сохранить к себе интерес, но были
зарегистрированы объективные физические эффекты.
Интересно, что при них напряжение организма было
столь велико, что верхнее артериальное давление
повышалось до 180—200 мм рт. столба,
уменьшалось содержание сахара в крови. Тогда же
способности Кулагиной повторно исследовались московскими
учеными во главе с академиками Ю. Б. Кобзаревым
и Ю. В. Гуляевым. Наличие физических эффектов
подтвердилось.
Позже в Москве в Институте радиотехники и
электропики АН СССР под руководством Ю. В. Гуляева
проводились исследования Е. Ю. Давиташвили, более
известной как Джуна. Регистрировалось электромагнитное
излучение в разных диапазонах длин волн, в частности,
инфракрасное. Опыты сопоставлялись с измерениями на
контрольной группе людей.
Как у Кулагиной, так и у Давиташвили было отмечено,
что по их воле происходит повышение яркости свечения
вокруг пальцев рук примерно в тысячу раз, резкое
импульсное увеличение проводимости среды около рук,
сопровождающееся акустическими щелчками,
низкочастотные электрические сигналы.
Оказалось, что человеческая рука может почувствовать
с расстояния в несколько сантиметров изменение
инфракрасного излучения, вызванное повышением температуры
тела другого человека всего на несколько десятых долей
градуса. Этим свойством обладали и люди из
контрольной группы, но в меньшей степени. У людей,
претендующих на необычные способности, рука может
разогреваться по их желанию на несколько градусов, разогревать
внутренние области тела другого человека.
Как видите, речь идет о серьезных исследованиях.
Если сравнить их результаты с изложенным выше, то
качественное совпадение есть. Ведь очень большая
плотность мощности и высокая направленность излучения
при коллективном спонтанном процессе в синапсе мо-
43*
195

гут приводить именно к наблюдавшимся эффектам —
возбуждению и свечению воздуха, повышению его
проводимости, акустическим щелчкам из-за быстрого
выделения больших количеств энергии в воздухе. Так ли это,
необходимо проверить целенаправленно, исходя из
описанных в предыдущих параграфах механизмов.
Уместно вспомнить о почти забытых наблюдениях
С. Кирлиана, фотографа по профессии. Как он
утверждал, после слабого удара электрическим током вокруг
пальцев рук появляется видимое в полной темноте
свечение. Его цвет и форма меняется от индивидуума к
индивидууму. Если руки со свечением наложить на
фотоматериал в упаковке из обычной в фотографии черной
бумаги, то на фотоматериале после проявки выявляются
следы свечения. Черная бумага прозрачна в некоторых
невидимых диапазонах длин волн, а при больших
плотностях мощности засветка реальна и вне характерного
для данного фотоматериала спектрального диапазона
чувствительности.
Прямыми измерениями с использованием лазеров
показано, что человек с помощью своих глаз может видеть
инфракрасное излучение, но только при очень больших
его интенсивностях. Спектральный диапазон
чувствительности глаз, обеспечивающий цветное зрение, зависит от
небольших изменений всего в одной белковой молекуле.
В случае зрения, как и при фотосинтезе, включение
химических реакций происходит только тогда, когда частота
поглощенного кванта за счет процессов в сложных
биомолекулах трансформируется до некоторого
единственного значения. Но при фотосинтезе трансформация идет
вниз, а процессы зрения потребляют энергию организма,
и трансформация идет вверх, т. е. пониженная частота
для инфракрасного кванта не может наложить
категорического запрета на возникновение последующих реакций.
Ответа на вопрос—могут или нет травма, болезнь или
наследственные изменения обеспечить повышение
чувствительности глаза к инфракрасному излучению —
сегодня нет, как нет и запрета.
Но если мысль о возможности нетрадиционного
обмена информацией между особями уже допущена, то,
может быть, соответствующую цепочку необходимых
условий можно сформулировать для других физических
процессов, в том числе сегодня еще не полно исследован-
пых? Например, для внутриядерных слабых или сильных
взаимодействий?
196

Ответ отрицателей, даже если допустить гораздо более
сильные оговорки, чем это было сделано в отношении
электромагнитных процессов. Естественно, что при такой
постановке вопроса необходимо пояснение с помощью
примера из области достоверных научных истин.
В науке и технике известно явление ядерпого
магнитного резонанса. Ядро атома обладает магнитным
моментом, как некоторый маленький магнитик. Если
поместить ядра в постоянное магнитное поле с известной
величиной индукции и раскачивать их переменным
магнитным нолем, то возможен резонанс и по его частоте
можно судить о том, каким химическим элементам
принадлежат эти ядра. Используя относительно медленно
меняющиеся во времени поля вместо постоянного, можно
сформировать перемещающуюся в пространстве
небольшую область однородного магнитного поля, в которой
надежно определяется частота резонанса. Методами
телевизионной техники закон движения этой области легко
связать с перемещением луча по экрану телевизионной
трубки, меняя его яркость в зависимости от частоты
резонанса.
Электроны внешних оболочек атома, участвующие в
химических реакциях, пусть и слабо, но влияют на его
ядро. От того, в состав какого соединения входит
данный атом, будет зависеть его резонансная частота в
магнитом поле, а следовательно, и яркость точки на экране
кинескопа: телевизионная картина отобразит тонкие
особенности химических связей атомов (в частности, внутри
живого организма). В одной из первых работ,
реализующих описанный метод, приводилась химическая картина
сечения лимона, полученная на экране трубки, и
фотография разрезанного по той же плоскости лимона. В этом
случае отличия химических соединений видны глазом.
Осуществление на основе таких методов микроскопии
приносит с собой революционные возможности. Исчезает
необходимость готовить тонкие срезы препаратов,
окрашивать их по специальным методикам: в микроскоп
можно увидеть различия в химической структуре.
Процессы в нервной системе, как видел читатель,
существенно связаны с химическими реакциями. Но раз
химические связи влияют на ядро, то они могут влиять
и на какие-то процессы, связанные с излучением и
поглощением в самом ядре. Однако эти эффекты малы,
а цепочка, приводящая от них к физиологии нервной
системы, слишком сложна и длинна. Надежд обнаружить
197

па этом пути влияние на высшую нервную деятельность
мало. Поэтому, хотя атомная физика знает сотни
всевозможных внутриядерных «частиц», ни одну из них
нельзя считать хотя бы потенциальным кандидатом на
специфическое участие в процессах обработки информации
в мозге.
§ 7. О сказках
История науки показывает, что заблужения могут
захватывать ведущих специалистов, сопровождаться
публикациями сотен статей в сугубо научных журналах.
Пример тому дает «открытие» в 1903 г. известным тогда
французским ученым Р. Блондо (профессором, главой
физического факультета в университете города Нанси,
членом Французской академии наук) новых «N-лучей».
Согласно Блондо эти лучи испускались многими
металлами. Знаменитый в те времена по опытам с гипнозом
ученый А. Шарпантье утверждал, что такие же лучи
испускаются мозгом, нервами и мускулами.
Основное свойство N-лучей заключалось в том, что их
попадание в глаза усиливало способность видеть
предметы в почти полностью темной комнате. Блондо объявил,
что сконструировал спектроскоп для N-лучей, используя
алюминиевые призмы. Он доказывал, что существуют
N-лучи с различной преломляемостью, что он
регистрирует их спектр. Жан Беккерель, сын Анри Беккереля,
открывшего радиоактивное излучение урана, утверждал, что
N-лучи можно передавать по проволоке так же, как
сейчас свет передают по топким стеклянным нитям —
световодам. С помощью таких проволочек исследовались
N-лучи от мозга человека. В общей сложности к 1904 г. об
N-лучах в самых серьезных научных журналах было
опубликовано свыше 200 статей.
Эта лихорадка сенсаций закончилась трагически.
Широко известный и в наше время экспериментатор-оптик
Роберт Вуд взялся лично проверить в лаборатории
Блондо факты, связанные с N-лучами. При этом он,
воспользовавшись темнотой, вынул из спектроскопа
алюминиевую призму. Тем не менее Блондо продолжал уверенно
называть те же самые деления прибора, якобы
отвечающие спектральным линиям N-лучей.
Роберт Вуд после этого опубликовал статью, которая
положила конец N-лучам. Сегодня о них никто и не
вспоив

мпнает. Но Блондо, несомненно, был честным ученым и
заблуждался искренне. Поэтому статья Вуда привела к
сумасшествию и смерти Блондо.
Так может быть, и электромагнитное излучепие при
передаче нервного импульса всего только выдумка? Нет.
Но понимание изложенного непросто даже для
профессионалов.
Из рассказанного в этой главе видно, насколько
сложны процессы в нервной системе, как мало о них
известно, как тесно переплетаются при их описании методы
самых разных областей физики, химии, биологии.
Большинство экспериментов по выяснению топких
механизмов высшей нервной деятельности связано с
процессами, доступными измерениям только с помощью самых
современных приборов и методов. Результаты измерений
не видны без квалифицированной, изощренной
математической обработки. Тот запас фактов, который сегодня
считается классическим, дало появление в 1930—50 гг.
электронных ламповых усилителей. Буквально взрыв
возможностей эксперимента, созданных техникой наших дней,
еще только начинает осваиваться. Знания, полученные с
помощью «старой» техники, кажутся
абсолютизированными, а их на самом деле все время пересматривают и
дополняют. Результаты этого относительно медленно
доходят даже до профессионалов.
Во многих областях науки (например, в химической
кинетике, в химической термодинамике) появление ЭВМ
открыло невиданные возможности: вид зависимостей,
описывающие их уравнения были известны, но тормозом
являлось огромное количество постоянных, специфических
для каждого вещества и каждой реакции с ним. ЭВМ
позволяет в этих областях выполнить непосильную
человеку работу по запоминанию констант, оцениванию их
достоверности, по записи и решению множества однотипных
уравнений, в которые они входят. А в исследованиях
высшей нервной деятельности использование ЭВМ требует
осторожности, так как дело не в технических
возможностях, а в исследовании общих зависимостей, в выборе
определяющих процессов.
Ответом на такое состояние этой области науки
является огромный по масштабам взрыв любительского
интереса. Удовлетворить его на квалифицированном уровне
очень трудно: возможности популяризации ограничены,
так как «классические» сведения меняются слишком
быстро. Необходимый охват разных областей науки при этом
199

столь велик, что даже для относительно подготовленного
читателя остается много непонятного.
Образующийся в связи с этим «вакуум» немедленно
заполняется околонаучной терминологией, прожектами
любителей и, конечно, откровенными шарлатанами. Все
это замешивается на сбраживающемся отнюдь не в
ароматное вино компоте желаний, ингредиенты которого
имеют диапазон от «загробного мира» до претендующей
на наукообразие «парапсихологии». Плодятся в
устрашающих количествах доморощенные «экстрасенсы», за
подписями даже докторов наук ходят разнообразные бумажки
с бессмысленным использованием «импозантных»
терминов, а непонятный по происхождению запрет на
квалифицированный ответ общественному интересу только
подогревает всю эту массу.
Такое было уже не раз. В своей работе «О рефлексах
головного мозга» в 1866 г. известный русский физиолог
И. М. Сеченов пишет: «Вам, конечно, случалось,
любезный читатель, присутствовать при спорах о сущности
души и ее зависимости от тела. Спор выходит истинно
жарким лишь тогда, когда бойцы немного дилетанты в спор-
пом вопросе. К небу летят страшные столбы огня,
лопаются, гаснут... и на душе остается лишь смутное
воспоминание о светлых призраках. Они волнуют на время
воображение слушателей, но никого не убеждают».
Сегодня, как и более ста лет назад, все так же, только
термин «душа» вышел из употребления. Но и сегодня
справедливо мнение И. М. Сеченова: «Да, кому дорога
истина вообще, т. е. не только в настоящем, но и в
будущем, тот не станет нагло ругаться пад мыслью,
проникшей в общество, какой бы странной она ему ни
казалась».
Поверим совету авторитетного классика и попробуем
продолжить серьезный разговор, хотя несомненно, что
диапазон понимания и толкования написанного в этой главе
окажется более широким, чем этого хотелось бы автору.
Что поделаешь! «Нагло ругаться над мыслью, проникшей
в общество» заведомо бесполезно.
Вполне возможно, что болтовня о парапсихологии, экс-
страсенсах, о некоем «биополе» явилась очень
существенным тормозом, на долгое время замедлившим развитие
наших знаний об участии реальных электромагнитных
процессов в функционировании живого.
Задумайтесь над тем, что было бы очень странно,
если бы природа, широко используя в живом законы фи-
200

зики, химии, в частности процессы, связанные с
медленно меняющимися электрическими потенциалами,
процессы в области световых длин волн, почему-то наложила бы
категорический запрет на другие электромагнитные
диапазоны. А ведь разговоры о парапсихологии создают
основу именно для такого беспричинного запрета.
Излучение и прием в живом электромагнитных волн с
информационными целями — наблюдаемая реальность.
Светляки, как известно,— наиболее характерные
насекомые для тех зон земного шара, где велики ночные
температуры и, естественно, велик и ночной инфракрасный фон
нагретых предметов. Они излучают в видимом диапазоне
длин волн потому, что в инфракрасном диапазоне там
ночью слишком светло. Может быть, «инфракрасные»
светляки обычны среди насекомых холодных зон земли,
просто мы сами не можем видеть в этом диапазоне длин
волн?
Но нужно ли во всех необычных случаях
использования сигналов наших органов чувств искать пути
принципиально нового объяснения?
Например, можно ли различать цвета с помощью не
глаз, а пальцев руки? Можно ли пальцами, не прикасаясь
к тексту, читать книгу? Ответ отрицателен прежде всего
потому, что эволюционно при развитом зрении, с которым
связаны очень сложные механизмы и процессы нервной
системы, дублирование на примитивном уровне невыгодно
и потому невозможно. Пальцы неплохо воспринимают
электромагнитное излучение в виде тепла и холода, но у
них своя специализация. И когда возникает
необходимость, например для людей, потерявших зрение, на
основе специальной азбуки из выпуклых букв с помощью
пальцев можно читать книги.
Зададим вопрос иначе. Можно ли, не глядя, на ощупь,
вытащить из корзины с мотками шерсти,
приготовленными, например, для изготовления ковра, моток заданного
цвета?
Ответ — не только можно, но и нужно. Культура
ковроткачества передавалась из поколения в поколение в
одних и тех же районах земли, в одних и тех же семьях.
В полутемных помещениях на протяжении всей жизни
люди непрерывно держали в руках шерсть, создавали из
нее удивительные узоры. Но ведь красители разные, они
по-разному воздействуют на волокна шерсти. Не цвет, а
множество других признаков отличают моток одного
цвета от мотка другого. Песок для европейца везде одина-
201

Ков, а бедуины, беря в горсть песок Сахары,
ориентируются в пустыне. Для них песок существенно различен, они
внают и видят эти малые различия, для них столь же яв-
на, как для европейца переход из рощи в поле.
Представление о том, что обыденное обладает только
теми свойствами, которые привычны, конечно, ошибка.
В частности и красители тканей имеют многие
объективно проявляющиеся свойства, неизвестные за
ненадобностью. Приведем интересный исторический пример.
Джеймс Максвелл — не только автор знаменитых
уравнений электродинамики и молекулярно-кинетической
теории газов. Ему принадлежит и развитие теории цветового
зрения, как смешения трех основных цветов, в качестве
которых он принимал красный, зеленый и синий. На этой
основе Максвелл предложил способ цветной фотографии,
видоизменения которого — всем известные цветные
фотографии и слайды.
Максвелл (с участием помощника) осуществил
первую цветную фотографию. Объект в виде цветных
матерчатых лент был сфотографирован последовательно через
три светофильтра трех основных цветов на три
черно-белые фотопластинки. Позитивы фотопластинок через
соответствующие светофильтры тремя проекционными
аппаратами были спроектированы на экран так, что
изображения совместились. В результате на экране возникло
сочное цветное изображение лент.
Уже в наше время специалисты обратили внимание,
что фотопластинки тех времен были полностью
нечувствительны к красному и зеленому свету. Они
засвечивались только синим и ультрафиолетовым излучением.
Поэтому у Максвелла результат никак получиться не мог!
Вместе с тем о его способе фотографии и полученных
результатах не только есть статьи, но и сохранились
оригиналы негативов еще тех времен, есть подробные записи
о практической реализации светофильтров в опытах и
всех других их особенностях.
Чтобы разрешить загадку получения цветной
фотографии в условиях, когда она, казалось бы, принципиально
неосуществима, воспроизвели все, что делалось в
экспериментах прошлого века, включая синтез фотопластинок и
точное воспроизведение светофильтров в виде кювет с
растворами солей. Цветная фотография получилась,
вопреки очевидной невозможности!
Разгадка оказалась в свойствах растворов
светофильтров и свойствах красителей тканей, отличных от непосред-
202

ственно воспринимаемых глазами. Светофильтры
обладали избирательностью не только в видимом, но и в
ультрафиолетовом диапазоне, они давали разное изображение в
зависимости от «цвета» предметов в невидимом
ультрафиолете. При этом и ткани имели разную
ультрафиолетовую отражательную способность, т. е. разный невидимый
«цвет».
Максвелл понимал, что чувствительность
фотопластинок для разных длин волн видимого света должна быть
разной (хотя и не предполагал, что она может быть
нулевой). Поэтому экспозиция при фотографировании
цветных лент регулировалась по конечному результату —
правильной цветопередаче на экране. Этим сложные
количественные зависимости «цвета» тканей и пропускания
светофильтров в ультрафиолете устранялись. Ленты были
только трех основных цветов, поэтому заметить ошибку
было невозможно*).
Сомнительно, чтобы законы природы категорически
запрещали одному человеку своим присутствием и
неосознанным воздействием снять какие-то формы головной
боли у другого. Не только врачи-клиницисты, но и многие
люди с большим жизненным опытом могут по внешнему
виду и характеру поведения человека поставить
безошибочный диагноз десятков болезней.
Человечество точно знает, что медленно меняющиеся
электрические потенциалы используются всеми
представителями мира живого — от растений до человека. Ни у
кого не вызывает сомнения и тот факт, что
электромагнитное излучение живой организм умеет использовать
как для энергетических нужд, так и в информационных
целях. Человек и животные с дневным образом жизни
приспособлены к приему такого излучения в оптимальном
для них диапазоне, отвечающем максимуму спектральной
плотности планковского закона для излучения Солнца —
*) Невольно продемонстрированный Максвеллом способ
визуализации излучения в невидимых диапазонах сейчас широко
применяется, например, при фотографировании Земли из космоса с
помощью спектрально-многозональных фотокамер. Получают
одновременно шесть фотографий в разных диапазонах длин волн,
в том числе и невидимых. Потом освещают их (совмещая, как в
опытах Максвелла) цветными источниками. Изменяя цвета
источников по отношению к тем, в которых проводилось
фотографирование, добиваются максимального цветового контраста деталей,
в том числе и отвечающих невидимому ультрафиолетовому или
инфракрасному изображению.
203

