Где я? ZANOZA.LVдаугавпилсская жизнь

Сначала нужно залогиниться или зарегистрироваться.

gordon: Oкраска рыб

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Александр Евгеньевич Микулин– доктор биологических наук
  • Жерар Александрович Черняев– доктор биологических наук

Александр Гордон: ...да еще каждый цвет разделен по спектру. То есть невероятное количество. Я задаю вопрос продавцу этих блесен: скажите, пожалуйста, а какая из них лучше? Он говорит: поскольку я не имел чести в своей жизни общаться ни с одной рыбой, я не могу ответить вам на этот вопрос. Поскольку эти цвета не для рыб, а для рыбаков. Но практика показывает, что и для рыб тоже. Ведь рыбья окраска для хищника – это же сигнализатор?Жерар Черняев: Несомненно.Александр Микулин: С одной стороны, сигнализатор. Но, с другой стороны, окраска у жертвы должна быть такой, чтобы хищник ее как можно меньше видел. Кстати, и такая же проблема у хищника. Хищник должен подкрасться к жертве так, чтобы он не был заметен. А.Г. То есть, не работает принцип: чем ярче, тем лучше. Все-таки это должно быть ближе к естественным условиям...А.М. Видите ли, тут сложная проблема. Вообще-то рыба, наверное, не уступает по своему великолепию окрасок и форм, и прочего ни бабочкам, ни птицам. Это, конечно, только в музеях достаточно сложно узнать, насколько они красивы, поскольку они там грязно-коричневого цвета, как правило, бывают. И это все разнообразие, конечно, необычайно сложно объяснить. Во-первых, для чего оно нужно? Во-вторых, как это возникло? Почему именно такие пигменты появились, ведь количество пигментов значительно больше? Ну, хотя бы взять такой пример. Гемоглобина полно в рыбе. Почему гемоглобин не выводится на поверхность кожи для того, чтобы участвовать в окраске? Миоглобин, цитохромы, да и витамин В-12 очень яркий, кроме того что есть внутри, можно было бы использовать. А круг пигментов, которые вообще используются в окраске, очень узок. Есть масса пигментов, которые поступают с пищей. Почему не используется хлорофилл, например? Или целый ряд иных растительных пигментов. Мы хорошо знаем наземные растения – сколь разнообразны цветы. В воду они, правда, редко попадают, хотя есть и свои водные, некоторые из которых потребляют рыбы, то есть пигментов много. А рыбы используют достаточно узкий набор пигментов. И как это всё возникло в эволюции, конечно, проблема достаточно интересная.

Вот, к примеру, мы видим полосатых рыб, или амфиприон – темное тело, белая полоса, красные плавники. Зачем? Почему именно такой набор? Понятно, глаз, наверное, спрятан, чтобы хищник не знал, с какой стороны вообще находится голова.Ж.Ч. Этот расчленяющая окраска...А.Г. Да, что-то такое непонятное.А.М. Желтая окраска – на таком фоне рыба должна быть незаметной. Почему такое большое великолепие и разнообразие цветов коралловых рыб? Можно, конечно, предположить, что раз там много всевозможных цветов, то каждая рыба около какого-то цвета становится менее заметной. Это в аквариуме, когда они находятся, или оказываются не на том фоне, нам они кажутся вызывающе яркими. Вот эти проблемы, конечно, интересно решить.

Да, несомненно, что окраска должна чаще всего прятать. Но есть и другой способ спрятаться – стать совершенно прозрачными, вот как рыба-лапша. Я думаю, это единственный пока экземпляр в мире, где рыба сохранена в таком прозрачном виде. Там даже икра видна. И если на нее посмотреть на фоне дна...А.Г. Я попробую сейчас на фоне пиджака своего показать...А.М. ...Видны одни глаза. Следовательно, крупный хищник не будет нападать, потому что эта жертва в размер дафнии. За каждой дафнией он не будет гоняться, поскольку он больше потратит энергии на такое питание, чем получит, ловя каждого рачка... Те, которые питаются мелкими объектами, они не страшны, поскольку они сами мельче, чем данный объект. То есть это способ защиты от нападения.

Второй пример, правда, не из области рыб. Медуза-корнерот из Черного моря. Тоже вариант быть незаметной, насколько это возможно, в толще воды. Вот эту тему окраски мы и хотели бы сегодня обсудить.Ж.Ч. Эта окраска рыб – покровительственная – способствует тому, чтобы рыба была менее заметна в воде и могла быть защищена от хищников. Существует ещё предупреждающая окраска. Это мы видим на рисунках.

Можно рисунок? Вот предупреждающая окраска цихлазомы Мееки. Видите, у неё красное брюшко. Это гнездующая рыба. Она охраняет место от соперников и потом охраняет своё потомство. Одновременно окраска привлекает рыб к нересту, это брачный наряд. Он показывает самке, что гнездо готово, можно спариваться.

