Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной

Эффект Допплера используется и в полицейских портативных радарах – “ловушках для лихачей”. Неподвижно установленный прибор посылает радиолокационные сигналы вдоль дороги. Радиоволны отскакивают назад от приближающихся автомобилей и регистрируются приемным устройством. Чем быстрее движется машина, тем сильнее допплеровский сдвиг частоты. Сравнивая исходящую частоту с частотой возвращающегося эха, полицейские, а точнее их автоматизированная аппаратура, могут вычислить скорость каждой машины. Раз полиция освоила эту методику для ловли дорожных нарушителей, то можем ли мы надеяться, что и рукокрылые пользуются ею для измерения скорости насекомых, на которых охотятся?

Ответ будет – да. Давно известно, что мелкие летучие мыши, называемые подковоносами, издают не отрывистые щелчки и не нисходящие глиссандо, а продолжительные монотонные возгласы. Говоря “продолжительные”, я имею в виду – продолжительные по меркам рукокрылых. Эти “возгласы” все равно длятся менее десятой доли секунды. И, как мы дальше увидим, нередко в конце каждого возгласа к нему добавляется еще и нисходящее “присвистывание”. Но для начала просто представьте себе, как подковонос, непрерывно издавая ультразвуковой шум, на высокой скорости приближается к неподвижному объекту – скажем, к дереву. В связи с таким направлением движения летучей мыши звуковые волны ударяются о дерево с повышенной частотой. Если бы в дереве был спрятан микрофон, то по той причине, что животное приближается, он бы “слышал” звук с допплеровским завышением тона. В дереве нет микрофона, но точно таким же образом будет завышен тон у отражающегося от дерева эха. Итак, поскольку волны эха струятся от дерева обратно, то получается, что летучая мышь летит им навстречу. Следовательно, при восприятии летучей мышью высоты звучания эха происходит еще один допплеровский сдвиг в сторону завышения. Перемещение летучей мыши приводит к своего рода двойному допплеровскому эффекту, величина которого является точным показателем скорости движения животного относительно дерева. Сравнив высоту своего крика с высотой возвращающегося эха, летучая мышь (а точнее, встроенный в ее мозг “бортовой компьютер”) имела бы теоретическую возможность вычислить, насколько быстро она приближается к дереву. Пусть это ничего не сказало бы ей о том, как далеко от нее это дерево находится, тем не менее полученная информация сама по себе была бы очень ценной.

Если отражающий эхо объект – не неподвижное дерево, а перемещающееся насекомое, рассчитать последствия допплеровского эффекта будет труднее, однако летучая мышь будет по-прежнему иметь возможность вычислить относительную скорость своего движения по направлению к мишени – нет сомнений, что сложной управляемой ракете, какой является охотящаяся летучая мышь, эта информация крайне необходима. На самом деле некоторые рукокрылые придумали штуку поинтереснее, чем просто вопить на одной высоте и измерять высоту возвращающегося эха. Вместо этого они тщательно подстраивают высоту исходящих криков таким образом, чтобы высота эха после сдвига по Допплеру поддерживалась на неизменном уровне. Приближаясь со все возрастающей скоростью к движущемуся насекомому, они постоянно меняют высоту своих сигналов, все время добиваясь именно той частоты, какая нужна для того, чтобы сохранять высоту эха неизменной. Такая изобретательная уловка позволяет поддерживать эхо на той высоте звука, к которой уши этих летучих мышей наиболее чувствительны, что немаловажно, учитывая, насколько это эхо слабое. Следовательно, получить информацию для вычисления допплеровского эффекта животное может, следя за тем, на какой частоте ему сейчас нужно кричать для поддержания фиксированной высоты эха. Я не знаю, используется ли это ноу-хау в каких-либо рукотворных приборах, будь то сонары или радары. Но, коль скоро летучим мышам принадлежит пальма первенства во всех самых удачных решениях в данной области техники, готов биться об заклад, что используется.

