Этот вопрос вызывает интерес у многих современников. Он затрагивается в ряде монографий самого последнего времени (Назаретян, 2001; Глэд, 2005; Арутюнов и Стрекова, 2006; Зубов, 2002).
Прежде всего, следует определиться, что понимать под будущим человечества. Его практически нет, если произойдет ядерная война. Поэтому мы коснемся этой социальной проблемы в первую очередь. Только вывод о сохранении у человечества шансов избежать самоуничтожения придаст смысл рассмотрению будущих природных катаклизмов, которые, в принципе, неизбежны, но могут оказаться неожиданными, а также постепенных изменений космического масштаба, которые затронут и Землю.
8.1. “Социальный” вариант гибели цивилизации
Общепризнано, что самоуничтожение является реальной угрозой существованию нашей цивилизации. Эта многоплановая и весьма болезненно дискутируемая проблема должна рассматриваться специально. Здесь мы только коснемся ее в связи с центральным вопросом, обсуждаемым в настоящей книге: причиной нашего одиночества в доступном для общения космосе. Мы будем исходить из довольно очевидного постулата: только гуманное, избегающее насилия сообщество может стать технически высокоразвитой и притом стабильной, способной претендовать на практически бесконечно долгое существование цивилизацией.
Любая цивилизация, эволюционируя, должна преодолеть ряд проявлений дикости, доставшихся нам по наследству от животных. Если говорить о нашей цивилизации, то одно из таких проявлений – каннибализм – преодолен, причем, что важно, не только законодательно. У абсолютного большинства людей, по крайней мере в нормальной обстановке, выработан запрет на съедание себе подобных, закрепленный на физиологическом уровне. Однако отсутствует подобный запрет на другое проявление дикости – войну. Коллективы законопослушных высокообразованных людей создают все новые и новые типы оружия, предназначенного для убийства людей. Другие не менее законопослушные люди по данному им приказу воевать начинают, используя это оружие и все, что попадет под руку, калечить и убивать друг друга, а заодно детей и стариков, причем счет жертв даже “средней” войны идет на миллионы. Международные конвенции регулируют правила, при соблюдении которых война может считаться “законной”. Естественно, не все столь однозначно. Во многих войнах можно четко обозначить агрессора и сторону, вынужденную обороняться. Легко представить, чем кончилась бы Вторая мировая война и каково было бы сейчас человечеству, если бы вооруженным оказался только агрессор. Но и нынешний мир сохраняется, главным образом, благодаря балансу вооружений, в том числе ядерных. Такой мир неустойчив, и вероятный выход из него – новая мировая война. Предыдущие войны при всей их жестокости не угрожали существованию человечества. Новая крупномасштабная война, в которой будет применено ядерное и, по-видимому, другое ультрасовременное оружие, а среди объектов атак окажутся атомные электростанции, станет такой угрозой. Все чаще высказывается мнение, что рост технических возможностей, опережающий гуманизацию общества, является закономерностью и почти неизбежно ведет к гибели цивилизации. Выше, обсуждая причины молчания космоса, мы нашли объяснение в чрезвычайно низкой вероятности появления в ходе эволюции разумных существ, способных создать высокотехнологичную цивилизацию. Поэтому в обозримом космосе мы – единственные. Однако, как продемонстрировано выше, нельзя игнорировать и социальный вариант. Он допускает, что разумная жизнь неоднократно возникала в досягаемых для общения звездных системах. Однако каждый раз, когда цивилизация достигала технологической стадии, она создавала оружие массового уничтожения, это оружие пускалось в ход, и цивилизация гибла или откатывалась далеко назад. На примере нашей цивилизации можно сделать некоторые оценки.
Человек современного типа (Homo sapiens) появился около 150 тыс. лет тому назад. Цивилизация, если вести отсчет от появления письменности, существует 5–6 тысяч лет. Научно-техническая революция, инициировавшая переход к технологической (индустриальной) цивилизации, произошла около 100 лет тому назад. Уже через 50 лет было создано ядерное, а вскоре и термоядерное оружие. Было несколько острых ситуаций, когда страны, обладающие ядерным оружием, были на грани войны с его применением (война в Корее в 1946 г., Берлинский кризис в 1958–1961 гг., Карибский кризис в 1962 г.). Пока обошлось. Более того, напряжение между ведущими ядерными державами несколько снизилось. Одна из причин – общий страх перед мировым терроризмом, который не признает никаких конвенций и не остановится перед применением ядерного оружия, если удастся им овладеть. К услугам террористов также бактериологическое оружие и сильнейшие яды. И все же, террористам не под силу уничтожить цивилизацию. Это способны сделать только затеявшие войну Великие державы.
Можно оценить ожидаемые в наступившем столетии потери от вооруженных конфликтов, проследив динамику военных потерь за последние столетия: в 18-м веке – не более 1 млн, в 19-м веке – не менее 10 млн, в 20-м веке (во всех войнах) – свыше 100 млн человек. В войне 21-го века с применением оружия массового уничтожения могут погибнуть уже миллиарды людей. Оставшимся (если таковые будут) в течение столетий придется восстанавливать технический потенциал, затем вновь появится оружие массового уничтожения, и ситуация повторится. В какой-то момент окружающая среда станет совсем непригодной для существования животных и растений. Останутся только простейшие организмы, и эволюция пойдет по новому кругу с весьма малой вероятностью выхода на разумные существа.
Допустим, что, помимо земной цивилизации, в доступном общению космосе за последний миллиард лет возникли десятки разумных сообществ. “Социальный” вариант предрекает самоликвидацию цивилизации вскоре после ее вступления в технологическую эру. Поэтому вероятность параллельного существования технологических цивилизаций мала. Даже в тех редких случаях, когда периоды существования каких-то цивилизаций перекрываются, они из-за ранней гибели не успевают развить технологии и создать энергетические мощности, необходимые для передачи сигналов, которые реально позволяли бы им установить контакт друг с другом.
Главным постулатом, на котором базируется эта пессимистическая концепция, является сохранение в течение всего времени существования цивилизации психологической установки на решение возникающих конфликтов военным путем и, таким образом, фатальное движение к неизбежному самоубийству. На примере Земной цивилизации мы попытаемся показать, что этот постулат не верен. На самом деле легко проследить нараставшую практически параллельно с научно-технической революцией гуманизацию человеческого общества. Притом, что древние общества были весьма жестоки по отношению к врагам, рабам, а подчас и собственным гражданам, гуманисты были во все времена. Аристофан почти 2400 лет тому назад в пьесе Лисистрата предложил хитроумный проект “заговора жен”, который, как полагал автор, мог бы в случае его осуществления внести важный вклад в установление всеобщего мира. Однако вплоть до XIX века в “высшем обществе” карьера военного считалась наиболее престижной. Войны XX века с их неисчислимыми потерями вызвали реакцию, какой никогда ранее не было. Повинных во Второй мировой войне судил Международный трибунал, и приговоры были исполнены. Был создан международный орган, Совет Безопасности, наделенный полномочиями предотвращать и останавливать войны. К ослушавшимся могут быть применены санкции, которых обязаны придерживаться страны – члены Организации Объединенных Наций, а это почти все страны нашей планеты. Мы упоминаем об этих хорошо известных событиях только для того, чтобы иллюстрировать важный тезис: впервые за всю историю человечества не только в массах, но и у правящих кругов произошел поворот к осознанию жизненной необходимости смены вектора. Знаком такого поворота явилось создание Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), наделенного правом инспекции атомных предприятий. Планетарные органы сдерживания еще далеко не всегда эффективны и, безусловно, политизированы. Однако очевидно, что человечество предприняло героические усилия для того, чтобы свернуть с “тропы войны”. Продолжая движение в сторону от нее, наша цивилизация получает шанс избежать самоубийственной войны. Но логично предположить, что и другие цивилизации, дойдя до роковой черты, принимали бы аналогичные решения и получали благодаря этому шанс на выживание. В обозримом космосе, который мы очертили радиусом 500 световых лет, присутствуют около миллиона звездных систем. Во многих из них, как следует из опыта нашей Солнечной системы, должна существовать жизнь. Предположение высокой вероятности появления в ходе эволюции разумных существ при самых скромных подсчетах приводит к появлению в очерченном нами пространстве сотен цивилизаций. И если “социальный” вариант ранней гибели цивилизации не является неизбежным, то следовало ожидать присутствия в этой зоне цивилизаций-долгожителей, успешно преодолевших опасный период “раннего возраста”. Однако, как следует из обсуждения в начале книги (Глава 1), нет признаков их реального существования.
Сказанное выше возвращает интерес к “эволюционной” гипотезе уникальности нашей цивилизации и придает смысл дальнейшему изложению.
8.2. Опасные для человечества природные явления в настоящем и будущем
Некоторые природные явления, несущие опасность человечеству, могут быть вызваны его же деятельностью. Так, существуют прогнозы, предрекающие людям вымирание в не очень далеком будущем по экологическим причинам (нарушенный баланс газов в атмосфере, отравление Земли отходами, исчерпание природных ресурсов и др.). Однако сохраняется надежда, что, подойдя к опасной черте, человечество консолидируется и, используя технический прогресс, решит этим же прогрессом порожденные экологические проблемы, как это уже бывало в прошлом.
Таким образом, признавая решаемость как социальных (Раздел 8.1), так и экологических проблем, мы будем придерживаться оптимистичного предположения, что человечество имеет перспективу существовать очень долго. Напомним, что Homo erectus существовал 2 млн лет. Он встретился с современным человеком, когда тот стал расселяться в Азии 50–60 тыс. лет тому назад. Возможно, эта встреча оказалась роковой для Homo erectus. Некоторые рыбы и земноводные существуют 300–400 млн лет. Сравнение ископаемых останков (отпечатков) с современными экземплярами свидетельствует о весьма незначительных анатомических изменениях, если они вообще произошли. Некоторые виды млекопитающих (сумчатые, грызуны) существуют больше ста миллионов лет и тоже не претерпели существенных изменений. Мы не знаем, сколько времени еще отведено этим древним видам (во многом это зависит от поведения человека), но в настоящее время они не обнаруживают признаков деградации. Есть основания полагать, что у людей при благоприятных условиях, создание которых во многом зависит от них самих, перспективы еще лучше. Однако, чтобы у человечества было будущее, необходимо уже сейчас представлять опасности, вызванные природными катаклизмами, которые могут произойти как в близком, так и в отдаленном будущем.
8.2.1. Изменения климата
В настоящее время ни одну из рассмотренных версий происхождения Позднепермского и Позднетриасского кризисов (внутренние причины или удар астероида) нельзя считать доказанной окончательно. Однако осознание того, что и без вмешательства со стороны космоса Земля могла проявить себя как творец катастрофических изменений среды и массовых вымираний, чрезвычайно важно не только для понимания, как проходил эволюционный процесс в прошлом, но и для представления о том, что может нас ожидать в будущем. Катастрофа на границе K/T и обнаружение громадных ударных кратеров на Земле, Луне, других планетах явились предупреждением человечеству об опасности, грозящей ему из космоса. Еще 20 лет тому назад такую опасность мало кто рассматривал всерьез. Определенную параллель можно провести с развитием представлений о возможных последствиях роста содержания углекислоты в атмосфере. До последнего времени эти явления связывали, в основном, с грядущим глобальным потеплением, таянием льдов на полюсах и в горах, поднятием уровня океана и затоплением больших участков нынешней суши. Естественно, такие изменения обещают большие неудобства для человечества, но отнюдь не катастрофичны. Однако проведенная геохимиками и палеонтологами расшифровка происходивших на границе Пермь-Триас событий, инициированных увеличением выхода углекислоты и метана, указывает на кардинальные изменения состава газов в океане и атмосфере, в частности, снижение содержания свободного кислорода, что приведет к почти полной смене флоры и фауны (параграф 6.1.3.). Если эти извлеченные из очень далекого прошлого сведения своевременно не подвергнуть анализу, в частности, не определить ранние признаки происшедшего когда-то катаклизма, то возникни подобные тенденции в будущем, человечеству будет трудно справиться с далеко зашедшим развитием событий.
В земной атмосфере наших дней абсолютный уровень углекислоты наименьший за последние 500 млн лет. Во время Позднепермского кризиса содержание углекислоты в атмосфере возрастало до уровня, превышающего нынешний в 10 раз. И в последующие эпохи количество углекислоты поддерживалось на уровне, в три-пять раз превышающем современный уровень. В меньшем масштабе явления, описанные выше для Позднепермского и Позднетриасского кризисов, повторялись неоднократно. Последний подъем количества углекислоты, который привел к обескислороживанию океана и атмосферы, отмечен на границе Палеоцена около 54 млн лет тому назад. В настоящее время именно благодаря низкому уровню углекислоты в атмосфере непосредственной опасности нет. Однако вновь наметился рост содержания углекислоты в атмосфере (как принято считать, из-за технологической деятельности человека, хотя есть и возражения). Если такой рост продолжится еще 150–200 лет, то будет достигнута опасная черта, за которой начнут действовать нарушающие равновесие процессы, описанные выше в связи с Позднепермским и Позднетриасским кризисами. По последствиям для человечества и всего живого мира такой сценарий не менее катастрофичен, чем столкновение Земли с крупным космическом телом, опасность которого уже осознана. Мы видим, что пришло время задуматься об опасностях, исходящих от самой Земли. Это означает развитие геологических исследований в направлениях, которые можно считать наиболее существенными для прогнозирования катастрофы, вызванной повышенным вулканизмом. К ним можно отнести характеристику динамических процессов в расплавленной мантии и анализ последствий подвижек континентальных плит для состояния коры. Очевидную актуальность представляет также детальное изучение недавно открытых придонных “оазисов” – сообществ микроорганизмов, растений и животных, многие из которых ранее не были известны науке. Они формируются вблизи так называемых черных курильщиков – перманентно функционирующих источников термальных вод, газов и грязей. Основой этих сообществ являются хемотрофные микроорганизмы. В случае активизации вулканической деятельности, в том числе на океаническом дне, эти микроорганизмы могут распространиться значительно шире, инициируя цепочку ведущих к катастрофе событий, которые описаны выше. Возможно, именно предотвращение распространения производящих сульфид водорода придонных микроорганизмов явится наиболее доступным воздействием, способным остановить неблагоприятное развитие событий.
Выше мы обращали внимание на события, которые в большой степени зависят от активизации вулканизма, ведущего к увеличению выхода двуокиси углерода (CO2) и метана в атмосферу. Однако, имея в виду общую тенденцию к похолоданию на протяжении последних 35 млн лет и низкий уровень CO2 в атмосфере, впору говорить о продолжающемся периоде пониженного вулканизма на Земле. Поэтому неудивительно, что некоторые исследователи предрекают не потепление, а наоборот, похолодание на планете. Они также обращают внимание на грядущий период пониженной солнечной активности. В сочетании с низким содержанием CO2 уменьшенный приток лучевой энергии приведет к похолоданию или даже вызовет оледенение Земли (McElroy, 1994; Perry and Hsu, 2000). Таким образом, требует дополнительного рассмотрения вопрос, следует ли стремиться понизить содержание CO2 в атмосфере с тем, чтобы помешать потеплению, или, наоборот, повышать его содержание для усиления парникового эффекта и предотвращения похолодания. Этот вопрос станет особенно актуальным, когда используемые как топливо ископаемые углеводороды, которые при сгорании образуют CO2, будут исчерпаны. Следует надеяться, однако, что к тому времени технические возможности человечества будут достаточны для поддержания вокруг Земли сохраняющей тепло оболочки.