видимому свету. Ночные животные приспособлены к
другим диапазонам.
Пока охотники за «сенсациями» мутят воду вокруг
«экстрасенсов» (размножившихся сегодня в устрашающих
количествах), профессиональная наука показала, что
воздействие электромагнитного излучения на определенных
частотах может эффективно использоваться в
терапевтических целях, проводятся научные конференции па эту
тему, печатаются статьи.
Однако любой научный работник, который захочет
обратить серьезное внимание на эту область неизвестного,
наталкивается на психологические препятствия, на
неизбежность в любой момент незаслуженно оказаться
посмешищем.
Каких только фантазий не создано в этой области.
Начиная от внушительно наукообразного транслирования
через моря и океаны «квадратов о кружков» и до веками
известной сказки о возможности общаться с «душами
умерших».
И что удивительно! Даже в наш век не хотят увидеть
и понять несомненную, явно вытекающую из истории
человечества парадоксальность этой сказки, возникшей
именно в ответ на интуитивно понимаемую всем
человечеством на протяжении всей его истории невозможность
подобного. Именно потому, что человек всегда слишком
хорошо понимал конечность и невосстаповимость жизни
индивидуума, он и создавал легенды, призванные
сформировать преемственную ответственность поколений друг
перед другом.
Жизнь индивидуума конечна, как таковая нигде не
консервируется, но результаты ее остаются всегда.
Человек, его интеллект, результаты и способы его мышления
сохраняются в том, что он сделал за свою жизнь, будь то
хорошее или плохое. И эта «душа» давно прошедшего
всегда зримо, весомо присутствует во всех творениях
человеческих рук, плохих и хороших, гениальных и
обыденных.
Судя по всему, легенды о загробном мире имеют
физиологические причины. Они связаны с тем, что мозг есть
высшая по иерархии система управления организмом. Не
случайно все органы имеют выходы болевых сигналов,
могут обратиться к мозгу с тревогой: у нас не в порядке,
помоги. И только мозг не имеет болевых рецепторов, его
без наркоза и без боли можно резать и колоть: ему не к
кому взывать в организме о помощи.
204

Поэтому в кризисных ситуациях, когда исчерпаны все
возможности, организм спасает мозг, отключая от него
сигналы боли других оргапов. Какие зрительные образы
при этом возникают? Наверное, опыт тысячелетий, за
которые случаи оживления при клинической смерти без
помощи современной медицины были далеко не единичны,
правильно все это описывает и правильно формирует
легенды, но это только легенды.
А может быть, есть какая-то лазейка? Какие-нибудь
пейтрино, переносящие через черные дыры куда-то в
другие Вселенные то, что от нас остается? Да мало ли
какие сложные, непонятные вещи открывает и открывает
современная наука. Может быть, там, в открытом и еще
не обследованном, или в еще совсем не открытом есть эта
лазейка? Ведь хочется же, чтобы она нашлась. К
сожалению, ее нет! Этот приговор носит окончательный характер.
Невозможно... Запрет фундаментален и категоричен!
И он несет в себе призыв: помните об ответственности,
ибо все, что делается,— остается!
§ 8. Повторное, не менее серьезное
предупреждение
Врач, биохимик — первоклассный специалист,
проведя многочисленные и тщательные исследования, опыты
на животных, убедившись в отсутствии побочных
эффектов при использовании своего лекарства или метода
лечения, еще не имеет права применить его к людям. Его
результаты проходят независимую проверку и только после
этого разрешаются к применению. В исключительных
случаях при этом допускаются опыты па добровольцах
(которые предупреждаются о границах знания, перед которым
врач несет юридическую ответственность, если риск
превышает предполагаемый). Свою личную убежденность
в эффективности и безвредности нового препарата или
метода лечения врач может реализовать только по
отношению к себе самому, став добровольцем в его
использовании.
Однако когда речь идет об «экстрасенсах» и
непризнанных «консерваторами» методах лечения, многие люди с
жертвенностью мучеников «за идею» стремятся
предоставить себя в качестве подопытных кроликов. «Герои» даже
не могут рассчитывать, что этим припесут пользу
потомкам.
205

Одна из причин этого уже подчеркивалась: нет и не
может быть закона, запрещающего взрослому человеку
верить во что он хочет, запрещающего ему отдавать свое
здоровье и жизнь в руки того, кого он выбирает сам.
Можно только его предостеречь об опасности.
Вторая причина намного сложнее — как правило,
способы «лечения», предлагаемые разнообразными
«чудотворцами», содержат в себе карикатуру на рациональпое.
А упрощенная условность карикатуры легче
воспринимается, чем прекрасная простота художественного
творения.
Приведем ряд примеров.
Почки — сложный многофункциональный
человеческий орган. Они регулируют баланс многих веществ в
организме. Например, возвращают в кровь первоначально
фильтрующийся в них сахар. У грудных детей они
существенно участвуют в усвоении пищи, довершая
расщепление всосавшихся из кишечника в кровь веществ.
Они регулируют с помощью гормонов, выделяемых
сердцем, солевой баланс, а вместе с ним объем и тем самым
давление крови. Существуют редкие болезни, когда
нарушение регенерирующих систем в почках требует
хирургического создания каналов, возвращающих малую
часть обычно выбрасываемой из организма жидкости
в кровь.
Многие гормоны, например стероидные, частично
выводятся через почки. На Западе при широком применении
гормональных противозачаточных таблеток возникла
экологическая проблема. Были отмечены биологические
изменения мелких зверьков и птиц под влиянием сточных
вод на полях орошения. Это оказалось результатом
влияния выводимых почками людей гормонов...
Не исключено, что в каких-то рецептах древней
медицины, когда синтезировать частично выводимые ночками
гормоны еще не умели, были рекомендации по их
регенерации неудобопроизносимым способом. Нов современных
условиях ничего, кроме вреда, от такого лечения быть пе
может. Однако оказывается, что сегодня по отношению к
образованным людям знахарка в состоянии использовать
как средство наживы карикатуру на объективно
существующие биохимические связи.
Бывшая массажистка пенсионного возраста создала
вокруг себя рекламу знатока народной медицины и
взялась лечить. Характер болезни одного из ее «пациентов»
требовал приема стероидных гормонов, о чем знахарка уз-
206

нала от самого больного (рассказавшего о рекомендациях
врачей). Получая от него ежемесячно сумму порядка
зарплаты научного работника со степенью, она начала его
лечить тем самым лекарством и тем самым
неудобопроизносимым способом, назвав его вполне наукообразно —
уринотерапия.
В результате больной оказался в больнице в
критическом состоянии. К ответственности знахарку,
естественно, никто не привлекал. Не будет же взрослый человек
объяснять следователю, в чем заключался способ его
лечения.
Многие отнесутся к написанному снисходительно:
«Нас бы так не провели!» Но вот другой «способ
лечения», кандидатов на участие в котором гораздо больше.
В размноженных на пишущей машинке текстах
даются простые рекомендации, как вылечиться от десятков
разных болезней. Оказывается, что для этого необходимо
взять два электрода из нержавеющей стали. Поместить
их в мешочках из плотной ткани в воду и пропустить ток
от батарейки. Тогда в одном мешочке оказывается
«живая» вода, а в другом—«мертвая». Пейте первую при
перечисленном там же десятке одних болезней, а вторую —
при другом: выздоровление гарантируется.
Самое главное при этом, что в мешочках в результате
электролиза действительно меняется ионный состав воды.
На уровне продаваемых в бутылках минеральных вод не
исключено, что терапевтические эффекты возможны. Но в
функционировании организма огромную роль (причем в
микроскопических количествах) играют тяжелые
металлы. О токсичности, например, свинца и ртути знают
многие, но роль остальных и сложнее, и менее известна.
В то, что обыватель называет нержавеющей сталью,
входит комплекс сотен сплавов. Только в качестве
контролируемых легирующих добавок в них содержится
существенная часть всех известных из таблицы Менделеева
металлов, а еще не малое количество попадает
неконтролируемо — с металлоломом, используемым в производстве
нержавеющих сталей.
Электрохимические процессы на электродах —
реальность. Они специфичны и могут переводить в раствор то,
что обычные кислоты или щелочи не растворят.
Побаловался человек «живой» или «мертвой» водой. То ли
помогло, то ли невинная болезнь сама прошла. А может
быть, вообще ничего не было. С соседями обсудил
консерватизм медиков. Через год или десять думать забыл о тех
207

кусках стали, которые ему дали на соседнем заводе и
которые действительно не заржавели за все это время.
Новая реальная болезнь мучит его. сложная, непонятная ни
ему, ни врачам. Кто сможет догадаться о роли в ее
возникновении куска стали?
И опять главнейшее не в том, что чего-то быть не мо-
жеъ, а в том, что существуют в организме человека, в
используемых человеком технических процессах сложные
взаимосвязи. Любое лекарство именно потому, что оно
лекарство, при неправильном, несвоевременном
применении — яд! Чем действеннее лекарство, тем страшнее оно
как яд.
Наука постепенно понимает, что в основе живого
лежит удивительная простота, отображаемая огромной
сложностью конкретных взаимосвязей. Для описания
этого у человека нет еще обобщающего языка, каким явилась
математика в физике. Даже профессионалы изучили в
этом море только уже открытого далеко не все.
Специалисты по близким системам организма не всегда знают
«стыковочные узлы» своих областей. Что же говорить
о непрофессионалах! Возникает стремление описать
сложное на том языке, в тех областях, где простота
невозможна. Типичный пример — наукообразная
«иридодиагностика».
Цвет радужной оболочки глаз у одних людей
составляют оттенки черно-коричневого, у других голубоватого,
серого, зеленого. Он определен генетически, причем голубо-
глазие задается рецессивным геном, а черлоглазие —
доминантным. Пигмент в глазу существует только один —
черно-коричневый. Синих, серых, зеленых пигментов в
радужке нет. Эти цвета создаются «голографическим»
образом — при рассеянии света на микронеоднородностях в
радужке. Вспомните про отражающие поверхности в
цветной фотографии Уолтера Липпмана!
Отражательное происхождение, например, зеленого
цвета глаз многие могут проверить, обратив внимание на
буквально «горящие» ночью в свете автомобильных фар
глаза кошек.
Изменение цвета пигмепта — процесс, требующий
сильных биохимических воздействий, например,
воспалений радужки. Изменепие цвета синих, серых и зеленых
глаз требует только малого изменения размеров микроне-
однородностей — для этого достаточно перестроек общего
тонуса организма, давления и циркуляции в пем
жидкостей, упругости тканей.
208

Для любого врача и просто внимательного человека
глаза всегда являются диагностическим индикатором
болезней, и это не сенсация. «Больные глазки» — типичная
и решающая оценка состояния здоровья любого
маленького ребенка. Через всю художественную литературу
проходят эпитеты о голубых и зеленых глазах влюбленных,
отражая тот биологический факт, что повышение
эмоционального тонуса делает, например, голубые глаза более
яркими по цвету. При болезнях этот же цвет сереет.
«Иридодиагностика» идет гораздо дальше, она
утверждает, что определенные геометрические структуры, наблго-
дамые на радужке, могут точно указать больной орган и
вид болезни. Приводятся ссылки на древние источники и
другие обоснования.
Нет, утверждать, что такого «быть не может потому,
что не может»,— это ошибка. Связи между глазами и
внутренними органами есть, только они очень сложны и в
таком карикатурном виде отображаться не могут. Это
неуважение к природе живого — приписывать радужке роль
эдакого контрольного штепсельного разъема в телевизоре.
Воткнул прибор в первое гнездо — одна неисправность,
в другое — другая. Все гораздо сложнее.
В 1933—1935 гг. советский ученый М. М. Завадовский
предложил общебиологический принцип обратных связей:
взаимодействия в организме, особенно находящиеся под
контролем гормонально-медиаторных систем, происходят
так, что воздействие одного органа на другой обязательно
сопровождается обратным процессом. Ставший
классическим пример Μ. Μ. Завадовского связан с взаимной
регулировкой размера и роста гребня, бородки и семенников
у петушков. В частности, если у взрослого петуха
отрезать гребень и бородку, то их обратное тормозное влияние
исчезает и размеры семенников возрастают в полтора —
два раза.
Через зрительные бугры (область мозга, тесно
связанную с глазами) проходят многие пути управления
внутренними органами. Например несомненно, что
напряжение, необходимое для компенсации мельканий кадров в
кино и телевидении и особенно при работе с дисплеями
ЭВМ, может сказываться даже на органах репродуктивной
сферы.
В силу принципа обратных связей в эту область мозга
должны поступать и обратные сигналы от управляемых
ими систем. Эти сигналы — преимущественно химические
вещества. Локализация их действия больше связана с рас-
14 А. М. Хазен 209

положением чувствительных к ним рецепторов, чем с
адресным распределением самих веществ в мозге.
Нет запрета на побочные эффекты их действия,
проявляющиеся в изменениях состава жидкостей или упругости
тканей в радужке. Такое влияние, как было показано
выше, может иметь видимые извне проявления. Однако
утверждение о возможности строго определенной
геометрическими соображениями реакции радужки на эти
воздействия означает слишком упрощенный подход.
Загадок в человеческом организме еще слишком много.
Например естественно, что растущий зародыш защищен
от действия той части иммунной системы организма
материи, которая контролирует генетическое единство
клеток в организме. Ведь если защитного барьера не будет,
изменчивость в потомстве станет невозможной. Менее
ясно, почему такую защиту от иммунной системы имеют
семенники мужчин. Однако можно догадаться, что это
необходимо для увеличения диапазона возможной
эволюционной изменчивости — клетки с мутациями не могут
быть уничтожены. А вот почему глаза и мозг
изолированы от действия общей иммунной системы организма, пока
остается загадкой.
Сложных взаимосвязей, неизвестного в строении и
функционировании человеческого организма очень много.
Наблюдательность людей за тысячелетия
зарегистрировала связи, до сих пор не имеющие строго научного
описания. Запрета на новые открытия, в частности
допускающие воспоминания о древних находках, нет. Но перед
тем, как по собственной воле превратить себя в
подопытного кролика, подумайте о том, к чему это может
привести для Вас лично.

Глава б
МОГУТ ЛИ РОБОТЫ ИМЕТЬ ИНТЕЛЛЕКТ?
Нужно твердо усвоить хотя бы то, что нам
известно, для того чтобы поставить на место
новые факты, когда они появятся.
Артур Конан Дойл. Записки
о Шерлоке Холмсе
§ 1. Почему ожидание инопланетян не бессмысленно?
Для ответа на этот вопрос нам необходимо продолжить
рассказ об особенностях эволюции, приводящих к
возникновению разумной жизни.
Ведущим, специфически человеческим эволюционным
признаком, как хорошо известно, является труд. Этому
вопросу посвящена обширная литература и, нисколько не
умаляя первостепенной важности этого фактора, многое
можно здесь не повторять. Остановимся подробнее на
факторе эволюции разумной жизни, подчиненно
взаимосвязанном с трудом. На него обратил внимание крупный
советский генетик профессор В. П. Эфроимсон.
Процесс естественного отбора у большинства
представителей живого связан с индивидуумом. Возникновение
для него преимуществ в выживании само по себе создает
эволюционные преимущества для вида в целом.
Из этого правила есть не так уж мало исключений.
Например, самка шмеля выбирает место для гнезда,
строит его, выводит рабочих шмелей. Но дальше сил у нее не
хватает, и, как правило, из отложенных ею яиц не
появятся самки, которые станут строителями новых гнезд, пли
самцы, участвующие в процессе оплодотворения. Все это
будет делать потомство другой самки, по нашим
представлениям паразитирующей в гнезде, прилетевшей позже на
все готовое. Детали естественного отбора в таких случаях
ясны не до конца, по в его основе — охрана генофонда
всех особей. Обессилевшая строительница гнезда не в
состоянии оставить воспроизводящее потомство. Но без нее
не сможет отложить яйца вторая самка. Поэтому
естественный отбор закрепляет особенности генофонда,
обеспечивающие всю сложность взаимодействий. Если
возникнет мутация, нарушающая любое звено процесса, она
окажется отбракованной независимо от того, у какой особи
она проявится: у «труженицы» или у «бездельницы».
14* 211

Похожее характерно и для разумного человека:
способность к действиям, наносящим ущерб индивидууму во
имя результата, который используют только другие.
Например, способность к самопожертвованию для спасепия
семьи и стада, явно выраженная уже у человекообразных
обезьян; длительная забота о потомстве. У большинства
животных старость связана с неестественной смертью в
результате нападения хищника или из-за неспособности
добыть пищу. Для людей же характерна длительная
опека над стариками, хотя это и отбирает у остальных часть
пищевых ресурсов. Все эти особенности невыгодны с
точки зрения естественного отбора через выживание
индивидуума, но именно отбор по этим признакам и оказался
эволюционно важным для человека.
В самом деле, забота о стариках в сочетании с
длительным воспитанием потомства определяет сохрапение
знаний и приемов. Пока нет письменности, перекрытие
поколений, устная передача знаний — это единственный
способ накопления информации. Оп дает эволюционные
преимущества для человека, занимающегося трудом.
Интересно, что эволюционный путь увеличения
размеров тела и силы для человека оказался тупиковым.
О мегантропах двухметрового роста и, очевидно,
гигантской силы нам известно только по находкам
принадлежавших им частей скелетов. Охотничьи стада
питекантропов, имевших наши размеры тела и силу, но
специализированных для охотничьей жизни, оказались только
промежуточным звеном эволюции. Непосредственный
предок современного человека — так называемый
кроманьонский человек, как свидетельствуют археологические
находки, был существом не очень сильным, но с большим
объемом мозга, практически не отличающимся от нас.
С самого начала уже собственно нашего,
человеческого, этапа эволюции во всех находках начинает
проявляться нечто совершенно «бесполезное» — пещерная
живопись, строительство колоссов и удивительных
храмов, пирамид, ритуальных статуй и т. п., причем
настолько совершенных и грандиозных, что ссылки на
«инопланетян» логически не кажутся бессмысленными. Но в этих
ссылках нет необходимости.
Изобретение огня, приручение животных, обработка
земли, строительство жилищ — все это могло и должно
было возникнуть за счет существенного вклада тех
индивидуумов, которые не участвовали непосредственно
в охоте и прочих действиях, свойственных сиюминутным
212

потребностям. Результаты их изобретений, несомненно,
поражали воображение современников, и притом,
возможно, куда больше, чем поражают нас космические
перелеты. Мифы, предания, сказки показывают, что человек
многие тысячелетия сохранял устную память о своих
достижениях и бедах. И в бездонном колодце прошлого
все это обрастало подробностями и живет до наших дней.
Известно любопытство сорок, заставляющее их
подбирать блестящие, абсолютно бесполезные для них
предметы. Вряд ли для сорок любопытство имеет
приспособительную основу. Оно «уродство», представляющее
собой плату за генетически, в ДНК сцепленные с ним
какие-то другие эволюционно важные для сорок
особенности. Но у человека (а это часто наблюдается в
биологии) подобное «уродство» стало эволюционно ведущим
признаком.
Прогрессивные скачки в развитии человечества,
которые на ранних стадиях возникали в результате таких
удивительных изобретений, как огонь, приручение
животных, земледелие и пр., навсегда закрепили уважение
к непонятному, таинственному, всему, что выходило за
рамки прямых потребностей добывания пищи. Одним из
выражений этого является характерный для большинства
народов культ юродивых и дурачков, находящихся под
общей защитой.
Отбор по признакам, бесполезным для индивидуума,
приносящим преимущества коллективу даже в ущерб
индивидууму, отбор по любопытству, уважению к
неизвестному, таинственному оказался более выгодным, чем
отбор по силе, росту, специализированным охотничьим
навыкам.
Конечно, первооснова того, что «сорочье любопытство»
могло стать эволюционным признаком,— это труд,
позволяющий эффективно применить результаты изобретений
человечества.
Нельзя забывать, что по внешним проявлениям
весьма рациональный труд существует, например, в
колониях муравьев*). Муравьи сохраняют зимой в своих
муравейниках тлей, являющихся для них «дойными
коровами», выносят тлей весной на растения, которыми тли
*) Интересные подробности о жизни пасекомых содержатся в
увлекательных книгах И. Халифмапа «Пароль скрещенных
антенн» (М.: Детгиз, 1958) и «Шмели и термиты» (М.: Детская
литература, 1972).
213

