Глава тридцать четвертая

Мало ли что все говорят

Аристотель полагал, что хотя планеты движутся на фоне звезд, а постоянство в небесах и в атмосфере время от времени нарушают падучие звезды, кометы и затмения, сами звезды неподвижно закреплены на небосклоне, их положение не меняется, а центр всего движения во Вселенной – это Земля. Прошло 25 веков, и с нынешней просвещенной точки зрения мы лишь посмеиваемся над этими глупыми выдумками, однако идеи Аристотеля на самом деле – вполне законные, хотя и упрощенные, выводы из наблюдений за миром природы.

Аристотель делал и другие заявления. Говорил, например, что тяжелые предметы падают быстрее легких. Да и кто бы спорил? Ведь очевидно, что камни падают на землю быстрее, чем сухие листья. Однако на этом Аристотель не остановился и заявил, что тяжелые предметы падают быстрее легких пропорционально собственному весу, то есть тело весом в 10 килограммов будет падать в 10 раз быстрее, чем тело весом в 1 килограмм.

Аристотель глубоко заблуждался.

Чтобы проверить его, возьмите и бросьте одновременно с одной и той же высоты два камня – большой и маленький. В отличие от листьев, трепещущих на ветру, ни тот ни другой камень не особенно подвержены сопротивлению воздуха, и оба упадут на землю одновременно. Чтобы проделать такой эксперимент, не нужен грант Национального научного фонда. Аристотель мог проделать его и сам, но не стал. Впоследствии представления Аристотеля были включены в доктрину католической церкви. И поскольку церковь была необычайно влиятельна и сильна, идеи Аристотеля укоренились в умах рядовых представителей западного мира, которые слепо верили в них и слепо повторяли. Все не просто рассказывали друг другу откровенную неправду, но и игнорировали все, что происходило на их глазах, но не должно было считаться истиной.

Если речь идет об исследовании мира природы, хуже того, кто слепо верит, может быть только тот, кто все видит, но отрицает факты. В 1054 году одна звезда в созвездии Тельца ни с того ни с сего вспыхнула в миллион раз ярче обычного. Об этом написали китайские астрономы. И арабские астрономы тоже написали. Индейцы на территории современного юго-запада США оставили каменные рельефы в память об этом чуде. Звезда пылала так ярко, что ее неделями напролет было прекрасно видно на небе даже днем, однако никто во всей Европе – ни одна живая душа! – ни слова об этом не написал. На самом деле яркая новая звезда на небесах была сверхновой, взорвавшейся далеко в космосе примерно на 7000 лет раньше, просто ее свет только-только успел дойти до Земли. Конечно, в Европе царило мрачное Средневековье, так что нельзя требовать от тогдашних европейцев умения точно фиксировать данные, однако «дозволенные» космические события прилежно регистрировались. Например, в 1066 году, 12 лет спустя, в небе пронаблюдали комету, которая впоследствии получила название кометы Галлея, и подробно (вместе с огорошенными зеваками) запечатлели ее около 1100 года на фрагменте знаменитого гобелена из Байё. Впрочем, это скорее исключение. В Библии сказано, что звезды неподвижны и неизменны. Аристотель говорил, что звезды неподвижны и неизменны. Церковь со всем своим непревзойденным авторитетом объявила, что звезды неподвижны и неизменны. Все население Европы пало жертвой коллективного заблуждения, и это заблуждение оказалось сильнее, чем способность каждого отдельного европейца верить своим глазам.

Все мы во что-то слепо верим: нельзя же проверять вообще все, что говорят нам окружающее. Когда я говорю вам, что у протона есть двойник-античастица (антипротон), чтобы проверить мое утверждение, вам понадобится лабораторное оборудование стоимостью в миллиард долларов. Так что проще поверить мне на слово, сочтя, что в целом я знаю, что говорю, – по крайней мере, если речь идет об астрофизике. Если вы отнесетесь к моим заявлениям скептически, я не возражаю. Более того, я это всячески приветствую. Не стесняйтесь, отправляйтесь на ближайший ускоритель частиц, полюбуйтесь на антивещество сами. А как насчет всех утверждений, для проверки которых не нужны затейливые экспериментальные установки? Казалось бы, в нашей современной просвещенной культуре общественное мнение должно обладать надежным иммунитетом от всех тех ложных утверждений, которые легко проверить.

А вот и нет.

Вспомните следующие утверждения. Самая яркая звезда на ночном небе – Полярная. Солнце – желтая звезда. Все, что подбросишь, должно упасть. Темной ночью на небе видны невооруженным глазом миллионы звезд. В космосе нет гравитации. Компас указывает на север. Зимой дни становятся короче, а летом длиннее. Полные солнечные затмения случаются редко.

Все они до единого ложны.

Многие, а может быть, и большинство верят как минимум в одно из этих утверждений и распространяют их, несмотря на то, что непосредственно продемонстрировать их ошибочность совсем не сложно. Добро пожаловать на мой фестиваль опровержений под девизом «Мало ли что все говорят»!

Полярная звезда – не самая яркая на ночном небе. Яркости ей не хватает даже на то, чтобы занять сороковое место в небесных списках.

За яркость частенько принимают популярность. Если посмотреть в ночное северное небо, видно, что три из семи звезд Большой Медведицы, в том числе звезда, венчающая «ручку ковша», ярче Полярной звезды, которая находится оттуда всего в трех ладонях. Так что оправдания не принимаются.

И что бы вам ни твердили всю жизнь и кто бы это ни говорил, мне все равно: Солнце не желтое, а белое. Человеческое цветовосприятие – штука сложная, но если бы Солнце было желтое, как желтая электрическая лампочка, то все белое, например снег, отражало бы этот свет и казалось желтым, а уже давно доказано, что желтый снег бывает далеко не везде, а только возле пожарных гидрантов. Что заставляет говорить, будто Солнце желтое? Если посмотреть на Солнце в полдень, можно навредить глазам. Зато на закате, когда Солнце склоняется к горизонту, а атмосфера сильнее всего рассеивает голубой свет, яркость Солнца существенно снижается. Голубой свет из солнечного спектра теряется в сумеречном небе, и именно поэтому диск Солнца окрашивается в красно-оранжево-желтые тона. Все смотрят на закатное Солнце, окрашенное в искаженные оттенки, и закрепляют заблуждение.

Не все, что подброшено вверх, падает вниз. На поверхности Луны полно всякой всячины – в том числе мячики для гольфа, флаги и обломки луноходов и космических станций. Если никто не отправится туда и не заберет их, они никогда не вернутся на Землю. Никогда. Если хотите подняться вверх и не упасть вниз, нужно всего-навсего двигаться со скоростью больше примерно 11 километров в секунду. Потом все равно придется замедлиться из-за притяжения Земли, однако оно не сможет заставить вас повернуть назад и опуститься на Землю.

Каково бы ни было ваше зрение, видимость и местоположение на Земле, если зрачки у вас размером не с линзы бинокля, вы не различите на всем небе больше пяти-шести тысяч из 100 миллиардов (или около того) звезд в нашей галактике Млечный Путь. Сами попробуйте как-нибудь ночью. Все становится гораздо хуже, если выходит Луна. А если Луна еще и полная, она затмит все, кроме нескольких сотен самых ярких звезд.

Во время космической программы «Аполлон», когда одна из миссий была на пути к Луне, один известный телеведущий в программе новостей объявил, что-де «в этот самый миг астронавты покинули гравитационное поле Земли». Поскольку астронавты еще не долетели до Луны, а Луна вращается по орбите вокруг Земли, следовательно, гравитация Земли должна простираться в космос по крайней мере до Луны. Более того, гравитация Земли, как и гравитация любого тела во Вселенной, распространяется бесконечно, хотя сила ее, безусловно, уменьшается. Каждая точка в космическом пространстве кишмя кишит бесчисленными гравитационными лямками по направлению ко всем прочим объектам во Вселенной. На самом деле ведущий хотел сказать, что астронавты миновали точку в пространстве, где сила гравитации Луны превосходит силу гравитации Земли. Вся мощнейшая трехступенчатая ракета «Сатурн-V» для того и была предназначена, чтобы придать командному отсеку достаточную первоначальную скорость, позволяющую достичь именно этой точки, потому что дальше можно просто пассивно ускоряться в сторону Луны, что астронавты и сделали. Гравитация – она везде.

Все знают, что у магнитов противоположные полюса притягиваются, а одинаковые отталкиваются. Однако стрелка компаса сделана так, чтобы та ее половина, которая намагничена «по-северному», указывала на северный магнитный полюс Земли. А намагниченный предмет может указывать своей северной половиной на северный магнитный полюс Земли тогда и только тогда, когда северный магнитный полюс Земли на самом деле на юге, а южный магнитный полюс на самом деле на севере. Более того, нет никакого такого универсального физического закона, который требовал бы, чтобы магнитные полюса совпадали с географическими. На Земле расстояние между ними составляет около 1500 километров, отчего, в частности, на севере Канады прокладывать курс по компасу, мягко говоря, глупо.

Поскольку первый день зимы – «самый короткий день в году», то зимой каждый следующий день должен быть все длиннее и длиннее. Аналогичным образом, поскольку первый день лета – «самый длинный день в году», то летом каждый следующий день должен становиться все короче и короче. Это прямо противоположно тому, что постоянно твердят все кругом.

В среднем каждые два года где-то на поверхности Земли можно наблюдать, как Луна проходит прямо перед Солнцем, что вызывает полное солнечное затмение. Это происходит чаще, чем Олимпиада, однако в газетах почему-то не пишут, что «В этом году произойдет редкое событие – Олимпийские игры». Должно быть, полное солнечное затмение считается редкостью, поскольку в каждой конкретной точке Земли его можно прождать добрые пятьсот лет. Это верно – однако не очень убедительно, поскольку на Земле есть области, например середина пустыни Сахары и практически вся Антарктида, где совершенно точно никогда не проведут Олимпиаду.

Хотите еще? В полдень Солнце стоит точно над головой. Солнце встает на востоке и заходит на западе. Луна выходит на небо ночью. В равноденствие день и ночь длятся ровно по 12 часов. Южный Крест – красивое созвездие. Все эти утверждения тоже ошибочны.

Нигде на территории материковой части США ни в какое время дня и даже года Солнце не поднимается точно в зенит. В истинный полдень прямые вертикальные предметы не отбрасывают тени. Наблюдать это на всем земном шаре могут лишь те, кто живет между 23,5 градусами южной широты и 23,5 градусами северной широты. И даже в этой зоне Солнце оказывается прямо над головой только дважды в год. Идея «Солнца в зените» – такое же коллективное заблуждение, как и яркость Полярной звезды и цвет Солнца.

Все жители Земли наблюдают восход Солнца точно на востоке и закат точно на Западе лишь дважды в год – в первый день весны и в первый день осени. Во все остальные дни все земляне видят, как Солнце восходит и заходит в других точках горизонта. На экваторе диапазон восходов насчитывает 47 градусов по восточному горизонту. На широте Нью-Йорка (41 градус северной широты – это параллель Мадрида и Пекина) диапазон восходов насчитывает 60 градусов. На широте Лондона (51 градус северной широты) и вовсе 80 градусов. А с северного и южного полярных кругов можно наблюдать восход и точно на севере, и точно на юге – то есть диапазон восходов насчитывает полные 180 градусов.