Существует несколько типов окраски. Самая ходовая – пелагическая окраска, когда темная спина, светлое брюхо. У морских рыб это темная, черная или синяя спина, а у пресноводных рыб – зеленоватая. Здесь мы видим анчоусы. А так выглядит пресноводная плотва. Бока серебристые, они отражают свет, и на фоне поверхности воды рыба фактически незаметна. Киль, который находится внизу рыбы, сводит тень на нет, и рыба фактически незаметна, она как серый объект находится в воде.

Есть русловая окраска, у таких речных рыб, как хариус. А.Г. Лещ, окунь, да?Ж.Ч. Теперь окунь. Окуни – это зарослевые рыбы. Например, щука, судак, берш, эти рыбы – с поперечными полосами на теле, это хищники-засадчики. Он стоит в кустах, потом выбрасывается, хватает рыбу и обратно уходит в укрытие.

Русловая окраска, например, у пескарей. У таких рыб вдоль тела бывает много пятнышек или продольных полос. Это тоже скрадывает рыбу, именно в прозрачных водотоках, и её практически не видно на фоне дна.А.М. Но могут быть и не хищники с полосками. Это не обязательно. Так существуют барбусы, данио. Причем у них полосы в разных направлениях.Ж.Ч. Если у поверхностного слоя, то полосы будут горизонтальные. Если же они прячутся в растительности, полосы будут вертикальны, как у барбуса суматрануса, допустим.

Но есть также расчленяющая окраска. Это амфиприон, который здесь показан. Это рыба-клоун, которая живет и размножается в актиниях. Но если ей надо пойти покушать, то расчленяющая окраска вводит в заблуждение хищников, потому что отдельно красные пятная, белые пятна, они...А.М. Облик рыбы не возникает.А.Г. Да, даже на этой фотографии её практически не видно.А.М. Кстати, и здесь можно посмотреть – вот амфиприон: красные плавники, темное тело. На белом фоне будет отчленяться голова от тела, на темном фоне будут плавники плавать независимо от рыбы.Ж.Ч. И глаз, главное, замаскирован, чтобы никто не съел.

Еще стайная окраска очень важна для стайных рыб, потому что существует взаимодействие рыбы в стае. Рыба должна ориентироваться друг на друга. Либо у них имеются пятна на теле, полосы продольные. Поэтому когда рыба взаимодействует в стае, то это происходит синхронно: либо надо уходить от хищника, рассредотачиваться, либо двигаться к пищевому пятну. То есть само движение синхронизировано именно за счет зрительных ориентиров.А.Г. Они привязываются к пятну на теле соседа и вместе с ним...Ж.Ч. Еще пятно бывает у хвостового стебля.А.Г. А, тогда понятно.Ж.Ч. Это ложный глаз. То есть, когда рыба нацеливается, чтобы схватить другую рыбу, оказывается, что это хвост, а не голова. Поэтому у них разновекторные направления движения.А.М. Причем глаз при этом желательно спрятать, чтобы собственно...Ж.Ч. Видите, глаз у хвостовой части у этой рыбы-бабочки, морда закрашена у неё в темный цвет, и глаз не видно.А.Г. То есть куда поплывет, понять нельзя.Ж.Ч. И всё обилие этой окраски вызвано в основном пигментными клетками.А.М. Причем, всеми четырьмя.Ж.Ч. Все четыре там. Это меланофоры, которые содержат в себе черный пигмент, ксантофоры, которые в себе содержат желтый пигмент, эритрофоры – красный, и гуанофоры или иридоциты – содержат тот блестящий пигмент, серебристый цвет которого мы видим на боках у рыбы.А.Г. А как же возникают эти необычные оттенки небесного цвета?А.М. Вот об этом хотелось бы несколько слов сказать. Дело в том, что, если под блестящим слоем, а он обычно бывает внизу кожи, располагаются черные меланофоры, то происходит рассеивание и получается синий цвет. А если сверху добавить ещё желтые или красные клетки, то получаются различные оттенки зеленого. Но у некоторых рыб еще более хитро устроено. Следующий можно рисунок?

Так, например, многие тропические рыбы, обитающие в речушках, где кроны деревьев практически смыкаются...Ж.Ч. Это Амазонка.А.М. Да, например, Амазонка. За счет гуанина, гуанинового блеска, за счет наклона падения света и расположения кристаллов гуанина (там гуанин в виде кристалла) могут формироваться оттенки от серебристого до голубовато-зеленоватого и даже красновато-желтого. Кстати, интересно, что неоновые рыбы с голубовато-зеленым цветом полосы, если попадают под электрический ток, у них эта полоса начинает светиться красным. Но в природе существуют эритрозонусы, у которых нормально отсвечивает...Ж.Ч. Красным цветом.А.М. Это не светится, это отражает, отсвечивается полоса. Следующий рисунок.