Хотя может показаться, что два этих, весьма различных подхода – оценка допплеровского смещения и “чирплет-радар” – пригодны каждый для своих, особых целей, в действительности одни группы рукокрылых специализируются на первом, а другие – на втором из них. Некоторые, впрочем, пытаются, по-видимому, преуспеть и там и там, присоединяя FM-“присвистывание” к концу (или иногда к началу) протяжного “клича”, имеющего постоянную высоту. Еще один любопытный трюк, используемый подковоносами, связан с движениями их больших ушных раковин. В отличие от других летучих мышей подковоносы совершают частые взмахи ушами попеременно вперед и назад. Можно предположить, что такие дополнительные резкие перемещения звукоулавливающей поверхности относительно мишени модулируют эффект Допплера, сообщая дополнительную полезную информацию. Когда ухо делает взмах по направлению к мишени, кажущаяся скорость приближения к ней возрастает. Когда же оно отводится в противоположном направлении, все происходит наоборот. Мозгу летучей мыши “известно” направление взмахов каждого уха, и в принципе ему ничто не мешает пользоваться получаемой таким образом информацией для произведения необходимых вычислений.

Вероятно, самая серьезная из проблем, стоящих перед рукокрылыми, – это опасность непреднамеренных “помех”, создаваемых криками других летучих мышей. Однако, как показали эксперименты, сбить летучую мышь с толку мощными искусственными ультразвуковыми сигналами на удивление непросто. Впрочем, задним числом понимаешь, что это можно было предвидеть. Летучие мыши должны были научиться избегать помех еще давным-давно. Многие виды рукокрылых имеют привычку отдыхать, скапливаясь в огромных количествах в пещерах, где наверняка стоит оглушительная какофония из многочисленных ультразвуков и их эха, что, однако, не мешает летучим мышам легко порхать в полной темноте, не натыкаясь ни на стены пещеры, ни друг на друга. Каким же образом животное умудряется следить за собственным эхом, не путая его с эхом, создаваемым другими летучими мышами? Первое, что тут пришло бы в голову инженеру, – это некая разновидность частотного кодирования: каждая летучая мышь, подобно радиостанции, могла бы иметь свою собственную, личную частоту. Возможно, до некоторой степени это и так, но истинное положение дел, несомненно, сложнее.

Почему рукокрылые не “глушат” друг друга своими криками, не вполне ясно, но опыты, в которых им пытались “запудрить мозги”, дают нам любопытную подсказку. Оказывается, летучую мышь можно обмануть, если проигрывать ей запись ее собственного крика, но с задержкой. Другими словами, нужно фальшивое эхо ее собственных криков. Если аккуратно отрегулировать электронную аппаратуру, которая производит задержку этого фальшивого эха, то можно даже заставить летучую мышь пытаться сесть на “фантомную” поверхность. Полагаю, для нее это равносильно тому, чтобы смотреть на мир через линзу.

Не исключено, что у рукокрылых есть нечто, что мы могли бы назвать “фильтром странности”. Каждое последующее эхо, вызванное собственными криками летучей мыши, формирует такую картину мира, которая логична с точки зрения предшествовавшей картины, построенной на основании предыдущих отраженных сигналов. Если мозг летучей мыши услышит эхо крика другой летучей мыши и попытается поместить его в картину мира, которую он только что выстроил, получится бессмыслица. Создастся впечатление, будто все предметы вокруг стали внезапно разбегаться в разных случайных направлениях. Но предметам реального мира такое безумие несвойственно, а значит, мозг может спокойно проигнорировать подобное эхо как фоновый шум. Если же человек-экспериментатор будет подавать летучей мыши искусственное “эхо” ее сигналов с запозданием или, наоборот, преждевременно, то такие ложные звуки будут иметь смысл в рамках той картины мира, которую эта летучая мышь уже себе построила. Они являются правдоподобными в контексте своих предшественников, и потому “фильтр странности” их пропускает. Согласно им, окружающие предметы меняют свое местоположение совсем чуть-чуть, а это объектам реального мира вполне свойственно. Мозг летучей мыши твердо уверен в том, что мир, изображаемый эхом одного сигнала, должен либо ничем не отличаться от мира, нарисованного предыдущими звуковыми отражениями, либо отличаться от него незначительно. Например, преследуемое насекомое может слегка переместиться.