Луна выходит и тогда, когда на небе есть Солнце. Если при наблюдении небосклона приложить небольшие дополнительные усилия – например смотреть вверх и при дневном свете, – то заметишь, что Луна видна и днем почти так же часто, как и ночью.

В равноденствие день и ночь не длятся ровно по 12 часов. Посмотрите на время восхода и заката в газете в первый день весны или осени. Эти моменты не делят сутки на два равных блока по 12 часов. День всегда побеждает. В зависимости от широты он выигрывает от всего семи минут на экваторе до почти получаса на северном и южном полярном кругах.

Кто в этом виноват? Рефракция солнечного света, который проходит из вакуума межпланетного пространства сквозь атмосферу Земли: это из-за нее солнечный диск появляется из-за горизонта на несколько минут раньше, чем восходит настоящее Солнце. И именно поэтому настоящее Солнце сядет на несколько минут раньше, чем солнечный диск, который вы увидите. По договоренности момент восхода отмечают по появлению над горизонтом верхнего края солнечного диска, а момент заката – по исчезновению верхнего края за горизонтом. Беда в том, что эти «верхние края» находятся на противоположных половинах диска, и поэтому при расчете времени восхода и заката получается, что день длится на диаметр солнечного диска дольше.

Южный Крест претендует на первое место по популярности среди всех 88 созвездий. Если послушать, что говорят об этом созвездии жители южного полушария и какие песни о нем слагают, а также посмотреть на флаги Австралии, Новой Зеландии, Западного Самоа и Папуа-Новой Гвинеи, можно подумать, что мы, северяне, чем-то обделены. А вот и нет. Во-первых, чтобы полюбоваться Южным Крестом, не обязательно ехать в южное полушарие. Его прекрасно видно даже из Майами в штате Флорида – только низко над горизонтом. Это миниатюрное созвездие – самое маленькое на небе: его можно закрыть кулаком на вытянутой руке. Да и форма у него скучноватая. Чтобы нарисовать ромб методом «соедини точки», нужно четыре звезды. А чтобы сделать из него крест – добавить пятую по центру в месте пересечения перекладин. Но Южный Крест состоит всего из четырех звезд, и получившаяся фигура похожа скорее на воздушный змей или помятую картонную коробку. Западная культура унаследовала легенды о созвездиях во всей их пышности от вавилонян, халдеев, греков и римлян, живших столетия назад и наделенных богатым воображением. Не забывайте, что именно их богатое воображение породило мифы о совершенно асоциальном поведении богов и богинь. Все эти цивилизации, конечно, принадлежат северному полушарию, а следовательно, созвездия южного неба, многие из которых и названия-то получили только в последние 250 лет, с мифологической точки зрения совершенно нищие. У нас, северян, есть свой Северный Крест, состоящий из всех пяти звезд, как положено нормальному кресту. Он входит в более крупное созвездие Лебедя, которое движется по небу вдоль Млечного Пути. Лебедь почти в двенадцать раз больше Южного Креста.

Когда люди верят в какое-то предание, противоречащее объективным данным, проверить которые ничего не стоит, это подсказывает мне, что мы в целом недооцениваем роль объективных данных в построении системы внутренних представлений. Почему это так, непонятно, зато это позволяет многим придерживаться идей и представлений, которые основаны исключительно на предположениях. Однако надежда все же есть. Иногда люди изрекают истины, остающиеся истинами несмотря ни на что. В числе моих любимых – «Когда куда-нибудь идешь, то все равно куда-нибудь придешь» и его дзенское следствие «Если мы здесь, значит, мы точно не в каком-то другом месте».

 

Глава тридцать пятая

Числофобия

Схему всей электропроводки в человеческом мозге мы, вероятно, не составим никогда. Однако одно несомненно: когда природа нас паяла, то не имела в виду, что мы будем мыслить логически. Иначе для среднего обывателя самым легким школьным предметом была бы математика. Более того, в такой альтернативной Вселенной математику в школах вообще не преподавали бы, поскольку ее постулаты и принципы были бы самоочевидны даже отстающим ученикам. Но в реальном мире все не так. Большинство людей можно, конечно, натренировать иногда включать логику, а кое-кто вообще всегда рассуждает логически: в этом отношении мозг – весьма гибкий орган. Но ведь тренировать включать эмоции вообще не нужно. Мы плачем, когда рождаемся, и учимся смеяться уже в первые месяцы жизни.

А вот считать окружающие предметы мы начинаем отнюдь не сразу после выхода из материнской утробы. Скажем, известная всем числовая ось не прописана у нас в сером веществе. Человечеству пришлось ее изобретать и выводить из нее следствия по мере возникновения новых потребностей, поскольку жизнь и общество становились все сложнее. В мире исчислимых предметов никто не будет спорить, что 2 + 3 = 5, но чему равно 2 − 3? Чтобы ответить на этот вопрос, не утверждая, что «выражение не имеет смысла», нужно было, чтобы кто-то изобрел новую часть числовой оси – отрицательные числа. Продолжим: все мы знаем, что половина от 10 – это 5, а чему равна половина от 5? Чтобы этот вопрос имел смысл, кто-то должен был изобрести дроби, еще один класс чисел на числовой оси. По мере углубления в царство чисел были изобретены самые разные виды чисел – в числе прочих мнимые, иррациональные, трансцендентные и комплексные. У каждого из них свое, подчас уникальное применение для объяснения явлений физического мира, которые мы успели открыть с самой зари цивилизации.

Исследователи Вселенной появились одновременно с человечеством. Поскольку и я принадлежу к этой (второй) древнейшей профессии, то могу подтвердить, что мы приспособили все части числовой оси для анализа самых разных небесных явлений и вовсю их применяем. Кроме того, мы любим задействовать и самые маленькие, и самые большие числа всех мастей. Подобные умонастроения повлияли даже на обиходный жаргон. Если общество считает, что что-то неизмеримо велико, например национальный долг, его сумму называют не биологической и не химической, а именно астрономической. Поэтому можно с полным правом утверждать, что астрономы чисел не боятся.

Итак, позади тысячи лет культуры. Какая же оценка стоит у общества по математике? А точнее, какую оценку мы поставим американцам, членам самой технически развитой культуры за всю историю человечества?

Начнем с самолетов. Не знаю, кто нумерует места в авиакомпании «Континентал Эрлайнз», но суеверен он прямо-таки по-средневековому: боится числа 13. Я часто летаю их самолетами и еще нигде не видел ряда номер 13. После двенадцатого сразу четырнадцатый, и все тут. А здания? В семидесяти процентах многоэтажных зданий на всем протяжении Бродвея на Манхэттене – почти пять километров – нет тринадцатого этажа. Я не проводил подробных статистических исследований в масштабе всей страны, однако по своему опыту – а я часто бывал в разных зданиях, – могу оценить, что больше чем в половине зданий та же картина. Если вам доводилось ездить в лифтах таких «суеверных» многоэтажных домов, вы наверняка отмечали, что после двенадцатого этажа там сразу идет четырнадцатый. Такова тенденция и в старых, и в новых зданиях. Иногда строения обуревает совесть, и они пытаются скрыть свои суеверия, и там делают две шахты лифта – одна ведет с первого по двенадцатый этаж, вторая – от четырнадцатого и вверх. В двадцатидвухэтажном многоквартирном доме в Бронксе, где я рос, было две отдельные шахты лифта – однако в нашем случае одна шахта обслуживала четные этажи, а другая – нечетные. В детстве для меня было величайшей загадкой, почему нечетный лифт с одиннадцатого этажа шел сразу на пятнадцатый, а четный – с двенадцатого на шестнадцатый. Очевидно, в моем доме нельзя было пропустить один нечетный этаж, не нарушив всю схему чета и нечета. Отсюда этот вопиющий идиотизм – пропустить не только тринадцатый, но еще и четырнадцатый этаж. Все это, разумеется, означало, что в доме было не двадцать два этажа, а только двадцать.

В другом здании, где были обширные подземные угодья, этажи ниже первого обозначались так: B, SB, P, LB и LL. Наверное, для того, чтобы в лифте было о чем подумать и никто не бездельничал. Между тем прямо-таки напрашивается решение пронумеровать эти этажи отрицательными числами. Для непосвященных поясню: эти сокращения означают «Basement» – «подвал», «Sub-Basement» – буквально «под-подвал», «Parking» – «парковка», «Lower Basement» – «нижний подвал» и «Lower Level» – «нижний этаж». Нормальные этажи так косноязычно не нумеруют. Представьте себе пятиэтажное здание, этажи которого пронумерованы не цифрами 1, 2, 3, 4 и 5, а сокращениями СН, ВН, ЕВН, ПСВ и ПК, что значит «Самый нижний», «Выше нижнего», «Еще выше нижнего», «Почти самый верхний» и «Под крышей». В принципе, бояться отрицательных этажей не стоит, они есть, например, в «Отель де Рон» в Женеве, где есть этажи −1 и −2, и в гостинице «Националь» в Москве, где безо всяких колебаний пронумеровали этажи 0 и −1.

То, что американцы, очевидно, не желают замечать ничего, что меньше нуля, видно в самых разных областях жизни. Легкий случай подобного синдрома наблюдается у торговцев автомобилями: они говорят не «Мы вычтем 1000 долларов из цены автомобиля», а «Мы вернем вам 1000 долларов». Боязнь минуса в бухгалтерии распространена повсеместно. Здесь отрицательные числа заключают в скобки, чтобы нигде в ведомости не проскочил минус. Даже популярный роман Брета Истона Эллиса «Меньше нуля» (Bret Easton Ellis, «Less Than Zero»), вышедший в 1985 году, и его экранизация 1987 года, что характерно, ни в коем случае не могли быть названы логичным и точным синонимом «Отрицательная величина».

Мы прячемся не только от отрицательных чисел, но и от десятичных дробей, особенно американцы. Лишь недавно при торговле ценными бумагами на Нью-Йоркской фондовой бирже отказались от неуклюжих дробей и стали писать десятичные доли долларов. Причем американская валюта основана на десятичной системе исчисления, однако думаем мы о ней иначе. Если что-то стоит 2,50 доллара, мы скажем совершенно точно не «Два доллара и пять десятых», а «Два с половиной доллара» или «Два доллара и пятьдесят центов». Это мало чем отличается от цен в старой британской системе, не имевшей отношения к десятичному исчислению, когда надо было отдельно указывать количество фунтов, шиллингов и пенсов.

Когда моей дочери исполнился год и три месяца, я позволял себе извращенное удовольствие отвечать на вопрос о ее возрасте «1,25 года», а не, скажем, «Пятнадцать месяцев», как принято в Америке. На меня молча глядели, недоуменно нахмурившись, – точь-в-точь собаки, заслышавшие какой-то высокий звук.

Страх десятичных дробей бесчинствует и в тех случаях, когда речь идет о вероятности. Когда говорят о шансах, стандартная формулировка – «что-то к одному» или «один шанс на сколько-то». Это интуитивно понятно: шансы против того, что девятый забег в Белмонте выиграет аутсайдер, равны 28 к 1. Шансы против фаворита – 2 к 1. А шансы против лошади, занимающей второе место после фаворита – уже 7 к 2. Почему же не сказать, как положено, «что-то к 1»? Потому что тогда вместо шансов «7 к 2» получится «3,5 к 1», и десятично-ущербные посетители ипподрома окажутся в неловком положении.

Наверное, вполне можно жить и без десятичных дробей, без некоторых этажей в высотных домах и с этажами, которые не нумеруют как положено, а обозначают буквами. Но есть и более серьезная сложность – неспособность человеческого ума сравнивать большие числа.