тпаются, регулярно «доят» их, защищают от опасности.
Существуют виды муравьев, даже строящие для тлей
«коровники»—прочные домики на стеблях растений.
У муравьев встречается и «земледелие»: перенося в
муравейник семена растений, они теряют их по дороге и
тем самым создают около муравейника «плантации».
В § 4 гл. 4 подчеркивались характерные для муравьев
ограничения на объем нервной системы. Для них
оказалось невозможным развитие избыточных нервных связей,
превосходящих минимально необходимое, позволяющих
реализовать любопытство и моделирование в
нервной системе того, что не является первостепенно
необходимым. Совершенство организации труда у муравьев —»
кажущееся, жестко закрепленное с помощью
естественного отбора в устройстве нервной системы.
Для человека рисунки на стенах пещер, пирамиды,
храмы — все это допустимые по возможностям нервных
связей, материальным и трудовым ресурсам «излишества»,
которыми сопровождаются рациональные, важные
изобретения. Как всегда при реальном развитии, не было
полной информации, какое именно действие дает
практический результат. Поэтому человек избегал
накладывать запреты на создание «непонятного». Это остается
справедливым и до наших дней.
В Англии внимание ученых всегда привлекали
остатки циклопического сооружения, названного Стоунхендж.
Опо состоит из кольцевого вала диаметров примерно
96 метров. Верхняя часть вала создает искусственный
горизонт. На валу и внутри него установлены каменные
«окна». Расчеты на ЭВМ, проведенные в наше время,
показали, что положение этих камней связано с
направлениями на точки восхода и захода Солнца и Луны, т. е.
что это сооружение есть гигантский астрономический
инструмент. Создан он примерно за 3 тысячи лет до
начала нашей эры полукочевыми племенами скотоводов
еще с помощью лопат из оленьих рогов. На протяжении
последующих 1500 лет это сооружение
совершенствовалось и переделывалось. Устанавливались новые каменные
окна, намного превосходящие по размерам предыдущие,
изменялось положение старых. Судя по всему, в
строительстве и реконструкции Стоунхенджа были весьма
длительные перерывы.
Конечно, можно говорить, что наблюдения за
небесными светилами и календарь, связапный с ними, имеют
большое значение для сельского хозяйства. Но сроки но-
214

левых работ так сильно зависят от капризов погоды, что
здравый смысл наверняка бы запретил постройки
дорогостоящих сооружений для их определения. Можно
привести и другие примеры подобного, в частности, в наше
время.
Нет необходимости искать сиюминутный житейский
смысл обязательно во всех действиях человека и
призывать на помощь «инопланетян», когда таковой не
обнаруживается. В пустыне Наска в Южной Америке не так
давно заметили нанесенные на поверхность почвы
гигантские стилизованные изображения предметов и животных,
сохранявшиеся в течение многих столетий в силу
существующих там природных условий. Масштабы этих
творений рук человека столь велики, что они
воспринимаются как рисунки только с высоты летящего самолета.
Выяснен способ их нанесения на почву, причины долгой
сохранности, технология увеличения размеров эскизов,
необходимая для того, чтобы увеличенные изображения
сохраняли форму.
Но для чего нужны эти рисунки? В современной
терминологии им пытаются приписать рациональный
смысл «посадочных знаков» для самолетов или кораблей
инопланетян. Но фактические причины, вызвавшие
к жизни эти изображения, неизвестны. Может быть, это
составляющие ритуалов, адресованных божествам,
которые народная фантазия не так уже редко помещала на
небо. Естественно, что создавая их по своему образу и
подобию, человек заботился и о том, чтобы размеры
знаков отвечали дистанциям воображаемого наблюдения. Но
ведь и идея множественности миров отнюдь не
монополия только нашего времени. Поэтому ничего нереального
в том, что рисунки пустыни Наска адресованы
инопланетянам, нет, только совершенно бесспорно, что адресат
создан умом человека, подобно тому как сегодня в
космические аппараты, выходящие за пределы солнечной
системы, вкладывают пластинки-послания.
Так ли уж рациональны соображения, которые
современный человек закладывает в основу научного
творчества? Какую практическую ценность может иметь
описание того, что случилось десять миллиардов лет назад
через 10~34 секунды после «Большого Взрыва», в
результате которого, как считают сейчас, возникла наша
Вселенная?
Сегодня человек явно понял, какие фантастические
по масштабам результаты (в денежном выражении) при-
215

носят относительно скромные затраты на «бесполезную»
фундаментальную науку. Уже сегодня космические
исследования, ускорители элементарных частиц и прочий
дорогостоящий арсенал фундаментальной науки дает
определенную отдачу. Но в своей первооснове все ото —
современные «храмы и пирамиды».
Конечно, эволюционно важный фактор творческой
деятельности человека отнюдь не единственным образом
принимает гипертрофированные формы создания
циклопических сооружений. Все это проявляется и в
повседневной сугубо рациональной деятельности, начиная от
находок рецептов выплавки бронзы и железа и кончая
современными рационализаторскими предложениями на
производстве.
Удовлетворение требований эволюционного признака,
заставляющего совершать «бессмысленные» действия,
и есть одна из основ, которая позволила труду создать
человека.
В предыдущих параграфах было показано, что
предположение о биохимическом и эволюционном единстве
развития жизни во Вселенной не связано с запретами.
Но и факторы эволюции разумной жизни в этом случае
должны быть идентичными. А среди них немаловажные
для человека — любопытство, способность создавать
новое, не связанное с сегодняшними практическими
потребностями. В силу этого, если разумная жизнь на какой-
либо из планет во Вселенной существует, то именно
потому, что она существует (вне всякой связи с
«колониальными» устремлениями), разумная жизнь будет
обязательно искать контакты с цивилизациями других
звезд. Эволюционные факторы, приводящие к
возникновению разумной жизни, таковы, что наши ожидания
возможных контактов с иными цивилизациями имеют
объективную основу.
Но нельзя забывать и то, что в одних областях
Вселенной технические трудности в установлении таких
контактов могут быть преодолимы, а в других, к
сожалению, нет. Время идет, наука развивается. И с одной
стороны, фантазии Уэллса и Жюля Верна о полете
человека на Луну менее чем за столетие осуществились,
а с другой стороны, чем больше человек узнает о
природе, тем меньше и меньше остается ему надежд найти
себе подобных в близких к нам районах Вселенной.
Но люди не отчаиваются. Хотя и сегодня, при всем
развитии современной науки, инопланетяне остаются в
216

такой же степени творениями человеческого разума, как.
может быть, это было у аборигенов пустыни Наска,
реальные работы идут.
Действует Международная программа поиска
внеземных цивилизаций SETI (Search of Extraterrestrial
Intelligence). Ее разделы, выполняемые в СССР,
опубликованы в «Астрономическом журнале» за 1974 г. (т. 51, № 5,
с. 1125—1132). Энтузиастами этих работ являются
члеиы-корреспоидепты АН СССР Н. С. Кардашев и
В. С. Троицкий. Один из последних симпозиумов «Поиск
разумной жизни во Вселенной» проводился в Таллине
в декабре 1981 г. На нем присутствовали и выступали
крупные советские и зарубежные ученые. Наблюдения
в рамках программы SETI у нас в Союзе проводятся
с 1970 г. По данным на июнь 1984 г. у нас и за рубежом
выполнялось 43 серьезных наблюдательных
астрономических и радиоастрономических программ. Первая
относится к 1960 г., 11 продолжаются. Исполнителями являются
крупные научные организации ряда стран. Не менее чем
в 22 серьезных научных журналах всего мира
систематически появляются статьи по вопросам, связанным с
поиском внеземных цивилизаций.
На сегодняшний день получены только
отрицательные результаты. Нет никаких указаний на прием
сигналов разумных существ из дальнего космоса.
По-видимому, можно считать исключенным существование
цивилизаций, имеющих неограниченные запасы энергии.
Исключается вероятность посылки внеземными
цивилизациями сверхмощных сигналов — маяков, которые можно
принимать простыми средствами. Признается, что
информационные ограничения практически исключают
возможность существования цивилизаций, размеры которых
превосходят расстояние, проходимое светом за одни
сутки.
Однако темп развития технических средств, особенно
для приема радиосигналов, невиданный: за десятилетия
произошли принципиальные изменения. Растет
разрешение астрономических и особенно радиоастрономических
телескопов.
Астрономы Харьковского университета и Института
физики Земли АН СССР рассмотрели возможных
кандидатов на существование планетных систем в радиусе
33 световых лет от Солнечной системы. Таких звезд
оказалось около 50. Намечаются программы их
астрономических исследований.
217

Прочтут ли молодые читатели этой книги
когда-нибудь о приеме сигналов внеземных цивилизаций в
газетах или будут участниками одной из программ их
поиска — это реальные вопросы научно-технического
прогресса. Если такие сигналы будут приняты, то более
практический характер примет и вопрос о возможностях
полета к далеким звездам. Но упрощать хоть что-либо
в поисках разумной жизни во Вселенной и
установлении с ней контактов нет никаких оснований.
Когда-то Колумб, отправляясь искать новый путь
в Индию на шарообразной Земле, не взял с собой ни
питьевой воды, ни пищи на обратную дорогу: он
уплывал в другой мир, в котором надеялся жить сам, но
возврат назад был проблемой, возможно, неразрешимой
на протяжении его жизни. Прошло время, и перелеты
через континенты и океаны стали обыденными. Для
межзвездных перелетов подобное не станет реальностью.
Наука не накладывает запретов на возможности
контактов с цивилизациями других звезд, на возможность
прилета к нам инопланетян или установление с ними
радиосвязи. Но отвлекитесь немного от повседневных дел
и задумайтесь над труднопредставимым десятимиллиар-
долетним отрезком времени, который привел к
существующей сейчас на Земле разумной жизни, над тем, как
легко она может оказаться уничтоженной, как уязвима
она. Задумайтесь над тем, что в развитии и сохранении
разумной жизни на Земле человек может рассчитывать
только на свои собственные силы, на свой собственный
разум.
§ 2. Интеллект человека и роботов
Все, о чем рассказывалось в этой книге,— научное
творчество и фантазии, ошибки очевидного и реальные
процессы, эволюция и гормоналыю-медиаторные реакции
нервной системы — все оказывается завязанным в
плотный узел одной, еще совсем недавно сугубо абстрактной
проблемой: могут ли искусственные системы иметь
интеллект? Для ответа на этот вопрос необходимо
определить, что такое интеллект.
Когда вычислительные машины были еще
достаточно примитивны, все казалось просто. Например,
известный математик А. Тьюринг считал, что когда будет
создана система, в разговоре с которой (например, с
помощью телетайпа или пишущей машинки) нельзя отли-
218

чить живого собеседника от машины, то такую систему
можно будет считать обладающей интеллектом. Спустя
всего около двух десятков лет машина заговорила с
человеком неотличимо от него самого, а сегодня даже
человеческим голосом, который выдает только
интонационная бедность и отрешенность. Осуществили очеловеченный
диалог с машиной на основе формализации
«светского» разговора, когда машина использует
переформулировку вопросов, как основу ответа, т. е. не обладает
ничем, что в обиходе считается интеллектуальным.
Очень часто дать строгое обоснование интуитивно
очевидному — наиболее трудная задача. Поэтому
поступим иначе: сначала сформулируем определение, а потом
проследим за его обоснованиями, особенностями и
следствиями. Итак, назовем интеллектом способность
устройства или организма добиваться некоторой степени успеха
при достижепии одной или нескольких целей в широком
многообразии заданных или изменяющихся условий,
включая способность для возникающих при этом задач
выделить определяющие параметры и их взаимосвязи
(модель) и найти новые методы решения.
Сразу возникает вопрос — можно ли в одной
формулировке объединять устройства и организмы?
Существуют ли неустранимые отличия интеллекта искусственной
системы и человека?
Для ответа на этот и возникающие вслед за ним
новые, далеко не простые вопросы, нам придется в этой и
последующих главах рассмотреть широкий круг
примеров.
Но, может быть, Тьюринг просто выбрал неверные
критерии интеллектуальности, может быть, не надо
такого сложного определения интеллекта и задачи можно
разделить на интеллектуальные или нет, используя
какие-то количественные или качественные особенности
самих задач?
Вершины интеллектуальной работы многие
отождествляют с трудом ученого-математика, исписывающего
формулами кипы бумаги. Однако относительно простые
ЭВМ аналитически берут производные от любой заданной
вами функции, приводят подобные члены и выполняют
прочие операции, как входящие в школьную программу,
так и (во всяком случае по громоздкости) далеко
выходящие за ее рамки. Для квантовой теории большие ЭВМ
аналитически выводят формулы, получением которых
еще десятилетия назад гордился бы любой теоретик, ЭВМ,
219

играющие в шахматы на уровне мастеров, сегодня не
просто реальность, а предмет шираотреба — игрушка для
развлечения.
Во внешних признаках решаемых человеком задач
трудно найти критерии, определяющие, что такое
человеческий иптеллект. Например, если принять, что
интеллект — это способность к выводу математических формул
или что-либо подобное, то машины, обладающие
интеллектом в таком смысле,— практическая реальность
сегодняшнего дня. С точки зрения вычислительных
возможностей нет оснований для противопоставления ЭВМ
и мозга. Одни задачи мозг решает лучше и быстрее,
а в других рекордсменом является ЭВМ.
Нередко различие интеллекта искусственных систем и
человека ищут в том, что современные ЭВМ работают по
специальным программам, а человеку свойственна
интуиция, широкие ассоциации, отсутствие
предварительного программирования. Но и в этом нет принципиальной
разницы между человеком и роботами (обоснование
этого тезиса придется отложить до последних глав
книги).
Забегая вперед на десять-двадцать лет в технических
реализациях ЭВМ, можно утверждать, что для любых
задач анализа и вычислений, имеющих постановку и
цель, найти однозпачно различия между интеллектом
вычислительной системы (или использующего ее робота)
и человеческим интеллектом вряд ли возможно.
Однако принципиальная разница между человеческим
π искусственным интеллектом существует.
Интуитивно человеческий интеллект — нечто такое,
что свойственно именно человеку. Поэтому вопрос о том,
может ли машина иметь человеческий интеллект, можно
сформулировать иначе: существуют ли такие задачи,
которые любая, самая срвершенная ЭВМ обязательно
решит не так, как человек?
Ответ утвердителен. Его обоснование далеко не
очевидно: эволюционная особенность нервной системы в том,
что ее древние отделы, управляющие впутренпими и
автоматизированными функциями организма, и новая
кора мозга, ответственная за сознание, имеют взаимосвязи,
общность биохимии, унаследованную от условных
рефлексов, потому что мозг есть прежде всего орган
человека как биологического вида.
Для того чтобы понять, почему это так, необходимо
выяснить, что такое сознание.
220

Как подходят к этому медики и психологи?
Осознать — это значит иметь возможность сообщить:
словами, написанными буквами, рисунком, хотя бы движением
глаз. Именно таким образом врач определяет, находится
больной в сознании или кет. Известный русский
физиолог И. М. Сеченов в работе «Рефлексы головного мозга»
пишет: «Все бесконечное разнообразие внешних
проявлений мозговой деятельности сводится окончательно
к одному лишь явлению — мышечному движению.
Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли
Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине,
дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает
ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге —
везде окончательным фактом является мышечное
движение».
Понятия, находящиеся в сфере сознания, имеют
конкретное выражение в тех или иных двигательных формах*
Однако в случае, например, зрения или слуха
сопоставление с двигательными реакциями часто происходит
однажды в жизни, при некотором обучении, и потом не
повторяется в обязательном порядке. В сфере сознания
сохраняются эквиваленты когда-то осуществленных
движений, в том числе и в виде слов, образов: информация
в сфере сознания выражена на некотором языке.
Какая машина будет работать с символами этого
языка — биологическая или полупроводниковая — в
значительной степени безразлично. Не совпадают языки
биологической и полупроводниковой машины — можно
осуществить перевод и на основе разных языков получить
одинаковые результаты. Выполняют такие переводческие
функции для взаимодействия человек — машина
математики-программисты, но и машину можно этому научить.
Программирование на наших глазах постепенно
переходит в ведение машины. Современная ЭВМ работает по
строгим логическим правилам, а для мозга существуют
и иные процессы, но тем не менее все, что выполняет
сознание в рамках формализованного собственного
языка, может выполнить и машина, которую создали или
создадут руки человека.
Но с сознанием взаимодействует другая, более
древняя «вычислительная подсистема», управляющая
автоматизированными вегетативными функциями организма,
ориентированная на выживание биологического вида. Для
нее язык, критерии, функции, быстродействие — все
совершенно иное, чем в сфере сознания, хотя биохимия и
221

принципы функционирования — общие, допускающие
самое тесное взаимодействие между обеими подсистемами,
в том числе и оперативное создание программ для обмена
информацией между подсистемами с разными языками.
Отделы мозга, связанные с сознапием, только
расширяют и дополняют возможности эволюционно более
древней системы. Команды для управления всеми функциями
организма создает древняя система.
Еще И. М. Сеченов особенно отметил: «Единственные
относящиеся сюда явления, которые не могли быть
объяснены до сих пор мышечным движением, суть те
изменения глаза, которые характеризуются словами:
блеск, томность и др.». Но все это и есть внешнее
отражение гормонально-медиаторных реакций вегетативной
системы!
Как сказал когда-то Исаак Ньютон: «Природа не
роскошествует излишними причинами». Так называемая
новая кора — область мозга, отличающая разумного
человека от других животных, связана с новыми
качественными и количественными возможностями обработки
информации, но биохимические основы ее
функционирования остаются теми же, которые характерны для древних
отделов мозга. Высшая нервная деятельность наследует
от болевых, пищевых, репродуктивных условных
рефлексов принцип гормонально-медиа~орного
подтверждения окончательности обработки информации. В силу
этого у человека возникает способность давать гормональ-
но-медиаторный ответ на воздействия, полпостью
абстрагированные от эволюционно первоначальных
факторов, для которых формировался такой ответ. Музыка,
стихи, картины, самые разнообразные формы
деятельности создают, как правило, то, что человек называет
удовлетворением от работы, хорошим настроением, т. е.
эффективную гормонально-медиаторную реакцию, и,
наоборот, многие факторы, не связанные с опасностью,
могут настораживать, угнетать.
Связи сознания с древними отделами мозга могут
вызывать в вегетативной системе настолько сильные
результаты, называемые нами эмоциями, что вегетативная
нервная система отвечает на них такими изменениями
гормонально-медиаторного баланса и такими нервными
сигналами, что они вызывают язву желудка или
массированное выделение медиатора — адрепалипа, в
определенных условиях поражающее сердце (инфаркт
миокарда), и т. п.
222

Но и мозг, как некая реализация вычислителыюй
машины, всегда, пусть и сложным образом, подчинен
биологическим особенностям человеческого организма.
Сигналы и вещества, выделяемые вегетативной системой,
изменяют характер и результаты обработки информации
в сознании. Как бы ни была абстрактна обрабатываемая
мозгом информация, как бы ни были сложны и длинны
пути ее обработки, мозг есть один из органов человека
как биологического вида. В конечном счете, даже спустя
столетия и тысячелетия, результаты его деятельности
оцениваются теми же биологическими критериями, что и
результаты деятельности сердца или почек.
Когда ставится вопрос о сравнении обработки
информации, с одной стороны, в машине, созданной руками
человека, и с другой — в живых системах, то обычно
принимается, что результаты «вычислений» независимы
от того, что инженеры называют элементной базой
машины, т. е. использует ли она лампы или реле,
полупроводниковые устройства или пневматику, или, как в
живом организме, нейроны и синапсы. В значительной
степени это справедливо. ЭВМ, созданные человеком,
работают по принципу «да — нет» с импульсными
сигналами, и в нервной системе справедлив тот же принцип.
Результаты логических построений независимы от
устройства реализующих их систем.
Правда, ЭВМ пока еще работают преимущественно
на основе последовательной обработки информации,
а мозг, главным образом, с помощью параллельпой.
Впрочем, создаются ЭВМ уже и с параллельной обработкой
информации.
Можно построить (и это реально) вычислительную
машину, которая в зависимости от полученных ею
результатов решения задач будет усложнять программы
своей работы, будет достраивать сама себя, будет
улучшать условия своего электрического питания,
охлаждения и т. д. Но именно тут и возникает принципиальное,
неустранимое отличие человека от любой созданной им
машины. Элементные базы человека и ЭВМ различны.
Источник энергии для человека — глюкоза, полученная
из пищи, а для ЭВМ — электрический ток. Человеку
нужны ионы натрия и калия, незаменимые вещества и
соединения, а машине определенная форма
электрических импульсов. Но образование первичных понятрш
в сознании человека связано с двигательными и
вегетативными реакциями, т. е. с элементной базой. А у ЭВМ
223