У философа Томаса Нагеля есть знаменитая статья, которая называется “Каково быть летучей мышью?”. Речь в ней идет не столько о рукокрылых, сколько о философской проблеме постижения того, “каково” это – быть кем-то, кем мы не являемся. Тем не менее для философа летучая мышь – пример чрезвычайно удачный, поскольку предполагается, что ощущения летучей мыши, ориентирующейся при помощи эхолокации, являются чем-то особенно чуждым для нас и отличным от наших ощущений. Можно почти с полной уверенностью сказать, что для того, чтобы почувствовать себя летучей мышью, без толку идти в пещеру, орать там, греметь кастрюлями, специально замерять продолжительность паузы до появления эха и на основании этого высчитывать, далеко ли до стены.

Все это соответствует тому, что чувствует летучая мышь, не более, чем следующее описание соответствует тому, как мы видим цвет. Возьмите прибор, измеряющий длину волны света, попадающего вам в глаз. Если она длинная – вы видите красный, а если короткая – фиолетовый или синий. Так уж вышло, и это научный факт, что у света, который мы называем красным, длина волны больше, чем у света, который мы называем синим. В нашей сетчатке включаются те или иные рецепторы – воспринимающие красный или синий – в зависимости от длины световой волны. Но понятие “длина волны” не играет ни малейшей роли в нашем субъективном восприятии цвета. То, “каково” это – различать красный и синий цвета, никоим образом не помогает нам узнать, в каком случае длина волны больше. Когда она для нас действительно важна (что бывает редко), мы должны ее просто помнить или (как обычно поступаю я) заглянуть в справочник. Аналогичным образом летучая мышь узнает местоположение насекомого, используя то, что мы называем эхом. Но когда она замечает насекомое, то думает о времени задержки эха наверняка не больше, чем мы с вами думаем о длинах волн, когда воспринимаем синий или красный цвет.

Да, в самом деле, если бы я был поставлен перед необходимостью попытаться сделать невозможное – представить себе, на что похоже быть летучей мышью, – то я предположил бы, что для летучих мышей ориентировка с помощью эха является во многом тем же самым, чем зрение для нас. Мы с вами животные, воспринимающие мир почти полностью через зрение, и потому вряд ли в состоянии осознать, какое непростое это дело. Предметы находятся “там-то”, и нам кажется, что там мы их и “видим”. Подозреваю, однако, что на самом деле мы видим искусную компьютерную модель, выстраиваемую мозгом на основании информации, приходящей извне, но преобразованной им так, чтобы ею было можно пользоваться. То, что снаружи является различиями в длине световой волны, компьютерная модель у нас в голове перекодирует в “цветовые” различия. Форма и прочие признаки трансформируются точно таким же образом, принимая вид, с которым удобно иметь дело. Наши с вами зрительные ощущения очень сильно отличаются от слуховых, но это никак напрямую не связано с физическими различиями между светом и звуком. И свет, и звук в конечном итоге переводятся соответствующими органами чувств в одни и те же нервные импульсы. По физическим свойствам нервного импульса невозможно определить, какую информацию он несет – о свете, о звуке или о запахе. Зрительные, слуховые и обонятельные ощущения так сильно отличаются друг от друга только потому, что нашему мозгу удобнее использовать разные типы внутренних моделей для мира зрительных образов, мира звуков и мира запахов. Мы используем зрительную и слуховую информацию различным образом и для разных целей – вот почему зрение и слух такие разные, а вовсе не непосредственно потому, что свет и звук – это различные физические явления.

Но летучая мышь использует звуковую информацию во многом для той же самой цели, для которой мы используем информацию зрительную. Она определяет местоположение предметов в трехмерном пространстве (и постоянно обновляет информацию об этом) с помощью звуков, так же как мы делаем это с помощью света. Следовательно, ей нужна такая внутренняя компьютерная модель, которая могла бы создавать образы, отражающие перемещение объектов в трехмерном пространстве. Суть здесь в том, что те формы, которые примет субъективный опыт животного, будут свойством его внутренней компьютерной модели. Эта модель конструируется в процессе эволюции исходя из того, насколько она годна для создания полезных внутренних представлений, безотносительно физической природы поступающих извне стимулов. Летучим мышам нужна такая же внутренняя модель для отображения местонахождения предметов в трехмерном пространстве, что и нам с вами. Тот факт, что их внутренняя модель формируется при помощи эха, а наша – при помощи света, не имеет отношения к делу. И та и другая внешняя информация будет на своем пути к мозгу преобразована в одинаковые нервные импульсы.