Если считать, называя одно число в секунду, понадобится почти 12 суток, чтобы досчитать до миллиона, и 32 года, чтобы досчитать до миллиарда. Чтобы досчитать до триллиона, нужно 32 000 лет, и именно столько прошло с тех пор, как люди нацарапали первые рисунки на стенах пещер.

Если положить в цепочку сто миллиардов (или около того) гамбургеров, которые продала сеть «Макдональдс», можно будет 230 раз опоясать Землю и еще хватит, чтобы достать от Земли до Луны и обратно.

На данный момент состояние Билла Гейтса вроде бы составляет 50 миллиардов долларов. Если каждый взрослый работающий американец, спеша на службу, нагнется подобрать монетку в четверть доллара, а десятицентовик – уже нет, то с точки зрения их относительного богатства это будет все равно что Билл Гейтс не обратит внимания на валяющиеся на улице 25 000 долларов.

Для астрофизика это тривиальные умственные упражнения, однако обычный человек о таком не задумывается. Но что же он при этом теряет?

Начиная с 1969 года мы запускали космические аппараты, определившие развитие астрофизики в последующие два с лишним десятилетия освоения Солнечной системы. Именно в ту эпоху прославились «Пионеры», «Вояджеры», «Викинги». А также космическая станция «Марс Обсервер», связь с которой была потеряна при ее входе в марсианскую атмосферу в 1993 году.

Каждый из этих космических аппаратов проектировался и строился много лет. Каждая экспедиция ставила перед собой смелые научные цели, планировала масштабные и глубокие исследования – и, как правило, стоила налогоплательщикам 1–2 миллиарда долларов. В 90-е, в процессе смены руководства НАСА, появился новый класс космических аппаратов под девизом «быстрее, дешевле, лучше» – они стоили уже 100–200 миллионов долларов. В отличие от прежних космических аппаратов, их можно было проектировать и строить очень быстро, а перед каждой миссией ставили теперь более конкретные цели. В результате, само собой, получалось, что неудача космической экспедиции обходилась не так дорого и наносила не такой сильный ущерб развитию космической программы в целом.

Однако в 1999 году провалились сразу две такие экономичные экспедиции, что стоило налогоплательщикам около 250 миллионов долларов. Тем не менее реакция общественности была столь же возмущенной, как и после потери станции «Марс Обсервер», которая стоила миллиард. СМИ заявили, что 250 миллионов – это чудовищная, невообразимо огромная растрата и что в НАСА, возможно, какой-то непорядок. В итоге было предпринято судебное расследование и прошли слушания в Конгрессе.

Я не хочу никого защищать, однако 250 миллионов – это лишь немногим больше бюджета не слишком удачного фильма Кевина Кестнера «Водный мир». Примерно столько стоят два дня пребывания на орбите космического шаттла. А потерянная космическая станция «Марс Обсервер» стоила почти в пять раз больше. Если бы не эти сравнения и не напоминание, что эти неудачи были прямо связаны с девизом «быстрее, дешевле, лучше», когда риск распределяется по множеству миссий, а не сконцентрирован в одной-двух дорогостоящих, можно было бы подумать, что миллион долларов равен миллиарду долларов, а миллиард долларов равен триллиону долларов…

Никто не упомянул, что потеря 250 миллионов – это меньше чем по одному доллару с каждого американца. Не сомневаюсь, что примерно столько же денег валяется на улицах в виде мелких монет, за которыми занятому взрослому человеку недосуг нагнуться.

 

Глава тридцать шестая

К вопросу о тупиках

То ли все дело в необходимости привлечь и удержать читателя. То ли общественности очень нравится узнавать о тех редких случаях, когда ученый оказывается в тупике. Так или иначе, иные популяризаторы науки не могут написать статью о Вселенной, не упомянув о том, что кое-кто из астрофизиков, с которыми они беседовали, «оказались в тупике» из-за последних научных открытий.

Ученые в тупике так занимают журналистов, что в августе 1999 года передовица в «Нью-Йорк Таймс» – которая могла бы стать первым сообщением в СМИ о великом научном открытии – повествовала лишь о космическом объекте с совершенно загадочным спектром (Wilford 1999). Ведущие астрофизики оказались в полной растерянности. Невзирая на высокое качество данных (наблюдения были сделаны на телескопе им. Кека на Гавайях – самом мощном на тот момент оптическом телескопе в мире), объект не удавалось причислить ни к одной известной разновидности планет, звезд или галактик. Представьте себе, что биолог расшифровал геном недавно открытого вида и при этом не может понять, животное это или растение. Из-за этой фундаментальной ошибки, вызванной невежеством журналиста, в статье на 2000 слов не было ни анализа, ни выводов – ни намека на науку.

В конкретном случае вскоре оказалось, что объект наблюдений – странная, однако по сути не очень примечательная галактика, но это выяснилось уже после того, как перед миллионами читателей прошла целая череда самых известных астрофизиков, которые сказали «Понятия не имею, что это». Подобные методы подачи материала цветут пышным цветом и формируют у читателя катастрофически искаженное мнение о преобладающих в научном сообществе настроениях. Если бы журналисты говорили всю правду, то писали бы, что все астрофизики оказываются в тупике каждый день, и неважно, попадают их открытия в газеты или нет.

Ученые не имеют права утверждать, что работают на переднем крае науки, если они ни из-за чего не оказываются в тупике. Тупики – двигатель открытий.

Легендарный физик XX века Ричард Фейнман скромно заметил, что формулировать физические законы – это как наблюдать за игрой в шахматы, не зная правил. Хуже того, писал он, не получается наблюдать все ходы по очереди. Можно лишь время от времени поглядывать, как дела на доске и что изменилось. А при этом, несмотря на колоссальные пробелы в знаниях, стоит задача вывести правила игры. Рано или поздно заметишь, что слоны остаются на клетках какого-то одного цвета. Что пешки передвигаются не очень быстро. Что все фигуры боятся ферзя. Но вот игра близится к финалу, и остается всего несколько пешек. Представьте себе, что вы возвращаетесь к доске в очередной раз и обнаруживаете, что одна из пешек исчезла, а на ее месте возник ферзь, которого вроде бы недавно съели. Попробуйте-ка понять, в чем тут дело! Большинство ученых согласятся, что законы Вселенной, как бы ни выглядели они в целом, несопоставимо сложнее шахматных правил и остаются для нас неисчерпаемым источником бесконечных тупиков.

* * *

Недавно я узнал, что астрофизики оказываются в тупике чаще некоторых других ученых. Казалось бы, напрашивается вывод, что астрофизики глупее ученых других пород, но я думаю, что мало кто воспримет подобное заявление всерьез. Я думаю, что астрофизические тупики объясняются тем, как поразительно огромен и сложен космос. С этой точки зрения у астрофизиков много общего с нейрофизиологами. Любой нейрофизиолог легко подтвердит, что о человеческом сознании мы не знаем гораздо больше, чем знаем. Вот почему из года в год публикуют столько популярных книг и о Вселенной, и о человеческом сознании: никто пока не разобрался, как там все устроено на самом деле. Можно позвать в этот клуб незнаек еще и метеорологов. В атмосфере Земли столько всего происходит, что просто удивительно, что метеорологам хотя бы иногда удается дать точный прогноз. Те, кто составляет прогноз погоды для вечернего выпуска новостей, – единственные репортеры, от которых ждут предсказания завтрашних событий. И они изо всех сил стараются не промахнуться, однако в самом лучшем случае способны лишь измерить степень попадания в тупик: «Вероятность дождя – 50 %».

Одно несомненно: чем больше времени проводишь во всякого рода тупиках, тем шире становится мировоззрение и тем охотнее воспринимаешь новое. Это я знаю не понаслышке.

Однажды я выступал в телепередаче Чарли Роуза на канале «Пи-Би-Эс» и участвовал в дебатах с известным биологом: мы должны были обсудить и оценить, насколько вероятно, что некоторые соединения, обнаруженные в трещинках марсианского метеорита ALH-84001, свидетельствуют о существовании внеземной жизни. Этот межпланетный странник, размерами и формой вылитая картофелина, был выбит с поверхности Марса в результате падения высокоэнергичного метеорита – примерно то же самое происходит с просыпанными на покрывало чипсами, когда вам приходит в голову попрыгать на матрасе: их сбрасывает с кровати. Марсианский метеорит пространствовал в межпланетном пространстве десятки миллионов лет, рухнул в Антарктиде, примерно 10 000 лет пролежал погребенный во льду – и вот в 1984 году его наконец обнаружили.

В первоначальной научной статье Дэвида Мак-Кея и его сотрудников, опубликованной в 1996 году, приводились самые разные косвенные данные. Каждый пункт в отдельности вполне можно было бы объяснить каким-нибудь небиогенным процессом. Однако все вместе они убедительно свидетельствовали, что на Марсе когда-то существовала жизнь. Одно из самых соблазнительных доказательств, которые приводил Мак-Кей, была простая фотография этого камня, сделанная в микроскоп с высоким разрешением: на ней видно нечто крохотное и червеобразное, примерно в десять раз меньше самого мелкого из известных на Земле видов червей. Однако с научной точки зрения эти данные оказались несостоятельны. Меня подобные открытия всегда приводили в восторг – и до сих пор приводят. Однако выступавший вместе со мной биолог отнесся к этому доказательству скептически и аргументировал свою точку зрения. Повторив сентенцию Карла Сагана «Сенсационные открытия требуют сенсационных доказательств», он объявил, что червеобразная штучка не может быть живой, поскольку там нет никаких следов клеточных оболочек и потому что это существо должно быть гораздо меньше самых мелких известных живых организмов на Земле.

Что-что, простите?!

Вроде бы речь у нас идет о марсианской жизни, а не о земной, которую мой собеседник привык изучать в своей лаборатории. Такой узколобости я себе и представить не мог. Правда, может быть, это я слишком уж широко смотрю на вещи. Ведь и правда – иной раз так раздвинешь границы мировоззрения, что порушатся самые опоры здравого смысла – и тут уж, чего доброго, уподобишься тем, кто безо всякого скептицизма верит в летающие тарелки и в инопланетян, похищающих людей. Неужели мой мозг настолько отличается от мозга этого известного биолога? Мы с ним оба учились сначала в университете, потом в аспирантуре. Защитили диссертации каждый в своей области и посвятили свою жизнь научным методам и инструментам.

Возможно, далеко ходить за ответом и не придется. Биологи и публично, и в общении между собой превозносят многообразие жизни на Земле – вот сколько возникло всевозможных разновидностей благодаря естественному отбору, вот как различаются между собой ДНК соседних видов. Однако в конечном итоге их признания никто не слышит, ведь они работают с одним-единственным научным образцом – с жизнью на Земле.

* * *

Готов спорить почти на что угодно, что жизнь на другой планете, если она возникла и сформировалась независимо от земной, будет отличаться от всех видов живых существ на Земле гораздо сильнее, чем любые два земных вида – друг от друга. С другой стороны, объекты исследования, схемы классификации и выборки данных астрофизики черпают во всей Вселенной. По этой простой причине новые данные с завидной регулярностью заставляют астрофизиков «мыслить по-новому» и «выходить за рамки». Иногда выходить за рамки мы вынуждены буквально всем телом.