В геофизическом смысле Земля продолжает быть живой планетой (Кузнецов, 1992). Материковые плиты плавают на текучей вследствие внутреннего разогрева и высокого давления мантии, в составе которой, в основном, горные породы, которые иногда в виде лавы (магмы) вырываются наружу. При столкновении плит возникают новые горные массивы. Горообразование противодействует процессам выветривания. В отсутствие горообразования выветривание превратило бы материки в плоское дно Всемирного океана. Именно такой некоторые исследователи видят Землю в отдаленном будущем, когда радиоактивные изотопы, разогревающие недра Земли, будут исчерпаны, мантия затвердеет и движение материков прекратится. Но произойдет это через миллиарды лет.
8.2.2. Астероидная опасность
Говоря об обеспечении благоприятных природных условий для долгого существования человечества, мы, в первую очередь, имеем в виду успешное отражение космических угроз. Самой актуальной остается опасность столкновения Земли с астероидом или кометой (Rabinowitz et al., 2000; Morrison, 2003; Bland, 2005).
Падение на Землю космических тел имело место несчетное количество раз в предыдущей истории и будет угрожать Земле в любой момент ее дальнейшего существования (Рис. 6). До определенного момента, а именно до события на границе K/T, приведшего к гибели динозавров, катастрофы, вызванные падением астероидов, следует считать полезными для нас, людей, т. к. они направляли эволюцию в то, возможно, единственное русло, которое вело ее к созданию разума (см. также Cockell and Bland, 2005). После того, как с гибелью динозавров млекопитающие, в частности приматы, окончательно утвердились и успешно развивались, любые катастрофы стали нежелательными, т. к. могли бы привести к исчезновению той единственной ветви, которая вела к разумным существам. На самом деле, падения крупных астероидов происходили и после катастрофы на границе K/T. Об этом подробнее говорилось выше.
Падение крупных космических тел в будущем представит угрозу непосредственно цивилизации людей. Жизнь большей части человечества полностью зависит от научно-технического прогресса, а труд высокоспециализирован. Похолодание, гарь от пожаров и другие изменения в атмосфере, прекращение снабжения энергией, гибель урожая и уничтожение запасов продовольствия, а также практически неизбежное радиоактивное загрязнение планеты вызовут среди оставшихся в живых людей голод и массовые заболевания, которые в создавшихся условиях невозможно будет лечить.
Обнадеживают два обстоятельства. Во-первых, человечество, наконец, осознало всю опасность столкновения Земли с крупным космическим телом. Во-вторых, уже технически доступен ряд способов борьбы с нацеленными на Землю астероидами и кометами. Эти способы могут оказаться недостаточными для защиты от тел диаметром более 1–2 км. Однако представляют опасность и менее крупные тела, встреча с которыми наиболее вероятна (Brown et al., 2002; Morrison, 2003). Напомним, что энергия взрыва даже не долетевшего до Земли “Тунгусского метеорита” (на самом деле, осколка кометы размером 70-100 м) была эквивалентна взрыву 12 млн тонн тротила. Произойди подобный взрыв над густонаселенным районом и, тем более, городом, могли погибнуть сотни тысяч людей. В наше время существует дополнительная опасность разрушения атомных реакторов, что уже грозит глобальными последствиями.
Помимо мощного пояса астероидов, находящегося между орбитами Марса и Юпитера (возможно, обломки развалившейся некогда планеты), существует также локальный пояс из, примерно, 1000 астероидов, располагающийся близко к Земле (т. е. они сопровождают Землю в ее движении вокруг Солнца). Столкновение с этими астероидами наиболее вероятно (Rabinowitz et al., 2000).
В настоящее время зарегистрированы более 1000 астероидов, орбиты которых пересекаются с орбитой Земли. К ним относится недавно обнаруженный астероид 2004/ED17, размер которого 500–700 м (масса около 1 млрд т). Его опасное сближение с Землей произойдет 4-го мая 2102 г. По предварительным расчетам вероятность столкновения 0.1 %. Это была бы катастрофа, эквивалентная последствиям взрыва всего ядерного оружия, накопленного на Земле. Астероид Апофис (диаметр 600 м) в следующий раз встретится с Землей 13 апреля 2029 г. Он либо врежется в Землю, либо станет ее спутником. Настораживающие прогнозы сделаны и относительно других проходивших вблизи Земли тел. Это астероиды Дионисий (диаметр 1 км), Тутатис (две глыбы диаметром 2 и 3 км), Торо (диаметр 7.6 км), астероиды группы Атон и др. Еще есть время для уточнения орбит этих тел и, если опасения подтвердятся, для принятия решения о необходимых мерах по предотвращению столкновения или смягчения его последствий.
Предложено много схем расположения несущих телескопы станций, как составляющих ближний эскорт Земли, так и удаленных на сотни миллионов километров, в том числе расположенных на других планетах и их спутниках. Естественно, для обработки информации, поступающей с многочисленных наблюдающих космос телескопов, необходимо использовать мощные вычислительные комплексы. После создания сети станций наблюдения и обрабатывающих информацию комплексов даже небольшие, но опасные для обитателей Земли тела (поперечником 70-100 м) будут обнаруживаться на расстояниях в сотни миллионов километров. Наиболее очевидным и радикальным средством защиты является термоядерный заряд, доставленный к летящему к Земле телу или даже внедренный в его толщу с тем, чтобы взрыв перевел тело на другую орбиту или разрушил его. При условии достаточной удаленности тела от Земли может быть использован один из мягких также широко обсуждавшихся методов, рассчитанных на длительное воздействие. Предлагалось закрепление на движущемся к Земле теле плазменного двигателя на атомной энергии, который может ускорить или замедлить движение тела, либо, создавая тягу перпендикулярно направлению движения, сместить его с орбиты. При достаточно длительной работе установки любое из этих действий не позволит телу встретиться с Землей. Можно также развернуть на теле “солнечный парус” – пластиковую пленку площадью в сотни квадратных километров, улавливающую движущееся от Солнца корпускулярное излучение (солнечный ветер). Еще один способ изменить движение тела – окрасить его в черный цвет с одной стороны. Будучи обращена к Солнцу, зачерненная сторона поглощает больше тепла и сильнее разогревается. Соответственно, на этой стороне усиливается испарение воды и углекислоты, а тело, благодаря отдаче, приобретает импульс в обратном току газов направлении. При заблаговременном обнаружении опасного для Земли тела низкая эффективность этих способов может быть компенсирована длительностью воздействия. Недавно был предложен бесконтактный способ отклонения астероида. С этой целью предлагается сблизить с потенциально опасным астероидом массивный корабль. Двигатели должны удерживать корабль от падения на астероид. Благодаря гравитационному взаимодействию астероид будет притягиваться к кораблю, постепенно меняя свою орбиту. Согласно расчетам, для того, чтобы обезопасить Землю от столкновения с астероидом поперечником 200 м, корабль массой 20 тонн должен удерживаться вблизи его поверхности около 20 лет (Lu and Love, 2005).
Однако ситуация может оказаться непредсказуемой. Даже астероид, двигавшийся по не внушавшей опасения орбите, может претерпеть столкновение с другим телом и перейти на орбиту, которая направит его к Земле. Несмотря на то, что расстояния между телами в поясе астероидов, в среднем, составляют сотни тысяч и миллионы километров, такие столкновения происходят, о чем свидетельствуют ударные кратеры, четко различимые на фотографиях крупных астероидов. В некоторых случаях соударения столь сильны, что столкнувшиеся тела раскалываются, образуя семейства (Michel et al., 2003; Nesvorny et al., 2002, 2006). Настораживают довольно часто появляющиеся сообщения об уже состоявшихся опасных сближениях Земли с не известными до того телами.
Эти же соображения относятся и к кометам. Огромное количество комет, исчисляемое многими миллиардами, находится на периферии Солнечной системы, образуя пояса, именуемые поясом Койпера и облаком Оорта. Претерпевая столкновения, кометы меняют орбиты и могут направиться во внутренние области Солнечной системы, в том числе и на сближение с Землей. Наиболее опасны массовые вторжения комет, вызванные сильными гравитационными возмущениями в кометных поясах. Эти возмущения могут быть вызваны ближайшими планетами Ураном и Плутоном, орбиты которых частично перекрываются с кометными поясами, а также воздействием ближайших звезд, которым нельзя пренебречь из-за большой удаленности кометных поясов от Солнца. Именно такое событие могло иметь место около 37 млн лет тому назад (Farley, 1998). Осадочные породы того времени обогащены гелием-3 космического происхождения. Усиленное выпадение космического материала, как пыли, так и крупных тел (обнаружены большие ударные кратеры, относящиеся к тому периоду), продолжалось около 2.5 млн лет. Относительно кратковременное “запыление” внутренней области Солнечной системы согласуется с гипотезой импульсного заполнения Солнечной системы материалом расположенных на периферии кометных поясов.
Внезапно изменившие орбиту астероиды и кометы представляют наибольшую опасность из-за возможности их неожиданного появления в окрестностях Земли. “Мягкие” способы, приводящие к постепенному уводу астероида от Земли, в таких случаях уже недостаточны, и хотя наиболее кардинальный способ – термоядерный взрыв – в этой ситуации (вблизи Земли) нежелателен, он может оказаться, по крайней мере в наше время, единственным воздействием, способным отвратить опасность при сближении с Землей крупного тела. В случае небольших тел может быть использован удар достаточно тяжелой ракетой-болванкой. Оценив массу тела и задавшись скоростью подлета ракеты, можно использовать закон сохранения импульса для расчета необходимой массы болванки. Так, если масса тела 1 млн тонн (поперечник около 100 м), а встреча ракеты с телом состоится за 30 дней до его падения на Землю, то достаточно придать телу боковую скорость 2–4 м/с, чтобы оно к концу срока отклонилось от Земли на несколько тысяч километров. Для этого при скорости подлета к телу, равной 20 км/с, масса ракеты (ракет) должна быть 150–200 тонн. Это вполне реально.
Однако необходимо признать, что на современном этапе технического развития особенно крупное тело, поперечник которого исчисляется километрами, отвести от Земли вряд ли удастся. Останется принять все возможные меры по защите населения планеты от катастрофических последствий удара. Если тело будет обнаружено за год или более до момента его падения на Землю, а это станет вполне осуществимым уже в ближайшем будущем, то еще останется время для сооружения наземных и подземных укрытий, создания необходимых запасов, производства средств защиты от вредных газов и т. д. Это позволит поддержать жизнь людей в течение нескольких месяцев в условиях изоляции от окружающей среды, обогащенной ядовитыми окислами азота, соединениями серы, дымом от пожаров, а также радиоактивными веществами, распыленными при разрушении ядерных объектов. Напомним, что “зима”, вызванная падением тела поперечником около 10 км на границе K/T, продолжалась не более месяца. Однако другие последствия мощного импакта, в частности нарушения состава атмосферы, могут оказаться более длительными.
Следующее столкновение Земли с крупным телом, которое невозможно будет отвести, может произойти в близком будущем или через тысячи и даже миллионы лет. Главное, и об этом свидетельствует сравнительно недавняя история Земли, такое столкновение практически неизбежно. Чем позже оно случится, тем лучше человечество успеет подготовиться к смягчению последствий. Если к тому времени будут созданы стационарные поселения на Луне, Марсе, спутниках Юпитера и т. д., то сохранение цивилизации будет гарантировано. Однако во все времена будет стоять вопрос о спасении жизни людей, между прочим, наших потомков. В России разработан проект противоастероидной защиты “Цитадель”. Свои проекты разработали НАСА и другие связанные с космосом зарубежные организации. С ними можно ознакомиться через интернет. Имея в виду технические достижения человечества, проекты эти вполне реальны (Gritzner et al., 2006), однако их осуществление тормозится необходимостью чрезвычайных затрат и неготовностью даже преуспевающих государств и отдельных состоятельных личностей выделить необходимые средства. Задача тех, кто хорошо представляет опасность, которую несут космические “бомбы”, довести осознание опасности до большинства. Только в этом случае будет открыт путь к финансированию государствами самых дорогостоящих в истории человечества, но столь необходимых проектов космической защиты. Если кампания будет организована так, что, независимо от суммы, каждый даритель будет знать, на что конкретно пошли его средства (что несложно отслеживать с помощью того же интернета), то можно ожидать активного участия в космических проектах всего населения Земли.
8.2.3. Возможные космические катастрофы, которые способны уничтожить жизнь на Земле
Вначале упомянем о событиях, которые могут коснуться именно Земли.
Установлено, что постоянно происходит замедление вращения Земли вокруг своей оси (см. Раздел 2.2). Через пока трудно предсказуемое время Земля может оказаться обращенной к Солнцу одной стороной. Естественно, климат на Земле коренным образом изменится и в большинстве ее регионов станет несовместимым с жизнью, по крайней мере с существованием высших ее форм. Представляется, что задача “раскрутить” Землю – не самая сложная из предстоящих человечеству в далеком будущем.
Необходимо учитывать возможность масштабных космических катаклизмов, которые представили бы угрозу не только для человечества, но и для существования самой Земли. К таким происшествиям следует отнести изменение орбит планет. Очевидной причиной изменения орбит планет может оказаться сближение некоей звезды с Солнечной системой. В литературе упоминалась гипотетическая звезда Немезида, которая с периодом около 30 млн лет сближается с Солнцем, т. е. фактически образует с ним систему “двойная звезда”. Согласно гипотезе каждое такое сближение приводит к существенным гравитационным возмущениям во внешних кометных поясах Купера и Оорта. Эти возмущения приводят к учащению столкновений между кометами и изменению их орбит. Большое число комет направляется во внутренние области Солнечной системы, в частности к Земле, что ведет к увеличению числа катастроф. Достаточно тесное сближение звезд чревато тем, что гравитационные возмущения скажутся не только на внешних кометных поясах, но и повлияют на орбиты планет. До следующего предполагаемого сближения с Немезидой осталось “всего” 15 млн лет. Однако периодичность кризисов на Земле не подтверждается объективными данными: реально за последние 250 млн лет массовые вымирания происходили с интервалами 20–60 млн лет (Benton, 1995). И в настоящее время нет данных, которые указывали бы на сближение Солнечной системы с массивным объектом, чье гравитационное поле способно повлиять на орбиты планет.
Однако названы достаточно серьезные внутренние причины, реально влияющие на орбиты планет, особенно расположенных близко к Солнцу. Их, в том числе Землю, постоянно сносит с орбиты солнечный ветер – поток частиц, главным образом протонов, исходящих от Солнца. Вспомним идею увода с орбиты астероида с помощью установленного на нем паруса. В данном случае парусом является сама планета. В неблизком будущем это может привести к столкновению Земли с другими планетами (Марс, Юпитер).