она другая, отличная от человеческой. Поэтому, если
в ЭВМ в качестве критериев обработки информации
заложить данные о взаимодействии с внешней средой,
самовоспроизведении и самосовершенствовании, то
результат для ЭВМ и человека окажется разным, так как он
будет зависеть от первичных «двигательных и
вегетативных» реакций человека и ЭВМ.
Немаловажными для человека в решепии задач
являются те вегетативные реакции, которые определяют
чувство удовлетворения от полученного решения. Оно
выражается приходящими в мозг сигналами, в частности,
в виде химических веществ. А чем для ЭВМ должно
выражаться «чувство удовлетворения»? Числом оборотов
вентилятора системы охлаждения? Или величиной
напряжения питания?
Пока задачи вводятся в машину или мозг извне, т. е.
содержат независимо заданные посылки и цель, вопрос
о первичных понятиях и эмоциях пе имеет значения.
Понятия «цель сознательной деятельности», «цель
обработки информации» существуют, имеют смысл. Для
законов логики (в широком смысле) безразлично, с
помощью какой элементной базы они реализуются. Однако
понятие «цель биологической эволюции» лишено смысла.
Поэтому задачи, прямо или косвенно связанные с
взаимодействием ЭВМ или робота с внешней средой, могут
быть решены только с учетом физических основ действия
ЭВМ или робота — их устройства и элементной базы.
Если в определении интеллекта присутствует цель,
то разница между искусственным интеллектом
(реализованным в виде ЭВМ или робота) и интеллектом
реального человеческого мозга зависит от технического
совершенства созданных человеком устройств. Если понятие
интеллекта определять критериями сложности
обрабатываемой информации, то искусственный интеллект —
сегодняшняя реальность. Имеющиеся неясности связаны только
с путями, сроками и степенью его усовершенствования.
Но имеет право на существование и иной подход. Если
определять интеллект как свойство, присущее только
человеку, то это автоматически означает, что машина с
человеческим интеллектом должна быть по устройству...
тождественна самому человеку.
Долгий, до конца этой книги, путь пояснения и
развития изложенного в этом параграфе начнем с рассказа
о некоторых «сенсациях», связанных с взаимодействием
двух подсистем нервной системы человека.
224

§ 3. Голыми ногами по огню
Разбиение нервпой системы насекомых, высших
животных, человека на две подсистемы эволюционно
оказалось выгодным. Тесные связи этих двух подсистем
формировались на протяжении большого отрезка времени.
Сегодня считают, что эволюция человека происходила
в течение 3—4 миллионов лет, но биологически
современный человек насчитывает всего десятки тысячелетий.
Поэтому изменения образа жизни человека, связанные
с эффективной работой сознания, не успели найти
отражение в изменениях связей сознания и вегетативных
отделов нервной системы.
Важнейшая связь сознания и адреналиновой системы,
позволявшая человеку в прошлом форсировать свою
силу, выносливость, преодолевать физические нагрузки,
в десятки раз превышающие нормальные, когда это было
необходимо, например, чтобы спастись от саблезубого
тигра или убить мамонта, за короткое время
существования человека разумного не видоизменилась. Если она
убивает человека посредством инфаркта, то потому, что
современные опасности, к сожалению, нельзя победить
физической силой...
Возможно, было бы полезно, если бы человек
(например, во время длительного путешествия или
какой-нибудь болезни) мог остановить свое сердце, а потом
включить его или мог бы по желанию регулировать
температуру тела. Но требования «техники безопасности»
накладывают запрет на подобпые связи, правда, не
абсолютный.
Можно ли эти запреты обойти? Несомненпо. Гибкость
образования новых связей — принципиальная особенность
нернпой системы. В сфере сознания у пас нет приемов,
с помощью которых можпо остаповить, а потом
запустить собственное сердце, но методом проб и ошибок
можно пайти приемы обучения созданию таких связей. По-
видимому, у пекоторых народов сформировались
передаваемые из поколения в поколение приемы создания
новых связей между сознанием и вегетативными
функциями— ничего противоречащего науке и законам природы
в этом пет.
Например, с древних времен существуют ритуалы,
в процессе которых люди хотят голыми ногами по огню,
по раскаленным камням. Плиний и Вергилий описали
жертвоприношения богу Аполлону, в процессе которых
15 л. М. Хазен
225

люди ходили по огню. В наши дни такие обряды есть
в Болгарии. Английский путешественник Д. Аттенборо
снял на кинопленку подобный ритуал на островах Фид-
яш. Он рассказывает, что после того как участники
церемонии прошли по костру примерно двадцать шагов,
двигаясь по кругу, на толстой загрубевшей коже их ног
(они всегда ходят босиком) следов ожога не было.
Аттенборо не только осмотрел их ноги, но и проверил
чувствительность кожи ног, прикоснувшись к ним горящей
сигаретой. Тем же самым людям стало больно, и опи
отдергивали ногу *).
Эти факты, конечно, поражают, особенно если вспом-
пить, что многие без тапочек обжигают ноги даже на
песке пляжа. Но насколько это поразительно с точки
врения законов функционирования конечностей
теплокровных животных? Ведь очень многие из них на
протяжении всей своей жизни, в том числе и в
сорокаградусные морозы, ходят «голыми ногами» по снегу. В этом
случае перепад температур длительное время
выдерживается на уровне 70—80 °С, так как температура тела
теплокровных животных, как и у человека, равна
примерно 36 °С.
Поэтому эволюционно конечности животных имеют
физиологические приспособительные механизмы,
отключающие боль при больших перепадах температур и
включающие ограничение потерь тепла через конечности,
которое определяется анатомическим строением
кровеносной сети конечностей. Артериальная и венозная кровь
в ногах находится в тесном тепловом контакте.
Оттекающая от поверхности, контактирующей со снегом,
холодная венозная кровь нагревается артериальной, а
последняя перед поступлением в конечности по той же причине
охлаждается. Это поддерживает температуру поверхности
конечностей на уровне около 1 °С (лишь бы не замерзла
кровь) и тем самым снижает почти наполовину или
более перепад температур между снегом и телом,
уменьшает потери тепла.
Эти механизмы эволюционно имеются у человека, по
в нормальных условиях он ими не пользуется,
предпочитая теплые ботинки или валенки.
Рае такое анатомическое строение кровеносной сети
в копечностях есть, вначит, должны сохраниться и неис-
*) Эти факты описаны, например, в книге: Мевенпев В. Λ.
В лабиршлах живиц црироды.— М.: Московский рабочий, 1983.
226

пользованные нервные пути включения интенсификации
теплообмена между венозной и артериальной кровью. Ни
один из ритуалов с хождением по огню не продолжается
долго. Интенсификация кровообращения и теплообмена
в конечностях не допустит больших перегревов крови
непосредственно в зоне конечностей, а обычные для
человека механизмы регуляции температуры тела отведут
не столь большой избыток тепла. Выделение пота
способно при достаточно больших перепадах температур
стабилизировать температуру поверхности кожи на
приемлемом для нее уровне. Ведь известно, что в финской
бане люди относительно долго находятся при
температуре окружающей среды около 100 °С и не обжигают
даже нежные участки кожи.
Поэтому, как ни поразительно отсутствие ожогов на
ногах при хождении по огню*), запрета на такую
возможность нет. Но необходимы перестройка в управлении
кровообращением, переключение нервных импульсов.
В обычных условиях повышение температуры конечности
вызывает сигнал боли и отдергивание ноги. Если же
человек ходит по огню, то тот же нервный импульс
должен воздействовать на вегетативную систему,
управляющую сосудами, без передачи сигнала боли. Именно
поэтому абориген Фиджи не чувствует боли при ритуале,
но отдергивает ногу от сигареты, когда восстановлены
обычные болевые нервные связи.
Интересно, что когда болгарский журналист
спрашивает девочку, умеющую ходить по огню, что она
чувствует, то получает ответ: «Заиграет музыка, и мне
кажется, что кровь уходит из моих ног, ступни становятся
как деревянные, и я иду по углям, как во сне».
Обратите внимание па две особенности приведенных слов: во-
первых, видно, что сигнал к перестройке вегетативных
функций поступает из сферы сознания («заиграет
музыка»), во-вторых, переключение нервных путей воспри-
*) Кстати, в ритуалах хождения по огню есть подробности,
показывающие, что в действительности реализуются ограничения
теплопроводности. Например, болгарские кинематографисты
сняли научно-популярный фильм «Танец па огпе», в котором видно,
что «огонь» — это остатки костра па площади в несколько
десятков квадратных метров. Люди действительно идут по нему
босыми ногами, поднимая искры мелких древесных угольков.
Однако количество тепла, которое могут передать эти угли,
ограничено: по докрасна раскаленным камням люди не идут и не могли
бы это сделать.
15*
227

иимается в формах, обычных для человеческих органов
чувств («ступни как деревянные»).
Двадцать семь болгарских комсомольцев в 1946 г.
хотели доказать, что хождение по огню не имеет
никакого отношения к религии, и сами повторили этот
ритуал. Только трое из них получили ожоги ног. У
остальных, хотя они и не проходили специальной тренировки,
следов коптакта с раскаленными углями на ногах не
оказалось. Иными словами, примерно для 90% людей
в довольно большой группе эмоциональное напряжение,
вызванное необходимостью публично отстоять свою точку
зрения, позволило сфере сознания успешно переключить
протекание чисто вегетативных процессов.
Если бы вопрос о хождении по огню был переведен
в разряд серьезного научного исследования,
устанавливающего, какие сознательные действия или
медикаменты способны дать аналогичное изменение нервных
связей и кровообращения, то можно было бы получить
эффективное средство лечения многих болезней, при
которых сегодня единственный выход — ампутация
конечностей.
Надеюсь, что читатели не подумают, что связи
сознания и вегетативной системы носят только такой
экзотический характер, как было проиллюстрировано
выше. Любой новорожденный не координирует
движения рук и ног с сигналами, поступающими через еще
только формируемую сферу сознания. А вот связи с
сосательными движениями носят врожденный, чисто
вегетативный характер. За первый месяц жизни любого
ребенка прочно формируются все двигательные
взаимосвязи, а к году-двум происходит чудо возникновения речи.
Любое обучение, например игре на скрипке,— это
формирование с помощью сферы сознания
автоматизированных реакций, управляемых только под общим
контролем сознания.
Приведенный пример хождения по огню интересен
тем, что показывает, сколь велики возможности мозга в
управлении организмом, которые еще не используются
человеком. Кроме описанного, в памяти человечества и
в сегодняшпих достоверных экспериментах можно найти
много способов создания новых связей между
подсистемами нашего мозга. Современная медицина отнюдь
не пренебрегает такими возможностями, хотя и
предпочитает для их стимулирования медикаментозные
средства.
228

§ 4. Шимпанзе и попугаи
Формирование понятий в сфере сознания тесно
связано с двигательными, не имеющими прямого
отношения к сознанию особенностями видов животных.
Поясним сказанное на примере.
Человекообразные обезьяны (например шимпанзе)
обладают высокоразвитой нервной системой, принципы и
механизмы действия которой близки к человеческим,
хотя объем мозга и меньше. Но у шимпанзе другое
устройство гортани и голосового аппарата, и поэтому они
не могут так управлять генерированием звуков, как
человек: их принципиально нельзя научить говорить.
А поскольку сознание существенно связано с
формированием понятий при участии двигательных разделов
нервной системы, то отсутствие речи ограничивает объем
и содержание сознательной сферы у шимпанзе на
уровне более низком, чем это определяют возможности
собственного мозга.
Это подтверждает прямой эксперимепт. Супруги
Аллеи и Беатрис Гарднеры обошли голосовые ограничения
шимпанзе, занявшись обучением молодой самки
шимпанзе одному из языков жестов, используемых
глухонемыми. Оказалось, что обезьяна не только научилась
«говорить» на уровне двухлетнего ребенка, но и
проявила типично человеческий интеллект, так как овладела
возможностью создавать новые понятия, проявила
чувство юмора и даже синтезировала по человеческому
принципу ругательства.
К обученной языку жестов самке подсадили
десятимесячного детеныша. Полезные в данных конкретных
условиях навыки обязательно становятся предметом для
обучения детей со стороны родителей. Поэтому «мать»
без вмешательства человека занялась передачей языка
жестов детенышу, и к пяти годам его словарный запас
достиг почти шестидесяти слов.
Представим себе следующий эксперимент.
Энтузиасты образовали школу для шимпанзе, выступая в роли
инопланетян. Учат их языку жестов, а потом
выпускают па волю. Может ли в результате этого возникнуть
«цивилизация шимпанзе»? Ответ на этот вопрос может
дать только взаимодействие сообщества шимпанзе с
внешней средой. Сможет ли язык жестов дать шимпанзе
преимущество как виду?
229

Природа в своей статистике проб и ошибок не очень
скупится. Попугай имеет совершенную гортань и может
на основе элементарного применения принципа
условных рефлексов копировать человеческую речь, но у него
слишком мал объем мозга для того, чтобы это имело
какие-либо последствия для сферы сознания. Л для
шимпанзе устройство гортани — существенное ограничение
в их дальнейшем развитии. Но только ли устройство
гортани?
Развитие сферы интеллектуального по существу
отображает взаимодействие животного с внешней средой,
такое же, как при естественном отборе. На
определенной стадии биологического развития оно не требует
собственно биологических изменений, а связано только с
освоением возможностей биологически существующего
мозга, происходящим на основе взаимодействия (в
широком смысле этого слова) с окружением, внешней средой.
Поэтому для того, чтобы инопланетяпе могли
существенно повлиять на эволюцию животного мира на
другой планете, необходимо, чтобы на ней уже
существовали форма жизни и условия, которые могут привести к
возникновению цивилизации. Но в этом случае
вмешательство извне не может дать принципиально нового
результата —- то же самое неизбежно синтезирует метод
проб и ошибок природы. Если оглянуться на историю
человеческих изобретений, будь то технические
(выплавка бронзы и железа) или интеллектуальные
(создание письма и счета), то видно, что немаловажным
фактом являлось не само возникновение нового, а период
его внедрения. Хотя термин «революция» в пауке или
технике употребляется часто, любой скачок требует
длительного освоения, без которого дальнейшее движение
невозможно. Даже если какой-то скачок мог бы быть
создан вмешательством извне, он может иметь только
ограниченное значение, отвечающее данному уровню
развития.
Вмешательство человека в процессы природы
привело к тому, что с лица земли ежегодно исчезают более
ста видов животных. Поэтому «опыты инопланетян»
сегодня оказались реальностью: людям приходится
возвращать в естественную среду виды животных,
сохранившиеся только в зоопарках. Эти реальные
эксперименты показывают, что активизация многих допустимых
возможностей мозга обезьян, возникшая в общении с
людьми, для природных условий оказывается вредной,
230

мешающей выживанию. Приходится прикладывать
немалые усилия для того, чтобы избавить их от
приобретенной в общении с людьми «цивилизованности». На
этом примере видно, что возможности существующего
мозга — даже тогда, когда это относится к животным,—
гораздо больше, чем реализованные ими.
«Души» давно в лексиконе науки нет, хотя
неосознанно человек стремится создать принципиальную
границу между собой и животными. Но этой границы пет.
Понятие интеллект по отношению к животным столь жо
примепимо, когда речь идет о необходимых им целях и
постановках задач, как и для человека. Но многие
абстрактные цели анализа, важнейшие для человека, для
животных не существуют.
Конечно, объем мозга неизбежно накладывает
ограничения на способность к формированию новых понятий
и тем более — на возможности абстракций и обобщений.
Новая кора головного мозга с ее возможностями широкого
ассоциативного поиска и других сложных функций —
привилегия человека. Но интеллект муравья, нервная
система которого содержит всего около двухсот
«схемных элементов»— нейронов, намного превышает
«интеллект», который рекламируют создатели шагающих
роботов.
Человек с удивлением констатирует высокий уровень
способностей к обучению, например, у дельфинов, но
речь их не понимает. Язык дельфинов содержит 822
тина ультразвуковых сигналов. Несомненно наличие
диалога между дельфинами.
13 воде зрение теряет основную роль в анализе
окружающей среды. На первое место выходят звуколокация,
то есть активное «освещение» звуковыми импульсами и
прием отраженных окружением сигналов. Дельфины на
этой основе различают проволоку толщиной всего
0,15 мм, натянутую поперек бассейна, в котором они
плавают, находят в воде шарики трехмиллиметрового
диаметра, да еще безошибочно определяют материал, из
которого они изготовлены (металл или
пластмасса и пр.).
Максимальное количество информации о внешнем
мире человеку дает зрение. Наверное, именно поэтому
очень многие нервные пути вегетативной системы тесно
связаны со зрительными буграми — областью мозга,
обрабатывающей зрительную информацию. У дельфинов
основную информацию дает звук, и, аналогично, боль-
231

шинство путей вегетативной системы у них проходит
через область мозга, связанную со звуколокацией.
Специалистами записаны странные звуки, которые
издают некоторые виды китов. Со смущением говорят о
них как о песнях. Объем мозга разрешает китам такие
♦ излишества». В том, что связано с их жизненными
потребностями, в символах своего языка, и киты, и
дельфины имеют заслуживающий уважения интеллект. Вот
только пищи у них предостаточно, нет необходимости
использовать все разрешенные биологическим строением
их мозга связи. Не исключено, что малочисленность
врагов в среде обитания у китов и дельфинов могла
закрепить биохимически в их нервпой системе особенности,
ватрудняющие быструю защитную реакцию на добычу
их человеком.
Человеческий род эволюционировал 2—3 миллиона
лет. Но из них не менее 30 тысяч лет ушло только на
накопление информации в биологически неизменном
мозге.
Допустим, что страшной катастрофы, уничтожившей
65 миллионов лет назад динозавров, не было бы. Стена-
викозавр, о котором рассказывалось в § 4 гл. 4,
спокойно бы эволюционировал в десятки раз большее время,
чем человек. Писал бы он стихи, строил бы дома, пахал
бы землю? А может быть, он уже давно заселил бы все
ближайшие планеты Солнечной системы?
Условия, необходимые для положительного ответа
на эти вопросы, кажутся понятными: достаточно
большой объем мозга и его деление на две подсистемы;
несовершенство приспособления к внешним условиям,
стимулирующее сначала биологическую изменчивость, а
потом активное накопление информации и образование
сложных связей в уже существующем мозге. Но кроме
этого необходимо, чтобы в глубинах биохимии ДНК но
было причин для категорических запретов на
эволюционное возникновение тех или иных элементов нервной
системы или исполнительных органов. Например, зело-
пая шкура, особенности ее теплообмена могут быть
связаны с эволюционными тупиками в развитии
внутренних органов. Если бы у человека первные клетки в
сетчатке глаза были бы такого же размера, как и в мозге,
то глаз человека был бы размером с апельсин. Но
реконструкция степаникозавра дает размер глаза, много
больший, чем у человека. Могут ли отличия в размерах
нервных клеток глаза принципиально повлиять на зре-
232