За примерами можно обратиться к древности, однако обойдемся без этого. Нам вполне сгодится и XX век. К тому же многие примеры мы уже обсуждали.

Стоило нам решить, что мы вправе считать Вселенную часовым механизмом и почивать на лаврах, сформулировав свод детерминистских законов классической физики, как Макс Планк, Вернер Гейзенберг и прочие взяли и открыли квантовую механику – и доказали, что на самых микроскопических масштабах Вселенная от рождения недетерминирована – пусть даже на более крупных масштабах она подчиняется детерминизму.

Стоило нам решить, что все звезды на ночном небе – это и есть Вселенная, как Эдвин Хаббл взял и открыл, что пушистые спиральные штучки в небе – это далекие галактики. Самые настоящие «островные Вселенные», дрейфующие далеко-далеко за звездами Млечного Пути.

Стоило нам решить, что мы разобрались в форме и размере нашей якобы вечной Вселенной, как Эдвин Хаббл взял и открыл, что Вселенная расширяется и что Вселенная галактик простирается дальше пределов, за которые не могут заглянуть даже самые мощные телескопы. В частности, из этого открытия следовало, что у Вселенной было начало: для предыдущих поколений ученых такое было немыслимо.

Стоило нам решить, что теории относительности Альберта Эйнштейна дадут нам возможность объяснить природу гравитации, как астрофизик Фриц Цвики из Калифорнийского технологического института открыл темное вещество – загадочную субстанцию, которая отвечает за 90 % всей гравитации во Вселенной и при этом не испускает никакого излучения и больше никак не взаимодействует с обычным веществом. Темное вещество по сей день остается загадкой. А затем Фриц Цвики выявил и описал класс так называемых сверхновых – космических объектов, которые представляют собой одинокие взорвавшиеся звезды, в течение короткого времени испускающие энергию, эквивалентную сотне миллиардов солнц.

Вскоре после того, как мы разобрались в целях и средствах взрывов сверхновых, кто-то взял и открыл гамма-всплески на краю Вселенной, которые на время способны затмить все вместе взятые энергичные объекты во всей остальной Вселенной.

И едва мы привыкли к тому, что вынуждены влачить жалкое существование, ничего не зная о подлинной природе темного вещества, две независимые исследовательские группы – одна во главе с астрофизиком из Беркли Солом Перлмуттером, другая – во главе с астрофизиком из Гарварда Робертом Киршнером, – обнаружили, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Почему? Есть свидетельства того, что вакуум пространства создает какое-то загадочное давление, противодействующее гравитации, и это давление остается тайной – даже большей, чем темное вещество.

Это лишь несколько разрозненных пунктов из бесконечного списка головоломных явлений, которые не давали покоя астрофизикам за последние сто лет. Я бы мог на этом и остановиться и больше ничего не перечислять, однако было бы большим упущением не включить в мой рассказ историю открытия нейтронных звезд, масса которых, сопоставимая с солнечной, упакована в шар, насчитывающий в поперечнике лишь десяток-другой километров. Чтобы получить подобную плотность в домашних условиях, затолкайте стадо из 50 миллионов слонов в объем наперстка.

Нет, сомневаться не приходится. Мой мозг устроен иначе, чем мозг биолога, поэтому можно понять или даже предсказать, что мы по-разному отреагируем на данные о следах живой материи в метеорите с Марса.

Чтобы у вас не сложилось впечатления, будто поведение ученых-исследователей напоминает привычки только что обезглавленных куриц, которые бесцельно носятся по двору туда-сюда, поясню, что тех знаний, которые не ставят ученых в тупик, накопилось поистине внушительное количество. Они составляют и основной объем учебников для младших курсов, и общепринятое в наши дни представление о мироустройстве. Эти идеи поняты уже так хорошо, что перестали быть интересной темой для исследований и источником путаницы.

Однажды мне случилось организовывать и проводить диспут по «теориям всего» – плодам отчаянного стремления привести все силы природы к одному понятийному «знаменателю». Участвовали в нем пять выдающихся и хорошо известных физиков. В разгар дискуссии мне пришлось практически разнимать спорщиков – один из них, похоже, был готов полезть в драку. Это нормально. Я не против. Мораль здесь в том, что если вам доведется видеть, как ученые ведут жаркий спор, знайте: спорят они именно потому, что оказались в тупике. В моем случае ученые спорили о достоинствах и недостатках теории струн – а не о том, вращается ли Земля вокруг Солнца, качает ли сердце кровь в мозг и проливается ли дождь из облаков.

 

Глава тридцать седьмая

Следы в песках науки

Если вы зайдете в магазинчик при Планетарии имени Хейдена в Нью-Йорке, то найдете там всевозможные сувениры на космическую тему. Там есть много знакомого – пластмассовые модельки космического шаттла и Международной космической станции, магниты на холодильник с фотографиями с орбитальных телескопов, ручки фирмы «Фишер», предназначенные для того, чтобы писать в невесомости. Но есть и много необычного – обезвоженное мороженое для астронавтов, «Монополия» на астрономическую тему, солонки и перечницы в форме Сатурна. Не говоря уже о всяких диковинах вроде ластиков с изображением телескопа имени Хаббла, резиновых мячиков, сделанных в виде шаров из марсианских метеоритов, и съедобных космических червей из «Звездных войн». Разумеется, ничего удивительного, что такое продается в планетарии. Однако на самом деле все это свидетельства куда более глубокого процесса. Этот сувенирный магазинчик – безмолвный свидетель истории символов и эмблем, знаменующих последние полвека эпохи американских научных открытий.

В XX веке американские ученые открыли галактики, расширение Вселенной, природу сверхновых, квазары, черные дыры, гамма-всплески, происхождение элементов, реликтовое микроволновое излучение и большинство известных планет вне нашей Солнечной системы. Кое-где нас опередили русские, но именно мы отправили космические аппараты на Меркурий, Венеру, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Американские зонды опустились на Марс, на астероид Эрос. И именно американские астронавты побывали на Луне. Современные американцы привыкли воспринимать это как должное – собственно, таково рабочее определение культуры: культура – это то, что все делают и о чем все знают, но чего уже никто не замечает.

Когда американцы ходят за продуктами в супермаркет, то не удивляются, что целый проход там заполнен готовыми хлопьями для завтрака с огромным содержанием сахара. А иностранцам это сразу бросается в глаза, точно так же как путешественники-американцы замечают, что в Италии продается широкий ассортимент разных макаронных изделий, а в Японии и Китае – поразительно много видов риса. Обратная сторона того, что сам не замечаешь собственную культуру, – величайшее удовольствие, которое получаешь от путешествий за границу: там ты понимаешь, сколько всего в собственной культуре ты не замечал, и видишь, сколько всего уже не знают сами о себе жители других стран.

Заграничные снобы любят подшучивать над Соединенными Штатами за недостаточно древнюю историю и простоватую культуру, особенно в сравнении с тысячелетним наследием Европы, Азии и Африки. Однако пройдет пятьсот лет, и историки будущего наверняка сочтут XX век веком Америки, ведь именно тогда американские открытия в сфере науки и техники заняли первые места в списке самых значительных достижений во всем мире.

Очевидно, что Соединенные Штаты не всегда занимали верхнюю ступень на лестнице науки. И нет никакой гарантии, что американцы и дальше будут доминировать в этой сфере – более того, весьма вероятно, что это изменится. Поскольку столицы научно-технического прогресса мигрируют из одной страны в другую и в одни эпохи расцветают, а в другие приходят в упадок, каждая культура оставляет свою метку на непрерывном пути нашего биологического вида к пониманию Вселенной и своего места в ней. Когда историки пишут свои отчеты о подобных событиях мирового масштаба, на хронологической оси развития цивилизации ясно видны следы первенства той или иной страны.

* * *

На то, как и почему та или иная страна оставит след в истории науки, влияет множество факторов. Важно, чтобы у нее были сильные лидеры. Не менее важно, чтобы она располагала доступом к различным ресурсам. Однако нужно еще кое-что, не столь осязаемое, однако способное подтолкнуть население целой страны к тому, чтобы вложить весь свой эмоциональный, культурный и интеллектуальный капитал в создание в мире островков прогресса.

Те, кто живет в такие времена, зачастую воспринимают как должное все, что создали, и бездумно предполагают, что так будет вечно, – и потому ставят все свои достижения под угрозу забвения, причем забудет их та же самая культура, которая создала.

Начиная с VIII века и почти 400 лет – пока в Европе ревностные христиане выпускали кишки еретикам – благодаря аббасидским халифам культурной столицей исламского мира был Багдад, процветающий интеллектуальный центр наук, искусств и медицины. Магометанские астрономы и математики строили обсерватории, изобретали точнейшие приборы для измерения времени и разрабатывали новые методы вычислений и математического анализа. Эти ученые сохранили дошедшие до них труды ученых Древней Греции и иных стран древнего мира и перевели их на арабский. Они сотрудничали с христианскими и иудейскими мыслителями. И Багдад превратился в просветительский центр. Какое-то время арабский язык был языком науки.

Влияние раннего ислама на развитие науки заметно до сих пор. Например, арабский перевод главного труда Птолемея о геоцентрической модели Вселенной (написанного в Древней Греции около 150 года до н. э.) был так широко распространен, что даже сейчас во всех переводах он называется «Альмагест» – а это переиначенное на арабский манер греческое слово «megistos», «величайший».

Иракский математик и астроном Мухаммад ибн Муса аль-Хорезми подарил нам слово «алгоритм» (собственно, это слово происходит от «аль-Хорезми») и «алгебра» (от слова «аль-джабр» в названии его трактата об алгебраических вычислениях»). И принятая во всем мире система цифр – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 – хотя и была придумана в Индии, пребывала в полной безвестности, пока ее не стали применять арабские математики. Более того, именно арабы придумали, как применять число нуль, и вывели совершенно новые следствия из этого понятия, позволяющие применять его во всей полноте. Между тем римские цифры и все разработанные к тому времени системы исчисления никакого нуля не предполагали. И сегодня эти десять символов по праву называются во всем мире арабскими цифрами.

* * *

Портативные латунные астролябии с изящной гравировкой тоже изобрели арабы, опиравшиеся на древние прототипы; это были не просто астрономические инструменты, но и настоящие произведения искусства. Астролябия проецирует купол небосклона на плоскую поверхность. Системой наложенных друг на друга дисков, шестерней и шкал, и подвижных, и неподвижных, она напоминает изысканно украшенный часовой механизм напольных часов. Астролябия была так популярна и служила таким авторитетным средством сопоставления земного и небесного, что и по сей день почти две трети самых ярких звезд на ночном небе носят арабские имена. Она позволяла и астрономам, и всем желающим измерять положение на небе Луны и звезд, из чего можно было рассчитать время, а это в целом полезное умение, особенно если надо знать, когда пора молиться.

Название звезды в переводе обычно означает анатомическую деталь описываемого созвездия. Среди самых знаменитых звезд с арабскими названиями – ярчайшие звезды Ориона Ригель («аль-риджл», «нога») и Бетельгейзе («яд аль-джауза», «рука великого», по нынешним представлениям о форме этого созвездия она находится на месте подмышки), Альтаир («ат-тахир», «летающий»), самая яркая звезда в созвездии Орла, и переменчивая звезда Алголь («аль-гуль», собственно, «гуль»), вторая по яркости в созвездии Персея – она словно мигающий глаз окровавленной отрубленной головы Медузы Горгоны, которую Персей держит в руке. В категории менее знаменитых – две самые яркие звезды созвездия Весов, которые, правда, в те времена, когда астролябия была в зените славы, относились к Скорпиону: это Зубен аль-Генуби («Аз-Зубан аль-Януби», «южная клешня») и Зубен аль-Шемали («Аз-Зубан аш-Шамали», «северная клешня») – самые длинные дошедшие до нас названия звезд.