Итак, мое предположение состоит в том, что летучие мыши “видят” примерно так же, как и мы, пусть даже физический посредник, через который происходит преобразование внешнего мира в нервные импульсы, у них и совершенно иной: ультразвук, а не свет. Возможно, они даже могут испытывать ощущения, которые мы называем цветовыми, – эти ощущения не отсылают к физике и длине волн, но они отражают разнообразие внешнего мира и играют для летучих мышей ту же функциональную роль, какую цвет играет для нас. Кто знает, может быть, тонкая текстура поверхности у их самцов такова, что эхо, отскакивающее от нее, производит на самок впечатление роскошной окраски – этакий звуковой аналог брачного наряда райской птицы. И я подразумеваю под этим не просто какую-то расплывчатую метафору. Нет ничего невозможного в том, чтобы самка летучей мыши субъективно воспринимала самца, скажем, ярко-красным – точно так же, как я воспринимаю фламинго. Ну или, по меньшей мере, восприятие летучей мышью своего брачного партнера может отличаться от моего зрительного восприятия фламинго не больше, чем мое зрительное восприятие фламинго отличается от того, как фламинго видится другому фламинго.

Дональд Гриффин рассказывает, что было, когда в 1940 г. он и его коллега Роберт Галамбос впервые сообщили потрясенным участникам зоологической конференции о своем открытии эхолокации у рукокрылых. Скептицизм одного прославленного ученого сопровождался таким негодованием, что:

…он схватил Галамбоса за плечи и стал его трясти, попутно возмущаясь, что мы, конечно же, просто не могли иметь в виду такую дикость. Радар и сонар в то время еще относились к особо секретным военным разработкам, и мнение, будто летучие мыши способны на что-то, хотя бы отдаленно напоминающее недавние успехи электронной техники, оказалось для многих не только поразительно неправдоподобным, но и неприятным.

Этого знаменитого скептика легко понять. В таком нежелании поверить есть что-то очень человеческое. А точнее говоря, именно человеческое оно и есть. Именно из-за того, что наши собственные, человеческие чувства неспособны к тому, что по плечу рукокрылым, нам так тяжело поверить в это. Нам трудно представить себе, что то, что мы можем понять только на уровне искусственной аппаратуры или математических вычислений на бумаге, маленькое животное способно производить в своей голове. Однако математические расчеты, объясняющие основы зрения, будут точно так же сложны и труднопостижимы, но при этом ни для кого не составляет труда верить в то, что маленькие зверьки способны видеть. Причина таких двойных стандартов у нашего скептицизма весьма проста: видеть мы можем, а к эхолокации неспособны.

Я представляю себе мир, в котором ученое собрание существ, напоминающих летучих мышей и полностью слепых, ошеломлено известием о том, что животные, называемые людьми, способны, как это ни странно, использовать для ориентировки недавно открытые неслышимые лучи, называемые “световыми”, пока что являющиеся предметом сверхсекретных военных разработок. Эти в остальном непримечательные создания почти абсолютно глухие (на самом деле они в какой-то мере способны слышать и даже издавать немногочисленные неуклюже медленные, низкие и однообразные звуки, но используют эти урчания только для примитивных целей – например, для общения друг с другом – и, по-видимому, неспособны обнаруживать даже самые крупные объекты с их помощью). Вместо этого у них есть высокоспециализированные органы, так называемые глаза, для восприятия “световых” лучей. Основным источником этих лучей является солнце, и людям, что примечательно, удается использовать сложные отражения, отбрасываемые предметами при попадании на них солнечных лучей. У них имеется хитроумное устройство – “хрусталик”, – форма которого как будто бы математически рассчитана таким образом, чтобы направлять эти бесшумные лучи на пласт клеток, известный как “сетчатка”, где формируется точный образ, однозначно соответствующий взаимному расположению предметов окружающего мира. Каким-то непостижимым способом клетки сетчатки делают свет, с позволения сказать, “слышимым” и передают эту информацию в мозг. Наши математики показали, что если правильно выполнять довольно сложные расчеты, то безопасное перемещение в пространстве при помощи этих световых лучей теоретически возможно. И это будет так же эффективно, как и при помощи обычного ультразвука, а в некоторых отношениях даже более эффективно! Но кто бы мог подумать, что примитивные люди способны производить подобные вычисления?