ние и обработку его сигналов мозгом? Ответа пока нет.
Большой череп стенаникозавра может отражать не
совершенство его мозга, а тупик, связанный с большими
размерами составляющих его нервных клеток.
Шимпанзе — один из ближайших родственников
человека. Гены человека отличаются от генов шимпанзе
всего на 1,1 %. Что было решающим в различии путей
эволюции человека и шимпанзе? Гортань? Пока еще
неизвестно, но биохимия ДНК и естественный отбор в
этом случае не запретили одного процента изменения
наследственного материала, который и привел в
качестве одной из ветвей эволюции к возникновению человека
разумного.
А «птицечеловек» заведомо невозможен. Попугай в
процессе эволюции достоверно не может превратиться в
разумное, по человеческой мере, существо. Ведь
мышечная сила пропорциональна числу мышечных волокон,
т. е. площади поперечного сечения мышцы, а вес
тела — объему. Поэтому большие птицы — редкость.
Многие из них летают плохо или совсем не летают. Человей
сначала получил от природы большой мозг и только
потом научился его использовать. Но при необходимости
для птиц экономить вес естественный отбор просто
запретит увеличение веса мозга сверх минимально
необходимого!
Для того чтобы понять, могла ли в процессе
эволюции возникнуть разумная жизнь на основе «разумного
динозавра», нужно обладать множеством сведений о да*
леком прошлом, которых у нас нет.
§ 5. «Спящие на волнах»
Ограничения на использование возможностей мозга
налагают не только устройство органов движения и дру*
гих органов. Не менее важным фактором является
специфический период после рождения, когда происходит
необратимый первичный процесс «наполнения» мозга
информацией.
Биологи давно подметили, что потомство более
развитых видов животных рождается менее готовым к
самостоятельной жизни. У жирафов и многих антилоп
уже через 10-15 минут после рождения детеныш может
бежать со скоростью достаточной, чтобы спастись от
хищников. Но человеческий ребенок только в 18 лет
приравнивается к взрослому. Конечно, жирафенок, хоть
233

и может быстро бегать, вырастает во взрослого жирафа
пе за 15 минут. И у него удлиняются кости, нарастают
мышцы, изменяется система пищеварения,
гормональная регуляция; и он проходит период обучения. Но
превращение новорожденного во взрослого человека
существенно отлично, так как связано с формированием
сознания.
На протяжении тысячелетий природа неоднократно
ставила жестокие эксперименты — человеческие дети
выкармливались животными. История Маугли,
рассказанная Р. Киплингом, отражает реальные воспоминания о
таких случаях. Правда этих преданий заключается в
том, что новорожденный, живя среди животных, не
становится полноценным человеком. Процесс
формирования сферы сознания в интервале от рождения до
примерно трех лет носит необратимый биологический
характер. Основные особенности взрослого человека
закладываются именно в этот период.
Сложность и объем информации, которую ребенок
закрепляет в своем сознании в первые годы
жизни, намного больше, чем при всем последующем
обучении.
Известно, что в этот период главным образом в коре
головного мозга происходят необратимые биологически
процессы роста и ветвления нервных клеток. Подробнее
о них будет рассказано в гл. 8 этой книги. От
содержания и объема информации, поступающей из внешней
среды, зависит, в каком объеме и как сформируется в
коре мозга переплетение отростков нервных клеток,
определяющее работоспособность на всю жизнь
собственно человеческой части мозга. Координация движений и
возникновение речи происходят именно в период роста
и ветвления нервных клеток в начальный период жизни
ребенка.
В период формирования нервной системы легко и
просто можно научить ребенка многому. Для этого
необходимы специальные приемы педагогики, игра,
строгая защита от перегрузок. В истории науки, искусств и
ремесел немало примеров выдающихся личностей,
обучением которых таким именно образом руководили
их родители. Но как именно это происходит, еще
неизвестно, и плата за «легко и просто» может быть
высокой. Связи между сознанием и вегетативной системой
интенсивно формируются также в это время.
Перегрузка при обучении ребенка может непредсказуемым обра-
234

зом сказаться па любом органе: печени или почках,
легких или органах движения.
Насколько глубокие, несвойственные человеку новые
связи с вегетативной системой могут формироваться в
процессе становления ребенка, можно увидеть на
примере статьи, опубликованной в газете
«Социалистическая индустрия» (от 5 ноября 1985 г.) под заголовком
«Спящие на волнах». В ней рассказывается о девочке,
мать которой родила ее в теплую воду так, что первый
вдох ребенок должен был сделать на основе
врожденного рефлекса, предотвращающего попадание воды в
легкие. Последующий рост девочки происходил в воде
большого аквариума без всяких пеленок. Она
приучилась спать в воде лицом вниз, рефлекторно поворачивая
во сне голову для вдоха.
Так же росла и ее старшая сестра, которую даже
учили читать, заставляя нырять в воду за кубиками о
буквами. Все это делалось под наблюдением врача.
Рассказывается, как в море спит на волнах вся семья,
а дельфины подплывают к спящим, охраняя их сон.
Родителям спать на воде удается хуже, чем детям.
Говорится о том, что умственное развитие девочек не
отстает от их сверстников. Напоминается, что ежегодно в
мире тонет полмиллиона человек, что интенсивно начатое
освоение богатств мирового океана может потребовать
новых качеств у людей.
Комментирует заметку доктор педагогических наук
И. П. Ратов. Он вполне естественно предупреждает, что
повторять подобное можно только под наблюдением
врача. Что ж, если родители добровольно, с энтузиазмом и
самопожертвованием хотят экспериментировать над
собственными детьми, если есть компентентный
специалист, берущий на себя ответственность за результаты,
то оснований для Еоридических запретов нет.
Но желающим стать героями сенсаций подобного
рода надо напомнить о причинно-следственных связях.
Водные млекопитающие заняли свою экологическую
нишу, переселившись в нее с суши. В результате
эволюции, например, у китов и дельфинов возник
специфический мозг, существенно связанный с особенностями
дыхательных функций*). Ритмы мозговой деятельности
построены у них так, что спят поочередно половины
*) Немаловажная подробпосгь — человек попользует только
15 % кислорода из вдыхаемого им воздуха, а дельфин — 80 %.
235

мозга, а не как у человека, когда почыо на другой
режим работы переходит весь мозг в целом. Если
эволюция выбрала такие пути решения задачи дыхания
млекопитающих в воде, значит, к тому были существенные
биологические причины.
Если ребенок-«Ихтиандр» способен спать, лежа на
воде вниз лицом, то произошли глубокие перестройки в
работе его нервной системы. Хотя ее резервы и
огромны, но без сопровождающих перестройку явлений
невозможны. Каковы результаты в целом, станет яспо только
тогда, когда жизнь этих детей будет прожита.
Возможно, изменения несут в себе только положительные
итоги — принципиального запрета на это нет,— но так ли
это, с уверенностью пока утверждать никто не может.
Теплообмен в воде, даже если ее температура
поддерживается на уровне, близком к температуре тела
человека, существенно отличен от теплообмена в
воздухе. Китовый жир не случаен — он, в частпости,
результат эволюционного приспособления к другим законам
теплообмена. Но каким будет взрослый человек —
худым или толстым, в существенной степени зависит от
младенческого возраста, например, от калорийности
питания. Поэтому изменение теплообмена в этом возрасте
должно создать какие-то необратимые изменения в
формировании жировых слоев. В этом процессе далеко еще
не понятным образом участвует медиатор высшей перв-
ной деятельности — дофамин. Защита от потери тепла
обязательно и сложным образом отразится на сфере со-
внания, но как именно — сказать невозможно.
Как видите, вопросов немало, но бесспорно одно:
«Ихтиапдр» будет отличаться от остальных людей но
только тем, что связано с плаванием и нырянием.
Каждый ребенок в гораздо большей степени чем
-зверята зависит в своем становлении от внешних условий.
Биологически его мозг формируется и достраивается
под действием информации, поступающей извне. Кроме
того, формирование гормональпо-медиаторной системы,
существенно участвующей в реализации человеческого
иптеллекта, жестко не предопределено генетически, оно
зависит от гормонально-медиаторного баланса организма
матери при вынашивании плода.
Сегодняшняя наука начала понимать многие
сложности на пути к взрослому человеку. Астрологи
далекого прошлого составляли гороскопы, предсказывающие
судьбы детей в зависимости от тою, «под какими созвез^
236

днями» они родилпсь, а если сказать проще, без налета
шаманства,— в каком месяце года это произошло.
Большинство животных имеет периоды
размножения, принципиально связанные с временами года. А у
людей дети рождаются круглый год. Но точно
установлено, что, например, концентрация мужских гормонов
'(аидрогенов) в крови матери при начальных периодах
выпашивапия плода очень влияет на результаты его
развития. Настолько сильно, что выводят
«анатомических» бычков, которые генетически... «коровы», так как
у них женский набор хромосом. Конечно, такое
возможно только при интенсивном лекарственном
вмешательстве, но хорошо известно, что продолжительность
светового дня, содержание витаминов и незаменимых
веществ в пище существенно зависят от времени года.
А это на уровне малых, но немаловажных для
становления интеллекта отклонений влияет па гормональный
и медиаториый баланс организма.
Процессы формирования нервной системы человека
до его рождения изучены пока очень слабо, но,
например, установлено существование химического вещества,
являющегося фактором роста нервов. Оказывается, что
процессы с участием этого вещества контролируются не
гормонами роста, как для многих других органов
человека, а андрогенами. Причем его влияние на рост
нервных клеток исключительно избирательно как по типу
клеток, так и по времени действия — в короткие
интервалы до и после рождения.
У разных индивидуумов внешние проявлепия
гормонального баланса могут быть самыми различными, так
как различна чувствительность рецепторов
органов-мишеней, на которые действуют гормоны. Связь между
концентрацией андрогенов в организмах матерей и
способностями их детей к обучению немаловажна. Но эта
же связь почему-то сказывается... па прочности семей,
т. е. на условиях, в которых воспитываются дети. Дело
в том, что андрогены (еще не попятым до конца
способом) регулируют агрессивность поведения. Пример
тому дает один из видов африканских гиен. У них самки
настолько агрессивны, что не гнушаются каннибализмом
по отношению к своим самцам. Для того чтобы
продолжение рода было возможным, концентрация андрогейов
в их организме снижается в период спаривания.
Игнорировать закономерности, хотя они только
начинают выявляться, нельзя. Но для современного челове-
237

ка электрическое освещение снизило контраст
продолжительности светового дня между зимой и летом.
Централизованное снабжение сделало состав пищи гораздо
менее зависимым от времени года, чем в прошлом.
Поэтому, хотя среднестатистические вариации характера
детей, устойчивости их к болезням в функции от
времени года при их рождении не содержат ничего
сверхъестественного, ценность гороскопа, сомнительная и в
прошлом, еще уменьшилась. Впрочем, хороший детский
врач, наблюдательный человек с большим жизненным
опытом, поиграв с годовалым ребенком, сможет
правдоподобно определить, каким он будет, когда вырастет.
Важнейшее отличие человека от животных в том,
что формирование связей в нервной системе,
происходящее в результате обучения в коллективе, создает не
менее значительные изменения, чем биологические
факторы. Полому «может стать» пе означает неизбежной
предопределенности. Нет и пе может быть на голове
человека «шишек преступности», которые когда-то
хотели протащить в науку. Но вечный спор педагогики: как
воспитывать — поощрением или наказанием —
неожиданно оказался лишепным основы. Одпих нужно
воспитывать так, а других наоборот. Опыты па крысах
показали, что особи одной генетической линии путь в
лабиринте статистически достоверно запоминают быстрее,
если поощрение правильности движения осуществляется
сахаром, а для другой линии столь же достоверно более
эффективное запоминание под действием ударов
электрического тока в тупиках. Профессиональная
психологическая пригодность ведь никем пе отрицается!
Безусловно есть дети, для которых удовлетворение
любопытства остается решающим стимулом и целью
на протяжении всей жизни. Если такие дети получают
достаточное образование, то в дальнейшем они получат
новые паучные и инженерные результаты, если же пет,
почти неизбежно получаются любознательные творцы
«летающих тарелок» и «вечных двигателей». Когда
человека сжигает внутренний огонь любопытства, тяги к
таинственному, ничто ему помочь не может, кроме
удовлетворения этого любопытства. В современных
условиях можно даже на основе только среднего
(обязательного для всех) образования найти пути рационального
удовлетворения таких потребностей, правда, если
считать это важным, если вовремя попять ситуацию, до
возникновения конфликта «непризнания». Именно пого-
238

му что наука сложна, человек, непосредственно связал-·
IIый с ее производственными применениями, может
увидеть возможности для создапия нового и на своем
уровне знаний.
Общим для многих стран сегодня становится
падение по отношению к прошлым десятилетиям престижа
научной работы. Процесс усвоения современных
научных знаний — тяжелый и сложный труд. В 18—20 лет
молодой рабочий — полноправный член общества. Он
может содержать семью, имеет средства для
полноцепного отдыха, может тратить свободное время на
необременительные «хобби», спорт. А будущий научный
сотрудник еще шесть-десять лет учится, он иждивенец
общества. И ничего с этим сделать нельзя. Даже в
узких областях науки объем общих и конкретных
сведений исключительно велик. И здесь иногда возникает
обратное. Если у человека внутренней потребности к
творчеству нет, то найти критерии количества и
качества его научной работы далеко не просто. Еще сложнее
одними и теми же критериями охватить оценку работы
обеих психологически принципиально разных групп
последователей, создателей нового.
Роль обучения в самом раннем возрасте может
существенно сказываться на полноценпости тех
дополнительных лет накопления знаний, которые неизбежны
для научного работника. Без переноса части знаний в
разряд «очевидного» развитие пауки невозможно. То,
что для старших поколений было сложным
искусственным построением науки, для их сыновей и внуков
становится столь же естественным, как тепло и холод,
мокрое и сухое. Приведем пример.
На протяжении жизни одного поколения
электронные вычислительные машины прошли путь эволюции от
громоздких устройств, занимающих здания, до
микрокалькуляторов и домашних ЭВМ—«персональных
компьютеров», соединенных с большими машинами.
Программирование от точных указаний, из какой ячейки и
какую взять информацию и куда ее поместить после
выполнения над ней нужной операции, перешло к
языкам, позволяющим давать только общие команды, и
скоро сменится еще более упрощенными формами
взаимодействия человека с машиной.
При широком внедрении ЭВМ и их появлении в
жилых квартирах доступ к ним получают дети.
Возникают удивительные парадоксы, когда дети легко и есте-
239

стпеипо делают па ЭВМ то, что пе всем взрослым по
силам даже после многолетнего обучения. Например, в
газетах описывалось, как подросток сумел разгадать
сиоциальпо разработанные взрослыми схемы защиты
управления ЭВМ. С помощью домашнего устройства,
соединенного с ЭВМ, которой пользовался его отец, он
перевел на свой счет в банке около ста тысяч долларов.
Вскрылось это только потому, что мальчик сам об этом
рассказал.
Группа подростков в США о помощью домашних
устройств ЭВМ своих родителей смогла перехитрить
научно-исследовательские организации, разработавшие
системы защиты информации Пентагона, и преспокойно
озорничать, записывая на свои магнитофоны не
имеющие для них ценности сверхсекретные сообщения.
«Спящие на волнах»—рискованная крайность. По
гораздо более часто проявляется другое —
неоправданное ограничение объема информации при обучении
детей; повторение, исходя из традиций взрослых, пути
исторического поиска решений. Для детей, имеющих
иные, чем у взрослых, представления об очевидном,
рассказывать надо просто, но без умолчаний об известном
в науке. Например, в школьном учебнике физики (по
по вине его авторов) полностью умалчивается о
существовании двух векторных величин, описывающих
электромагнитное поле,— индукции электрического поля D и
напряженности магнитного поля И. Отсюда
непонимание, часто па всю жизнь, неисправимое и в вузе.
«Лень» композитора Джоакомо Россини, написавшего
новую увертюру к «Севильскому цирюльнику» вместо
того, чтобы поискать завалившуюся под диван, не
чужда всем ученым. Поэтому умолчание об их находках но
упрощает, а усложняет попимапие. Сегодня нередко
старшее поколение ограничивает возможности обучения
детей.
Разумная жизнь очень уязвима не только
биологически. Достаточно прервать преемственность накопления
знаний — и биологически тождественный человек,
вплоть до однояйцевого близнеца, окажется
принципиально иным. А в случае Маугли даже и умственно
неполноценным, почти нечеловеком. И наоборот. В § 6
гл. 4 рассказывалось об изолированных группах, а
иногда и народах, отстоящих от нас по уровню жизни на
тысячелетия. Достоверно известны случаи, когда дети
таких пародов в грудном возрасте в силу тех или иных
240

обстоятельств попадали на воспитание в современные
семьи. Из них вырастали высокообразованные
творческие работники, знающие несколько языков, владеющие
изощренными методами современной науки и техники.
Преодоление временного разрыва в тысячелетия
происходило за 15—18 лет обучения*). Процесс обучения
биологически необратим для индивидуума и зависит от
способов и времени, когда начинается обучение.
К сожалению, сегодня в вопросах воспитания
молодежи выпадает из поля зрения важное следствие
научно-технического прогресса. Почему-то считается
тяжелым только физический труд, между тем «белоручка»,
всю рабочую смену проводящий перед дисплеем ЭВМ,
как это достоверно известно, занимается вредным для
здоровья трудом. Ответственность человека при
тяжелом физическом труде в большинстве случаев
исчерпывается возможностью травмы для него или его
ближайшего окружения. Оператор, управляющий
автоматизированной системой, в результате неправильного
решения может вызвать катастрофические последствия для
сотен тысяч или миллионов людей.
Почему-то труд, трудовое воспитание трактуется кан
выполнение непроизводительной механической работы.
Школьников заставляют приобщаться к труду,
выполняя на производстве подсобные работы. Но при этом
забывают, что в современных условиях важнейшей и
тяжелейшей трудовой обязанностью каждого члена
общества, и, особенно, молодежи является обучение. О том,
что гимнастку, фигуристку надо воспитывать и обучать
с дошкольного возраста, знают все. Но ведь и хороший
мастер по ремонту и обслуживанию ЭВМ или ремонту
и наладке сложной радиотехнической аппаратуры
выйдет только из того, кто начал с интересом обучаться
этому еще в школе. Тем более это относится к будущим
инжеперам, техникам, научным работникам.
Для молодого человека обучение, преодоление им
самим трудностей в процессе обучения — обязательный
физиологический процесс. Не пройдет он через него в
*) В Парагвае французский этнограф Веллари подобрал
маленькую, около двух лет, девочку, из племени гуайакилов,
ведущих первобытный образ жизни, которая была брошена при
приближении европейцев. Ее воспитывала в дальнейшем мать
Веллари. К 20 годам эта девочка говорила па французском,
испанском и португальском языках, запималась этнографией и ничем
пе отличалась от иптсллигептпых европейских женщин.
16 А. М. Хазен
241

раннем возрасте, в школе — потом компенсировать это
трудно или даже невозможно.
Литературу учат не для того, чтобы готовить
писателей или поэтов. Ими из миллионов школьников
становятся единицы. Художественная литература позволяет
получить жизненный опыт, не совершая лично многих
ошибок.
Малая часть школьников становится профессорами и
академиками. Не так уж редко пропагандируется, что
физика, математика, химия, изучаемые в школе, нужны
только тем, кто дальше собирается учиться в вузе. Это
ошибка. Если недоучат будущего студента, то вуз все-
таки некоторую часть этого компенсирует. Все дело в
том, что без знания физики, математики, химии, основ
биологии нельзя понять элементарные производственные
инструкции, основы санитарии в быту, правила техники
безопасности для современных сложных устройств и
процессов, наконец, даже нельзя эксплуатировать
сегодняшнюю бытовую технику. Для того же, кто пойдет на
производство, школьный курс — окончательное обучение
осповам наук.
§ 6. Вывести «из этих явных начал»
Человек сегодня еще не знает, как именно создаются
и закрепляются в сфере сознания новые понятия. Не
знает этого ни в отношении становления грудного
младенца, ни в отношении возникновения новых научных
теорий. Ясно только, что без вегетативной подсистемы,
без связи с общим принципом гормонального
подтверждения это происходить не может.
В § 2 гл. 1 отмечалось, что отличительной
особенностью пауки является формирование приближенного
описания — моделей. Новые понятия в рамках моделей
могут быть образованы по формальным (например,
логическим) правилам па основе уже имеющихся.
Психологи не знают, как такой относительно простой процесс
происходит в мозге человека, хотя его можно
воспроизвести в искусственной системе — электронной
вычислительной машине — с помощью специальной программы.
Но существуют и такие ситуации, которые не могут
быть описаны с помощью известных сегодня науке
операций на основе набора ранее известных сведений. Этот
процесс в гл. 1 описывался как создание новых моделей,
как создание принципиально нового.
242