После XI века исламский мир еще ни разу не возвращал себе то научное влияние, которым он обладал в предшествовавшие четыре столетия. Покойный пакистанский физик Абдус Салам, первый мусульманин, получивший Нобелевскую премию, сокрушался:

Нет никаких сомнений, что именно в мусульманских странах из всех цивилизаций на планете наука слабее всего. Опасности, которые таит в себе подобная слабость, невозможно переоценить, поскольку в условиях нашей эпохи достойное существование общества прямо зависит от могущества науки и техники.

(Hassan and Lui 1984, p. 231)

* * *

Периоды научной плодовитости случались и у многих других стран и народов. Вспомнить хотя бы Британию и точку отсчета долгот на Земле. Нулевой меридиан – это линия, отделяющая на глобусе географический запад от востока. Нулевой он потому, что его долгота – ноль градусов, и он делит пополам основание телескопа в Гринвичской обсерватории, в лондонском боро на южном берегу реки Темзы. Эта линия проходит не через Нью-Йорк, Москву или Пекин. Именно Гринвич был выбран в 1884 году на Международной меридианной конференции в Вашингтоне.

К концу XIX века астрономы из Королевской Гринвичской обсерватории, основанной в 1675 году (нет нужды упоминать, что находится она в Гринвиче), накопили данные о точных позициях нескольких тысяч звезд за сто с лишним лет. Гринвичские астрономы пользовались довольно заурядным, однако сделанным по особому проекту телескопом, который мог перемещаться по меридиональной дуге, соединяющей север и юг через зенит наблюдателя. Поскольку они не отслеживают общее движение звезд с востока на запад, то просто дрейфуют вместе с вращением Земли. Такой телескоп, носящий официальное название «пассажный инструмент», дает возможность отметить точное время, когда та или иная звезда пересекает поле зрения наблюдателя. Зачем это делать? «Долгота» звезды на небосклоне – это время на звездных часах в момент, когда звезда пересекает твой меридиан. Сегодня мы сверяем свои часы с атомными часами, однако когда-то не было хронометра более точного, чем вращение самой Земли. И не было лучшего показателя вращения Земли, чем медленно проплывающие над головой звезды. И никто не измерял положение проплывающих звезд точнее астрономов из Королевской Гринвичской обсерватории.

В XVII–XVIII веках Британия потеряла много кораблей из-за промахов в навигации, которые приводили к тому, что рулевые не знали свою долготу с достаточной точностью. Самая масштабная трагедия произошла в 1707 году, когда британский флот под командованием вице-адмирала сэра Клаудесли Шовелла сел на мель у островов Силли к западу от Корнуолла, потеряв четыре судна и две тысячи человек. У Англии появился стимул к действию, и она учредила наконец Комиссию долгот, которая предложила щедрую награду – 20 000 фунтов – первому, кто создаст хронометр, которым можно пользоваться в открытом океане. Конечно, подобному устройству было суждено сыграть главную роль и в военном деле, и в коммерции. Такой хронометр, синхронизированный с гринвичским временем, позволял очень точно определить долготу судна. Надо было лишь вычесть местное время, которое прекрасно определялось по положению Солнца или звезд, из времени, которое показывал хронометр. Разность и была точным показателем долготы к востоку или к западу от нулевого меридиана.

В 1735 году задание Комиссии долгот было выполнено. Результатом стали портативные, с ладонь размером, часы, которые изобрел и собрал английский механик Джон Гаррисон. Навигаторы сочли, что хронометр Гаррисона ничуть не менее ценен, чем живой человек, стоящий на часах на баке, – собственно, у слова «часовой» появился новый оттенок значения.

Поскольку Англия всячески поддерживала достижения в астрономических и навигационных наблюдениях, именно Гринвич заслужил право считаться нулевым меридианом. Благодаря этому решению автоматически получилось так, что международная линия перемены даты, которая находится в 180 градусах от нулевого меридиана, оказалась в пустоте, посреди Тихого океана на противоположной стороне глобуса. Потому-то на свете нет ни одной страны, в разных частях которой всегда были бы две разные даты. Ни одна страна не отстает сама от себя по календарю.

* * *

Если англичане навсегда оставили свой след в пространственных координатах на глобусе, основу системы исчисления времени – солнечный календарь – заложила римско-католическая церковь, под эгидой которой тоже велись некоторые научные исследования. Церковь побудила к этому не сама по себе жажда астрономических открытий, а стремление удержать дату Пасхи где-то в районе ранней весны. Это было так важно, что папа Григорий XIII основал Ватиканскую обсерваторию, где работали высокообразованные монахи-иезуиты, которые измеряли ход времени с непревзойденной точностью. Было решено, что Пасха приходится на первое воскресенье после первого полнолуния после весеннего равноденствия (для того чтобы Великий четверг, Страстная пятница и Пасхальное воскресенье никогда не попадали на какие-то особые дни по чужим лунным календарям). Это правило действует, если первый день весны приходится на март, где ему самое место. Однако юлианский календарь, который ввел еще Юлий Цезарь в Риме, оказался до того несовершенен, что к XVI веку в нем накопилось десять лишних дней, отчего первый день весны приходился на первое апреля, а не на двадцать первое марта. Високосный год, то есть каждый четвертый год, когда добавлялся дополнительный день, отличительная черта юлианского календаря, с течением столетий слишком сильно корректировал время и сдвигал Пасху все позднее и позднее.

В 1582 году, когда все исследования и подсчеты были закончены, папа Григорий убрал из юлианского календаря 10 никому не нужных дней, и по его распоряжению после 4 октября наступило сразу 15 октября. С тех пор церковь ввела следующую поправку: в каждый год, знаменующий конец столетия и не делящийся нацело на 400, дополнительный день не добавляется, хотя на самом деле этот год должен был быть високосным, и тогда лишние дни накапливаться не будут. Новый – григорианский – календарь в XX веке был еще раз откорректирован и стал еще точнее, так что ваш настенный календарь будет точным и через десятки тысяч лет. Так точно время еще никто не отсчитывал. Государства, враждебные католической церкви, например протестантская Англия и ее мятежные отпрыски – американские колонии, – не спешили принять эти перемены, однако в конечном итоге весь цивилизованный мир, в том числе и культуры, традиционно опиравшиеся на лунные календари, стали считать григорианский календарь стандартным для всех международных сношений – и в коммерции, и в политике.

* * *

Вклад европейцев в научно-технический прогресс западной культуры начиная с зари промышленной революции столь велик и столь всеобъемлющ, что его можно заметить лишь со стороны: большое видится на расстоянии. Промышленная революция стала настоящим прорывом в нашем понимании энергии, и инженеры получили возможность изобретать невероятные способы преобразования одного вида энергии в другой. Результатом этой революции стала замена человеческой рабочей силы машинами, что в несколько раз повысило производительность труда в масштабах целых стран и впоследствии стало основой распределения богатства в мире.

Лексикон энергетики богат именами ученых, которые внесли свой вклад в ее изучение. В честь шотландского инженера Джеймса Ватта, усовершенствовавшего в 1765 году паровую машину, дано название физической величине, которая лучше всего известна даже за пределами научно-инженерных кругов. Практически на каждой электрической лампочке напечатан или его инициал, или фамилия целиком. Мощность лампочки в ваттах отражает темп потребления энергии, что связано с яркостью лампочки. Над усовершенствованием паровой машины Ватт работал, когда служил в Университете Глазго, который тогда был одним из самых плодовитых центров изобретательства в мире.

Английский физик Майкл Фарадей в 1831 году открыл электромагнитную индукцию – и это позволило создать первый электромотор. И то, что в его честь назвали фарад – меру способности устройства накапливать электрический заряд, – пожалуй, не слишком щедрая награда за такой огромный вклад в науку.

Немецкий физик Генрих Герц открыл в 1888 году электромагнитные волны, что сделало возможным радиосвязь, и его имя увековечено в названии единицы частоты и в ее метрических производных – «килогерц», «мегагерц», «гигагерц».

В честь итальянского физика Алессандро Вольта назван вольт, единица электрического потенциала. В честь французского физика Андре-Мари Ампера – единица электрического тока ампер. В честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля – джоуль, единица энергии. Перечислять можно еще долго.

Если не считать Бенджамина Франклина и его неустанные эксперименты с электричеством, американцы наблюдали этот плодотворный период в истории достижений человечества со стороны, поскольку были заняты – добивались независимости от Англии и строили экономику, основанную на рабовладении. Лучшее, что мы можем сделать сегодня, – это воздать промышленной революции должное в оригинальном «Звездном Пути». Шотландия – колыбель промышленной революции и родина главного инженера космического корабля «Энтерпрайз». Как его зовут? Разумеется, Скотти.

В конце XVIII века промышленная революция шла уже полным ходом – и Великая французская революция тоже. Французы воспользовались случаем и избавились не только от аристократии, они еще и ввели метрическую систему, чтобы стандартизировать целое болото разрозненных мер и весов, в котором вязли и наука, и торговля. Члены Французской Академии наук первыми в мире занялись изучением формы земного шара и гордо провозгласили, что это удлиненный сфероид. На основании этих знаний они определили метр как одну десятимиллионную расстояния по поверхности Земли от северного полюса до экватора через – что бы вы думали? – Париж. Эта мера длины была стандартизирована как расстояние между двумя рисками на особом бруске из платиново-иридиевого сплава. Французы изобрели и многие другие десятичные стандарты, которые (за исключением десятичного угла и десятичного времени) в конечном итоге переняли все цивилизованные страны в мире, кроме США, западноафриканской страны Либерии и политически нестабильной тропической страны Мьянма. Первые артефакты этой кампании за десятичную систему хранятся в Международном бюро мер и весов, расположенном, естественно, в предместье Парижа.

* * *

С конца 30-х годов XX века США стали центром разработок в области ядерной физики. Интеллектуальный капитал Америки существенно прирос из-за исхода ученых из фашистской Германии. Однако финансовый капитал шел из Вашингтона, поскольку правительство стремилось опередить Гитлера и первыми создать атомную бомбу. Работа над ней получила название «Манхэттенский Проект», поскольку первые исследования велись на Манхэттене, в Лаборатории им. Пупина при Колумбийском университете.

Вложения в науку, сделанные во время войны, оказали на сообщество физиков-ядерщиков самое благотворное воздействие и в мирное время. С 30-х до 80-х годов XX века именно американские ускорители были самыми мощными и производительными в мире. Ускорители – гоночные трассы для частиц, позволяющие разглядеть фундаментальную структуру и исследовать поведение вещества. В них создаются лучи субатомных частиц, которые разгоняются до околосветовых скоростей в тщательно выстроенном электрическом поле, налетают на другие частицы и разносят их в клочки. Потом физики разбирают эти клочки и таким образом находят признаки существования самых разных новых частиц, а иногда даже открывают новые физические законы.