Эхолотирование у летучих мышей – всего лишь один из тысяч примеров, на которых я мог бы пояснить свою мысль о превосходном устройстве. Животные производят такое впечатление, будто они были спроектированы искушенным в теории и поднаторевшим в практике физиком или инженером, однако нет никаких оснований предполагать, что сами рукокрылые знакомы с теорией и понимают ее в том же смысле, в каком ее понимает физик. Летучую мышь можно сравнить с полицейским радаром-ловушкой, а не с человеком, который его изобрел. Проектировщик детектора скорости понимал теоретические основы допплеровского эффекта, и это понимание выражалось в математических уравнениях, выписанных на бумаге во всех подробностях. Понимание создателя воплощено в устройстве прибора, но сам прибор не понимает того, как он работает. В состав прибора входят электронные элементы, которые соединены друг с другом таким образом, чтобы автоматически сличать две разные частоты радиоволн и переводить результат в удобные для использования единицы – мили в час. Совершаемые при этом вычисления сложны, но вполне по силам маленькой коробочке, начиненной современными электронными компонентами, если их правильно соединить друг с другом. Разумеется, осуществил это соединение (или по крайней мере разработал его схему) сложно устроенный и обладающий сознанием мозг, однако в непосредственной работе коробочки никакой обладающий сознанием мозг не участвует.

Благодаря знакомству с электронной техникой мы подготовлены к тому, чтобы согласиться: не имеющие сознания механизмы могут вести себя так, как будто они разбираются в сложных математических понятиях. Эта мысль полностью правомерна и тогда, когда речь идет о работе живых механизмов. Летучая мышь – это машина, электронное содержимое которой соединено таким образом, чтобы мускулы крыльев наводили ее на насекомых. По тому же принципу и неразумная управляемая ракета преследует самолет. До этих пор наша интуитивная аналогия с техникой была корректна. Однако знакомство с техникой подготовило нас и к тому, чтобы в возникновении сложно устроенных машин видеть руку разумного и целеустремленного создателя. В случае живых механизмов эта вторая, основанная на интуиции аналогия ошибочна. Их “проектировщиком” был бессознательный естественный отбор, слепой часовщик.

Я надеюсь, что эти истории из жизни летучих мышей вызывают в читателях такое же благоговение, какое они вызывают во мне и наверняка вызвали бы в Уильяме Пейли. В одном отношении наши с ним цели совпадают. Я не хочу, чтобы читатель недооценивал необычайные творения природы и то, каких сложных объяснений они требуют. И хотя во времена Пейли об эхолокации у рукокрылых еще не было известно, она подходит для его целей не хуже любого из приведенных им примеров. Пейли растолковывал свою мысль, приумножая примеры. Он прошелся по всему нашему организму – от головы до пальцев ног, – показывая, как каждая мельчайшая деталь каждой его части напоминает внутреннее устройство великолепно сработанных часов. Мне очень хотелось бы поступить точно так же, ведь тут можно рассказать немало удивительных историй, а рассказывать истории – моя слабость. Но на самом деле нет никакой необходимости плодить примеры. Одного-двух вполне достаточно. Весьма вероятно, что гипотеза, способная объяснить навигацию у летучих мышей, сможет объяснить все что угодно в мире живого, а если объяснение Пейли неверно хотя бы для одного из приведенных им примеров, то количеством дела уже не поправишь. Его гипотеза состояла в том, что “живые часы” были в буквальном смысле сконструированы и созданы искусным часовщиком. Наша современная гипотеза утверждает, что эта работа была проделана естественным отбором, причем постепенно, эволюционным путем.