Как узнать, что правильно, а что нет, когда речь
идет о совершенно новом? Как такой процесс
происходит в нервной системе человека? Можно ли его
промоделировать в вычислительной машине? Эти вопросы
сегодня практически важны. Реально создаются и
функционируют сложные сети вычислительных машин,
содержащих обширные банки конкретной информации.
С ними взаимодействует множество людей. В таких
системах неизбежно не только будут выполняться
вспомогательные функции, расширяющие возможности
человеческого сознания в части объема памяти, быстроты
обработки данных, по и будут формироваться новые
понятия, справедливость которых сама машина проверить
окажется не в состоянии. Существует ли универсальный
алгоритм, который можно было бы заложить в
электронную машину для того, чтобы она сама создавала
принципиально новое — новые модели? Ответ непрост.
Когда-то Свифт, иронизируя над современными ему
учеными, создал воображаемую машину в стране лапу-
тян. В нее были заложены все известные слова. Она их
представляла в разных сочетаниях и каждую
комбинацию выдавала лапутяпским мудрецам. Если исходить из
того, что имеющимися словами можно описать все, то
среди машипных словосочетаний должны были
содержаться все известные и будущие открытия. Мудрецам
оставалось только отбирать из продукции машины
истинное.
Свифт смеялся и над тем, что только имеющимися в
данный момент словами можно описать все, и над тем,
что можно априорно отличить «правильные и
неправильные словосочетания».
Для того чтобы мысленно превратить современную
ЭВМ в машину лапутян, ее достаточно снабдить
программой для выбора «правильных словосочетаний».
Такая машина сделает множество уже существующих и
новых открытий типа упоминавшегося в § 6 гл. 1
(в связи с соударениями тел).
По в гл. 1 отмечались принципиальные особенности
аксиоматизации в физике, затрудняющие
формально-логические построения. Как бы ни было совершенно
воплощение машины лапутян, она бессильна перед
задачами, не имеющими в своей основе полной системы
аксиом, которой в физических задачах часто нет.
Может быть, машипе поможет эксперимент? Сейчас
большое внимание обращается на автоматизацию науч-
16*
243

пых исследований. Многие склонны считать ее
принципиально новым средством, а не просто экономией
человеческого труда.
Одпако эксперимент хотя и объективный, по
лукавый судья. Во-первых, он всегда имеет ограниченную
точность, которая должна оцениваться из «смысла»
задачи. Вспомните про Ньютона и равенство инертной и
гравитационной масс. Сегодня относительная ошибка в
экспериментальной копстатации этого факта равпа
всего 10"12, а ученые еще не удовлетворены, и какая
точность им покажется достаточной — неясно. А опыты Май-
кельсона по определению независимости скорости света
от движения Земли имели весьма посредственную
точность, и это никого не волновало.
Во-вторых, эксперимент может обманывать.
Например, система Птолемея, бесспорно, была ошибочной, но
она была вызвана к жизни правильным описанием па-
блюдаемого с Земли движения планет. Никакой
мистики в этом нет. На современном языке система Птолемея
описывает разложение в ряд Фурье истинного движения
планет в системе координат, связанной с Землей, и
может быть развита до любых значений точности
вычислений.
Теория тепловой жидкости (теплорода) создана
пусть из наивных, но материалистических
представлений прошлого о том, что любой процесс должен иметь
носитель (например жидкость). Сегодня нам известпо,
что нагретое тело должно весить больше холодпого.
Но не из-за образования жидкости, а именно потому,
что ее нет, потому что увеличение энергии движения
молекул в силу релятивистских эффектов увеличит
массу тела. Допустим, что автоматизированный эксперимент
с его огромной точностью показал бы машине факт
увеличения веса на уровне представлений прошлого.
В результате возник бы дополнительный барьер па
пути построения молекулярно-кинетической теории
теплоты.
Как бы это ни казалось необычным, но необходимо
констатировать, что есть понятия, справедливость
которых в данный момент истории науки не может быть
обоснована формально-логически или математическими
соотношениями. Это понятия, для которых критерий
справедливости чисто человеческий — ощущения или,
как чаще говорят, интуиция. Эйнштейн в разгар второй
мировой войны пишет жене известного физика Макса
244

Борпа письмо с обычными житейскими, отвечающими
обстановке сетованиями. Но в этом письме содержатся
исключительные слова: «Способность ясно видеть
взаимосвязи принадлежит к самым прекрасным ощущениям
в жизни». Но что такое ощущения? — Это те самые гор-
монально-медиаториые реакции, о которых столько раз
говорилось в этой книге.
Под руководством советского ученого Г. И. Кассиля
было показано, что у шахматистов высокого класса во
время соревнований существенно повышается содержание
в крови гормонов надпочечников — кортикостероидов
и адреналипа, а также медиатора нервной
деятельности — норадреналина. Чем выше квалификация
шахматиста и его спортивные результаты, тем больше
разница концентраций этих веществ до и во время
соревнований.
Что же необычного в том, что основные особенности
функционирования человеческой нервной системы дают
основу критерия для введения в сферу сознания новых
понятий?
Что окажется выбранным, насколько совершенен
очередной шаг в развитии науки — зависит от ее
состояния в данный момент. Ирония Свифта далеко не
случайна. Он был всего па 15 лет моложе Ньютона и
создал машину лапутяп как раз в те времепа, когда шел
спор между Ферма и Декартом, о котором
рассказывалось в § 4 гл. 2. Именно тогда Декарт вместо
мистической схоластики средпевековья утверждал возможность
ясного механического описания окружающего мира. Но
при ограниченном объеме экспериментальных данных
модели Декарта были собрапием ничем не ограниченных
гипотез*), правда очень наглядных и притягательных.
Иронизирует не только Свифт. Его современник
Гюйгенс пишет: «Господин Декарт пашел способ придавать
своим догадкам и вымыслам видимость истины».
Машина лапутян отражает особенности науки времен
Свифта, когда для объяснений фактов вводились
разнообразные понятия, содержанием которых являлись неведомые
скрытые качества.
*) «Открытия», построенные по рецептам тех далеких времен,
составляют немалую долю содержания конфликтных писем,
поступающих в научные учреждения. Их авторы должны понимать,
что сегодняшний объем научной информации исключает
возможность получения рациональных результатов на основе
методологии трехсотлетней давности.
245

Вспомните о содержании § 4 гл. 2, о накале эмоций,
прорывающемся через обязательную вежливость
печатного слова. Но как росла эффективность споров и
значимость результатов по мере накопления знаний!
Введение методов, обеспечивающих
сбалансированный результат эмоций и знаний, в значительной степени
связано с именем Ньютона.
Исаак Ньютон даже предложил некоторый алгоритм
для производства открытий, который часто
использовался учеными (но, к сожалению, без ссылок на великого
физика и математика): «Сказать, что каждый род
вещей наделен особым скрытым качеством, при помощи
которого он действует и производит явные эффекты,—
значит, ничего не сказать. Но вывести два или три
общих основания движения из явлений и после этого
изложить, каким образом свойства и действия всех
телесных вещей вытекают из этих явных начал, было бы
очень важным шагом в науке, хотя причины этих основ
и не были еще открыты. Поэтому я, не сомневаясь,
предлагаю принципы движения, ...имеющие весьма
общее значение, и оставляю причины их для дальнейшего
исследования».
Парадоксальная особенность крупных открытии,
сделанных учеными, состоит в том, что их «явные начала»,
о которых говорит Ньютон, содержат волевой элемент,
или даже можно сказать «ошибку», причем иногда,
казалось бы, настолько очевидную, что кавычки можно
было бы и не ставить.
Статус открытия, а иногда даже говорят революции
в науке этой ошибке придает то, что из нее «...вытекают
свойства и действия всех телесных вещей...». Право
обсуждать и вводить «явные начала» дает только огромная
работа в сочетании с передовой для данного времени
квалификацией. Без работы, без квалификации любое,
сколь угодно смелое утверждение будет только
настоящей полновесной ошибкой.
Новые понятия («явные начала» по выражению
Ньютона) первоначально угадываются. Их правильность в
момент возникновения не всегда может быть
подтверждена формально-логическими построениями. В их
образовании существенно участвуют сугубо эмоциопальиые,
субъективные факторы (те самые гормопалыю-медиаторные
реакции). В истории науки очень много таких примеров.
Мы заслуженно чтим Нильса Бора как одного из
создателей современной атомной теории, а с ней и совре-
246

менпой физики и химии. Во всех учебниках приводятся
постулаты Бора. Но нельзя забывать, что в своей
оригинальной статье в 1913 г. после перечисления этих
постулатов Нильс Бор про самое главное — процесс и
частоту излучения электромагнитных волн атомом (см.
§ 3 гл. 1)—пишет: «... допущение находится в явном
противоречии с общепринятым пониманием
электродинамики, но представляется необходимым для объяснения
экспериментально уста>новленных фактов».
Но ведь «общепринятое понимание электродинамики»
опирается также на экспериментальные факты. И
осторожное «представляется необходимым» есть не более, чем
продиктованный эмоциями выбор, в котором признается
второстепенным противоречие с одними
экспериментальными фактами взамен других. А для эмоций в пользу
«представляется необходимым» есть основания. Ведь речь
идет о спектральных линиях, поразительно точно
воспроизводимых, описываемых простыми и одновременно
изысканными законами, волнующими ученых к тому
времени уже около столетия!
Как поэтично пишет об этих законах Максвелл: «При
помощи спектроскопа длины световых волн разного рода
можно сравнивать между собой до одной десятитысячной
доли. Таким образом, мы убедились, что не только
молекулы каких угодно образчиков водорода в наших
лабораториях имеют один и тот же ряд периодов
колебаний, но что свет с тем же самым рядом периодов
колебаний испускается солнцем и неподвижными звездами...
Но на небе посредством света и только посредством
одного света мы открываем звезды, столь отдаленные от
других, что никогда пикакая материальная вещь не могла
перейти от одной к другой. И однако этот свет, который
служит для нас единственным свидетельством
существования этих отдаленных миров, учит нас, что каждый из
них создан из молекул того же самого рода, как и те,
которые мы встречаем на земле. Молекула водорода,
например, находится ли она на Сириусе или на Арктуре,
совершает свои колебания в точности в то же самое
время. Следовательно, каждая молекула во Вселенной носит
на себе печать меры и числа, настолько же яспую, как
и метр Парижских архивов или как двойной царский
локоть Карпакского храма».
И в этом все дело. Не просто эксперимент является
основанием для Бора при введении противоречивого
постулата, а понимание фундаментальнейшего значения
247

этого эксперимента во всей картине мира, т. е,
эмоции.
Сам по себе эксперимент не судья, он только
поставщик доказательств, а судить должен человек. Но ведь
даже юридический закон требует от судьи приговора на
основе внутреннего убеждения, не предписывая ему, как
и насколько использовать доказательства.
И что бы ни писали об истории науки, выбор «явных
начал» происходит на основе экспериментов, фактов,
теорий, но окончательным для их изобретателя является,
как у судьи, внутреннее убеждение, т. е. личное,
субъективное, эмоциональное. Точно и образно об этом
сказал В. И. Ленин: «Без „человеческих эмоций44 никогда
не бывало, нет и не может быть человеческого искания
истины» (Ленин В. И. Полное собрание сочинений.—
Т. 25.—С. 112).
Превращение субъективного в объективное, не
зависящее от личностей, происходит на той стадии, когда
устанавливается, как и насколько «свойства и действия
всех телесных вещей вытекают из этих явных начал».
Но и после этого та часть процесса, которую отражают
слова: «оставляя причины их для дальнейших
исследований», долго еще волнует умы и служит источником
новых открытий.
Путь настоящих открытий — это накопление фактов,
в том числе и противоречивых; это личный эмоциональ-
но-субъективпый выбор в условиях существенной
неполноты информации из альтернативных, противоречивых
вариантов; это коллективная проверка следствий и
предсказаний, вытекающих из выбранного варианта,
превращающая субъективное в объективное; это уточпепие
посылок и подготовка нового открытия, для которого все
предыдущее — этап накопления фактов.
На этом пути наиболее неожиданным кажется
эмоциональный критерий при формулировке открытия. Нам
очень хочется, чтобы была какая-то узаконенная
процедура, которую знают гении, что и отличает их от простых
смертных. Этой процедуры не существует. Можпо лишь
быть убежденным, что прав сам или что прав кто-то
другой, кто сформулировал новые «явные начала».
Эта мысль настойчиво, явно проходит через все
оригинальные научные работы, через прямые высказывания
авторов этих работ. Макс Планк (при первом
появлении в науке квантов): «Коротко и сжато я могу па-
ввать все это актом отчаяния. Потому что но природе
248

я миролюбив и не расположен к рисковапным
приключениям. Но я тогда уже шесть лет (с 1894 г.) бился
над проблемой равновесия между излучением и
материей, не достигнув никакого успеха; я знал, что эта
проблема имеет фундаментальное значение для физики,
и я знал формулу, которая воспроизводит распределение
энергии в нормальном спектре; теоретическое
объяснение должно быть найдено любой ценой, и никакая цена
не была бы слишком высокой».
Эрвин Шрёдингер в 1926 г.— это появление в науке
«волновой функции» ψ, удивительных уравнений и
удивительных понятий, породивших такой скачок в науке
и ее возможностях создания средств производства, по
отношению к которому не было бы преувеличением
говорить о его влиянии на эволюцию человека как вида.
А вот как пишет об этом первооткрыватель: «Довольно
естественно связать функцию ψ с некоторым
колебательным процессом в атоме, в котором реальность
электронных траекторий в последнее время неоднократно
подвергалась сомнению... Я не считаю возможным до тех
пор, пока не будут успешно рассчитаны новым
способом более сложные задачи, подробнее рассматривать
истолкование введенного колебательного процесса».
Будем объективны. Хотя ни про что другое в
природе нельзя сказать более обоснованно, чем про
колебательный процесс, описываемый функцией ψ, что из него
вытекают «свойства и действия всех телесных вещей»,
и на сегодняшний день настоящего «истолкования
введенного колебательного процесса» нет!
Для тех, кто, обладая высокой квалификацией,
понимает истинную таинственность науки, нет ничего
более прекрасного, чем удивительная способность
возникшего в начале нашего века математического аппарата
квантовой теории эффективно действовать даже на
уровне внутреннего строения тех частиц, которые когда-то
считались элементарными. Нет необходимости сегодня
апеллировать к сложпым физическим экспериментам:
инженеры на основе этого аппарата создают
промышленные приборы, машины, процессы. Нет предмета для
споров и обсуждений, так как из него, если преодолеть
чисто вычислительные трудности, вытекает все сущее.
Но... почему волповой процесс, с которым связана
функция ψ, для которого сегодня неизвестен материальный
носитель, так эффективен как средство описания
явлений природы? Существует временный запрет па подоб-
249

вые обсуждения, исходящий из подсознательной боязни
♦не спугнуть» эффективность получения результатов. Он
вполне обоснован, но не носит абсолютного характера.
Максимализм в науке не всегда эффективен.
Древние греки из очень логичных, сугубо
материалистических предположений пришли к понятию об атомном
строении вещества. Их логика основывалась на том, что
во внешнем по отношению к предметам и явлениям
пространстве что-либо можно строить только из подобия
«кирпичей» — неделимых частей конечного размера,
неразличимых потому, что метка должна быть их частью.
Они обоснованно возражали против абстракции
математической точки, не имеющей ни ширины, ни толщины,
ни длины, т. е. против участия в описании природы
явно нематериального объекта. Но успех принесло исполь-
вование именно этого объекта. Даже сугубо дискретные,
атомные, квантовые процессы имеют свое отражение в
вависимостях, абсолютно точно удовлетворяющих
понятию о непрерывности, связанному с математической
точкой.
Частный пример этого — изменение в магнитном
поле энергетических уровней электронов в атомах. Оно
подчиняется строго непрерывным в математическом
смысле зависимостям для так называемых
адиабатических инвариантов, сформулированным замечательным
ученым Паулем Эренфестом. Но ведь есть и самый
общий пример — та самая функция ψ и описывающие ее
уравнения Шрёдингера!
Мы живем в удивительное время, когда очередной
втап проверки, превращающей субъективное
(эмоциональное) в объективное, в завершенное здание пауки,
подходит к концу. Как всегда в истории науки
кажущуюся завершенность создает штора, образованная
самим этапом накопления фактов. Но ведь маскирует она
не стену, а дверь, за которой эмоции, отточенные на
предыдущих знаниях, откроют еще более удивительный
лабиринт таинственного и прекрасного. Он уже виден,
интуиция его уже угадывает. Среди моря научных
статей уже присутствуют начала его описания, но
окончательный выбор пока еще не общепризнан: идет
коллективная проверка и возникают новые открытия.
Важпейшим неотъемлемым элементом в получении
новых результатов служит учет возражений, спор. Даже
слова отражают эту особенность пауки: «защита»
курсовой и дипломной работы, «защита» конструкторского
250

проекта и научного отчета, «защита» кандидатских и
докторских диссертаций. Возникновение но отношению
к инженерным решениям безликого «согласования» —
это не филологическое изменение, а падение качества
результата: «согласовать» значит никого не обидеть,
«защищать» значит дойти до последней, совместимой с
интересами других грани.
И очень жаль, что по отношению к техническим
заданиям слово «защита» исчезло из лексикона. Их
только «согласовывают». Поэтому не редкость, когда в
готовом проекте уже и защищать нечего.
Но есть еще и слово «утвердить», связанное с
ответственностью судьи, принявшего по итогам защиты
решение в соответствии с внутренним убеждением. Там,
где это слово такой смысл сохраняет, остаются в
истории науки и техники Главные конструкторы и
Теоретики с большой буквы.
Науки без личной убежденности и личной
ответственности нет. В настоящей науке не может быть
анонимных мнений, отзывов (ни положительных, ни
отрицательных). Нельзя в науке понять оценку работы, не зная
результатов, которыми известен рецензент. Если научный
работник не хочет назвать себя, не имеет мужества
защитить свою точку зрения, значит либо он не является
научным работником, либо сам сознает, что его оценка
продиктована сообрая^ениями, не связанными с самой
наукой. Гиганты науки прошлых столетий (как было
показано в § 4 гл. 2) не гнушались пи ехидства, ни
крепких выражений. Это не мешало их спорам уверенно
двигать науку вперед.
К сожалению, сегодня рецензирование в науке
анонимно. Причина в том, что существует специфическое
явление — лженаука, что есть множество
«изобретателей», квалификация которых не позволяет им попять,
что есть случаи, когда утверждение «невозможно»
носит абсолютный характер и ни при каком развитии
науки опровергнуто не будет*).
Существует ли точная грань, позволяющая разделить
споры, двигающие науку вперед, и тормозящие ее
развитие иногда на столетия? Да, существует!
*) Но ущерб от анонимности рецензирования слишком велик,
чтобы и дальше ее сохранять как правило. Тем более, что в гфере
административных отношений решено анонимки не рассматривать.
251