Американские физические лаборатории стяжали заслуженную славу. Даже те, кто от природы не разбирается в физике, слышали о самых известных – это Лос-Аламос, Ливерморская национальная лаборатория имени Лоуренса, Брукхейвенская лаборатория, Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли, Фермилаб, Окриджская национальная лаборатория. В этих лабораториях ученые открывали новые частицы, получали новые химические элементы, дополняли недавно возникшую «стандартную модель» элементарных частиц и за все это получали целую коллекцию Нобелевских премий.

Американский след в этой эпохе в истории физики навеки запечатлен в нижних строках таблицы Менделеева. Элемент номер 95 называется америций, номер 97 – берклий, номер 98 – калифорний, номер 103 – лоуренсий, в честь американского физика Эрнеста Орландо Лоуренса, изобретателя первого ускорителя частиц, а номер 106 – сиборгий, в честь Гленна Теодора Сиборга, американского физика, в чьей лаборатории при Калифорнийском университете в Беркли открыли десять новых элементов тяжелее урана.

* * *

Чем больше ускоритель, тем выше энергия, которую в нем можно получить, посягая на стремительно отступающую границу между известным и неизвестным во Вселенной. Космологическая теория Большого Взрыва предполагает, что когда-то Вселенная была очень маленьким и очень горячим болотом из высокоэнергичных субатомных частиц. Построив мощный коллайдер («сталкиватель») частиц, ученые могли бы воссоздать условия, существовавшие в первые мгновения жизни нашего космоса. В 80-е годы прошлого века, когда американские физики предложили создать такой ускоритель (впоследствии его называли «Сверхпроводящий Суперколлайдер»), конгресс был готов его финансировать, а министерство энергетики – шефствовать над ним. Создали проект. Началось строительство. В Техасе прорыли кольцевой туннель окружностью в 87 километров (это как окружность города Вашингтона). Физики сгорали от нетерпения, когда же можно будет заглянуть за очередной космический рубеж. Однако в 1993 году стало невозможно отслеживать перерасход средств, конгрессу надоели фискальные сложности, и он отозвал 11 миллиардов, выделенные на проект. Нашим народным избранникам, наверное, и в голову не приходило, что, отказавшись от Суперколлайдера, они заставили Америку уступить пальму первенства в экспериментальной физике частиц.

Если хотите заглянуть за очередной космический рубеж, покупайте билет на самолет и отправляйтесь в Европу, которая воспользовалась случаем и решила построить крупнейший в мире ускоритель частиц – и стать первопроходцем в краях познаний о космосе. Этот ускоритель будет называться Большой адронный коллайдер (БАК) и строится под эгидой Европейского центра ядерных исследований, больше известного под аббревиатурой ЦЕРН, которое уже не вполне соответствует его полному названию. (На момент выхода в свет этой книги в 2007 году БАК еще не был запущен. Церемония его открытия состоялась в октябре 2008 года. – Прим. перев.) Америке придется наблюдать за работой БАК издалека, как когда-то другим странам приходилось наблюдать за ней, – хотя в проекте участвуют и многие американские физики.

 

Глава тридцать восьмая

Да будет тьма

Среди прочих научных дисциплин астрофизика – чемпион по смирению. Поразительная ширь и глубина Вселенной изо дня в день заставляет сдуваться наше самомнение, мы постоянно зависим от прихотей неконтролируемых сил. Выдастся всего-навсего пасмурный вечерок – каприз погоды, который не помешает никаким другим начинаниям, – и мы не сможем делать наблюдения на телескопе, одна ночь работы которого может стоить и двадцать тысяч долларов безо всяких скидок на погоду. Мы – пассивные наблюдатели космоса, мы собираем данные о тайнах природы, приноравливаясь к тому, где, когда и как природа их открывает. Чтобы познать космос, нужны какие-то окна во Вселенную – и чтобы эти окна не были затянуты туманом, замазаны краской или заляпаны грязью. Однако распространение так называемой цивилизации, а следовательно – вездесущего технического прогресса в целом, мешают решить эту задачу. Если мы ничего не сделаем, люди скоро потопят Землю в фоновом свечении и всякий доступ к рубежам космических открытий окажется перекрыт.

Преобладающая и самая очевидная форма астрономического загрязнения – это уличное освещение. Его постоянно видно с борта самолета во время ночных перелетов, а значит, фонари освещают не только улицы поблизости, но и остальную Вселенную. Особенно вредны ничем не прикрытые уличные фонари – то есть, фонари без направленных вниз абажуров-отражателей. Если местные власти устанавливают светильники, обладающие подобными недостатками, им приходится покупать лампы большей мощности, поскольку половина света от них уходит вверх. Растраченный впустую свет, направленный в ночное небо, и делает большýю часть участков на поверхности Земли непригодными для астрономических исследований. В 1999 году участники симпозиума «Сохраним астрономическое небо» с полным правом оплакивали утрату темного неба в масштабах всего земного шара. В одной статье утверждается, что неэкономное освещение обходится Вене в 720 000 долларов в год, Лондону – в 2,9 миллиона, Вашингтону – в 4,2 миллиона, а Нью-Йорку – в 13,6 миллионов (Sullivan and Cohen 1999, pp. 363–368). Обратите внимание, что Лондон, население которого примерно равно населению Нью-Йорка, при всей своей неэкономности почти в пять раз экономнее последнего.

Беда астрофизика состоит не только в том, что свет уходит в космос, но и в том, что в нижних слоях атмосферы содержится смесь водяного пара, пыли и загрязняющих веществ, которые отталкивают некоторые фотоны, стремящиеся вверх, обратно на землю, отчего небо начинает светиться в том же диапазоне, что и огни ночного города. Города светятся все ярче, тусклые космические объекты видны все хуже, так что горожанам доступ во Вселенную оказывается перекрыт.

Трудно преувеличить масштаб этого явления. Включите в темной комнате карманный фонарик и направьте его на противоположную стену – и вы разглядите его луч безо всяких усилий. Однако попробуйте включать все более ярко верхний свет – и сами убедитесь, что разглядеть луч все труднее и труднее. Если небосклон загрязнен посторонним светом, то расплывчатые космические объекты вроде комет, туманностей и галактик становится очень трудно или вовсе невозможно заметить. Я в жизни не видел галактику Млечный Путь в черте Нью-Йорка, а я здесь родился и вырос. Если смотреть в ночное небо с залитой светом Таймс-сквер, различишь разве что десяток-другой звезд – а ведь в те дни, когда по городу бродил последний генерал-губернатор Новых Нидерландов Питер Стейвесант, с того же самого места было видно несколько тысяч звезд. Неудивительно, что у древних был так развит культ ночного неба, а у современных народов, ничего не знающих о ночном небе, так развит культ вечернего телевизора.

Распространение электрического освещения в городах в XX веке привело к возникновению техногенной дымки, которая заставляла астрономов строить горные обсерватории подальше от окраин городов и удаляться для этого в уединенные уголки – на Канарские острова, в чилийские Анды, на вулкан Мауна-Кеа на Гавайях. Важное исключение – Национальная обсерватория Китт-Пик в Аризоне. Астрономы не стали отступать под натиском города Тусона, который становился все больше и ярче, а окопались и дали бой. Победа далась им неожиданно легко – оказывается, нужно было всего-навсего убедить горожан, что они тратят на уличное освещение неоправданно много своих собственных денег. В результате город получил экономичные фонари, а астрономы – темное небо. Постановление № 8210 Кодекса уличного освещения графства Тусон-Пима наталкивает на мысль, что в тот момент, когда его принимали, и мэр, и шеф полиции, и начальник тюрьмы были астрономами. В разделе 1 сформулирована цель постановления:

Цель настоящего Кодекса – задать такие стандарты уличного освещения, чтобы они без особой необходимости не препятствовали астрономическим наблюдениям. Задача настоящего Кодекса – посредством урегулирования типов, видов, конструкции, установки и применения устройств, систем и методов электрического освещения улиц добиться экономии энергии без ухудшения безопасности, удобства, надежности и продуктивности и при этом сделать более приятным пребывание в ночное время на территории, находящейся в нашей юрисдикции.

А после 13 следующих разделов, где приводятся жесткие правила и нормы, диктующие горожанам, какие виды уличного освещения следует предпочитать, а каких избегать, начинается самое интересное – раздел 15:

Нарушение любого предписания настоящего Кодекса кем бы то ни было является административным нарушением. По каждому следующему дню нарушения выдвигается отдельное обвинение.

Как видите, стоит лишь посветить на телескоп, и мирный гражданин превращается в сущего Рэмбо. Думаете, я преувеличиваю? Существует особая организация, которая протестует против направленного вверх света во всем мире – Международная ассоциация борцов за темное небо. У этой Ассоциации весьма красноречивый девиз, напоминающий фразу, написанную на патрульных автомобилях полицейского управления Лос-Анджелеса: «За качественное уличное освещение как средство беречь и сохранять ночную атмосферу и темное небо, доставшееся нам от предков». И члены ее, будто полицейские, придут к вам, стоит вам нарушить закон.

Это я знаю не понаслышке. Они и ко мне приходили. Не прошло и недели с того дня, как Роузовский Центр Земли и Космоса открыл свои двери для посетителей, как я получил письмо от генерального директора Ассоциации, где меня распекали за то, что в тротуар перед входом вмонтированы лампы, которые светят вверх.

Нас обвинили вполне справедливо: в площадку перед Центром и правда вмонтировано сорок ламп (правда, очень малой мощности), которые подчеркивают и освещают гранитную арку у входа. Эти лампы отчасти функциональны, отчасти декоративны. Целью письма было не свалить вину за плохие условия для астрономических наблюдений во всем городе Нью-Йорке на эти жалкие лампочки, а указать, что Планетарий имени Хейдена должен подавать всему миру хороший пример. Стыдно признаться, но лампы мы так и не убрали.

Однако не все зло на планете имеет искусственное происхождение. Яркости полной Луны вполне хватает, чтобы сократить число звезд, видимых невооруженным глазом, с нескольких тысяч до нескольких сотен. И в самом деле, полная Луна более чем в 100 000 раз ярче самых ярких ночных звезд. А законы отражения делают полную Луну более чем в десять раз ярче, чем полумесяц. Сияние Луны сильно сокращает и количество метеоров, которые видно во время метеоритных дождей, независимо от того, где именно на Земле их наблюдаешь, хотя облака, конечно, мешают гораздо сильнее. Так что никогда не желай астроному, направляющемуся к большому телескопу, полюбоваться полной Луной. Правда, приливные силы Луны создают лужицы и озерца, остающиеся на суше после отлива, и другие недолговечные экосистемы, которые в свое время поспособствовали переходу от морской к сухопутной жизни и в конечном итоге обеспечили человеку возможность развиться и процветать. Если бы не эта мелочь, большинство астрономов-наблюдателей, особенно космологов, были бы только рады, если бы никакой Луны и вовсе не было.

Несколько лет назад мне позвонила одна дама-маркетолог, которая хотела спроецировать на Луну логотип своей компании. Она желала знать, что для этого нужно сделать. Сначала я в сердцах бросил трубку, но потом все-таки перезвонил этой даме и вежливо объяснил, почему это не слишком удачная мысль. Были и другие руководители разных компаний, которые спрашивали меня, как вывести на орбиту светящиеся баннеры шириной в милю с броскими рекламными слоганами – примерно как вычерчивают в небе слова разноцветным дымом и прицепляют флаги к самолетам на разных спортивных состязаниях или над океаном возле многолюдных пляжей. Я всегда грожусь натравить на них световую полицию.