Сегодняшние богословы отнюдь не так прямолинейны, как Пейли. Они не показывают пальцем на сложные живые механизмы, заявляя, что те, подобно часам, несомненно были придуманы неким создателем. Вместо этого наблюдается тенденция указывать на них со словами, что, дескать, “невозможно поверить”, будто такая сложность или такое совершенство могли развиться в результате естественного отбора. Читая подобные высказывания, я всегда испытываю желание написать на полях: “Говори за себя”. В недавно вышедшей книге “Вероятность Бога”, написанной епископом Бирмингемским Хью Монтефиоре, можно найти немало примеров такого подхода (только в одной главе я насчитал 35). До конца настоящей главы я буду пользоваться примерами из этого сочинения, поскольку оно представляет собой искреннюю и честную попытку уважаемого и образованного автора привести теологию природы в соответствие с новыми данными. Говоря “честную”, я имею в виду честную. В отличие от некоторых из своих коллег-богословов епископ Монтефиоре не боится утверждать, что вопрос о том, существует Бог или нет, – это типичный вопрос факта. Он не разменивается на хитрые уловки типа “христианство – это образ жизни; вопрос о существовании Бога больше не стоит, он не более чем мираж, навеянный реалистическими иллюзиями”. Некоторые части его книги посвящены физике и космологии, и не в моей компетенции их комментировать; отмечу разве, что, судя по всему, в качестве источников он использовал работы настоящих физиков. Ах, если бы он поступил так же и в отношении биологических разделов! Увы, тут он предпочел обратиться к трудам Артура Кестлера, Фреда Хойла, Гордона Рэттрей-Тейлора и Карла Поппера. Епископ верит в эволюцию, но не считает естественный отбор подходящим объяснением для того направления, которое эволюция приняла (отчасти в связи с тем прискорбным обстоятельством, что, как и многие другие, ошибочно представляет себе естественный отбор “случайным” и “бессмысленным”).

Он вовсю использует то, что можно определить как Убеждение Личным Недоверием. По ходу одной из глав мы встречаем следующие фразы в указанном порядке:

…С позиций дарвинизма тут, видимо, нет объяснения… Не проще будет объяснить… Трудно согласиться… Нелегко согласиться… Равным образом затруднительно объяснить… Я не думаю, что будет легко признать… Я с трудом могу себе представить… Я нахожу трудным для понимания… Такое объяснение не кажется правдоподобным… Не представляю себе, каким образом… Многие сложности поведения животных неодарвинизм, по-видимому, объяснить не в состоянии… Нелегко постичь, как такое поведение могло возникнуть посредством одного лишь естественного отбора… Это невероятно… Как мог столь сложный орган возникнуть в ходе эволюции?.. Нелегко увидеть… Трудно увидеть…

Как отмечал еще Дарвин, Убеждение Личным Недоверием чрезвычайно неубедительно. В некоторых случаях такой подход опирается на обычное невежество. Например, один из фактов, который епископ находит трудным для понимания, – это окраска белого медведя.

Если говорить о маскировке, то она не всегда легко поддается объяснению с неодарвинистских позиций. Раз белые медведи господствуют в Арктике, значит, у них не было видимой необходимости обзаводиться белой маскировкой.

Стоит перевести:

Лично мне, сидящему в своем кабинете, никогда не бывавшему в Арктике, никогда не видевшему белого медведя в дикой природе и воспитанному на классической литературе и богословии, с ходу не приходит в голову, какую пользу могут извлечь белые медведи из своей окраски.

В данном конкретном случае было сделано допущение, что маскировка нужна только тем животным, на которых кто-то охотится. Что было при этом упущено из виду, так это то, что хищникам тоже полезно, когда добыча их не замечает. Белые медведи нападают на тюленей, отдыхающих на льду. Если тюлень заметит медведя на достаточно далеком расстоянии, он улизнет. Я подозреваю, что наш епископ мгновенно справится с возникшим затруднением, если представит себе, как бурый гризли на снегу пытается подкрасться к тюленю.