За те долгие годы, что я интересовался наукой, в моей голове скопилась уйма фактов, анекдотов и любопытных случаев. Многие из них легли в основу очерков, из которых состоит эта книга.

Вам предстоит прочитать об авианосце, построенном из льда и опилок; о технике предсказания атомных взрывов на основе экстрасенсорных способностей; об ученом, которого удушило собственное изобретение; о даме-философе, которая убеждена: если бы в мире было больше женщин-ученых, наука двигалась бы по совершенно иному пути; о бедной негритянке, чьи раковые клетки сейчас находятся в тысяче лабораторий по всему миру; и о ядерном реакторе возрастом в два миллиарда лет. Вы найдете здесь ответы на вопросы, которыми, может, даже никогда и не задавались, например: почему по ночам небо темное? Почему, когда мы переводим взгляд, мир не движется? Действительно ли нам необходим мозг? Могут ли деньги принести счастье? Могут ли слепые видеть? В самом ли деле 1 + 1=2?

Однако эти очерки написаны не просто ради того, чтобы потешить публику. Многие из них помогут нам разобраться, как в действительности устроены астрономия и математика, биология и физика и каким образом ученые находят подтверждения выдвинутым гипотезам.

Например, чтобы ответить на вопрос, почему небо по ночам темнеет, которым человечество задается уже не одну сотню лет, требуется применить теорию о расширении Вселенной, сформулированную только в XX столетии. Вопрос, могут ли слепые видеть, относится к сфере новейших исследований в области нейрофизиологии. А открытие вещества, названного арсолом, помогает нам разобраться, по какому принципу ученые дают имена свеженайденным химическим соединениям.

Итак, внимание: пророчество. Через сорок тысяч лет в одной соседней планетной системе у граммофона (звуковоспроизводящего устройства, которое мы смутно помним благодаря фильмам середины XX столетия) соберется компания пришельцев. Они поднимут рычажок, и игла мягко опустится на пластинку, кружащуюся со скоростью 33 оборота в минуту. И тогда они услышат (если, конечно, у них будут уши, чтобы слышать) приветствие на аккадском языке, на котором говорили в Месопотамии примерно шесть тысяч лет назад.

Как и многие пророчества, оно звучит довольно странно. Но при этом имеет вполне логичное обоснование. В 1977 году НАСА

[1]

отправило в космос два космических аппарата: «Вояджер-1» и «Вояджер-2». В их задачи в основном входил сбор данных (включая фотографии) о Юпитере, Сатурне и их спутниках. Затем аппараты должны были продолжить путешествие и преодолеть гигантское расстояние, отделяющее нашу Солнечную систему от ближайших к ней звезд.

Каждый «Вояджер» был размером с небольшой автомобиль, и на борту его помимо прочего имелась так называемая фонографическая запись — ученые рассчитывали (или, во всяком случае, надеялись), что когда-нибудь в далеком будущем представители внеземной цивилизации наткнутся на один из «Вояджеров», отыщут необычный на вид диск и включат воспроизводящее устройство. Если они догадаются это сделать, то прослушают запись длительностью примерно один час, содержащую приветствия на многих языках Земли и разнообразные земные звуки, например шум автобуса и трактора, ржание лошади. На пластинке также были записаны 115 фотографий, среди которых есть портрет женщины с рожком мороженого и мужчины, поедающего кусок пиццы.

В 1977 году самой передовой технологией записи и воспроизведения звука была долгоиграющая пластинка. Первый патент на предшественника современных компакт-дисков будет выдан компании «Сони» лишь в 1980 году. Так что же станут делать инопланетяне через 40 000 лет — как минимум столько времени потребуется, чтобы «Вояджер» достиг ближайших звездных систем, — увидев круглую пластину с тончайшей резьбой, идущей по спирали от наружного края вовнутрь? Как они догадаются, что там записана информация о далекой планете и о том, чем занимались ее жители в 1977 году?

Одним из основоположников современной вычислительной техники стал британский математик Алан Тьюринг. А прославился он отчасти благодаря так называемой «машине Тьюринга», которая существовала исключительно умозрительно — в воображении ученого и его научных трудах. Тем не менее нынешние компьютеры работают во многом на базе гениальных догадок Тьюринга и небольшой группки его единомышленников, чьи главные открытия пришлись на 1930-е годы.

Тьюринг пытался найти ответ на вопрос, поставленный в 1928 году немецким математиком Давидом Гильбертом: возможно ли найти алгоритм, позволяющий в любой математической системе определять, верно ли в этой системе то или иное утверждение или нет. В итоге Тьюринг доказал, что существуют системы — и одна из них арифметика, — в которых невозможно, пользуясь единым методом, определить истинность утверждения.