Неочевидная связь современного образа жизни с загрязнением светом распространяется и на другие части электромагнитного спектра. Следующими в зону риска попадают радиоволновые окна в космос, в том числе микроволновое излучение. В наши дни мы буквально затоплены сигналами устройств, испускающих радиоволны, – это и сотовые телефоны, и пульты для гаражных дверей, и пищащие ключи, которые открывают и запирают машины, и радиорелейные станции, и радио– и телепередатчики, и рации, и полицейские радары, и GPS, и сети спутниковой коммуникации. Наше радиоволновое окно во Вселенную затянуто этим техногенным туманом. А немногие оставшиеся чистые полосы в радиодиапазоне становятся все уже и уже, поскольку технологический образ жизни захватывает все больше и больше радиотерриторий. Выявлять и изучать слабо излучающие космические объекты стало трудно как никогда.

В последние полвека радиоастрономы сделали множество замечательных открытий – обнаружили пульсары, квазары, молекулы в космическом пространстве и реликтовое микроволновое излучение – первое доказательство, что Большой Взрыв действительно был. Однако такие слабые радиосигналы заглушает даже беспроводная телефонная связь: современные радиотелескопы до того чувствительны, что разговор по рации между двумя астронавтами на Луне был бы одним из ярчайших источников на радио-небосклоне. А если бы у марсиан были сотовые телефоны, мощнейшие из наших радиотелескопов засекли бы и их без особого труда.

Федеральная комиссия по связи с вниманием относятся к многочисленным, настоятельным и зачастую противоречивым требованиям различных слоев общества к радиоспектру. Оперативная группа по спектральной политике при Федеральной комиссии по связи пересматривает политику использования электромагнитного спектра с целью повысить гибкость и производительность. Председатель Комиссии Майкл К. Пауэлл в интервью «Вашингтон Пост» 19 июня 2002 года сказал, что хочет изменить основной принцип Комиссии – перестать «командовать и контролировать» и выработать подход, ориентированный на рынок. Еще Комиссия будет следить за тем, как распределяются полосы радиодиапазона и не будут ли разные полосы интерферировать друг с другом.

Американское астрономическое общество, профессиональная организация астрофизиков США, со своей стороны, призвало своих членов быть такими же бдительными, как члены Международной ассоциация борцов за темное небо (лично я всячески приветствую подобную позицию), и убеждать тех, кто отвечает за политику распределения радиочастот, оставить некоторые полосы нетронутыми для астрономических нужд. Если позаимствовать понятия и лексикон у несгибаемых «зеленых», эти полосы следует считать «электромагнитными нетронутыми землями» или «электромагнитным национальным парком». Чтобы исключить интерференцию, географические районы вокруг защищенных обсерваторий также должны быть очищены от любых радиосигналов искусственного происхождения.

Самая серьезная проблема, вероятно, состоит в том, что чем дальше находится исследуемый объект от Млечного Пути, тем больше длина волны и ниже частота его радиосигнала. Это явление – космологический эффект Допплера – и есть главное доказательство расширения Вселенной. Поэтому на самом деле невозможно выделить отдельный диапазон «астрофизических» частот и решить, что в это окно видно весь космос от ближайших галактик до краев наблюдаемой Вселенной. Битва за тьму продолжается.

На сегодняшний день строить телескопы для изучения любых частей электромагнитного спектра лучше всего на Луне. Причем на той стороне, которая не обращена к Земле. Если поставить их на видимой стороне Луны, будет даже хуже, чем если смотреть с поверхности Земли. С видимой стороны Луны Земля в тринадцать раз больше и примерно в пятьдесят раз ярче, чем Луна, если смотреть на нее с Земли. К тому же Земля никогда не заходит. Наверное, вы и сами уже сообразили, что непрестанный щебет коммуникационных сигналов делает Землю еще и самым ярким объектом на радиоволновом небосклоне. А рай для астронома находится, наоборот, на обратной стороне Луны, где Земля никогда не восходит, навеки погребенная за горизонтом.

Поскольку телескопам, выстроенным на обратной стороне Луны, Земля нигде не будет закрывать обзор, их можно будет направить в любую сторону, не рискуя испортить данные из-за электромагнитных эманаций Земли. Но и это еще не все – ночь на Луне длится почти 15 земных дней, что даст астрономам возможность наблюдать объекты на ночном небе сутками напролет, гораздо дольше, чем удается с Земли. А поскольку у Луны нет никакой атмосферы, наблюдения с лунной поверхности ничем не хуже наблюдений с земной орбиты. Космическому телескопу им. Хаббла придется уступить свое почетное место и скромно отодвинуться.

Более того, поскольку на Луне нет атмосферы и свет не рассеивается, небо на Луне и днем почти такое же темное, как и ночью, так что все любимые звезды прекрасно видны даже неподалеку от солнечного диска. Трудно найти другое такое незагрязненное место.

Беру назад свои язвительные замечания в адрес Луны. Может быть, наша небесная соседка скоро станет лучшей подружкой астронома.

 

Глава тридцать девятая

Голливудские ночи

Нет лучше способа взбесить завзятого киномана, чем усадить на сеансе рядом с ним какого-нибудь не в меру образованного приятеля, который не сможет держать язык за зубами и будет весь фильм нудить про то, почему книжка лучше. Такие личности только и делают, что болтают о том, что-де в романе и персонажи многограннее, и сюжет логичнее. По-моему, лучше бы им сидеть дома и дать нам, нормальным людям, спокойно посмотреть кино. Мне кажется, это вопрос чисто экономический: посмотреть фильм дешевле и быстрее, чем купить и прочитать книгу, по которой он снят. Поскольку подобное мнение недостойно интеллигентного человека, мне стоило бы помалкивать всякий раз, когда я замечаю антинаучные ошибки в сюжете или декорациях фильма. Но я не молчу. Иногда я раздражаю соседей по кинозалу не хуже отпетого книжного червя. С течением лет я собрал коллекцию особо вопиющих ошибок в голливудских фильмах, где действие происходит в космосе либо так или иначе связано с ним. И мне обязательно нужно кому-то о них рассказывать.

Оговорюсь: мой список состоит вовсе не из киноляпов. Киноляп – это ошибка, которую случайно пропустил продюсер или редактор и которую обычно легко исправить. Астрофизические ошибки, о которых я поведу речь, появились в киноповествовании по воле создателей и свидетельствуют о крайнем невнимании к деталям, которые было бы совсем несложно уточнить. Более того, осмелюсь предположить, что все эти сценаристы, продюсеры и режиссеры не прослушали в своих университетах даже элементарного курса астрономии.

Начнем с самого низа списка.

В конце фильма «Черная дыра» (студия «Дисней», 1979 год) – кстати, этот фильм у многих, в том числе и у меня, значится в списке десяти худших фильмов – космический корабль, похожий на творения Уэллса, теряет управление и падает в черную дыру. Казалось бы, заветная мечта любого мастера спецэффектов! Посмотрим, как мастера справились с задачей. Что произошло с кораблем и командой? Их разорвало растущими приливными силами гравитации, как сделала бы настоящая черная дыра? Ничего подобного. Была ли хоть одна попытка показать релятивистское замедление времени, в том виде, как его предсказал Эйнштейн – когда вокруг обреченной команды пронеслись бы миллиарды лет эволюции Вселенной, а сами астронавты постарели бы при этом на несколько тик-таков наручных часов? Ничего подобного. Правда, на экране все же появился вращающийся диск притянутого черной дырой газа. Это хорошо. Черные дыры примерно так и поступают с газом, который на них падает. Но вырывались ли с обеих сторон от аккреционного диска продолговатые протуберанцы из вещества и энергии? Ничего подобного. Что произошло с кораблем, когда он прошел сквозь черную дыру? Его вышвырнуло в другое время? В другую часть Вселенной? Вообще в другую Вселенную? Ничего подобного. Вместо того чтобы ухватиться за идеи, перспективные с точки зрения кинематографа и оправданные с точки зрения науки, сценаристы описали недра черной дыры как сырую пещеру, всю в сталактитах и сталагмитах, как будто мы пошли на экскурсию в нижнюю часть Карлсбадских Пещер, где жарко и влажно.

Многие считают, что подобные сцены – проявления поэтической натуры режиссера, художественный вымысел, который дает ему право на любые, самые безумные фантазии, не имеющие отношения к подлинной Вселенной. Однако, если учесть, какие эти сцены нелепые, скорее нужно считать их проявлением научного невежества режиссера. А если бы, предположим, существовало понятие «научного вымысла» и ученый, задумав нарисовать картину, тоже получал бы право игнорировать фундаментальные законы изобразительного искусства? И вот, например, ученый взялся бы писать обнаженную натуру и пририсовал бы своей модели три груди, по семь пальцев на ногах и ухо вместо носа. Впрочем, не будем впадать в крайности: представьте себе, что ученые рисовали бы людей с коленками, которые сгибаются в другую сторону, или искажали бы пропорции рук и ног? Или из этого получилось бы новое направление в изобразительном искусстве, вспомним хотя бы Пикассо с его портретами, где у всех лица как камбала, или профессиональные художники отправили бы нас, ученых, в начальные классы художественной школы, на курс общей анатомии.

Что именно – художественный вымысел или невежество – заставило автора одной картины, висящей в Лувре, написать круглую поляну, обсаженную высокими прямыми деревьями, так, что все тени от деревьев падают к центру поляны? Неужели художник никогда не обращал внимания, что тени от вертикальных предметов, когда источник света всего один, всегда параллельны? Художественный вымысел или невежество заставляет практически всех художников, рисуя Луну, изображать или полнолуние, или полумесяц? Ведь Луна половину времени не полная и не половинка! Что рисуют художники – что видят или что желают увидеть? Когда Фрэнсис Форд Коппола в 1987 году снимал свой фильм «Тот, кто меня бережет», его оператор звонил мне проконсультироваться, где и когда лучше всего заснять восход полной Луны над Манхэттеном. Когда я предложил ему снять Луну в первой четверти или растущую Луну перед полнолунием, он отнесся к этому безо всякого энтузиазма. Ему годилось только полнолуние.

Впрочем, сколько бы я ни брюзжал, нужно признать, что без художественного вымысла мировое культурное наследие было бы беднее. Помимо всего прочего, мы не досчитались бы экспрессионизма и кубизма. Однако хороший художественный вымысел тем и отличается от плохого, что художник сначала собирает все необходимые сведения, а уже потом начинает творить. Лучше всех, пожалуй, об этом сказал Марк Твен:

Сначала раздобудьте факты, а потом уже искажайте их как вздумается.

(1899, Vol. 2, Chap. XXXVII)

В 1997 году при создании знаменитого фильма «Титаник» продюсер и директор Джеймс Кэмерон потратил много сил и средств не только на спецэффекты, но и на воссоздание роскошных интерьеров судна. От внимания мистера Кэмерона не ускользнула ни одна мельчайшая деталь – от бра на стенах до росписи на фарфоре и гравировки на столовом серебре: он постоянно изучал последние находки подводных археологов, добытые на затонувшем корабле с глубины почти четыре километра. Более того, он тщательно исследовал историю моды и общественных нравов, чтобы его герои одевались и вели себя по возможности так, как в 1912 году. Кэмерон знал и о том, что только три из четырех дымовых труб были связаны с двигателями, и сделал так, что дым на экране идет лишь из трех труб. У нас есть точные данные о том, как проходило первое плавание «Титаника» из Саутгемптона в Нью-Йорк, как все было в тот день и час, когда судно затонуло, мы знаем широту и долготу, где это произошло. Кэмерон и это тоже учел.