Хотя среди ближайших к Земле звезд кандидатов на скорое превращение в сверхновую не обнаружено, появление сверхновой в радиусе 18 световых лет в будущем не может быть исключено. Сверхновая на таком, казалось бы, большом расстоянии опасна излучением, испускаемым звездой на стадии быстрого сжатия (коллапса). Защищенными от действия такого излучения останутся только живые существа, “спрятавшиеся” под толстым слоем воды или обитающие в пещерах. Люди тоже смогут найти защиту при условии своевременного оповещения. Проблема состоит в том, что губительное излучение прибудет к нам почти одновременно со световой вспышкой, знаменующей появление сверхновой. Только умение распознать звезду, которая находится на пути превращения в сверхновую, не позволит застать человечество врасплох.
В некоторых случаях эволюция сверхновой завершается образованием ультраплотной структуры. Если эта структура достаточно массивна, то из-за высокой гравитации свет не может ее покинуть. Такую структуру называют черной дырой. Любое тело, оказавшееся в поле тяготения черной дыры притягивается к ней и за судьбой его проследить невозможно. Таким телом может оказаться и звезда. В нашей Галактике обнаружены десятки черных дыр. Все они находятся на большом удалении от Солнечной системы, и угрозы для нее не представляют. Однако нельзя исключить образование черной дыры в опасной близости от Солнечной системы в будущем.
В весьма отдаленной перспективе перед человечеством встанут масштабные проблемы, вызванные неизбежной инволюцией Солнечной системы. Солнце зажглось около 4,6 млрд лет. Через 2 млрд лет, а возможно раньше, начнется процесс его угасания. Высказывают разные мнения о том, как будет протекать этот процесс. Традиционно считается, что по мере исчерпания водорода и гелия, поддерживающих реакцию термоядерного синтеза, Солнце будет остывать и сжиматься. При несколько большей его массе было бы не избежать коллапса и образования сверхновой. Более реальна перспектива превращения Солнца сначала в красного карлика, а затем в потухшую звезду с высокой плотностью вещества. Однако недавно была выдвинута новая теория, в основе которой гипотеза многократного увеличения размеров Солнца к концу его жизни, т. е. превращения его в красного гиганта. Предполагается, что разбухшее Солнце поглотит Меркурий и Венеру, а Земля, если и не окажется поглощенной Солнцем, будет им испепелена. По этой гипотезе и на других планетах, куда можно было бы переселиться с Земли, установится чрезмерно высокая температура с последующим охлаждением до температуры космоса.
8.2.4. Противостояние космическим угрозам и необходимое в будущем освоение дальнего космоса могут потребовать повышения интеллектуального потенциала людей
Приведенные гипотезы при всех их различиях сходятся в неблагоприятном прогнозе: настанет время, когда Земной цивилизации придется выбирать: либо организовать в безопасном месте Солнечной системы отделенные от космоса полностью автономные поселения, либо покинуть пределы Солнечной системы и направиться к другой заранее намеченной звездной системе. Любое из этих решений потребует научных знаний и технических достижений, неведомых нашей цивилизации. В частности, для осуществления второго варианта, предпочтительного для человечества, не утерявшего интерес к дальним путешествиям и “географическим” открытиям, понадобится осуществление “голубой мечты” современных фантастов: возможности перемещаться в пространстве со скоростью, близкой скорости света или даже еще стремительнее. Определенные надежды подает основанная на расчетах гипотеза существования во Вселенной сформированных сильными гравитационными полями пространственно-временных тоннелей (кротовых нор), в которых течение времени замедлено. Предполагается, что такие структуры, близкие черным дырам, могут быть каким-то образом использованы для перемещения на сверхдальние расстояния (Morris and Thorne, 1988; Visser et al., 2003). Если же обратиться к не столь экзотическим проектам, то считается практически осуществимой задачей в обозримом будущем разогнать космический корабль до скорости, которая только на 10 % ниже скорости света. Первоначальный разгон корабля может быть осуществлен путем взрывов под его днищем серии термоядерных устройств. Другой вариант первоначального разгона – солнечный парус. Дальнейшее ускорение корабль будет приобретать с помощью термоядерной установки, использующей в качестве топлива межзвездный водород (Редже, 1985). На таком корабле путешествие к ближайшей к нам звезде альфа Центавра (расстояние от Земли 4.2 световых года) с возвращением домой сможет совершить одно поколение астронавтов.
Естественным является вопрос, сколь долго может существовать наша цивилизация, если ей удастся справиться с внутренними (социальными и медико-генетическими) проблемами? В этом случае определяющими явятся условия среды, т. е. состояние окружающего космоса. О сложностях, которые ожидают цивилизацию, “дожившую” до инволюции Солнечной системы, мы говорили выше. Есть авторы, которые заглядывают дальше – в те совсем уже отдаленные времена, когда в бесконечно расширившейся Вселенной погаснут все звезды и наступит ее термодинамическая смерть (т. е. повсеместно температура установится на уровне 0°K). Примечательно, что с весьма оптимистичными прогнозами выступают профессиональные физики. Так, английский астрофизик П. Девис (1985) пишет: “Даже если Галактика в конце концов, когда ее звезды угаснут, станет неподходящей для жизни, можно надеяться, что технологическая цивилизация за отпущенные ей миллиарды лет добьется успеха в преодолении этой трудности. Можно предсказать, что такая цивилизация создаст искусственную среду, пригодную для жизни и позволяющую существовать бесконечно долго”. Еще раньше другой физик (Dyson, 1979) высказал мнение, что в период охлаждения Вселенной, который начнется через 10–20 млрд лет, природа человеческой плоти вынужденно будет изменена, чтобы мыслящие структуры оказались приспособлены к существованию без воды, без атмосферы, при температуре, близкой абсолютному нулю.
Естественно, такая перспектива дает обильную пищу фантазиям. Столь же очевидно, что даже вполне научные в современном представлении гипотезы окажутся весьма далекими от тех решений, которые действительно должны будут принять наши очень далекие потомки. Нелишне вспомнить, что еще лет 200 тому назад в качестве одной из главных проблем городов будущего называлось большое количество конского навоза на мостовых. Это отнюдь не означает, что мы не должны задумываться о будущем, может быть пока не столь далеком.
Массированная атака человеческого разума на фундаментальные проблемы происхождения и дальнейшей эволюции Вселенной началась около 100 лет тому назад. Как мы только что убедились, эти проблемы имеют не только познавательный интерес. Настанет время, когда от их решения будет зависеть судьба человечества. Однако в настоящее время не только в прогнозах о будущем Солнца и Земли, но и о судьбе самой Вселенной больше предположений, иногда диаметрально противоположных, чем твердо установленных истин. Напомним об уже долго дискутируемом вопросе, будет ли Вселенная бесконечно расширяться или через какой-то период времени расширение Вселенной сменится ее сжатием.
Перед человечеством, которое волей-неволей как “старший брат” вынуждено принять на себя заботу о сохранении жизни на Земле, уже стоят трудно разрешимые задачи (например, защита от крупных тел из космоса), к которым будут добавляться новые, несравненно более сложные. В основном они также связаны с космосом. Именно имея в виду перспективу очень длительного существования человечества и необходимость в связи с этим проявить готовность к решению задач поистине вселенского масштаба, целесообразно поставить вопрос: достаточны ли интеллектуальные возможности людей для решения проблем, которые уже стоят перед человечеством, и проблем, которые возникнут в будущем. При негативном или неубедительном ответе на этот вопрос проблема направленных изменений интеллекта современного человека представит очевидный интерес.
Космофизика рассматривается как наиболее увлекательная и, вместе с тем, сложная область современной науки. Именно поэтому в решении задач, связанных с космосом, с самого начала участвовали выдающиеся математики и физики Максвелл, Лоренц, Эйнштейн, Пуанкаре. Теория относительности Эйнштейна венчает их усилия. Она же дала, по крайней мере, формальное решение проблемы перемещения на сверхдальние расстояния и возвращения назад: при движении со скоростью, приближающейся к скорости света, ход времени для путешественников замедляется (парадокс близнецов). Следующим шагом в раскрытии тайн мироздания, по замыслам Эйнштейна, должна была стать общая теория поля, включающая описание гравитации. Решению этой задачи Эйнштейн посвятил более 30-ти лет, но окончательное решение не пришло. Его нет и по сей день, хотя к работе подключились многие выдающиеся физики-теоретики. Есть и другие задачи в космологии и других областях физики, а также в математике, вполне корректно поставленные, но, несмотря на прилагаемые многими талантливыми учеными усилия, не поддающиеся решению. С накоплением экспериментальных данных будут возникать новые еще более сложные вопросы. От их своевременного решения будет зависеть, насколько оперативно человечество сможет реагировать на опасные ситуации, возникающие на самой Земле и в окружающем космосе, и, соответственно, как долго оно будет существовать.
8.3. Продолжается ли естественный (эволюционный) процесс развития мозга у современных людей?
8.3.1. Распространение новых вариантов генов, контролирующих размеры головного мозга
Спецификой эволюции рода Homo от самых ранних форм до появления современного человека был рост объема черепной коробки и, соответственно, увеличение головного мозга. Был ли фактором отбора именно рост объема головного мозга или некий сцепленный признак, в настоящее время неизвестно. Объем мозга современного человека (в среднем, 1350 см3) в три раза больше мозга шимпанзе и ранних гоминин. Увеличение размеров мозга происходило, главным образом, за счет коры больших полушарий (новая кора), несущей ответственность за познавательные функции (Molnar, 2006).
Полная расшифровка вслед за геномом человека также генома шимпанзе позволила осуществить их прямое сопоставление. Общее различие по нуклеотидному составу составляет 1.2 % (Cheng Z. et al., 2005). Казалось бы, это различие незначительно. Однако в абсолютном исчислении оба генома отличаются на 35 млн нуклеотидов. Насчитано около 5 млн различий типа делеций и вставок в общих генах. У человека обнаружены гены, отсутствующие у шимпанзе (Britten, 2002; Frazer et al., 2003; Locke et al., 2003; Kehrer-Sawatzki H. and Cooper D.N., 2007). Существенно, что темп мутирования генов не одинаков и основное число мутаций, различающих человека и шимпанзе, сосредоточено в сравнительно небольшом числе генов (Ellegren, 2005; Arbiza et al., 2006).
По вопросу, какие именно гены претерпели позитивную селекцию в ходе эволюции гоминин пока нет единого мнения. С одной стороны, было показано, что у шимпанзе в большей степени претерпели изменения гены, ответственные за иммунитет, а у человека – гены, экспрессируемые, в основном, в мозге (Yu, et al., 2006). И это, казалось бы, логично. Однако в другом исследовании преимущественное изменение у человека генов, функционирующих в нервной системе, не установлено (Shi et al., 2006). Очевидно, что главные открытия еще впереди.
Недавно при сопоставлении геномов шимпанзе и человека был обнаружен участок (HAR1), претерпевший особенно сильный мутагенез в ходе эволюции от шимпанзе к человеку. Дальнейшими исследованиями было установлено, что “горячий” участок принадлежит новому гену, названному HAR1F. Ген HAR1F является РНК-геном: по нему синтезируется РНК, не являющаяся матрицей для образования белка. Этот ген активирован только в определенной группе нейронов, локализованных в коре головного мозга, причем, на короткий срок от 7-й до 19-й недели внутриутробного развития (Pollard et al., 2006a,b). Обнаружены и другие, возможно, значимые различия между геномами шимпанзе и человека (см. Li and Saunders, 2005).
У современных людей общее число обнаруженных различий в генетическом аппарате (генетический полиморфизм) около 10 млн (Goldstein and Cavalleri, 2005), хотя все люди принадлежат одному виду. С точки зрения физиологии многие из внутривидовых мутаций относятся к категории нейтральных, не вносящих заметных изменений в метаболизм. Некоторые мутации не только сохраняются, но и распространяются в региональных популяциях, обнаруживая позитивную селекцию. Более того, недавно было показано, что такая селекция (адаптивная эволюция) в течение последних 40 тыс. лет происходила в ускоренном темпе (Hawks et al., 2007). Однако установленные до настоящего времени у людей случаи генетического полиморфизма, обнаружившие признаки позитивной селекции, не связаны с увеличением размеров мозга и (или) повышением интеллекта (Sabeti et al., 2007).
Необходимо отметить, что у разных индивидуумов размер мозга может отличаться на 20–30 % от среднего в ту или иную сторону. Встает очевидный вопрос, в какой мере интеллектуальные возможности современного человека определяются размерами его мозга. Умеренная корреляция действительно обнаружена (McDaniel, 2005). Однако обязательная связь между объемом мозга и интеллектом отсутствует (см. Shaw et al., 2006). Достаточно упомянуть, что мозг выдающегося писателя и интеллектуала лауреата Нобелевской премии Анатоля Франса имел объем 1000 см3. Это совсем близко к объему мозга Homo erectus. Недавние открытия на индонезийском острове Флорес продемонстрировали, что эволюция, вообще, могла развиваться исключительно по пути усложнения организации мозга при сохранении или даже уменьшении его размеров. Были обнаружены костные останки, в том числе хорошо сохранившиеся скелеты живших 90–12 тыс. лет тому назад миниатюрных людей: рост взрослых особей не превышал 1 м. В отличие от современных пигмеев, обладающих при малом росте нормальным для современного человека размером мозга, флоресский человек имел череп размером с грейпфрут. Объем его мозга (380 см3) соответствовал объему мозга шимпанзе и ранних гоминин (Brown et al., 2004; Morwood et al., 2004, 2005). И при этом он создавал орудия, которые были даже более совершенны, чем орудия его современников, принадлежавших виду Homo sapiens (Brumm et al., 2006). Флоресский человек выделен в самостоятельный вид Homo floresiensis (Argue et al., 2006). Считается, что он произошел от Homo erectus, впервые появившегося на Индонезийских островах около 1 млн лет тому назад (Morwood et al., 2004; Larson et al., 2007). Об этом, в частности, говорит похожее строение кисти у этих видов (Tocheri et al., 2007). В данном случае эволюция шла в сторону миниатюризации, в том числе мозга, при одновременном повышении интеллекта. Некоторые исследователи полагают, однако, что само существование Homo floresiensis как самостоятельного вида требует дополнительных доказательств. Главное возражение состоит в том, что обнаруженные останки принадлежат людям современного типа, страдавшим микроцефалией (Martin et al., 2006). Дискуссия по этому вопросу продолжается (Conroy and Smith, 2007), однако аргументы в пользу самостоятельности вида Homo floresiensis представляются убедительными (Lahr and Foley, 2004; Falk et al., 2007; Tocheri et al., 2007). Трансформация Homo erectus, не уступавшего в росте современному человеку и обладавшего лишь на треть меньшим мозгом, в значительно более сообразительного карлика с размером мозга почти как у шимпанзе, еще раз демонстрирует непредсказуемость эволюционного процесса.
Однако очевидно, что магистральный путь эволюции гоминин был связан с ростом размеров головного мозга, главным образом за счет гиппокампа и “новой” коры. Именно этот путь привел к появлению современного человека, обладающего самым крупным среди гоминид головным мозгом. Перед исследователями встали вопросы, остановился ли с появлением Homo sapiens рост головного мозга и прекратилось ли направленное изменение других его параметров. Это означало бы, что прекратился отбор мутаций в генах, контролирующих свойства мозга (Zhang, 2003; Evans et al., 2004).