В научной работе, посвященной этой проблеме, Тьюринг придумал воображаемую машину — это был отличный образец того, что ученые именуют «мысленным экспериментом». Машина состояла из бесконечной ленты, разделенной на ячейки, и головки, которая, действуя по принципу головки магнитофона, могла записывать в ячейки символы и стирать их.

В своей работе Тьюринг описывает изменения в ячейках, производимые так называемым компьютером, или вычислителем (в те времена слово «компьютер» означало человека, а не предмет):

В церкви английского городка Грантчестер, что неподалеку от Кембриджа, пол вокруг алтаря украшен мозаикой. На пол этот равномерно нанесены повторяющиеся цветочные узоры. Один узор — лилия с шестью лепестками, а другой — роза с пятью лепестками, и оба они — символы кембриджского колледжа Тела Христова, покровителя грантчестерской церкви. Вы запросто можете пройти мимо, не обратив на узоры внимания, — подумаешь, всего лишь два цветка, выбранных художником без всякой видимой причины. Но — вот ведь совпадение! — эти два цветка и количество их лепестков отображают основное фундаментальное различие между цветковыми растениями, различие, на котором строится вся классификация растений.

В отличие от многих других способов систематизации мира природы, это различие было обнаружено удивительно поздно. Люди на протяжении нескольких тысяч лет выращивали, потребляли и исследовали растения, а сия существенная разница была обнаружена только в XVII веке натуралистом Джоном Рэем

[39]

. Он заметил, что ростки цветковых растений чуть-чуть отличаются друг от друга и что значение этого отличия весьма велико. В докладе, адресованном только-только рождающемуся Лондонскому королевскому обществу по развитию знаний о природе, он писал: «Великое множество растений появляются из земли с двумя листьями, которые в большинстве случаев не похожи на листья, появляющиеся впоследствии… эти два листка есть не что иное, как две доли семени». Затем он переходит к описанию более малочисленной группы растений, чьи «семена всходят с такими же листьями, как и все последующие, и чье семя не разделено на доли».

Два разных класса ростков, выявленных Рэем, получили названия «однодольные» (те, которые появляются с одним листом) и «двудольные», которые всходят с парными листьями, образовавшимися из двух семядолей. Те, у кого есть дача с приусадебным участком, наверняка видели, что всходящий лук выпускает один длинный лист, а капуста — два листка, таким образом, лук — однодольное растение, а капуста — двудольное.

В определенном смысле тот факт, что это фундаментальное различие так долго оставалось незамеченным, не кажется таким уж странным. В мире существует около 350 семейств двудольных и чуть более 50 семейств однодольных, и, если вы взглянете на взрослые растения одного и того же класса (каждого из этих классов), вам может показаться, что они совершенно не похожи друг на друга. Класс однодольных включает в себя лилии, тростник, осоку, злаки, ирисы, орхидеи и пальмы. Среди двудольных мы найдем жимолость, подсолнух, лютики, розы, горчицу, мальву, примулу, флоксы, львиный зев, мяту и герань. Разницу между представителями этих двух классов можно заметить, только присев на корточки и вглядевшись в совсем иные части растений, причем желательно через лупу.

…Да, если вы их отдаете.

Психологов и представителей прочих научных дисциплин, изучающих общество, часто винят в том, что, объявляя о результатах своих исследований, они лишь повторяют прописные истины. Поэтому когда группа канадских психологов решила выяснить, как доходы влияют на ощущение счастья, их наверняка принялись критиковать за расходование средств на изучение вопроса, который «и так всем понятен». Никто в поисках счастья не требует, чтобы ему понизили зарплату, и, наоборот, снижение налогов или процентов, выплачиваемых по ипотеке, обычно вызывает у людей радость.

Психологи слегка конкретизировали вопрос. Собранные по всему миру данные говорят: несмотря на весьма заметный рост доходов в развитых странах в течение нескольких последних десятилетий, среди граждан этих стран не наблюдается соответствующего эмоционального подъема. Как будто люди тратят новообретенные деньги на покупки и развлечения, которые на самом деле не делают их счастливее. Доктор Элизабет Данн и ее коллеги решили повнимательнее присмотреться, как люди тратят заработанное, и понять, влияют ли разные способы расходования денег на уровень удовлетворения. Первое же сделанное в ходе исследования наблюдение сильно их удивило: радость человека скорее соотносится не с тем, сколько денег он потратил, а с тем, сколько денег он пожертвовал на благие дела.

Есть известная ловушка, в которую нередко попадают ученые: они уверены, что если два явления выглядят взаимосвязанными (два показателя одновременно растут или падают), значит, тому есть общая причина. Например, результаты одного исследования гласили, что у детей, которые спят при включенном свете, чаще развивается близорукость. Однако дальнейшее изучение вопроса показало: у близоруких детей, скорее всего, и родители близорукие, а родители с плохим зрением чаще других оставляют свет в детской включенным.