Казалось бы, при таком внимании к деталям Джеймс Кэмерон мог бы уделить несколько больше внимания тому, какие звезды и созвездия были видны на небе в ту роковую ночь.

Так нет же.

Звезды в небе над тонущим кораблем в кино не имеют никакого отношения к реальным созвездиям. Хуже того: когда героиня качается на деревянной доске и напевает себе под нос в ледяной воде северной Атлантики, она смотрит прямо в небо – и нам показывают голливудские небеса, где звезды в правой половине экрана – зеркальное отражение звезд в левой половине. Нельзя же так лениться! Неужели правильная картина звездного неба пробила бы брешь в бюджете фильма?

Беда в том, что никто не узнает, правильные ли у Кэмерона узоры на фарфоре и гравировка на столовых приборах. Но при этом всего за пятьдесят долларов можно купить программу для домашнего компьютера, которая покажет, как выглядит самое настоящее небо в любое время суток в любой день любого года в любой точке Земли за последнюю тысячу лет.

Однако Кэмерону случается прибегать к художественному вымыслу весьма искусно и оправданно. После того, как «Титаник» тонет, зритель видит в воде множество людей, и живых, и мертвых. Разумеется, в безлунную ночь посреди океана ничего не видно даже на расстоянии вытянутой руки. Кэмерону пришлось добавить освещение, иначе никто не узнал бы, что было дальше. Свет этот мягкий, еле заметный, он не оставляет четких теней, которые предательски выдали бы несуществующий источник света.

У этой истории счастливый конец. Как известно многим, Джеймс Кэмерон – исследователь-любитель, который на самом деле очень ценит научные достижения. Одним из его исследовательских проектов и было погружение к «Титанику», а еще он много лет работал в Консультационном совете НАСА, а это серьезная заслуга. Не так давно, когда Кэмерон получил награду журнала «Wired» за любознательность и страсть к приключениям и прибыл на церемонию в Нью-Йорк, меня пригласили на обед с редколлегией журнала и самим Кэмероном. Лучшего случая открыть ему глаза на ошибки в «Титанике» я найти не мог. И нудел по этому поводу минут десять, после чего Кэмерон ответил: «Фильм собрал в мировом прокате больше миллиарда долларов. Только представьте себе, насколько больше прибыли мы бы получили, если бы я правильно снял ночное небо!»

Мне никогда еще не затыкали рот так вежливо и так окончательно. Я кротко вернулся к закускам, слегка смутившись, что вообще затронул эту тему. Прошло два месяца, и мне в планетарий позвонили. Это был специалист по компьютерной анимации из группы доработки фильма, работающий под руководством Джеймса Кэмерона. Он сказал, что при подготовке коллекционного издания «Титаника» некоторые сцены будут пересняты, а ему говорили, что я могу предоставить правильное изображение ночного неба, которое можно будет использовать в новой версии. И, конечно, я сделал правильные изображения ночного неба со всех точек, откуда могли посмотреть на него герои Кейт Уинслет и Леонардо Ди Каприо, пока тонул «Титаник».

* * *

Один-единственный раз в жизни я даже написал письмо с жалобой на астрофизическую ошибку: это было в 1991 году, когда я посмотрел романтическую комедию «Лос-Анджелесская история», сценаристом и продюсером которой был Стив Мартин. В этом фильме Мартин показывает при помощи фаз Луны течение времени: на экране она из полумесяца превращается в полную. Этот факт всячески обыгрывается. Луна появляется в небе каждую ночь. Я всячески приветствую то, что Мартин привлек в сюжет Вселенную, просто эта его голливудская Луна росла не в ту сторону. К северу от экватора, в том числе и в Лос-Анджелесе, освещенная часть Луны увеличивается справа налево.

Когда Луна видна как тонкий серп, Солнце находится от нее на 20–30 градусов правее. По мере того как Луна обходит Землю, угол между ней и Солнцем увеличивается, поэтому освещается все больше и больше видимой поверхности Луны и при фронтальном освещении – угле в 180 градусов – достигает 100 %. Такая конфигурация Солнца, Луны и Земли бывает раз в месяц. Она называется сизигия или соединение и надежно обеспечивает полнолуние, а иногда – лунное затмение.

Луна у Стива Мартина росла слева направо. То есть наоборот.

Я написал мистеру Мартину очень вежливое и уважительное письмо, исходя из предположения, что он хочет знать, как все в космосе устроено на самом деле. Ответа я, увы, не получил, – однако я тогда был всего-навсего аспирантом, и у меня не было громкого титула, который привлек бы внимание мистера Мартина.

Даже в кино из жизни суровых летчиков-испытателей «Парни что надо!», снятом в 1983 году, не все было как надо. Мое любимое нарушение законов физики – это когда Чак Йигер, летчик, первым преодолевший звуковой барьер, поднимается на высоту 24 километра, поставив тем самым новый рекорд не только скорости, но и высоты. Дело происходит в пустыне Мохаве в Калифорнии, где вообще редко бывают облака, однако кинематографисты упустили это обстоятельство, и зрители, когда Йигер пронзает воздух, видят, как мимо стремительно проносятся пушистые, белые высококучевые облака. Эта ошибка наверняка заставила поморщиться метеорологов, поскольку на самом деле такие облака никогда не встречаются в атмосфере Земли выше 6 километров.

Наверное, без этих визуальных опор было невозможно создать у зрителя нутряное ощущение скорости, с которой мчится самолет. Поэтому я понимаю, что двигало кинематографистами. Однако у режиссера фильма Филипа Кауфмана были и другие варианты – можно было использовать другие виды облаков, например, перистые облака или изумительно красивые серебристые облака, которые встречаются и на очень больших высотах. Надо же когда-то узнать, что и такое тоже бывает на свете.

В фильме «Контакт» (1997 год), основанном на одноименном романе Карла Сагана (1983 год), есть особенно обидный астрофизический ляпсус. (Фильм я видел, а книгу так и не прочитал. Но все, кто читал, твердят, разумеется, что книга гораздо лучше фильма.) В «Контакте» речь идет о том, что могло бы произойти, если бы люди обнаружили в галактике разумную жизнь и сумели наладить с ней контакт. Героиня Джоди Фостер, астрофизик и охотница за инопланетянами, произносит очень важную для фильма реплику, в которой содержится математическое противоречие. Когда они с бывшим священником в исполнении Мэтью Макконахи выясняют, что их нежные чувства взаимны – все происходит на фоне самого большого радиотелескопа в мире, – она произносит с нажимом: «Если в галактике 400 миллиардов звезд, и лишь на одной из миллиона есть планеты, и лишь на одной из миллиона этих планет есть жизнь, и лишь в одном случае на миллион она разумна, все равно у нас будут миллионы планет для исследования!»

Неверно. Если исходить из тех чисел, которые приводит героиня, планет с разумной жизнью будет 0,0000004, а это несколько меньше, чем «миллионы». Конечно, «один из миллиона» звучит с экрана гораздо эффектней, чем «один из десяти», но нельзя же так натягивать ответ в математической задаче!

Пассаж мисс Фостер – не неуместное упражнение в арифметике, а явная отсылка к знаменитому уравнению Дрейка, названному в честь астронома Фрэнка Дрейка, который первым вычислил вероятность найти в галактике разумную жизнь, опираясь на последовательность факторов, начиная с общего количества звезд в галактике. Вот почему эта сцена – одна из важнейших в фильме. Кто же виноват в такой промашке? Не сценаристы, хотя их слова были произнесены точь-в-точь. Я считаю, что виновата Джоди. Она – актриса, играющая главную роль, и поэтому стоит на последнем рубеже обороны от ошибок, просочившихся в реплики, которые ей положено произносить. Поэтому ответственность лежит на ней. Мало того, если я ничего не путаю, она выпускница Йельского университета. Там наверняка учат арифметике.

В 70-е и 80-е годы XX века был очень популярен телесериал «Как вращается мир», где на заставке показывали рассвет, а под финальные титры закат, что, учитывая название сериала, было вполне уместным кинематографическим ходом. К сожалению, вместо рассвета показывали закат, пущенный задом наперед. Никто не взял на себя труд отметить, что в северном полушарии солнце всегда поднимается под углом направо от той точки на горизонте, где встает. И вечером опускается по небу наискосок – под углом направо. Рассвет в этой мыльной опере состоял в том, что Солнце, показавшись из-за горизонта, двигалось налево. Очевидно, создатели сериала заполучили пленку с закатом и, чтобы сделать заставку, пустили ее задом наперед. Либо они не любили рано вставать и не смогли поэтому заснять рассвет, либо снимали рассвет где-то в южном полушарии, а потом почему-то помчались в северное и сняли закат уже там. Если бы они спросили совета у местных астрофизиков, любой из нас порекомендовал бы, раз уж так хочется сэкономить деньги, показать закат не просто задом наперед, а еще и в зеркале. Так съемочной группе удалось бы угодить всем сразу.

Разумеется, непростительное невежество в области астрофизики простирается далеко за рамки телевидения, кино и картин в Лувре. Знаменитый потолок Центрального вокзала в Нью-Йорке словно бы парит высоко-высоко над головами бесчисленных деловитых пассажиров. Если бы архитекторы вообще не собирались делать его похожим на настоящий небосвод, я бы и ухом не повел. Но среди нескольких сотен звезд на этом холсте площадью добрый гектар содержится с десяток настоящих созвездий, прорисованных во всем их классическом великолепии, к тому же его пересекает Млечный Путь – именно там, где положено. Не говоря уже о том, что звездное небо почему-то зеленое – примерно в такой оттенок красили бытовую технику фирмы «Сирс» в пятидесятые, – небо расположено задом наперед. Да-да, задом наперед. Оказывается, в эпоху Возрождения это был обычный прием – тогда были в ходу глобусы небесных сфер. Но в таких случаях вы, зритель, стояли словно бы в каком-то воображаемом месте «снаружи» небосклона и смотрели вниз, а Земля находилась в центре глобуса Это очень ловкий и наглядный прием, если сферы диаметром меньше вас, но для потолка в сорок метров в поперечнике он совсем не годится. При том, что все звезды нарисованы наоборот, звезды в созвездии Орион по совершенно непостижимым причинам расположены традиционным, привычным для нас образом, и Бетельгейзе, и Ригель ориентированы как нужно.

Само собой, астрофизика – не единственная наука, по которой потоптались недостаточно осведомленные люди искусства. Натуралистов, должно быть, обижали даже чаще, чем меня. Прямо слышу, как они сокрушаются: «Это неправильная китовая песня, тот вид китов, который сняли в фильме, поет по-другому! В этих краях такие растения не растут! Эти горные породы никогда не встречаются на территориях с такими почвами! Подвид диких гусей, которые так кричат, вообще не водится на этих островах!» «Они думают, мы поверим, что клен даже зимой не опадает?!»

В следующей жизни я планирую открыть школу естественных наук для художников – пусть люди искусства получают дипломы, подтверждающие, что они осведомлены об устройстве мира природы. По окончании они получат право искажать действительность – но с умом, опираясь на подлинные знания, и это послужит их художественным творениям лишь на пользу.

Когда по экрану поплывут титры – режиссер, продюсер, художник-постановщик, оператор и все-все-все, кто там упомянут, с гордостью укажут, что состоят в обществе ИВИ – борцов за истину в искусстве.