Мы уже отмечали выше, что мутационный анализ митохондриальной ДНК и мужской (Y) хромосомы подтвердил гипотезу общего происхождения всей популяции современных людей (Stringer, 2002; Macaulay et al. 2005; Ray et al., 2005; Pakendorf and Stoneking, 2005). После исхода из Африки и расселения на всех континентах сформировались разные подвиды людей (расы), но единый вид сохранился. Если принять, что с момента появления Homo sapiens отбор мутаций в генах, отвечающих за параметры и функции головного мозга, отсутствует, то современные расы и народы не отличаются интеллектуально. С другой стороны, обнаружение региональной гетерогенности в отношении вариантов этих генов могло бы служить подтверждением продолжающейся эволюции головного мозга современного человека. Именно поэтому значительный интерес вызвали исследования вариантов генов MCPH1 и ASPM. Дефектность этих генов приводит к резкому уменьшению размеров мозга (микроцефалия). Логично было предположить, что именно эти гены контролируют размеры мозга и зависящие от них свойства (Kouprina et al., 2004). Лан и соавторы (Evans et al., 2005, 2006a) обнаружили вариант гена MCPH1, возникший 37 тыс. лет тому назад. Возможно, он был получен от неандертальцев (параграф 7.1.1). Этот вариант (D аллель) широко распространился в Европе, Азии, на Ближнем и Среднем Востоке, что позволяло говорить о сильном позитивном отборе (Evans et al., 2006b). Возникший 5800 лет тому назад вариант гена ASPM также обнаружил позитивную селекцию, распространившись на Ближнем Востоке и в Европе (Mekel-Bobrov et al., 2005). Принципиальным являлся вопрос, внесли ли мутации, приведшие к появлению новых вариантов генов, контролирующих анатомию мозга, вклад в эволюцию современного человека, а именно, в совершенствование интеллекта носителей этих мутаций. Авторы фактически дали положительный ответ на этот вопрос, увязывая появление указанного варианта гена MCPH1 с усилением миграции людей в Европе и Азии, а варианта гена ASPM – с переходом к оседлому образу жизни, строительству городов и появлению письменности (см. также Frost, 2007). Другие авторы (Wang and Su, 2004) обнаружили высокую мутабильность нескольких сайтов в структурном отделе гена микроцефалина, которая могла приобрести определенную направленность под влиянием отбора, обеспечивая тенденцию к повышению качеств мозга. Однако в самое последнее время, как реакция на эти работы, опубликован ряд исследований, доказывающих, что популяции, несущие разные аллели гена MCPH1 или ASPM, не различаются ни средними размерами мозга, ни интеллектом (Currat et al., 2005; Stern and Woods, 2006; Woods et al., 2006; Dobson-Stone et al., 2007; Rushton et al., 2007; Timpson et al., 2007; Yu et al., 2007). К этому выводу фактически присоединился и Лан с сотрудниками (Mekel-Bobrov et al., 2007). Таким образом, в настоящее время не удалось обнаружить аллели этих или каких-либо иных генов, в отношении которых осуществляется положительная селекция людей. Более обоснованные выводы возможны благодаря тому, что в отдаленных областях Юго-Восточной Азии и в некоторых других изолятах сохранилось “реликтовое” население, сохранившее базовые (не мутантные) варианты генов MCPH1 и ASPM. Поэтому технически не сложно выяснить, связано ли обладание определенными вариантами генов MCPH1 и ASPM с достоверно выявляемыми изменениями размеров мозга, а также провести поиск сопряженных анатомических и других признаков, которые могли бы быть предметом позитивного отбора (см. также Balter, 2005). Сложнее всего провести объективное сопоставление интеллектуальных возможностей. Неоднократно предпринимались попытки сравнить интеллектуальные возможности отдельных личностей или определенным образом подобранных групп людей с помощью тестов на “качество интеллекта” (intellect quality, IQ) (Furnham et al., 2004; Shuttleworth-Edwards et al., 2004). Однако из результатов проводившихся тестов практически невозможно вычленить привнесенные факторы (круг общения, качество образования, психологический настрой и др.) (Whitfield et al., 2000; Cooper., 2005). При этом отмечается, что ген, ответственный за интеллект, до сих пор не идентифицирован, да и вряд ли такой ген существует в чистом виде (Sternberg et al., 2005). Для того, чтобы тесты можно было считать более объективными, испытуемые должны с самого рождения воспитываться и получать образование в одном коллективе. Насколько известно, при столь жестких предварительных условиях эксперименты по тестированию не проводились.
Несмотря на очевидные сложности, установление достаточно объективных критериев интеллектуальных возможностей позволит дать ответ на принципиальный вопрос, был ли сформирован интеллектуальный потенциал Homo sapiens в момент появления вида, либо эволюция мозга человека и повышение его интеллектуального потенциала продолжились. В первом случае показатель IQ людей во всех регионах, в среднем, одинаков, а во втором – должны выявляться существенные различия.
Помимо двух указанных выше генов, выявлены более 200 генов, имеющих отношение к контролю размеров головного мозга, а также специфических для мозга функций (Dorus et al., 2004; Hill and Walsh,2005). Однако преобладание в каких-то регионах определенных вариантов этих генов, что указало бы на их позитивную селекцию, не отмечено (Tang et al., 2007).
В настоящее время в разгаре работа по расшифровке полного генома неандертальцев (Green, et al. 2006), которая будет завершена в 2009–2010 гг. Не меньший, если не больший интерес представила бы расшифровка генома людей современного типа – современников неандертальцев. Его можно было бы сравнить не только с геномом неандертальцев, но и с геномом ныне живущих потомков, что позволило бы изучить эволюцию людей за последние 30–40 тыс. лет или даже за больший срок.
8.3.2. Люди, жившие 2–4 тыс. лет тому назад (100–300 поколений), интеллектуально не были ниже наших современников
Суммируя сказанное в предыдущем параграфе, приходится констатировать, что эксперименты, которые позволили бы определенно ответить на вопрос, продолжает ли человек эволюционировать и, в частности, повышаются ли его интеллектуальные возможности, еще не проведены.
Важным подходом к решению этого вопроса было бы определение интеллектуальных возможностей у наших достаточно далеких предков. Многочисленные находки свидетельствуют, что 50–30 тыс. лет тому назад люди современного типа производили наборы весьма совершенных каменных орудий разного назначения. Археологи считают, что эти орудия столь совершенны, что ныне живущие люди не сделали бы их более функциональными. Украшения из ракушек человек изготавливал более 100 тыс. лет тому назад (Vanhaereny et al., 2006; Bouzouggar et al., 2007). Однако наиболее наглядным доводом в пользу присутствия в доисторические времена талантливых, по современным меркам, людей являются наскальные рисунки, обнаруженные в хорошей сохранности в пещерах в Испании, во Франции, в Северной Африке, в других местах.
Создание около шести тысячелетий тому назад письменности положило начало историческому периоду в развитии сообщества людей. Развитие письменности стало той базой, на которой потенциальные возможности людей могли быть реализованы в области философии, литературы, искусства, науки и техники. Существуют вполне четкие представления о людях, живших 2–3 тысячи лет тому назад, точнее, об интеллектуальной элите того времени, основанные на громадном, дошедшем до нас материале, включая произведения искусства, архитектуру, литературу, философию, научные трактаты. Современные специалисты в этих областях, а также психологи могли бы достаточно объективно сравнить интеллектуальный потенциал людей нашего времени и их предков, удаленных на 100 и более поколений. Однако, насколько известно автору, такое научно обоснованное сопоставление не проводилось. Дошедшие до нас с тех времен памятники архитектуры, произведения искусства и литературы (Библия, Евангелия, “Иллиада” Гомера, пьесы Аристофана, басни Эзопа, речи Цицерона, “Иудейская война” Иосифа Флавия, поэзия Овидия и Лукреция Кара и т. д.), а также достижения техники и науки (Эвклид, Гиппарх, Герон, Архимед, Пифагор, Аристотель и др.), юриспруденции (Законы Древнего Вавилона, 10 заповедей, суд царя Соломона, Римское право и др.), философии (Конфуций, Будда, Аристотель, Сократ, Платон, Диоген, Софокл, Плиний и др.) убеждают, что многие фундаментальные мысли и знания пришли из тех или из еще более ранних времен. Недаром Заратустра, живший 30 веков назад, а еще раньше Экклезиаст в сердцах восклицали: “Все было, было”. Точно так и современные представления о морали совсем не новы и так же, как когда-то, часто не выполняются. Мир был бы другим, если бы люди вдруг перестали совершать действия, которых они не желали бы по отношению к себе. Но это – библейская заповедь, сформулированная более 2500 лет тому назад. К еще более давним временам относятся надписи, сделанные в погребальных камерах египтян, живших в эпоху древних царств. Эти надписи отражали представление авторов о главном итоге их жизни, который следовало довести до богов. Примечательно то, что заявлениям о победах над врагами многие люди предпочитали рассказать о своей гуманности. Была обнаружена такая надпись: “Я счастлив тем, что из-за меня никто не провел бессонную ночь”. Вряд ли уже в наше “цивилизованное” время кто-либо с полным основанием взялся бы утверждать подобное. Скорее всего, и сентенция древнего египтянина была преувеличением. Однако важно, что именно проявление чуткости показалось ему наиболее верным пропуском в загробную жизнь. Мы видим, что интеллектуальные возможности и моральные устремления людей за сотни поколений если и эволюционировали, то крайне незначительно. Отсюда не следует, что гены, формирующие эти признаки, не подвержены мутациям, в том числе позитивно влияющим на интеллект потомства. Отсутствие генетически закрепленного сдвига интеллектуального потенциала может быть объяснено тем, что эти мутации в условиях человеческого общества не дают преимущества ни в качестве жизни, ни в производстве потомства, вследствие чего они не распространяются в популяции (т. е. являются нейтральными). Первое из этих положений подтверждается данными американских исследователей, показавших, что размеры банковских счетов не зависят от IQ их владельцев. Что касается производства потомства, то можно высказать опасение, что в последнее время имеет место обратный процесс, который можно назвать вымыванием интеллекта, и эта тенденция будет только усиливаться. Обусловлено это тем достаточно очевидным обстоятельством, что личности, обладающие повышенным интеллектом, больше времени отдают своей профессиональной деятельности и, соответственно, меньше внимания уделяют семье. Так было всегда, но касалось, в основном, мужчин. Однако в последние десятилетия к ним присоединились высокоинтеллектуальные и одушевленные идеями эмансипации женщины. Неизбежным следствием должна явиться относительно низкая рождаемость в их семьях, а следовательно, и снижение в популяции носителей тех вариантов генов, которые формируют повышенный интеллект или талант.
8.4. Научные пути повышения мыслительных возможностей человека
8.4.1. Научное мировоззрение и интеллектуальные возможности человека
С некоторых пор стал популярным термин пассионарность. Принято считать, что уровень пассионарности народа тем выше, чем больше стремление его вождей и идеологов захватить новые территории, распространить свою веру. Однако возможна и иная интерпретация этого термина, направленная в будущее, применимая как к отдельным народам, так и ко всему человечеству: уровень пассионарности должен отражать стремление людей к познанию окружающего мира и к использованию приобретенных знаний для обустройства собственной жизни а также для обеспечения дальнейшего прогресса науки и техники. Научно-техническую революцию, которая началась около 150 лет тому назад (дарвинизм, безусловно, является ее элементом) можно рассматривать как взлет пассионарности большой части человечества. Излишне перечислять все достижения, которые принесла эта революция всему человечеству в комфортности быта, в медицинском обслуживании, в скорости передвижения, в средствах информации и общения. Сохранит ли научно-технический прогресс принятый им в 20-м веке высокий темп развития, зависит, в первую очередь, от того, сохранит ли научное мировоззрение тот престиж, какой оно завоевало. Его альтернатива – религиозное мировоззрение, зародившееся с первыми проблесками человеческого разума. Современные религии сформировались 3000–2500 (буддизм, иудаизм), 2000 (христианство), 1300 (ислам) лет тому назад. В те времена уже сформировались основные представления о человеческой морали (“что такое хорошо, и что такое плохо”). В Западном мире все знают о сформулированных в Библии десяти заповедях. По сути, это свод законов, которые должны соблюдать верующие иудеи и христиане. Из Библии же мы знаем, как часто их нарушали в библейские времена. Библейские заповеди и аналогичные предписания других религий как нарушались, так нарушаются и поныне. Войны, убийства по разным поводам и без повода, коррупция и просто воровство, измены, ложь – все это прямые нарушения заповедей. Однако из этого не следует, что заповеди не оказали, не оказывают и не будут оказывать влияния на гуманизацию людей. Можно представить, куда свернуло бы человечество, не будь у него морального ориентира – заповедей.
В отличие от гуманистических ценностей, полностью сохранивших значение с библейских времен, суждения о явлениях природы в те времена были и еще долго оставались весьма примитивными, и именно такими они зафиксированы в Библии и других канонизированных источниках. А это означает, что для верующего Земля – центр мироздания, человек создан отдельно от остального живого мира, а не является продуктом эволюции этого самого мира, как это доказывал Дарвин и подтверждено многочисленными находками палеонтологов и наблюдениями современного живого мира.
Иногда приходится слышать, что научное мировоззрение, которое приравнивают к атеизму, тоже является верой (в то, что Бога нет). Однако коренное различие мировоззрений заключается именно в том, что придерживаться научного мировоззрения означает ничего не принимать на веру: всегда нужны доказательства, предоставленные экспериментами или расчетами. Только доказательства служат основанием для вывода о справедливости или ошибочности сделанного предположения. Именно такой подход, поначалу неосознанный, был, есть и останется главным двигателем прогресса человеческой цивилизации.
Только на таком подходе может быть основана экспертная оценка научного исследования с рекомендацией предоставить грант, опубликовать статью в “тщательно реферируемом” научном журнале и др.
Подход, основанный на научной экспертизе, принят всеми естествоиспытателями. При этом многие из них позиционируют себя как верующих. Таким был выдающийся математик и физик-теоретик Н.Н. Боголюбов, возглавлявший в течение многих лет Объединенный институт ядерных исследований в Дубне. Вместе с тем, трудно предположить, чтобы такие ученые представляли себе мироздание и появление жизни на Земле так, как это 2500 лет тому назад было описано в Библии. В Западном мире люди с двумя мировоззрениями составляют большую часть населения. Трудно себе представить, чтобы в самой передовой в научном отношении стране, США, был избран президент, открыто позиционирующий себя как атеист. Для психолога может представить интерес вопрос, каким образом удается избежать раздвоения личности верующему астроному, изучающему обращение планет, в том числе, Земли вокруг Солнца или верующему биологу, специализирующемуся на эволюции живого мира, в частности, на эволюции человека. Однако сам факт мирного уживания в одном человеке диаметрально противоположных мировоззрений, а также отсутствие опасности проследовать на костер, как Джордано Бруно, или быть вынужденным отказаться от своих научных убеждений, подобно Галилею, дает надежду на спокойное решение в будущем, в общем-то, странной и неравновесной ситуации.