§ 7. Грань — способ отстаивания истинности!
В школьных учебниках история науки предстает в
виде триумфального шествия все наперед знающих
гениев. И в самом деле, нельзя рассказывать иначе тогда,
когда речь идет о первоначальном обучении. Но, к
сожалению, «...в науке всякая почти цель достигается
окольными путями и прямая дорога к ней делается
ясною для ума, когда цель уже достигнута». Так пишет
в предисловии к одной из своих работ знаменитый
русский физиолог И. М. Сеченов, и такими словами можно
предварить многие научные работы.
Поэтому забывается, что всем сегодня известный
Вильгельм Рентген, открывший в 1895 г. излучение
атомов, названное его именем, излучение, позволяющее
буквально видеть атомы с помощью названного в его честь
рентгеноструктурного анализа — этот человек не
признавал... атомного строения вещества.
А сколько полезных результатов получило
человечество из заведомо неверных целей, которые ставила
алхимия. «...К чему привела человечество средневековая
мысль, лежавшая в основе алхимии,— пишет И. М.
Сеченов.— Страшно подумать, что сталось бы с этим че-
донечеством, если бы средневековым опекунам
общественной мысли удалось пережечь и перетопить, как
колдунов, как вредных членов общества, всех этих
страстных тружеников над безобразною мыслью, которые
бессознательно строили химию и медицину.»
Как видите, самые разнообразные по причинам и
последствиям ошибки в науке — не редкость и в далеком,
и в педавнем прошлом. Одни ошибки остаются
историческими курьезами, другие даже приносят пользу, но
есть и такие ошибки, которые становятся существенным
тормозом в развитии науки. Столетиями воспоминания
о них заставляют ученых избегать определенных
терминов и с опаской относиться к достоверным новым
результатам только потому, что кто-либо по неграмотности
или даже злому умыслу может неправильно понять их
с точки зрения давно исчерпавших себя споров.
Насколько велика эта боязнь, можно
проиллюстрировать на примере связи современного преподавания
термодинамики и споров, восходящих к эпохе М. В.
Ломоносова, о тепловой жидкости — теплороде.
Одно из важных утверждений в термодинамике —
теорема Карпо о максимальном к. п. д. тенловой маши-
252

пы*). Логика ее вывода в оригинальной работе Сади
Карно, опубликованной в 1824 г., элементарно проста.
Механическая работа, которую может совершить
водопад, пропорциональна произведению разности высот
озер, которые он соединяет, на количество текущей в
нем жидкости. Опишем работу тепловой машины так
же, как водопада: разности высот воды сопоставим
разность температур Тъ — Гн, расходу жидкости (в
современных терминах) — некоторую количественную
величину — энтропию S.
Даже школьнику ясно, что если водопад заключить
в трубу и установить в ней гидротурбину, то
максимальное количество работы можно будет получить тогда,
когда вода подходит к трубе по глади верхнего озера,
а уходит па уровне поверхности нижнего озера.
Понятно, что если трубу укоротить и подводить к ней воду
по наклонному каменистому руслу, а потом бесполезно
сливать по крутой канаве с ямами и выбоинами, то часть
потенциальной энергии воды верхнего озера пропадает
зря.
В случае тепловой машины полностью потенциальную
энергию «воды» верхнего озера можно было бы
превратить в работу, если бы «водопад» заканчивался на
«уровне океана». Эта работа равна произведению
«высоты» верхнего озера Тв на расход «жидкости» S. Но
уровень нижнего озера выше «уровня океана» па
величину Гп, поэтому максимальная работа, которую можно
получить от тепловой машины при заданной разности
температур Тв — Гн нагревателя и холодильника равна
(Гв — T„)S, а максимальный к. п. д.
1 в
Это и есть знаменитая формула к. п. д. цикла Карно,
которая таинственно приводится в школьном учебнике
без вывода и слишком часто остается непонятой не
только в школе, а и после вуза и аспирантуры. Если
добавить к этим абзацам еще несколько, то можно изложить
все не менее строго, чем в любом учебнике
термодинамики.
*) Хазеп М. М., Казакевич Ф. П., Г ρ π ц е в-
ский М. Е. Общая топлотехпика.—М.: Высшая школа, 1966. См.
также: Кирилл и н В. Α., Сычёв В. В., Шейпдлин А. Е.
Техпическая термодинамика.—М.: Наука, 1979.
253

Но в учебниках читатель найдет, по существу, такой
то вывод этой формулы, как и проиллюстрированный,
но без упоминания о жидкостях и высотах, хотя
приращение энтропии dS в учебниках определяется так же,
как и в примере с водопадом: как частное от деления
приращения тепла dQ на высоту — температуру Г, т. е.
7С dQ
как количество «жидкости»: аЬ = -γ.
Все это происходит не случайно. При выводе своей
теоремы Карио об энтропии не знал и использовал для
обозначения того же самого количества понятие
теплорода. В данной задаче свойства теплорода и энтропии
тождественны, хотя разница между ними посит
принципиальный характер. Теплород понимался во времена
Карно как реальная неуничтожимая жидкость,
участвующая в тепловых процессах, а энтропия адекватно
описывается на базе молекулярио-кипетической теории
атомного строения вещества как характеристика степени
упорядоченности движения атомов и молекул. Со всей
строгостью математических и физических законов можно
показать, что в отдельных задачах молекулярно-кииети-
ческая теория приводит к возможности точного
описания тепловых процессов с использованием модели эи-
тропии-«жидкости». Хотя при этом пеобходимы многие
пояснения, но, может быть, нестрогое, но прочное
понимание при обучении не так уж плохо?
При современных объяснениях теоремы Карно в
учебном процессе запрет на упоминание жидкости
продиктован историческими причинами, отголосками битв за
становление молекулярио-кипетической теории газов, за
атомизм, а вовсе не содержанием данной тепловой
задачи. Из-за этого объяснения в учебниках проводятся на
основе формул, существо которых можно пояспить
аналогией с жидкостью, но именно это слово всегда
отсутствует. Неудивительно, что результатом подобного
умолчания для многих является глубокое непонимание.
Нельзя преуменьшать историческое значение старого
спора о теплороде и атомизме. И закончился он не так
давно. Бесноватый фюрер, уже когда готовились
испытания атомной бомбы, запрещал даже упоминание об
атомизме в курсе средней школы, так как считал атомы
и молекулы имеющими неарийское происхождение.
Но времепа измепились невозвратно. Выросло повое
поколение, для которого атом с плакатов, огней
рекламы, даже обелиска из многотонных поковок нержавею-
254

щей стали недалеко от Атоммаша стал обиходно
привычным.
Неважно, что после средней школы (или даже вуза)
не все сохраняют физически строгий запас сведений об
атоме; неважно, что его изображение художниками-
оформителями оставляет мало сходства с истинным
устройством атома. Атом для новых поколений имеет
осязаемое воплощение, такое же естественное, как
автомобили (а лошадь впереди повозки — это лишь в кино,
в зоопарке, у бабушки в деревне).
Так почему же надо бояться аналогии между
энтропией и жидкостью?
Но нет, испуг от ошибок в науке прошлого
настолько велик, что наверняка и среди читателей этой книги
найдутся такие, кого упоминание о теплороде будет
шокировать.
Только ли с теплородом связаны парадоксы? Отнюдь
нет! Ведь отголоски битвы Николая Коперника,
имеющей уже полутысячелетнюю давность, звучали совсем
педавно: создателя теории относительности — А.
Эйнштейна всерьез упрекали за то, что он показал
равноправность систем координат, связанных и с Землей, и с
Солнцем, так как-де кто-нибудь может это понять как
оправдание церковников, осуждавших Коперника.
Существуют и еще более поразительные
реальности — запрет в некоторых штатах США на
преподавание теории эволюции Дарвина или требование
одновременно рассказывать о божественном происхождении
жизни.
Как видите, наряду с историческими курьезами и
реальными ошибками в пауке существует еще одно
явление — настолько страшное, что память о конкретных его
проявлениях сохраняется иногда столетиями. Это
явление называется лжепаука.
Возникновение лженауки существенно связано с тем,
о чем подробно рассказывалось в этой книге: с
непониманием роли моделей в пауке и абсолютизацией
результатов и решений заведомо вне области их
применимости; с отказом учитывать причипно-следственные связи;
с упорным нежеланием понять, что наука в состоянии
сформулировать и ненарушимые запреты; с
недостаточной квалификацией и желанием чуда — результата,
полученного без настоящей большой работы.
В той или иной степени, однако, все эти факторы
проявляются и в рядовых, «невинных» ошибках уче-
255

вых. Убежденность есть обязательный элемент
прогрессивного развития науки. Очепь многие исходные для
важнейших областей науки положения длительное
время могут оставаться не имеющими всестороннего
обоснования или безупречпой логической связи с известным.
Квалификация у людей различна, различна оценка
фактов, которые отстаивает убежденность. Возможность
«приорно отличить науку от лженауки реализуема
далеко не всегда. В рамках самой науки есть важные
области, где критерии, позволяющие отнести то или иное
к лженауке, отсутствуют.
Но точная грань между наукой и лжепаукой
существует. Она бесспорна, наглядна, может использоваться
на практике. Эта грань — в способах отстаивания
истинности. Эта грань там, где, словами Максвелла,
«...действие мышления переходит из интеллектуальной стадии,
в которой двумя возможностями являются истина и
ошибка, в более страстное эмоциональное состояние гпе-
ва и страсти, хитрости и зависти, бешенства и
безумия...».
Лженаука там, где заставляют угрозой для жизпи
отречься Галилея, где идет на костер Джордано Бруно,
где появляются «неарийские» атомы, где ученый,
организатор, путешественник Н. И. Вавилов погибает в
тюрьме по ложному доносу, бессильный перед «хитростью
и завистью, бешенством и безумием».
Мы не всегда отдаем себе отчет в том, насколько
исторически мал отрезок, за который наука как фактор
эволюции человеческого вида полностью изменила наши
условия жизни. Забываем о нередком в истории науки
диссонансе между окружавшими ученых событиями и
величием их работ, о кратком сроке жизни многих из
них, часто о трагизме их судьбы.
Декарт, Ферма, Ньютон, Лейбниц... Математика
овладевала умами. В Цюрихе 13 родственников — отцов
и сыновей, братьев и племянпиков Бернулли торопились
применять математику к описанию природы. В этой
«перенаселенности» Лейбниц рекомендовал российской
царице Екатерине при создании ею Академии наук
способного молодого человека по имепи Леонард Эйлер.
Эйлер женился на русской женщине, имел 15
детей (из которых выжило четверо) и пользовался полной
свободой творчества, в котором широко использовал
математические методы. И сегодпя почти нет отрасли
пауки и техники, в основании которой не лежало бы одно
256

из решений, полученных Эйлером. Всё это было не так
давно: внуки Эйлера ходили уже по
послереволюционному Петрограду...
Исаак Ньютон пережил пятерых королей,
гражданскую войну, революцию и реставрацию монархии, а
занят был теориями, экспериментами и прочим, весьма
далеким от происходящего вокруг. На протяжении двух
страшных чумпых годов (1665—1666), когда умерло
около трети населения Апглии, Ньютон
сформулировал основу того, что разрабатывал всю последующую
жизнь.
Максвелл умер всего в возрасте 48 лет. Он мог бы
быть свидетелем триумфа своих уравнений.
Людвиг Больцмап всю жизпь боролся с
противниками молекулярпо-кинетической теории газов — В.
Оствальдом и Э. Махом, но они были его близкими знакомыми,
с которыми он поддерживал хорошие личные отношепия.
Замечательным ученым был П. Эренфест, ученик
Больцмана. Его критический ум сыграл огромную роль
в становлении квантовой теории наших дней.
Разработанное им учение об адиабатических инвариантах было
надежным мостом между классической и квантовой
механикой на начальных этапах ее развития. Он одним из
первых увидел необходимость поисков в направлении
многомерпости окружающего нас мира и доказал, что
простых путей в этом нет. Кто, как не он, своим
вниманием и доброжелательностью проложил путь публикации
фундаментальных решений замечательного советского
ученого А. А. Фридмана о расширяющейся Вселенной
(умершего от брюшного тифа в возрасте всего 37 лет).
Эренфест способствовал появлению в науке понятия о
спине электрона. Одпим из его паучпых прозрений стала
аналогия между операциями логики и работой
электромеханических реле, лежащая в основе формального
описания работы ЭВМ. Как и Больцман, Эренфест покончил
с собой. Почему? Достоверно об этом никто никогда не
узнает.
Способ мышления, эмоциональное влияние многих
учепьтх и после их смерти па долгие годы оставалось
в созданных ими коллективах. Образно пишет об этом
Э, Шрёдингер: «Старый вепский институт Людвига
Больцмана, незадолго до моего появления так трагически
ушедшего из жизни,... дал мне возможность
проникнуться идеями этого могучего ума. Круг этих идей стал
для меня как бы первой любовью в науке, ничто другое
17 д. M. Хазен
257

меня так не захватывало и, пожалуй, никогда уже не
захватит».
Как причудливо и неожиданно переплетаются между
собой люди, их судьбы, научные идеи!
Секундантом Больцмаиа, услуги которого не
ценились, называл себя Макс Плапк. Это он придумал
название «постоянная Больцмаиа» и первым определил ее
численное значение на основе своего знаменитого закона
излучения черного тела.
Макс Планк прожил без одиннадцати лет столетие.
Он пережил крушение династии Гогепцоллерпов,
становление и закономерный крах нацизма. Старший сын
Планка погиб в первой мировой войне под Верденом.
Две дочери-близнецы умерли при родах. Младший сын
участвовал в заговоре против Гитлера и был казнен.
Сам Планк чуть не погиб в подвале одного из домов
города Касселя, где он с женой спасался от бомбежек в
конце второй мировой войны.
Слава Макса Планка как родоначальника квантовой
теории неувядаема. Однако большую часть своей
активной научной жизни он с сомнением относился к тому,
что классическая электромагнитная волна может быть
суммой отдельных квантов. Он не одобрил работу
академика А. Ф. Иоффе, в которой впервые говорилось о
световых квантах (то, что сегодня называют
статистикой Бозе). Плапк писал, что Эйнштейн «бьет мимо
цели»— в связи с гипотезой световых квантов. Но прав
оказался Эйнштейн, а имя индийского физика III. Бозе
превратилось в парицательио употребляемое слово в
результате поддержки и развития Эйнштейном работы
Бозе.
Работ по световым квантам было достаточно для
того, чтобы имя Альберта Эйнштейна навсегда осталось
среди великих имей пауки. Но в краткий миг своей
молодости он создал еще частную и общую теорию
относительности. Он стремился обобщить их еще дальше.
На полстолетия опередив развитие науки в период ее
самого бурного роста, Эйнштейн долгие 30 лет упорно
искал пути создания единой теории электромагнитного
и гравитационного поля. И в этом он сумел подсказать
потомкам перспективные направления, поддержав и
пытаясь развить идеи о специфической многомерности
пространства на микроуровне Теодора Калуцы (тогда пи-
кому не известного приват-доцента университета в
Кенигсберге). Но установленные В. Паули и Э. Ферми
258

«нарушения* законов сохранения и вызванное этим к
жизни нейтрино только после смерти Эйнштейна
привели к укреплению в науке нового взаимодействия —
слабого. И еще одно, называемое сильным, взаимодействие
тогда было экзотическим. Построить единую теорию поля,
не учитывающую двух из четырех фундаментальных
взаимодействий, естественно, было невозможно. Прошли
десятилетия, флагом которых была крылатая фраза И.
Бора: «Эта теория, конечно, безумна, но она недостаточно
безумна, чтобы быть истинной теорией». И вдруг... в
глубинах микромира на первое место вышли те самые
термодинамические методы, которые привели М. Планка к
понятию «квант».
Много можно было бы рассказать о пересечении
термодинамики с задачами нелинейных колебаний, теорией
вероятностей и связанной с этим цепи ученых —
А. М. Ляпунов, А. Пуанкаре, Л. И. Мандельштам, Н.
Винер, И. Р. Пригожип, об истоках их работ у Больцмана,
о парадоксах неприятия их А. Пуанкаре.
Сколько их было в истории науки — великих
творцов, сочетающих поразительное ясновидение с
человеческими слабостями и ошибками, канонизированных
потомками и лишенных при жизни обыденного
благополучия? Сотни, если считать тех, кто остался в анналах
истории. Тысячи, если добавить сюда неудачников в
статистике проб и ошибок при формулировке «явных
начал» и применениях науки для нужд производства.
Это они, их «бессмысленный» труд сделал куда
больше, чем войны и короли. Это их труд создал
производственные возможности для того, чтобы сегодня плотная
шеренга прироста населения Земли, маршем по 170
человек в ряд ежеминутно входящая на Землю, могла быть
уверена в том, что производство, материальпые ресурсы
человечества способны обеспечить их существование.
Тяга к таинственному, любопытство — эволюционные
признаки человека — не только могут и дальше
обеспечить развитие человечества, но и заставят его полететь
к далеким звездам, если только будут побеждены
«хитрость и зависть, бешенство и безумие».

Глава 7
ИНТЕЛЛЕКТ РОБОТОВ
И «БЕРМУДСКИЙ ТРЕУГОЛЬНИК»
Это один из случаев, когда искусство
логически мыслить должно использоваться для
тщательного анализа и отбора уже известных
фактов,
Артур Копан Доил. Записки
о Шерлоке Холмсе
§ 1. АВОГАДРО и Амедео Авогадро
Нельзя умалять важность изложенного в предыдущей
главе материала об особенностях человеческого
интеллекта. Однако есть доступный проверке факт —
сегодняшние ЭВМ, по отношению к возможностям которых
применяют понятие «искусственный интеллект»,
способны решать задачи такого уровня и с такой
самостоятельностью, какую раньше считали исключительно
привилегией человека.
Как строятся алгоритмы в системах с искусственным
интеллектом, каковы особенности некоторых из
осуществленных систем, можно прочесть, например, в книге
Г. С. Поспелова и Д. А. Поспелова*), и повторять это
нет необходимости. А вот почему и как возникают такие
системы (с точки зрения потребностей научной работы),
интересно проследить на примере.
Более 25 лет назад, когда триумфальное возвращение
Юрия Гагарина из орбитального полета было уже в
прошлом, а полеты на Венеру и Марс еще только
планировались, остро встали проблемы расчетов движения
тел с большими скоростями в атмосферах Земли и
планет. В этих задачах стало необходимо учитывать
высокие температуры, а вместе с ними диссоциацию молекул,
возбуждение атомов, химические реакции. Выделяемая
или поглощаемая при этом энергия должпа была
присутствовать в расчетах. Энергия во многих случаях —
функция состояния, т. е. не зависит от пути протекания
процессов. Поэтому свойства каждого вещества
описывает несколько цифр. Такие данные определены в экспе-
*) Поспелов Г. С, Поспелов Д. А. Искусственный
интеллект — прикладные системы.— М.: Знание, 1985.
260

рйментах и отражены в литературе*). Но при больших
скоростях течения газов необходимо учитывать
динамику реакций во времени: пока газ проходит мимо
головной части спускаемого аппарата или истекает из сопла
двигателя, реакция может и не успеть завершиться.
Для описания скорости реакций (химических,
реакции диссоциации или других) используют приближенные
соотношения. Скорость изменения концентрации А{
реагирующей компоненты А в простейшем случае
записывается в виде
— = ΚαβΑϊΒι,
где постоянная К называется константой скорости
реакции между компонентами А и В с концентрациями
А{ и В{.
Величина КАв существенно зависит не только от
рода атомов или молекул, но и от их энергетического
состояния — вида частиц и уровня возбуждения, степени
диссоциации; на нее сильно влияют примеси других
атомов и молекул, вещество контактирующих поверхностей,
наличие катализаторов или ингибиторов реакции.
Система энергетических состояний даже для простейших
атомов сложна. Кроме того, величина КАв — функция
не только температуры и давления, но и отклонения от
равновесного теплового распределения для
взаимодействующих частиц. Видов атомов или молекул, сведения
о которых в первую очередь необходимы для решения
задач газовой динамики, относительно мало. Однако при
использовании уравнения для скорости реакции в
записанной выше форме необходимо знать очень много
разных значений константы скорости реакции,
анализировать задачу для того, чтобы использовать наиболее
отвечающие ей значения КАв-
Для этого специалисты по газовой динамике должны
работать в контакте со специалистами по кинетике
реакций. Например, в Институте механики МГУ по
инициативе академика Г. И. Петрова была создана
лаборатория, которая специализирована на экспериментальном
определении этих констант и их анализе. С самого
основания ею руководит профессор С. А. Лосев.
*) Например, фундаментальная работа советских учепых:
Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Т. I—IV.—
М.: Наука, 1978-1982.
2G1