Показательна мировоззренческая трансформация самого Ч. Дарвина. Он рос в еще достаточно плотной религиозной среде первой половины XIX века, но сам признал свою теорию “еретической”. В Интернете выложена подборка мировоззренческих высказываний Дарвина, сделанная Татьяной Волобуевой. В письме одному из своих последователей Дарвин писал: “Как честный человек я пришел к вескому заключению, что независимо сотворенных видов не существует и что виды суть только сильно выраженные разновидности ”. В другом письме Дарвин отмечает иную свою “ересь” – отрицание предначертанности развития Вселенной, в целом, и жизни на Земле, в частности: я не могу не смотреть на вселенную как на результат слепого случая, и не могу усмотреть и доказательств благотворного предначертания, или вообще какой-либо преднамеренности в деталях” И еще: ”Так понемногу закрадывалось в мою душу неверие, и, в конце концов, я стал совершенно неверующим ”. Однако впоследствии, судя по высказываниям в Автобиографии и в последнем издании теории эволюции, Дарвин отказался от полного атеизма в пользу деизма, т. е. признания роли Бога в создании Вселенной и действующих в ней законов. Развитие Вселенной происходило по этим законам, но уже без чьего либо вмешательства. Возможно, в какой-то период эти взгляды были близки и Эйнштейну. На вопрос о его религиозных воззрениях Эйнштейн отвечал: “…я не верю в бога, вмешивающегося в судьбы людей“. Деизм, вряд ли, может рассматриваться как религия. Служителям культа и большинству верующих необходимы регулярные обращения к Богу с просьбами об отпущении грехов и о помощи. Очевидно, что в рамках деизма такие молитвы, обращенные к давно отошедшему от дел Богу, лишены смысла. Скорее, деизм смыкается с мировоззрением тех атеистов, которые считают, что возможности человеческого разума ограничены и, следовательно, подобно деистам допускают неспособность людей познать природу некоторых явлений и законов природы. Однако атеисты не приписывают Богу авторство в этих тайнах мироздания. Тем самым они декларируют их доступность для познания, по крайней мере, в принципе. “В принципе” – так как неизвестно, достаточно ли для раскрытия этих тайн интеллекта самых талантливых ученых и даже объединенного разума всего человечества, использование которого представляется возможным на базе уже существующих информационных технологий.
Вопрос имеет ли интеллект человека предел, который не может быть превзойден, поднимался в научной литературе (Fox, 2011; Hofman, 2012). Однако обоснованное представление о количестве интеллекта (в неких единицах) может быть получено только после того, как станет понятно, что же такое интеллект (мысль, ум, память). Вряд ли это может быть осуществлено без внедрения в существующие представления о мыслительной деятельности принципиально новых идей. Вопрос в том, достаточен ли для сотворения этих идей тот интеллект, которым может располагать человечество.
Однако, не имея возможности определять интеллект в абсолютных единицах, мы можем делать сравнительные оценки интеллекта отдельных личностей (IQ). Проведены также сравнения интеллекта людей с интеллектом человекообразных обезьян. Эти исследования показывают, что интеллект взрослых особей шимпанзе и орангутангов не превышает интеллект 3-х летнего ребенка (Herrmann et al., 2007).
Соответственно, оценку нашим мыслительным возможностям могли бы дать существа, которые по своему интеллекту и/или уровню научно-технического развития выше современных людей.
Необходимо заметить, что относительный характер оценок требует большой четкости в проведении экспериментов. Так, результат “сопоставительного” эксперимента зависит от того, сколь ранним и длительным было общение подопытных обезьян с людьми. В данном эксперименте обезьяны были взяты из питомника, т. е. и в раннем возрасте, когда формируются основанные на приобретенных впечатлениях нейронные сети, они практически не общались с людьми. Очевидно, они находились в неравных условиях по отношению к параллельно тестируемым детям, которые с рождения постоянно находились в тесном общении с взрослыми людьми (родителями). Напомним, что маленький ребенок, по той или иной причине лишенный человеческого общества на длительный период, впоследствии уже не может наверстать упущенное в развитии интеллекта. Эти факты согласуются с представлениями о роли впечатлений и умственных (интеллектуальных) нагрузок в формировании “осмысленных” нейронных сетей в раннем возрасте. Из сказанного следует, что для чистоты эксперимента обезьян следовало с рождения содержать (воспитывать) в семьях образованных людей, чьи дети также участвуют в эксперименте (Рамбо Д.М. и Биран М.Д., 2000; Bodamer M.D. and Gardner R.A., 2002; Boesch C., 2007; Herrmann E., 2010).
Если бы на Земле действительно высадились высокоинтеллектуальные пришельцы, то для выяснения истинных интеллектуальных возможностей “подопытных” людей пришельцам пришлось бы поселить их с младенчества в своих семьях. Вполне возможно, что благодаря тесному общению с представителями более развитой цивилизации будут активированы неиспользуемые резервы человеческого мозга, и интеллект этих людей окажется сравнимым с интеллектом пришельцев.
Однако пришельцев, которые помогут нам осознать, на что мы способны, можно и не дождаться, а повышение интеллектуальной мощи человечества крайне необходимо, в первую очередь, для того, чтобы успешно противостоять различным катаклизмам, за которые ответственна сама Земля или Космос.
В нынешнем его состоянии человечество способно пресечь глобальное оледенение, какое 600 млн лет тому назад на 10 млн лет превратило Землю в “ice ball”, предотвратить падение астероида, тем большего размера, чем ранее он будет обнаружен. У человечества уже есть средства защитить себя от ядовитых испарений, исходящих от лавы, истечение которой может продолжаться сотни тысяч лет, как это уже неоднократно было ранее, например, 65 млн лет тому назад в Западной Индии (Террасы Деккана). Однако в будущем также возможны, скорее, неизбежны катаклизмы, каких на Земле еще не было, грозящие ей необратимыми последствиями вплоть до гибели как планеты. Например, к разрушению планеты может привести падение очень крупного астероида, которое земляне не смогут предотвратить. Планету может разрушить также предсказываемое некоторыми авторами сближение с Луной.
Возможны и не связанные с Космосом причины разрушения Земли, вызванные изменениями ее внутреннего строения. Многие исследователи полагают, что рой астероидов, гелиоцентрическая орбита которого пролегает между орбитами Марса и Юпитера, образован обломками разрушенной некогда планеты, которой даже присвоено название Фаэтон. Если же ничего подобного с Землей не случится, то она станет свидетелем угасания Солнца и испытает на себе последствия этого процесса. Разные стадии такого превращения астрономы наблюдают у других звезд, подтверждая гипотезы и расчеты астрофизиков. На определенном этапе Солнце расширится до орбиты Земли и последняя прекратит свое существование. По современным представлениям это произойдет не раньше, чем через два миллиарда лет. Однако нет гарантий, что дестабилизирующие процессы на Солнце не пройдут быстрее.
Здесь можно возразить, что человечество прекратит свое существование еще раньше, возможно, совсем скоро, если религиозные, территориальные или политические раздоры выльются в войну с массовым применением ядерного оружия. Такая война, действительно, способна покончить с человеческой цивилизацией, а, возможно, и со всем видом Homo sapiens – последним сохранившимся представителем разумных существ на Земле и, по-видимому, в доступной для контактов Вселенной.
Однако сохраняется реальный шанс, что самоубийство человечества не состоится: ему удастся проскочить между Сциллой и Харибдой и добиться всеобщего разоружения. В этом случае, имея ввиду прогресс науки и практической медицины, следует предполагать длительное существование человечества, которому будут угрожать только природные катастрофы. Однако некоторые из них неотвратимы. При самом благоприятном сценарии неизбежно наступит время, когда Земля станет непригодной для жизни. И это произойдет задолго до ее поглощения Солнцем. А еще раньше людям придется покинуть Землю. Проще всего представить, что отъезд состоится на кораблях, которые станут изолированными от космоса домами-городами, обращающимися на дальних орбитах, скажем, между Юпитером и Сатурном. Возможно, они станут спутниками крупных планет. Мы исходим при этом из существующих представлений о сохранении Солнца как единого тела и после его угасания. Соответственно, продолжит существование и система планет, вокруг него обращающихся. Естественно, наши прогнозы на столь далекое время могут оказаться столь же приблизительными, как и прогнозы, какие могли делать люди, только что изобретшие колесо, о нашем времени. Однако в свете грандиозных проблем, которые неизбежно встанут перед человечеством, представляется очевидной потребность в многократном увеличении интеллектуальной мощи человечества.
Литература к 8.4.1
Рамбо Д.М. и Биран М. Д.(2000) Интеллект и языковые способности приматов. Иностранная психол., 13, 29–40.
Bodamer M.D. and Gardner R.A. (2002) How cross-fostered chimpanzees (Pan troglodytes) initiate and maintain conversations. J. Comp. Psychol., 116, 12–26.
Boesch C. (2007) What makes us human (Homo sapiens)? The challenge of cognitive cross-species comparison. J Comp Psychol., 121, 227–240.
Fox D. (2011) The limits of intelligence. Sci Am., 305, 36–43.
Herrmann E. et al. (2007) Humans have evolved specialized skills of social cognition: the cultural intelligence hypothesis. Science, 317, 1360–1366.
Herrmann E. (2010)The structure of individual differences in the cognitive abilities of children and chimpanzees. Psychol. Sci., 21, 102–110.
Hofman MA. (2012) Design principles of the human brain: an evolutionary perspective. Prog. Brain. Res., 195, 373–390.
8.4.2. Мягкая евгеника и выявление людей, обладающих “феноменальной памятью”
Выше было высказано предположение, что среди стоящих перед человечеством задач есть такие, решение которых находится на пределе интеллектуальных возможностей человека, а возможно, и за этим пределом. С другой стороны, как следует из предыдущего раздела, надежда на достаточно быстрый естественный рост интеллектуальных возможностей людей весьма эфемерна. Поэтому понятны устремления некоторых генетиков повысить определенные качества людей и, в первую очередь, интеллектуальность через направленную селекцию (Savulescu, 2001; Birch, 2005). Это направление генетики было названо евгеникой. Два направления евгеники можно условно именовать евгеникой минус и евгеникой плюс (Fenner, 1996). Одним из давних случаев жестокого применения первого из этих подходов являлась традиция, приписываемая спартанцам, сбрасывавшим со скалы слабых и больных детей. Фашисты уничтожали психически больных.
Однако существуют мягкие варианты евгеники минус, например, прерывание беременности, обоснованное данными пренатальной диагностики плода. Многие психические дефекты оказались наследуемыми (Иванов и Киселев, 2005). В частности, установлено, что проявления шизофрении, болезни Альцгеймера, других нейродегенеративных болезней могут быть связаны с уже известными мутациями в ряде генов (для обзора Bertram and Tanzi, 2004; St George-Hyslop and Petit, 2005).
Можно добавить, что осуществляемые в настоящее время принципиальные усовершенствования методов определения нуклеотидных последовательностей ДНК (секвенирования) позволят уже через десятилетие каждому человеку заказать за умеренную плату индивидуальный генетический паспорт, в котором полностью расшифрованы нуклеотидные последовательности всех 46-ти хромосом (Church, 2006; Brenner, 2007). Со временем такой паспорт будет “придаваться” всем новорожденным. Он будет снабжен необходимыми комментариями, которые предупредят о предрасположенности к определенным болезням. Парам, намеревающимся вступить в брак, будут даваться рекомендации, основанные на сопоставлении их генетических паспортов. Очевидно также, что пренатальная диагностика, которая станет 100 %-й, окажется, благодаря генным картам родителей, более ориентированной. Это тоже мягкие варианты евгеники минус. В этом контексте уже разработана Европейская программа массового генетического тестирования, направленная на выявление носительства вариантов генов, сопряженных с болезнями (или с устойчивостью к ним). В программе отмечается, что одна из ее целей – дать испытуемым возможность принять решение “относительно репродуктивного поведения” (Медицинская генетика, 2006, № 3, стр. 21). Возможно, грамотной реализации этих и других подходов в рамках евгеники минус окажется достаточно для прекращения роста числа накопленных в популяции вредных мутаций (т. н. генетического груза) и даже приведет к его снижению. В частности, можно ожидать, что за счет понижения частоты наследуемых нейродегенеративных болезней поднимется интеллектуальный уровень популяции (Goodey, 1996; Schulze, 2004). Однако этот подъем не может быть значительным при использовании приемов только в рамках евгеники минус.
Евгеника плюс в ее первоначальном понимании означает искусственную селекцию людей через специальный подбор родительских пар по определенным фенотипическим (сила, красота, интеллект и т. д.), а также генетическим признакам. Генные карты и в этом случае могли бы способствовать подбору “правильных” пар. В этом плане пытались действовать довольно многочисленные евгенические общества Европы и Америки (Selden, 2005). Еще в середине девятнадцатого века в США было организовано и просуществовало около 30 лет общество “библейских коммунистов”, объединившее около 300 членов. Задачей общества было “разводить” усовершенствованных людей, в том числе с повышенным интеллектом (Richards, 2004). От специально подобранных пар были рождены 58 детей. Насколько известно автору, достоверные данные о результатах этого и подобных евгенических экспериментов отсутствуют, что можно объяснить их кратковременностью. Скорее всего, дети первого “селекционного” поколения, став взрослыми, выходили из эксперимента, затеянного их родителями, предпочитая самостоятельно распоряжаться своею судьбой.
Однако существуют современные варианты мягкой (либеральной) евгеники плюс. Это, прежде всего, выбор донора спермы при необходимости для зачатия искусственного осеменения. Создан даже банк спермы Нобелевских лауреатов. Другим вариантом либеральной евгеники плюс можно считать “клановые” браки выдающихся спортсменов, музыкантов, ученых. Очень часто такие люди тесно общаются не только в связи с профессиональной деятельностью, но и в быту. Научные городки существуют в России и других странах. Автор в 70-е годы бывал в подмосковной Мозжинке, где уже давно существовал академический дачный поселок. Дачи там предоставлялись только членам Академии наук. И этот поселок далеко не единственный на территории бывшего СССР. Такие образования можно рассматривать как частично обособленные. Казалось бы, унаследованный интеллектуальный потенциал поколений, формирующихся в этих “изолятах” должен быть выше среднего. Автору неизвестно, проводились ли исследования с применением соответствующего тестирования, которые подтвердили бы или опровергли такую тенденцию.
Нелепо пытаться давать советы нашим далеким потомкам, как им поступить, когда Земля перестанет быть пригодна для обитания и придет пора принимать судьбоносные решения. Однако повысить вероятность успешного решения проблем, которые на них надвинутся, мы и следующие за нами поколения не только можем, но и обязаны. Речь идет о разработке и перманентном применении алгоритмов, направленных на запуск у людей генетического отбора по признаку повышенного интеллекта, а также на оптимальное использование уже присутствующего у человечества интеллектуального потенциала.
В человеческом обществе естественный отбор по признаку повышенного интеллекта уже давно не действует, хотя по другим признакам, связанным, как правило, со средой обитания, естественный отбор у людей сохранился (Swallow, 2003; Tishkoff and Verrelli, 2003; Chen et al., 2007; Lao et al., 2007; Kelley and Swanson, 2008; Pickrell et al., 2009; Scheinfeldt et al. 2009; Xue et al., 2009; Scheinfeldt et al, 2011).
В качестве примеров можно привести мутацию, обеспечивающую повышенное содержание в крови гемоглобина. Эта мутация распространена у тибетцев, обитающих на высоте более 5000 метров, где приезжие не могут долго находиться из-за недостатка кислорода. Другая сравнительно недавно распространившаяся мутация, обеспечивающая способность во взрослом возрасте переваривать лактозу, а следовательно, позволяющая использовать молочные продукты в пищу не только грудным детям. Очевидно, что присутствие такой мутации у скотоводов давало большие жизненные преимущества.
Мутации, способствующие повышению интеллекта, также имеют место и могут проявляться как передающиеся по наследству ментальные качества (Vinkhuyzen et al., 2009). Однако они уже давно перестали быть фактором отбора. У прямоходящих гоминид с момента отделения от предков шимпанзе 7 млн лет тому назад до появления Homo sapiens 0.2 млн лет тому назад именно повышение интеллекта было не единственным, но главнейшим фактором естественного отбора. Соответственно, изменялись связанные с повышением интеллекта морфологические признаки, как объем и структура головного мозга.
Трудно определить, когда повышенный интеллект перестал служить позитивным фактором естественного отбора у людей, однако причиной могло стать проявление как одной из доминант в характере человека завистливости и основанной на ней нетерпимости. С тех пор умственное превосходство и одно из его проявлений – собственное мнение (вольнодумство) стали причиной гонений, убийств и казней (вспомним, действовавшую еще в начале XIX века инквизицию). В наше время в научно ориентированных странах люди с повышенным интеллектом востребованы, увлеченно трудятся и часто пользуются привилегиями. Однако у увлеченных своей деятельностью интеллектуалов число детей, как правило, меньше, чем у людей с низким интеллектом, для которых труд – вынужденная необходимость. Иными словами, человечеству грозит интеллектуальная инволюция, предсказанная, кстати, писателями фантастами. Из сказанного следует, что отбор по признаку повышенного интеллекта могут вновь запустить только сами люди, (точнее, их сообщество, осознавшее жизненную необходимость повышения или, хотя бы, сохранения интеллектуального уровня), и отбор уже будет не естественным, а искусственным.
В геноме человека выявлены редкие мутации, которые связаны с определенными болезнями в том смысле, что их наличие в той или иной степени увеличивает или снижает вероятность реального заболевания. Определение генов, в которых локализованы эти мутации и, соответственно, продуктов, контролируемых этими генами, позволяет выявить причины заболевания на уровне биохимии.
В современной медицинской генетике определяются мутации, присутствие которых коррелирует с проявлениями той или иной наследственной болезни, а также идентифицируются гены, в которых эти мутации локализованы, что позволит разобраться в механизме заболевания и предложить подходы к его лечению. По сходной схеме можно будет определять мутации, характерные для людей с генетически обусловленными повышенными интеллектуальными возможностями. Этот поиск делится на два этапа. Первый – выявление людей в детском и юношеском возрасте с врожденным повышенным интеллектом. Тесты для такого поиска должны быть составлены так, чтобы результат не зависел от уровня образованности испытуемого. В наше время начальную школу посещает большая часть детей планеты. Там следует проводить основное тестирование. Тесты можно распространять через Интернет. В настоящее время такие тесты уже существуют и даже широко применяются с целью выявления талантливых людей (Borg, 2003; Detterman, 1993; Lee et al., 2006; Martin et al., 2009; Haworth et al., 2009; Nisbett et al., 2012)
Следующий этап – геномный анализ прошедших тестирование одаренных личностей с главной целью выявить мутации, ответственные за это их качество (Plomin and Thompson, 1993; Haworth et al., 2009). Идентификация генов, несущих эти мутации, позволит выйти на биохимические процессы, участвующие в формировании интеллекта. Что касается непосредственно вопроса восстановления у людей отбора по признаку повышенного интеллекта, то почву для его решения можно считать вполне подготовленной (Глэд, 2005; Хан, 2003)
В настоящее время в разных странах существуют клубы, в которых концентрируются высокоинтеллектуальные, остроумные, способные быстро принять правильное решение люди. В России это Клуб веселых и находчивых, “Что, где, когда?”, “Своя игра”, шахматные клубы и другие.
Какие то из них почти официально именуют “элитарными”, и, главное, это не вызывает чувство униженности у “простых” людей. Некоторые из этих клубов уже стали международными. Общаясь в этих клубах, молодые люди знакомятся, влюбляются, создают семьи, рожают и растят детей. Что в этой уже действующей схеме следует изменить, чтобы возобновился отбор у людей по признаку повышенного интеллекта? Наряду с уже существующими клубами, в которых членство закрепляется на соревновательной основе, необходимо создание аналогичных, клубов, членами которых могут стать только те личности, у которых повышенные интеллектуальные возможности сочетаются с мутациями, которые по мнению специалистов могли быть причиной обнаруженной аномалии. Главное в рассматриваемом проекте – стимулировать контакты между членами клуба, в том числе, проживающими вдали от крупных центров Вторая задача – материальная и моральная помощь многодетным семьям, где родители “генетические” интеллектуалы. Это, собственно, и есть мягкий вариант искусственного отбора (евгеники) по признаку повышенного интеллекта.
Естественно, члены клуба вправе заключать браки “на стороне”. Поощрение многодетности таких браков также должно явиться необходимым компонентом проекта, т. к. обеспечит распространение генетически обусловленного повышения интеллекта во всей популяции. И так из поколения в поколение на все времена. Возможно, по той же схеме “мягкой евгеники” будут осуществляться проекты поддержания физического состояния человека, его облика (морфологических признаков), сохранения основных физиологических функций.
Можно ожидать, что описанный здесь или иной проект повышения интеллектуальных возможностей людей начнет осуществляться уже в XXI веке. Для этого необходимо достаточно тесное объединение значительной части человечества, повсеместное понимание необходимости указанных мер для сохранения и развития цивилизации, готовность регулярно выделять значительные ресурсы на выполнение проекта.
Наряду с описанным выше отбором носителей спонтанных мутаций для повышения интеллектуальных возможностей людей может быть использован сайт-специфический мутагенез на уровне половых клеток, зиготы, раннего эмбриона, чем обеспечивается высокая вероятность распространения внесенной мутации на половую сферу и. следовательно, сохранение ее в поколениях. Уже в недальнем будущем придется решать, какого из обозначенных путей (или обоих) следует придерживаться, решая ключевую проблему “поумнения” человечества.
Литература к 8.4.2.
Глэд Д. Будущая эволюция человека– Евгеника XXI века. М.: «Издательство Захарова», 2005. – 176 с.
Хан Ю. В. Евгенический проект: «pro» и «contra». М., 2003. – 153 с.
Borg H. (2003) Alternative method of gifted identification using the AMI: an apparatus for measuring internal meridians and their corresponding organs. J Altern Complement Med. 9, 861–757.
Chen C.T. et al (2007). The strength of selection on ultraconserved elements in the human genome. Am J Hum Genet., 80, 692–704.
Detterman D.K. (1993) Giftedness and intelligence: one and the same? Ciba Found Symp., 178. 22–31; Discussion 31–43.
Haworth C.M. et al. (2009) Generalist genes and high cognitive abilities. Behav Genet., 39, 437–445.
Kelley J.L. and Swanson W.J. (2008) Positive selection in the human genome: from genome scans to biological significance. Annu Rev Genomics Hum Genet., 9, 143–160.
Lao O. et al. (2007) Signatures of positive selection in genes associated with human skin pigmentation as revealed from analyses of single nucleotide polymorphisms. Ann Hum Genet., 71, 354–369.
Lee K.H. et al., (2006) Neural correlates of superior intelligence: stronger recruitment of posterior parietal cortex. Neuroimage, 29, 578–586.
Martin N.W. et al., (2009) Genetic covariation between the Author Recognition Test and reading and verbal abilities: what can we learn from the analysis of high performance? Behav Genet., 39,417–426.
Nisbett R.E. et al. (2012) Intelligence: New findings and theoretical developments. Am Psychol., 67,130–159.
Pickrell JK, et al. (2009) Signals of recent positive selection in a worldwide sample of human populations. Genome Res., 19, 826–837.
Plomin R, and Thompson L.A. (1993) Genetics and high cognitive ability. Ciba Found Symp., 178, 67–79; Discussion 79–84.
Scheinfeldt L.B. et al. (2009) Population genomic analysis of ALMS1 in humans reveals a surprisingly complex evolutionary history. Biol Evol., 26, 1357–1367. Scheinfeldt LB, et al. (2011) Clusters of adaptive evolution in the human genome. Front Genet., 2, 50.
Swallow D.M. (2003) Genetics of lactase persistence and lactose intolerance. Annu Rev Genet. 37, 197–219.
Tishkoff S.A. and Verrelli B.C. (2003) Patterns of human genetic diversity: implications for human evolutionary history and disease. Annu Rev Genomics Hum Genet., 4, 293–340.
Vinkhuyzen A.A. et al. (2009) The heritability of aptitude and exceptional talent across different domains in adolescents and young adults. Behav Genet., 39, 380–392.
Xue Y. et al. (2009) Population differentiation as an indicator of recent positive selection in humans: an empirical evaluation. Genetics, 183, 1065–1077.
8.4.3. Клонирование людей как семейное решение
Клонирование может стать еще одним подходом к созданию особей с повышенным интеллектом. Напомним, что при клонировании ядро диплоидной соматической клетки (как правило, для этой цели выбирают слабо дифференцированную стволовую клетку) пересаживают в яйцеклетку, ядро которой было удалено. После определенной стимуляции, побуждающей к делению, зародыш выращивают на питательной среде до, приблизительно, 100 клеток и пересаживают матери. Вынашивание плода приводит к появлению полного генетического двойника владельца пересаженного ядра. На самом деле, после превращения клонирования в рутину этот метод размножения может стать семейным решением. Скажем, в яйцеклетке жены собственное ядро замещено ядром соматической клетки мужа. Ребенок станет “вылитым” отцом. При этом, наследование внеядерной (митохондриальной) ДНК будет, как обычно, продолжено по материнской линии. Если такой вариант получения потомства вызван желанием воспроизвести в нем присущие отцу таланты или высокий интеллект, то это еще и евгеника (+). Объявленная недавно возможность сохранения яйцеклетки в замороженном состоянии добавляет ряд важных вариантов семейных решений.
Элемент евгеники в клонировании может быть усилен, если “отцовские” соматические клетки предварительно трансформировать, внеся в их геном улучшенный вариант того или иного гена. Можно ожидать, что уже в недалеком будущем начнет реализовываться очевидная идея замены у людей дефектных и даже “нормальных” генов их улучшенными аналогами с привлечением разных методов, уже используемых при получении трансгенных животных, в том числе направленного мутагенеза.
8.4.4. Генетические манипуляции с половыми клетками и ранними эмбрионами
Уже в наше время в тех случаях, когда велика вероятность рождения ребенка с наследственным заболеванием, может быть осуществлена селекция на уровне оплодотворенной клетки, а лучше эмбриона. Описан случай, когда у супружеской пары брали генетический материал и путем оплодотворения “в пробирке“ выращивали микроэмбрионы (6 делений оплодотворенной яйцеклетки). У эмбрионов отбирали по отдельной клетке (что не опасно), и соответствующий ген проверялся на присутствие “вредной” мутации. Эмбрион, оказавшийся свободным от этой мутации, был имплантирован матери. Эта процедура гарантировала рождение здорового ребенка. Она не содержит элементов генной инженерии и может быть отнесена к мягкой евгенике (+).
Однако в некоторых случаях может оказаться целесообразным в клетки раннего эмбриона, которые дефектны по определенному гену, внести фрагмент ДНК, несущий нормальный ген. Через несколько циклов клеточных делений следует убедиться, что нормальный ген встроен в геном в надлежащем месте. Модифицированный эмбрион может быть имплантирован матери, которая родит здорового ребенка. С распространением генетических паспортов такие устраняющие дефекты процедуры станут рутинными.
Следующий, далеко не простой психологически, но не сложный технически шаг – манипуляции с яйцеклетками или эмбрионами, направленные не на устранение дефектов, а на улучшение тех или иных качеств. Мы коснемся только обсуждаемого здесь аспекта – повышения мыслительных возможностей людей. Скажем сразу, что такая возможность существует и даже уже осуществлена у экспериментальных животных. Так, создана линия трансгенных животных (мышей), у которых генно-инженерным способом повышено производство белка GAP-43 в клетках нервной системы (Aigner et al., 1995). Этот белок присутствует в мозге всех животных, включая человека. Он локализован, главным образом, в аксонных окончаниях нейронов. Известно, что GAP-43 участвует в регенерации нервных клеток, а также в процессах, связанных с обучением и памятью. Оказалось, что трансгенные животные, благодаря повышенному производству GAP-43, значительно умнее животных с нормальным производством этого белка. Их преимущества наиболее очевидны при выполнении особенно сложных заданий, которые могут быть вообще недоступны “нормальным” животным (Routtenberg et al., 2000; Holahan et al., 2007).
8.4.5. Прицельная трансформация групп клеток мозга
Были проведены также эксперименты по ненаследуемому повышению интеллектуальных возможностей отдельных субъектов. Для успешного выполнения белком GAP-43 и некоторыми другими белками свойственных им функций необходимо присутствие фермента протеинкиназы C (ПКС), осуществляющей выборочное фосфорили-рование белков. Так, в белке GAP-43 ПКС фосфорилирует только один аминокислотный остаток (серин-41). Активный ген ПКС в составе обезвреженного вирусного вектора вводили в контролирующие обучение и память (ассоциативные) участки коры или гиппокампа мозга крысы, где осуществлялась застройка гена ПКС в генетический аппарат ограниченного количества нейронов. Эта процедура существенно повышала способность животного к обучению (Neill, 2001; Zhang et al., 2005). Целесообразен аналогичный эксперимент с геном фермента кальпаин. Этот фермент осуществляет разрыв молекулы GAP-43 около того же серина-41, образуя функционально активные фрагменты (Захаров и др., 2005). Было бы интересно (возможно, опыты уже ведутся) по той же схеме прицельно внедрить дополнительный ген самого белка GAP-43 в нейроны ассоциативных областей мозга пока, естественно, экспериментальных животных. Особенно большой эффект улучшения памяти и повышения способности к обучению можно ожидать при одновременной трансформации соответствующих участков мозга также по другим генам, продукты которых участвуют в этих процессах.
Следует еще раз подчеркнуть, что эти манипуляции хоть и являются генно-инженерными, не имеют отношения к евгенике, т. к. трансформируются только соматические клетки, и повышенная сообразительность не передается по наследству. Возможно, именно такой путь повышения интеллектуальных возможностей профессионально заинтересованных в этом людей окажется доступен в относительно близком будущем.