Более 25 лет лаборатория продуктивно работает,
используя созданные в ней уникальные экспериментальные
установки и методики. Но время идет, а объем
необходимых работ не уменьшается, трудности в анализе своих
и чужих результатов растут пропорционально числу
результатов в лаборатории и во всем мире.
В начале восьмидесятых годов возникла естественная
идея организовать на базе ЭВМ информационный банк
данных о скоростях реакций для задач газовой динамики.
Но банк, задуманный сначала как автоматизированный
справочник, сразу потребовал серьезных усложнений.
Когда научный работник читает статью и из нее выбирает
данные, он имеет возможность учесть приведенные в
статье подробности об условиях экспериментов или
расчетов, о примесях, помехах и пр. Все это надо вводить
и в банк. Отсюда вытекает следствие: нужно иметь в
ЭВМ логические блоки, позволяющие оценить
достоверность материала, экстраполировать данные в близкие
области параметров, где пет экспериментов, выбирать
данные, отвечающие постановке задачи и др.
Газодинамические задачи, для которых создается банк,
сложны. Решать их все равно необходимо с
использованием ЭВМ. Неизбежна следующая ступень усложнения.
Введем в банк системы уравнений, описывающих
типичные задачи в разных вариантах приближения к
действительным процессам. Поручим машине выбирать и
уравнения, и данные для них. Машина должна делать то, чтэ
ранее квалифицировалось как самая сложная часть
интеллектуальной работы — выбор модели. Правда, это
делается в облегченных условиях — для хорошо
исследованных человеком задач.
Пользователь машины может набрать на клавиатуре
терминала задачу: рассчитать некоторое течение. Машина
в диалоговом режиме задаст вопросы об условии задачи,
о точности решения, о способе представления результатов.
После этого ЭВМ сама выбирает систему уравнений,
анализирует и подставляет в них необходимые постоянные,
решает систему и выдаст результат, например в виде
графика, указав степень достоверности расчетов.
Под руководством академика Г. Г. Черного и
профессора С. А. Лосева такая система разрабатывается.
Она называется Автоматизированное Обеспечение ГАзо-
Дипамических Расчетов с Оценкой достоверности —
АВОГАДРО. Для сравнения укажем, что решаемые его
за десятки минут или часы задачи требовали одного —
2G2

двух лет работы высококвалифицированного научного
сотрудника. Причем собственно задачу все равно решала
ЭВМ, а большая часть времени требовалась на поиски
данных, формирование модели и вспомогательную работу.
Тот, кто дал имя системе,— адвокат, ставший физиком,
Амедео Авогадро, современник Лапласа, Френеля, Галь-
вани, Лагранжа. Экспериментами он не прославился. Его
деятельность была скорее аналогом «блока системы
АВОГАДРО», хранящим в себе результаты опытов Гей-Люс-
сака: количественные соотношения объемов реагирующих
газов в химических реакциях постоянны для каждой из
них и кратны между собой. Обработав эту информацию,
Амедео Авогадро сделал вывод, важнейший для всего
развития науки и особенно атомизма: «число
интегральных молекул всегда одно и то же в одинаковых объемах
любых газов и всегда пропорционально объемам». Тем
самым «имеется средство очень легкого определения
относительных масс молекул тел, которые можно получить
в газообразном состоянии, и относительного числа
молекул в соединениях»*).
Именно идеи Амедео Авогадро об относительной массе
молекул (атомов) стали «решающим моментом» для
Д. И. Менделеева, как пишет он сам, в создании
периодической системы элементов.
Этот пример из истории науки показывает, что
первичные экспериментальные данные приводят к
выделению на их основе обобщенных характеристик. Возникает
возможность систематизации в гораздо болео широком
классе явлений.
Переход к сложной ступени обобщения неизбежен и в
системе АВОГАДРО. Его необходимость связана с тем,
что множественность констант в химической кинетике
возникла в результате замены строгих закономерностей
приближенным описанием. В природе все проще,
функционально связано. Поэтому можно процессы
взаимодействия атомов рассчитать, исходя из знаний об их
электронных оболочках и функциях распределения для частиц,
участвующих в реакциях. Иногда так и делают, по в
этом общем случае расчеты слишком сложны, громоздки
и неточны.
*) В приведенной цитате Авогадро «ттптстральная
молекула»— это то, что сегодня называют молекулой, а «молекула»
отвечает атому. В цитате речь идет об одинаковых условиях, в
которых находятся газы,— температуре и давлении.
263

Снабдим систему АВОГАДРО «блоком интуиции». По
мере накопления данных пусть машина сравнивает их
и ищет корреляции с внутренним устройством атома, с
периодичностью таблицы Менделеева, с
макроскопическими условиями задач. Указания — какие корреляции
целесообразно искать — человек дать может, но самому
охватить необходимый объем данных ему не под силу.
Анализируя результаты машины, можно вводить
коррективы в направлении поиска взаимосвязей.
В существующей структуре АВОГАДРО
предусмотрено хранение экспериментальных методик и возможность
подключения системы непосредственно к
экспериментальным установкам.
Так, по мере накопления информация ЭВМ будет сама
«торпедировать» первичные цели своего создания, она
будет синтезировать формулы, позволяющие в
дальнейшем обходиться без экспериментальных констант.
Хотя система АВОГАДРО дает результаты,
эквивалентные сугубо научному творчеству, она подконтрольна
человеку: основные факты и модели вводит в нее человек.
Ее обязанности заключаются только в выборе метода
решения и его обоснования.
Где пределы совершенствования самих ЭВМ?
Насколько сложные задачи могут решать системы
искусственного интеллекта на базе ЭВМ?
Ответы на эти вопросы находятся в центре внимания
исследовательской работы самого последнего времени.
Эта бурно и продуктивно развивающаяся область науки
еще не установилась, в ней непрерывно создается новое,
меняются подходы, задачи, терминология, способы
изложения.
Но уже сейчас, если подходить с общих позиций,
не отвлекаясь на еще не завершившуюся детализацию,
можно сделать важные оценки. Поэтому в дальнейшем
изложении будем избегать машинно-алгоритмических
примеров, сосредоточив внимание на постановках задач
в классической методологии.
§ 2. Миллиард на одном чипе*
Человеческий мозг эволюциопно приспособлен
оперировать со сложными образами, нацелен на поиски
ассоциаций, прогнозирование изменений в окружающей
обстановке, регулирование внутренних функций организма.
Операции с числами для него новы, более трудно осу-
261

ществимы. Но и к ним он приспособился. До появления
ЭВМ и микрокалькуляторов способности некоторых людей
к вычислениям с многозначными числами настолько
поражали, что их демонстрация включалась в цирковые
номера.
Быстро и хорошо умели считать многие ученые.
Например, Леонард Эйлер задолго до появления ЭВМ
использовал в своем творчестве численный эксперимент.
В тех случаях, когда интуиция не давала пищи для
решения задачи, он проводил вычисления, подсказывающие
путь поиска аналитических зависимостей.
Начало вычислительным системам положил в 1642 г.
Блез Паскаль, создав механический арифмометр,
доживший до наших дней. Идея, лежащая в основе современных
ЭВМ,— разделить алгоритмы обработки информации и
технические средства их реализации — высказана β
XIX веке английским философом, инженером и
математиком Чарльзом Беббиджем.
Дочь поэта Дж. Байрона математик Августа Байрон
(графиня Ловлейс) развила основы метода
программирования для машины Беббиджа. Но механические колеса,
штифты и рычаги, которые тогда были единственными
техническими устройствами для реализации вычислений,
оказались слишком сложными для того, чтобы эта идея
могла дать практические результаты.
Математическая логика, развитие которой у нас в
Союзе связано с именами А. А. Маркова, А. Н.
Колмогорова, П. С. Новикова, А. И. Мальцева, С. А. Яновской,
открыла пути для построения вычислительных систем.
Аналогию между аппаратом математической логики и
поведением систем из электрических реле обосновали в
тридцатых годах в СССР В. И. Шестаков и за рубежом
К. Шеннон. Так появились вычислительные машины с
сигналами типа ДА — НЕТ, даваемыми замкнутыми и
разомкнутыми контактами электромеханических реле.
Многотонный гигант... делил два числа за секунды. Это
было достижением.
Для реализации вычислений на принципах ДА — НЕТ
пеобходимо устройство, отличительной особенностью
которого являются два устойчивых состояния. Перевод из
одного состояния в другое производится внешним
воздействием — сигпалом. Простейший пример такого устройства
был указан выше — реле: нет тока в обмотке — контакт
разорван, есть ток — замкнут. Как устроены элементы
ДА, НЕТ — неважно. Они имеют входы и выходы. Сиг-
265

налы на входах и выходах обозначаются, например, так:
ДА как 1, НЕТ как 0.
Сигналами могут быть положения механических
рычагов и давление газа или жидкости, электрический ток
или напряжение, единичные кванты излучения или
единичные электроны. В современных ЭВМ, как правило,
используются необратимые элементы, выходы и входы
которых нельзя менять местами. Необратимы и элементы
ДА, НЕТ в нервных системах живых организмов —
нейроны. Однако можно реализовать обратимые элементы
ЭВМ, у которых входы и выходы равноправны.
Фактически в ЭВМ используют более сложные элементы,
выполняющие логические операции НЕТ, И, ИЛИ. Их строят
на базе устройств с двумя устойчивыми состояниями.
Первые же результаты приемлемого технического
осуществления элементов НЕТ, И, ИЛИ оказались
значительными. Во время второй мировой войны
специализированные вычислительные машины сыграли решающую роль
в расшифровке сверхсекретных радиограмм гитлеровского
командования*). Дело доходило до того, что английский
премьер Черчилль иногда читал приказы и распоряжения
Берлина раньше, чем их адресаты. Молодой тогда
математик А. Тьюринг, развивший математические методы
дешифровки, стал одним из первых в постановке вопросов
возможности создания искусственного интеллекта.
Начало вычислительной техники в ее современных
формах положила, созданная по идеям и под
руководством Джона фон Неймана электронная вычислительная
машина ENIAC. Первая советская ЭВМ была разработана
под руководством академика С. А. Лебедева в 1951 г.
Она называлась МЭСМ — «модель (а иногда «малая»)
электронной счетной машины». В ней работало около
G000 электронных ламп.
В 1922 г. начало эре полупроводниковых электронных
приборов положил погибший во время Отечественной
войны в блокадном Ленинграде О. В. Лосев — ученик
академика А. Ф. Иоффе, пионера в исследовании
электронной структуры твердых тел. В конце сороковых годов
полупроводниковая электроника родилась второй раз, но
уже за рубежом. Триумфальное внедрение
полупроводниковых электронных приборов уничтожило ЭВМ на
электровакуумных лампах за малый срок после их рож-
*) Об этом увлекательно рассказано в книге Ф. Уинтерботема
«Операция Ультра» (М.: Воепиздат, 1978).
266

дения. Но и полупроводниковые диоды и триоды, как
отдельные «пуговки», образующие элементы ЭВМ,
продержались недолго.
В промышленность пришла микроэлектроника. На
поверхности одного кристалла полупроводника, или, как его
стали коротко называть, чипа, синтезируют множество
активных и пассивных элементов электронной схемы.
В течение почти двадцати лет число элементов на
поверхности полупроводникового кристалла в
промышленных серийных изделиях ежегодно увеличивается в два
раза. Это означает экспоненциальный рост. Ожидается,
что и в будущем такой характер роста сохранится еще
лет двадцать, только удвоение будет происходить не за
год, а за два. К 2000 году число элементов на одном
чипе должно достигнуть миллиарда (Ю9), а сегодня оно
уверенно приближается к миллиону.
При числе элементов на чипе, превышающем сто
тысяч, размеры «деталей» каждого диода или триода и
т. п. становятся субмикронными и на первый план
выходят физические ограничения.
Сначала казалось, что наиболее трудные вопросы
возникнут в технологии изготовления. В ее основе
лежат методы, пришедшие из фотолитографии и
электронной микроскопии. Главнейшие ограничения связаны с
разрешением для изображений, о которых говорилось в
§ 6 гл. 2. В отличие от рассмотренных там способов
борьбы с дифракционной нерезкостью, для чипов в
промышленности пошли по пути уменьшения длины волны
«освещающих лучей». Электронно-лучевая литография
позволила достичь разрешений в плоскости чипа до 0,01 мкм,
а в глубину меньше нанометра. Поэтому на ближайшие
10 лет непреодолимых технологических препятствий на
пути микроэлектроники нет.
Более серьезными оказались ограничения, связанные
с физическими основами работы полупроводниковых
устройств. Например, при размерах меньших ОД мкм,
существенным становится квантово-механический
туннельный эффект — слой диэлектрика перестает быть
изолятором. Как показывалось во второй главе, преодоление
такого рода ограничений возможно па путях, когда
физическая природа препятствия берется за основу
принципа работы нового класса устройств. Такие
исследования идут.
Для микроминиатюрной полупроводниковой памяти
наиболее существенные неприятности создает естествен-
267

ный радиоактивный фон, так как энергия составляющих
его частиц оказывается достаточной для переключения и
тем самым стирания элементарных ячеек памяти ужо
начиная от размера порядка 1 мкм.
Как видите, и трудности, и возможности на пути
микроминиатюризации схем полупроводниковых элементов
ЭВМ есть.
Но полупроводники не монополисты в роли элементов
ЭВМ. Есть ряд нетрадиционных направлений, связанных
с использованием новых физических принципов в
создании элементов ЭВМ.
Реализация элементов НЕТ, И, ИЛИ может быть
самой разнообразной. В частности, не запрещено
использование в качестве основы таких элементов одного атома
или молекулы. Никто еще не ставил всерьез проблемы
использования единственного атома в качестве
логического элемента ЭВМ, но принципы работы таких предельно
малых устройств можно проиллюстрировать примерами.
Пусть сигналами являются одиночные кванты
излучения. Тогда для атома или простейшей молекулы нужно
найти два устойчивых состояния, сохраняемых хотя бы в
течение ограниченного времени.
Одно из них — это невозбужденный уровень атома
(основной). В отсутствие подвода энергии такое состояние
стабильно. Возбужденных уровней в атоме очень много.
К сожалению, для большинства атомов эти уровни имеют
малое время жизни и не могут быть выбраны как второе
устойчивое состояние. Но из опыта создания лазеров,
в частности в связи с необходимой для их работы инверсной
населенностью энергетических уровней, известно много
атомов и молекул, обладающих специфическими уровнями
с большим временем жизни.
Например, лазеры с рабочей средой в виде смеси
углекислого газа и азота используют в качестве долгожп-
вущего один из уровней молекулы С02, на котором и
образуется инверсная населенность. Обозначим такой
уровень А. Квант hvA возбудит этот уровень, т. е. переведет
элемент из одного устойчивого состояния в другое. Но
если сначала подействовать на эту же молекулу
квантом hvB, то возбудится уровень В и под действием кванта
hvA возбуждение произойти не сможет. Тем самым
реализован логический элемент НЕ.
В рубиновом стержне, легированном атомами хрома
(используется в импульсных рубиновых лазерах), можно
возбуждать разные уровни С и D у иона хрома. За счет
268

теплоЁой релаксации энергия перейдет на уровень с
относительно большим временем жизни Е. Или квант hvc->
или квант hvD вызовет одно и то же излучение Jiv^. Тем
самым осуществлена логическая операция ИЛИ.
В магнитном поле происходит известное зеемановское
расщепление уровней. Энергия разницы между
возникшими подуровнями отвечает кванту радиочастоты, а
оптические кванты при переходах к основному состоянию
имеют разную плоскость поляризации. Тогда только
одновременное действие излучения оптического кванта с
определенной поляризацией и радиочастотного кванта
разрешит возбуждение и последующее излучение, т. е.
осуществится элемент И.
Приведенные примеры условны, так как возбуждение
отдельного атома описывается вероятностными законами,
а самопроизвольное (спонтанное) излучение
возбужденных атомов происходит равновероятно по направлениям,
нарушается обязательная для ЭВМ адресность передачи
сигналов.
Наличие очевидных ограничений, как было показано
в гл. 2, не всегда представляет собой категорический
запрет. Только думать над задачей надо изощреннее.
Такие решения есть. Они, в частности, связаны с
процессами в больших молекулах, описанными в гл. 5. Их
можно распространить на органические молекулы с
небольшим (десятки, сотни) числом атомов. В них могут
существовать пути распространения механических или
электронных возбуждений, называемых фононами и экси-
тонами, со своими уровнями энергии. Для таких
возбуждений организовать адресность передачи достаточно
просто. При использовании водородных связей (гл. 4, § 2)
можно формировать в молекуле уединенные волны —
солитоны, чтобы использовать их в качестве сигналов.
Во всех этих направлениях идут теоретические и
экспериментальные работы. Поэтому вопрос о телепатии,
которому была посвящена глава 5, не есть только вопрос о
роли электромагнитного излучения в работе нервной
системы человека, животных и насекомых, он имеет
существенное значение для ускорения реализации предельно
малых элементов ЭВМ. И там речь шла о инверсной
населенности для элемента ДА—НЕТ. Экспериментальная
проверка изложенного в главе 5 неизбежно даст ценный
материал для создателей новых ЭВМ.
Нет запрета и на то, чтобы обойти ограничения
неоднозначности передачи оптических сигналов между еди^
263

Научно-популярное издание
ХЛЗЕН Александр Моисеевич
О ВОЗМОЖНОМ И НЕВОЗМОЖНОМ В НАУКЕ,
ИЛИ ГДЕ ГРАНИЦЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ИНТЕЛЛЕКТА
Заведующий редакцией Л. А. Русаков
Редактор В. И. Леваптовский
Художественный редактор Т. Я. Кольченко
Технический редактор В. Н. Кондакова
Корректоры Т. Г. Егорова, Н. В. Румянцева
ИБ П 32670
Сдано в набор 25.03.88. Подписано к печати 03.11.88. Т-17893.
Формат 84X108/32. Бумага тип. JVfe 1. Гарнитура
обыкновенная новая. Печать высокая. Усл. печ. л. 20,16. Усл. кр.-
отт. 20,58. Уч.-изд. л. 22,26. Тираж 60 000 экз. Заказ JSU 105.
Цена 1 р. 50 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Наука»
Главная редакция физико-математической литературы
117071 Москва В-71, Ленинский проспект, 15
Четвертая типография издательства «Наука»
630077 Новосибирск-77, Станиславского, 25

WHAT IS POSSIBLE AND IMPOSSIBLE
IN SCIENCE,
or Where the Limits to Artificial
Intelligence Lie
BY ALEKSANDR Μ. ΚΗΑΖΕΝ
Abstract
The book tells about modern science and some errors which so
metimes occur. It answers questions of the kind: what the Bermuda
Triangle fantasies and peculiarities of robot intellect have in
common? What connections exist between the evolution of living matter
and its atomic structure? How the issue of telepathy is related to the
problemo f microminiaturization of computers and rapid processes
accompanying normal functioning of the nervous system? When
and how one can circumvent prohibitions of physical laws?
It is characteristic of the book that some illustrative example.*
are treated in a grotesque manner, on the basis of not fullv serious
sensations, such as «flying saucers», telepathy, etc. This has been done
not only to intrigue the readet but primarily due to an ability of the
grotesque to clarify the essence of things.
Primarily the book is dedicated to analyse characteristic
features of scientific techniques, the ways of developing fundamental
theories, and to scrutinize origines of errors as well as the reasons
why the errors may transform into the horrible phenomenon of false
science, and what is the difference between false and true sciences.
All this is closely related to another major theme of the book,
namely, the essense of life, particularities of living matter evolution,
the ways of natural selection and its relations to anothei, no less
fundamental, law of nature dealing with the feedback influence of all
living forms on the habitat, both in the small and on the planetaiy
scale.
The third theme, closely related to the first two, is the search
for a correlation between the scientific approach to analysing natuie
and the major principles of the nervous system operation. It deals
with the questions of what computers and the human brain have
in common, what are the principal limitations of improving
computers from both the technological point of view and the point of view
of determining validity of solutions obtained by computers and
the brain.
Finally, the principles of selforganizatioa in living and dead
natuie are briefly considered,