8.4.6. Проблема создания каталога генных вариаций, имеющих отношение к повышению (понижению) интеллектуальных возможностей в области “точных” наук
Очевидно, что активностью генов белка GAP-43 и ряда других уже известных продуктов, экспрессируемых в мозге, контроль деятельности мозга не ограничивается. Интеллектуальные способности определяются многими функциями мозга, среди которых короткая и долговременная память, ассоциативные реакции, скорость реагирования и др. Эти функции зависят от экспрессии многих белков, в частности, тех, которые обеспечивают стабильность и реформирование (пластичность) синапсов, секрецию нейромедиаторов, аксонный транспорт и др. Многие из задействованных в этих процессах белков экспрессируются не только в мозге, но и в других тканях, где они контролируют совсем иные функции. Более того, познавательные способности могут зависеть от генов, напрямую к функциям мозга отношения, казалось бы, не имеющих (Reiss et al., 1995; Lenhoff et al., 1997; Payton et al., 2003; Rujescu et al., 2003; Konishi et al., 2004). Все это усложняет идентификацию генов, в наибольшей степени ответственных за интеллект.
Проблема установления мутаций (вариаций), влияющих на формирование интеллектуального потенциала, и генов, в которых они находятся, входит в круг задач, решаемых медицинской генетикой. Определенные шаги в этом направлении уже делаются (Иванов и Киселев, 2005; Dorus et al., 2004; Hill and Walsh, 2005).
Возможно, эффективным подходом был бы поиск связанных с повышенным интеллектом вариаций нуклеотидных последовательностей (мутаций) при тотальном сканировании геномов соответственно подобранных групп людей (Craig and Plomin, 2006). Если иметь в виду интересующее нас повышение интеллекта, проявляющееся в успешности в области “точных” наук, то в одну группу (контрольную) войдут люди, для которых по собственной оценке математика и физика были самыми трудно усваиваемыми предметами, а во вторую группу войдут победители олимпиад по этим предметам и уже проявившие себя талантливые студенты и ученые. Конечно, такой подбор не является столь однозначным, как, скажем, подбор по признакам отсутствия или наличия музыкального слуха, когда объективное тестирование можно осуществить с помощью камертона. Однако при достаточной представительности обеих групп и при условии полной расшифровки геномов всех испытуемых выявление вариаций, характерных именно для людей с повышенным “естественно-научным” интеллектом, представляется выполнимым. В данном случае термин “выявление вариаций” означает локализацию в геноме и определение характера каждой такой вариации как точечной замены, делеции или вставки.
Описанные выше генетические манипуляции могут проводиться без идентификации генов, несущих модифицируемые участки ДНК. Однако естественным будет стремление приписать специфические для повышенного интеллекта мутации, выявленные в ходе описанного выше “дифференциального тестирования” геномов, уже известным генам. В каких-то случаях это, действительно, возможно. Вместе с тем, здесь можно ожидать не малых сенсаций. Идентифицированные к настоящему времени гены, которые кодируют известные белки, а также гены рибосомных и транспортных РНК (всего около 30 000), составляют лишь 3 % полного генома. Считалось, что преобладающая часть генома не транскрибируется и функционально инертна. Однако накапливаются данные, убеждающие в ошибочности такого заключения (Ponting and Lunter, 2006). В “молчащей” части генома располагаются семейства мобильных элементов (Tomilin, 1999). Семейство ретротранспозонов Alu в геноме человека представлено миллионом копий. Внедряясь в регуляторные области генов, Alu-повторы влияют на эффективность транскрипции этих генов (Bogerd et al., 2006; Xing J. et al., 2007). Получены также данные о транскрипции самих Alu-повторов (Tomilin, 1999; Yu et al., 2001). У разных людей распределение Alu-повторов неодинаково, что вносит вклад в человеческое разнообразие (полиморфизм). Согласно проведенным в последние годы исследованиям (Saxena S., 2003; Kosik, 2006; Krichevsky, et al., 2006; Valencia-Sanchez M.A. et al., 2006; Vagin et al., 2006), в “молчащей” части генома присутствуют также многочисленные ”транскрибируемые единицы” (РНК гены), по которым синтезируются высокомолекулярные некодирующие РНК, которые выполняют самостоятельные функции (Ponjavic et al., 2007; Mercer et al., 2008) или являются предшественниками “коротких” РНК (siRNA и miRNA), образованных 20–30 нуклеотидными звеньями. Некоторые короткие РНК тканеспецифичны. Для зародышевой плазмы млекопитающих (семенники, ооциты) характерно семейство piRNA (Kim, 2006; Watanabe T. et al., 2006). И в мозге обнаружены специфические семейства коротких РНК (Kosik and Krichevsky, 2005; Krichevsky, 2006). Накапливаются данные, указывающие на вовлеченность коротких РНК в контроль образования информационных РНК, а также непосредственно в регуляцию синтеза белка. Упоминавшийся выше РНК ген HAR1F, особенно активно мутировавший в период эволюции гоминин, также расположен в “молчащей” (не кодирующей белки) области генома (Pollard et al., 2006a,b). Недавно было показано, что высокомолекулярные некодирующие РНК (макроРНК) также специфичны для определенных, в том числе ассоциативных областей мозга (гиппокамп, кора больших полушарий и др.). Таких РНК уже обнаружено более 800 (Mercer et al., 2008). Сопоставление нуклеотидных последовательностей макроРНК крысы и человека свидетельствует о неслучайности имевших место изменений, т. е. имела место селекция (Ponjavic et al., 2007). Эти исследования могут привести уже в ближайшем будущем к важным открытиям.
Локализация в геноме (картирование) и определение характера вариаций, сопутствующих повышению ”естественно-научного” интеллекта, позволит приступить к конструированию соответствующих вариантов генома. Техника введения в определенную нуклеотидную последовательность определенных изменений хорошо отработана. Известны несколько процедур “создания” трансгенных животных, у которых модифицированные участки включены в геном. Целесообразно использовать вариант, когда ДНК, несущую модифицированный участок, первоначально вносят в эмбриональные стволовые клетки, где она застраивается в геном. Трансформированные клетки затем рассевают на твердой питательной среде для образования клонов. Генетический анализ трансформированных клонов позволяет найти место застройки внесенного гена. Это позволяет удостовериться в том, что рекомбинация была гомологичной, т. е. заменой собственного участка ДНК на аналогичный, внесенный в образовавшую клон клетку. Клетки выбранного клона имплантируют в ранний эмбрион, в котором они пролиферируют, образуя те или иные сегменты тела. В интересующем нас случае необходимо обеспечить превращение потомства имплантированной стволовой клетки (или нескольких клеток) в нейроны, которые сформируют определенные разделы в растущем мозге. Выполнение этой задачи зависит от выбора подходящей стадии развития эмбриона и места в нем для имплантации. Если в числе сегментов тела, развившихся из имплантированной стволовой клетки, окажется зародышевая плазма, модифицированный ген будет передаваться по наследству.
Возможен и другой вариант использования стволовых клеток с модифицированными генами. В настоящее время установлено, что в зрелом мозге происходит размножение нейронов из присутствующих там стволовых клеток. Этот процесс может быть активирован определенными препаратами (Daetsch and Hen, 2005). Стволовую клетку с модифицированным геном можно имплантировать в определенный раздел мозга и стимулировать ее размножение с превращением потомства в желательный тип нейронов.
Естественно, первоначально эти процедуры следует отработать на животных. Все, кто имел общение с домашними животными, знают, что среди них есть умные и глупые, добродушные и злобные. Эти различия особенно очевидны, если животные (кошки, собаки) принадлежат разным породам (подвидам), с той или иной целью выведенным селекционерами. Однако проведение модельного эксперимента на этих животных пока невозможно, т. к. полностью их геномы еще не расшифрованы. Зато расшифрован геном шимпанзе, которые тоже различаются умом и характерами. Этих ближайших человеку животных достаточно в зоопарках для проведения достоверного тестирования и картирования генетических вариантов. Успешная имплантация ”умных” вариантов генов в мозг шимпанзе может иметь и самостоятельное значение. Поумневшие (но в меру) животные смогут выполнять различные работы, которые в будущем предназначаются для роботов.
8.4.7. Реформирование межнейронных контактов (синапсов)
Помимо генетической (наследуемой) составляющей присущего индивидууму интеллекта, можно предполагать существование чисто фенотипического компонента, зависящего от особенностей формирования нейронных сетей при развитии мозга. Нейронные сети формируются путем установления межнейронных контактов (синапсов) с помощью длинных отростков нейронов, аксонов. Эти контакты являются строго детерминированными: занявший определенную позицию нейрон направляет свой аксон к другому конкретному нейрону (клетке-мишени), часто локализованному в другом разделе мозга. Однако нельзя исключить и ошибочные подключения. При количестве нейронов в мозге, близком 1011 (а устанавливаемых ими контактов с учетом ветвления аксонов более 1012), количество ошибочных подключений может оказаться весьма значительным. Т ак, если вероятность ошибочного (нестандартного) подключения одно на 100000 (0.001 %), то число таких подключений в сформировавшейся нейронной сети мозга более 107, а число их возможных комбинаций бесчисленно. Благодаря нестандартным подключениям все нейронные сети индивидуальны. Возможно, именно индивидуальность нейронных сетей лежит в основе самоощущения, которое позволяет каждому человеку идентифицировать себя как личность, обладающую собственным “Я” (см. Мосевицкий, 2003). Ошибочные подключения можно рассматривать как фенотипические (не-наследуемые) мутации, которые приводят к физиологическим отклонениям от нормы. Эти отклонения могут быть не только негативными, но и позитивными, т. е. приводящими к улучшению тех или иных функций. Т ак, музыкальные способности, в основе которых улучшенный (абсолютный) музыкальный слух, часто не наследуются. То же можно сказать и об аномалиях интеллекта, например, о выдающихся поэтических талантах, способностях к занятиям математикой и физикой (вспомним известный афоризм “Природа отдыхает на детях гениев”). Со временем, когда будут прослежены межнейронные контакты, контролирующие определенные качества (функции), и выявлены отклонения, повышающие эти качества, появится возможность путем тонкого операционного вмешательства вносить в межнейронные контакты изменения, приводящие к желательным эффектам.
8.4.8. Терапевтические подходы, направленные на временное повышение мыслительных способностей
Перспективным является терапевтический (медикаментозный) подход к улучшению на время памяти и других проявлений мыслительной деятельности. Уже находится в стадии испытаний препарат “усилитель CREB” (CREB enhancer). Судя по названию, этот препарат активирует транскрипционные факторы, принадлежащие семейству CREB. Известно, что эти транскрипционные факторы участвуют в формировании долговременной памяти, передавая в геном информацию, поступившую в нейрон (Josselyn and Nguyen, 2005; Wu et al., 2007). Этот и подобные препараты могут быть использованы при решении сложных задач, когда требуется “мозговая атака”.
Предложены методы стимуляции мозга индукцией в нем магнитных полей (Terao and Ugawa, 2002; Rossini and Rossi, 2007; Butler and Wolf, 2007). Уже сейчас воздействие магнитным полем позволяет избежать приступа эпилепсии, улучшает состояние пациентов с болезнью Паркинсона, снимает депрессию. Развивающие эти методы исследователи предлагают, используя направленные магнитные поля, активизировать определенные участки мозга, что приведет к повышению мыслительных возможностей. Естественно, как и в случае приема описанных выше препаратов, такое повышение будет временным. Однако оно позволит исследователю решать задачи, которые без повышения творческих возможностей были бы ему недоступны. Если приемы стимуляции умственной деятельности удастся освободить от побочных явлений, то они могут стать рутинными не только для людей, занимающихся творческой деятельностью, но и для многих других, что существенно повысит интеллектуальный потенциал человечества.
Необходимо признать, что в науке осталось много нерешенных, а возможно, и нерешаемых при современном уровне знаний проблем, связанных с деятельностью мозга. Исследование этих проблем откроет неведомые ныне возможности повышения интеллекта. Рассмотрим некоторые из таких проблем.
8.4.9. Контроль формирования нейронной сети
Одним из главных ожиданий, связанных с открытием функциональной значимости “молчащих” областей генома (параграф 8.4.5.), является подтверждение гипотезы о записи в них программ, управляющих развитием и деятельностью мозга. В первую очередь, как несколько более продвинутую, рассмотрим проблему формирования нейронной сети. Суть этого процесса состоит в установлении межнейронных контактов, причем все контакты вполне конкретные: каждый нейрон протягивает свой длинный отросток (аксон) к определенному нейрону (клетке-мишени), даже если их разделяет значительное расстояние, и устанавливает с ним контакт (синапс). При этом аксон, ведомый находящимся на его конце конусом роста, двигаясь по сложной траектории, минует множество других нейронов, которым предназначены свои контакты. Формально многие детали этого процесса хорошо изучены (Tessier-Lavigne and Goodman, 1996; Dickson, 2002). Движение конуса роста контролируют размещенные вдоль всего маршрута внеклеточные белки-ориентиры, взаимодействующие с белками-рецепторами, интегрированными в мембрану конуса роста. Результатом такого взаимодействия является перестройка тубулин-актинового скелета конуса роста, непосредственно влияющая на направление следования конуса роста на данном этапе его маршрута до встречи с очередным ориентиром. Очевидно, что в каждом нейроне должна быть реализована программа, контролирующая маршрут его аксона. На каждом этапе маршрута программа предоставляет информацию о синтезах и модификациях определенных компонентов конуса роста (белков, липидов и образованных ими структур), необходимых на этом этапе для его продвижения по направлению к следующему ориентиру и т. д. до установления конусом роста синаптического контакта с клеткой-мишенью.
Выше мы говорили о возможности искусственного повышения интеллекта путем образования нестандартных межнейронных контактов с помощью оперативного вмешательства. Необходимость операции отпадет после расшифровки программ, контролирующих установление конкретных контактов, т. к. появится возможность внесения изменений в определенные программы (мутаций), которые заставят управляемые ими конусы роста отклониться от стандартного маршрута и образовать синапс с новой клеткой. Однако на этом пути еще много трудностей. Очевидно, что управляющие программы весьма сложны. Возможный схематический вариант такой программы был рассмотрен ранее (Мосевицкий, 2003).
Предопределенность межнейронных контактов предполагает передачу необходимой информации по наследству из поколения в поколение, т. е. запись ее в клеточном геноме. Если принять, что в отдельном нейроне реализуется одна определенная программа, то всего таких программ по числу нейронов не менее 1011 (фактически, управляющих программ должно быть значительно больше, т. к. аксоны ветвятся, и конусы роста ответвлений направляются к собственным клеткам-мишеням). Здесь мы обратим внимание на тот общеизвестный факт, что состав генома во всех клетках организма одинаков. Следовательно, в нем закодированы все управляющие программы, формирующие нейронную сеть мозга. Активирование этих программ происходит только в нейронах – в каждом по одной, специфичной для данного нейрона. Возникает вопрос, где и как может быть записано такое количество информации. Привлечение не кодирующей белки “теневой” части генома не дает решения этого вопроса без дополнительных предположений, т. к. число программ, которые должны быть переданы по наследству, многократно превышает число нуклеотидов (3. 109) в полном геноме человека.
Представляется очевидным, что решение проблемы записи и использования всего этого массива информации, когда оно придет, не будет тривиальным. Это решение расширит наши представления о способах хранения наследуемой информации в клетке. В настоящее время нельзя предсказать, когда все эти исследования и, тем более, связанные с ними практические проекты будут осуществлены. Они могут потребовать столетий, но решение может прийти и значительно быстрее. Вспомним, что современная молекулярная генетика зарождалась в 50-е годы прошлого столетия. Вряд ли тогда сами зачинатели новой науки могли предсказать достижения предстоящего десятилетия (расшифровку генетического кода, раскрытие механизма синтеза белка и т. д.) и, тем более, пятидесятилетия (полная расшифровка генома человека, конструирование трансгенных животных, клонирование животных, а в скорой перспективе – клонирование человека).
Решение вопросов, связанных с контролем формирования нейронной сети, может оказаться ступенькой к решению самой интригующей задачи: выяснению природы мыслительной деятельности человека. Не исключая другие подходы, следует признать, что синапсы, первоначально образованные при формировании нейронной сети, благодаря их астрономическому количеству (1012-1013), многообразию деталей структуры и сменам локализаций (пластичность синапсов), обеспечивают практически неограниченное число ячеек памяти (Markus and Petit, 1989; Marrone and Petit, 2002). Следовательно, синапсы могут послужить материальной базой обучения и памяти (Verhage et al., 2000; Geinisman, 2000; Muller et al., 2000). Согласно наиболее распространенной концепции запоминание любой информации сопряжено с переключением синапсов или с их структурной модификацией. Пока реформированные синапсы сохраняются, жива память о сопряженном с ними событии. Эта концепция пока весьма формальна. Она не объясняет, как событие (впечатление) фиксируется в синапсах, как при воспоминании “высвечиваются” именно синапсы, имеющие отношение к вспоминаемому событию, наконец, как структурные детали этих синапсов трансформируются в воспоминаемые образы, ощущения, мысли. И это неудивительно, т. к. отсутствует даже приблизительное понимание природы этих, как считают некоторые исследователи, “нематериальных” эффектов, которые, однако, действенно влияют на разнообразные реакции организма.
8.4.10. Электромагнитная и квантовая гипотезы формирования памяти и мыслей
Предложены новые гипотезы, авторы которых надеются прояснить связь между вполне объяснимыми физическими и биохимическими процессами в синапсах и мыслительными эффектами. Согласно одной из них, поступающая в мозг информация запоминается в форме электромагнитных полей определенной частоты и интенсивности. События, информация о которых поступает в мозг через органы чувств, как и собственные мысли, могут фиксироваться благодаря наложению полей (Martinez-Banaclocha, 2005; Banaclocha, 2007).
Другие исследователи пытаются описать процессы запоминания и мышления, используя квантово-механические подходы. В ряде “квантовых” гипотез сигналы, контролируемые мембранными рецепторами, каналами, а также освобождение нейромедиатора в синаптическую щель (экзоцитоз) рассматриваются как квантованные и вероятностные процессы (Eccles, 1986; Beck and Eccles, 1992; Rosa and Faber, 2004; Macgregor, 2006; Smith, 2007). Другие авторы (Hameroff et al., 2002; Пенроуз, 2005) обратили внимание на тубулиновые микротрубочки, являющиеся элементами клеточного цитоскелета. Автор полагает, что состояния взаимодействующих молекул тубулина в структуре микротрубочки квантуются, благодаря чему микротрубочки могут быть использованы для записи и хранения информации. Правомерность привлечения квантово-механических подходов к описанию таких достаточно крупномасштабных явлений, как экзоцитоз или поведение крупных молекул тубулина и, тем более, надмолекулярных структур (микротрубочек) сомнительна (Koch and Hepp, 2006). А главное, ни “волновая”, ни “квантовая” гипотезы, по крайней мере на их нынешнем этапе, не привели к лучшему пониманию, чем же являются память и мышление.
8.4.11. Важность выявления людей, обладающих спонтанным даром сверхспособностей
Известно, что, хотя и крайне редко, на Земле обнаруживаются люди, “страдающие” синдромом сверхспособностей. Одним из них является ныне живущий Ким Пик (Kim Peck), “болезнь” которого – абсолютная память. Ким Пик запоминает дословно все, что прочитал, и производит в уме сложные арифметические вычисления с многозначными числами. Вместе с тем, он в каких-то проявлениях неадекватен (аутист). Писатель Б. Морроу под впечатлением встречи с К. Пиком написал сценарий фильма “Человек дождя”. Томография выявила значительные анатомические аномалии в мозге К. Пика, особенно в его левом полушарии. Отсутствует также мозолистое тело – сплетение нервных волокон, скрепляющих оба полушария. Известны люди, которые обладали аналогичными сверхспособностями, но без признаков аутизма. В Латинской Америке объявился человек, запомнивший 150 тыс. знаков после запятой в иррациональном числе пи (отношение длины окружности к ее диаметру). Предыдущий рекорд (80 тыс. знаков) принадлежал жителю Японии. Можно вспомнить Вольфа Мессинга, демонстрировавшего феноменальную интуицию. Возможной причиной таких выдающихся качеств является образование нестандартных межнейронных контактов при формировании мозга, о чем говорилось выше. Предложены и иные объяснения. Некоторые нейрофизиологи пришли к выводу о присутствии в левой височной доле человеческого мозга некоего “центра подавления гениальности”. При отключении левого полушария (что, очевидно, имеет место у К. Пика) отключается и указанный центр, благодаря чему способности человека резко возрастают. Естественно, что грубое нарушение структуры мозга, что наблюдается у К. Пика, ведет и к другим изменениям мыслительной деятельности, как правило, дегенеративным. Однако можно предположить и щадящий путь отключения указанного центра, когда дегенеративные последствия отсутствуют. Такой подход соответствует утверждению, что практически каждый человек – потенциальный гений, но его высокие способности не проявляются из-за блокирующего действия “центра подавления гениальности”. Весьма соблазнительно принять эту пока еще гипотезу за истину, т. к. активирование уже существующих и сохраняемых в латентной форме возможностей, как правило, много проще, чем создание этих возможностей. Однако следует повременить с обсуждением этой парадоксальной гипотезы до получения подтверждающих ее данных.
Как правило, спонтанно сверхспособные люди приобретают известность, демонстрируя свои возможности на эстраде. На самом деле число таких людей на Земле может оказаться существенно больше. Однако, не получив должного образования и проведя всю жизнь в малообразованном окружении, они даже не подозревают о своих уникальных качествах так же, как не подозревают о них окружающие.
Очевидно, следует провести направленное на выявление искомых качеств массовое тестирование детей 6-10 лет. Если его еще нельзя сделать сплошным, то приоритет следует отдать регионам с низким уровнем народного образования. Если выявленные дети получат современное образование и будут приобщены к науке, то, возможно, именно с их участием будут предложены новые подходы к решению пока не решаемых задач. Если эти надежды оправдает хотя бы один открытый, благодаря предпринятому поиску, инженер, физик или математик, то все затраты окажутся оправданными. Большой интерес представят также физиологические исследования мозга уникумов. Проведенная на современном уровне томография мозга позволит выявить тонкие анатомические отличия и высветить активированные в тех или иных ситуациях зоны (см. Kahn et al., 2004).
В настоящем разделе описаны некоторые подходы, направленные на сохранение и усовершенствование интеллектуальных и других возможностей человека путем использования определенных генетических и фенотипических вариантов. Многими такие подходы воспринимаются как спорные или даже неприемлемые. Однако есть основания полагать, что пройдет время, и они будут оправданы, в том числе и этически, хотя бы потому, что позволят человеку всегда оставаться самим собою. Другие предсказания выглядят значительно более жесткими. Так, существует гипотеза о предстоящей трансформации людей в иные существа, которые явят собою некий гибрид человека и думающего компьютера. Со временем в этом гибриде будет все меньше оставаться от человека и приобретаться больше от “мыслящей” машины, а индивидуальные мыслительные способности объединятся в “единый разум“ (Мищенко, 2004; Арутюнов и Стрекова, 2006). Когда говорят, что в будущем людей сменят снабженные “мыслящими” компьютерами роботы, которые будут способны к самовоспроизведению, то хотелось бы, чтобы последнее утверждение было рассмотрено более детально. Пока же возникает впечатление, что речь идет о самосборке. Однако разнообразные детали и микросхемы должны быть где-то и кем-то произведены. А для этого производства необходимо осуществлять поиск и добычу полезных ископаемых, плавление металлов, производство пластмасс, других материалов, сборку сложных элементов, решать энергетические и многие другие проблемы. И все это должны будут делать люди, отдав себя в добровольное рабство. Или роботы, как и люди, будут воспроизводиться из неких “зародышевых” структур и претерпевать затем что-то вроде онтогенеза? Но тогда не проще ли оставить все, как есть, а творческие усилия человечества нацелить на самоусовершенствование, имея, однако, в виду, что люди должны оставаться людьми.
Помимо повышающего интеллект генетического отбора, основанного на накапливании и комбинировании определенных мутаций, результаты которого начнут сказываться в грядущих поколениях, необходимо оптимальное использование уже присутствующего у человечества интеллектуального потенциала. В связи с этим следует вспомнить о крайне редких, но всегда присутствующих в популяции личностях, обладающих уникальными способностями, которые обычно не передаются потомству, и, следовательно, не связаны с генными мутациями. Наиболее очевидная причина их проявления – образование нестандартных (“ошибочных”) межнейронных контактов в процессе формирования нейронных сетей головного мозга в позднем эмбриогенезе и послеродовом периоде (см. в книге параграфы 8.4.6–8.4.10).
Стандартные контакты нейронов с определенными для каждого из них клетками-мишенями отработаны с участием естественного отбора. Поэтому следует ожидать, что в большинстве случаев отклонения от стандартной системы контактов нейтральны или приводят к снижению умственных возможностей. Однако некоторые необычные сочетания синаптических контактов могут привести к обратному эффекту – повышению возможностей в определенной области интеллектуальной деятельности (точные науки, литература, музыка, рисунок). Интеллектуальное разнообразие людей проявляется уже в раннем возрасте: в любом детском коллективе найдутся и малоспособные, и середняки, и те, кому все или что-то определенное дается легче, чем другим.
В рассматриваемом нами контексте интерес представляют выдающиеся “позитивные” отклонения, которые часто объединяют термином “феноменальная память”. К людям с такими способностями, уже упомянутым в книге (параграф 8.4.10), следует добавить нового уникума – темнокожего лондонца Стивена Уилтшира. Его феноменальная зрительная память в сочетании с даром художника проявилась в способности воспроизвести по памяти виденное им с фотографической точностью. Впечатляющие иллюстрации. демонстрирующие способности Стивена Уилтшира легко найти в Интернете. Отмечено, что ему свойственна также уникальная слуховая память в сочетании с музыкальным слухом: прослушав в театре оперу, он затем всю ее напел.
Часто людям с “феноменальной памятью” приписывают определенную форму слабого аутизма, названную по имени врача, впервые ее описавшего синдромом Аспергера. Его основные симптомы: сложности в общении (в социальных взаимодействиях), фанатичность в выполнении определенного вида занятий, особенности в распознавании образов и др. Высказывалось мнение, что Ньютон и Эйнштейн “обладали ” этой формой аутизма. Это предположение не может быть проверено, но и ныне можно указать несколько здравствующих “кандидатов”, в том числе, упомянутого выше Стивена Уилтшира, а также Петербургского математика Григория Перельмана.
Даже в наше время феноменально способные личности имеют шанс быть выявленными своевременно для получения соответствующего образования только в цивилизованном окружении. В странах и регионах с преобладающим малообразованным, а часто и вовсе неграмотным населением эти люди как правило остаются безвестными и сами не догадываются о своих феноменальных способностях. С более удачливыми мы обычно знакомимся в эстрадном театре, где они демонстрируют свои уникальные способности в запоминании и устном счете, и отправлять их на учебу уже поздно.
Выше уже обсуждался вопрос о глобальном тестировании преимущественно детей и подростков с целью выявления участников генетического отбора по признаку повышенных интеллектуальных возможностей (8.4.2. нов Мягкая евгеника). Очевидно, что в ходе такого тестирования будут выявляться и личности, обладающие “феноменальной памятью” (Lubinski et al., 2001; Park et al., 2007). Глобальные тестирования следует проводить с интервалом не более 10–12 лет.
В результате каждого такого тестирования можно ожидать выявления, если не сотен, то десятков, личностей с “феноменальной памятью” вклад которых (при условии получения необходимого образования) в научный и культурный прогресс мог бы стать значительным уже в ближайшее время. К тому же успех в поиске обладателей “феноменальной памятью” позволит провести достаточно масштабные научные исследования, которые позволят интерпретировать свойственные этим людям аномалии в терминах современной биохимии и теории синапсов. Эти исследования, проводимые (без ущерба здоровью испытуемых) нейрофизиологами, биохимиками, генетиками открыло бы пусть пока формальные, но практически весьма существенные, обстоятельства ответственные за поразительный скачок умственных возможностей. В этих исследованиях могут быть использованы такие заделы, как томография активированных участков мозга, электрофизиологические подходы и специальные методы окрашивания нейронов, позволяющие проследить межнейронные контакты, в том числе, и нестандартные. Каким образом результаты этих исследований могут быть использованы для “поумнения” всего населения – дело будущего.
Lubinski D, et al., (2001). Top 1 in 10,000: a 10-year follow-up of the profoundly gifted. J Appl Psychol., 86, 718–729.
Park G, et al. (2007) Contrasting intellectual patterns predict creativity in the arts and sciences: tracking intellectually precocious youth over 25 years.Psychol Sci. 18, 948–952.
Нельзя не упомянуть набирающие силу идеи, сторонники которых именуют себя неоламаркистами. Суть этих идей в том, что принимая мутационную теорию Дарвина как основу, неоламаркисты предполагают возможность (в нарушение принципа Вейсмана) переноса мутаций, возникших в соматических клетках, в клетки зародышевой плазмы и, соответственно, передачи этих мутаций по наследству. Определенная направленность унаследованных изменений объясняется тем, что мутировавшие соматические клетки подвергаются отбору под воздействием определенного фактора, и только отобранные (размножившиеся) клетки имеют шанс оказаться в зародышевой плазме. Интересные приложения неоламаркизм может найти в иммунологии. Согласно предложенной гипотезе (Стил и др., 2002), лимфоциты, в которых активно мутируют гены иммуноглобулинов, подвергаются отбору под контролем антигена. Отобранные лимфоциты, несущие определенную мутацию в иммуноглобулиновом гене, способны проникнуть в зародышевую плазму. В случае разрушения оказавшегося в зародышевой плазме лимфоцита его ДНК может проникнуть в половую клетку и путем гомологической рекомбинации быть включенной в ее геном. Тем самым, соматическая мутация, обеспечивающая устойчивость организма, в котором она возникла, к определенному болезнетворному фактору, наследуется потомством, приобретающим вместе с нею устойчивость к болезни. Следует отметить, однако, что ни описанный выше вариант неоламаркистского наследования, ни какие-то другие предположения не имеют прямых доказательств.