Это пинагор рыба, самочка. Зеленый цвет здесь возникает отнюдь не за счет тех пигментов, тех пигментных клеток, которые мы обсуждали только что. Дело в том, что самка выметывает не всю икру, а икра может быть розоватой, фиолетовой...Ж.Ч. Зеленой.А.М. Разных оттенков. Часть оставшейся икры вся превращается в ярко сине-зеленый цвет, после чего кровь становится ярко-зеленой и плавники окрашиваются в зеленовато-синий цвет, что позволяет им после размножения откармливаться среди растений.А.Г. То есть эта самка после нереста. А.М. Эта самка после нереста. Самец с красным брюхом, как полагается для охраняющих (брюхо всегда можно прикрыть ко дну, чтобы не видно было), он не питается и соответственно больше месяца сидит и охраняет икру.

Вообще имеет смысл поговорить о механизмах изменения цвета. Рыбы обладают способностью – это не бабочки – менять цвет, не все, правда, но достаточно хорошо. Дело в том, что к черным меланофорам подходят нервные окончания, и изменение цвета в значительной степени быстро осуществляется за счет нервных импульсов. Некоторые авторы указывают, что к красным эритрофорам тоже могут подходить нервные окончания, хотя до конца это не доказано. Все же остальные клетки, включая меланофоры и эритрофоры, поддаются изменению интенсивности цвета за счет гуморального воздействия, то есть через кровь, гормонами.

Механизм этого изменения цвета может быть разный. Так, например, меланофоры существуют двух типов. Одни находятся в эпидермисе, другие ниже, собственно в коже, в кориуме. Так вот те, которые находятся в эпидермисе, у них происходит накопление меланина под действием света. Все мы знаем, что когда мы загораем, то становимся чернее. А уменьшение яркости происходит за счет шелушения кожи, слущивания и таким образом мы светлеем после того, как приехали с юга.

Таким же способом – за счет изменения концентрации – действуют, например, ксантофоры и эритрофоры, где содержатся красные, каротиноидные пигменты (как у морковки), растворенные в жирах. И во время нереста или перед нерестом, возникает брачный наряд за счет того, что из пищи в них накапливаются эти каротиноидные пигменты. Но те меланофоры, которые в коже, могут резко менять цвет за счет того, что зерна меланина могут собираться в центре...Ж.Ч. У ядра.А.М. ...Это то, что на рисунке справа. Или могут расползаться по всей клетке. Собрались в центре – посветлела, когда разбежались по всей клетке, соответственно, яркость резко увеличилась. Причем, форма клетки при этом не изменяется. Самое интересное, что это чисто физический процесс смачивания киноплазмы с остальной плазмой клетки, и этот фокус можно проводить вообще даже на мертвой рыбе, что, в общем-то, и используется при нашей методике.А.Г. То есть рыба сама не управляет этим процессом?А.М. Она управляет. Но мы можем также управлять вместо неё. Просто используя поверхностно-активные вещества, к примеру. Теперь следующий рисунок.

Наверное, стоит ещё добавить к сказанному, что большую роль – помимо нервной и гуморальной регуляции окраски – играет содержание внутриклеточного и внеклеточного кальция. То есть помимо этих двух типов регуляции существует ещё и такая регуляция, но о ней несколько позже.

Вообще, в принципе, мы рассказали всё, что можно было бы рассказать об окраске, и на этом можно было бы остановиться, если бы не одна неприятность. Дело в том, что в море ниже 20 метров красные лучи поглощаются, так что там всё в голубом цвете, серо-голубое. И спрашивается: зачем нужна вообще эта окраска, если её невозможно видеть? То есть, похоже, что она может выполнять и какую-то другую функцию.

Да, мы говорили, что на фоне ярких кораллов рыбы должны быть незаметны, но сами кораллы почему столь разнообразны по цвету? Когда они появились в ходе эволюции, ни у них, ни у кого глаз еще долго не было. Для кого эта окраска? Поэтому есть подозрение, что окраска, видимо, в своей эволюции имела какую-то предшествующую функцию, связанную с поверхностью тела. Но у всех примитивных организмов обычно через поверхность (особенно когда ещё плохо развиты почки) происходит выделение вредных веществ. Давайте посмотрим, а не являлась ли и у рыб окраска исходно причиной выделительной её функции?

В принципе, для того чтобы не отравиться, нужно сделать вещества нерастворимыми, тогда они не ядовиты, или полимеризовать их – опять же чтобы сделать нерастворимыми. Но в таком случае те участки, которые участвовали в полимеризации, увеличат поглощение света, и, в конечном счете, могут стать пигментами. Если посмотреть на пигменты, которые оказались в коже, как на конечные продукты метаболизма, то гуанин и птерины, а птерины тоже могут быть желтыми и оранжевыми, и, как правило, являются предшественниками накопления каротиноидов в ксантофорах и эритрофорах, так вот, гуанин и птерины содержат много азота и являются удобным конечным продуктом метаболизма, который можно выводить. Особенно это было важно для тех существ, которые в древности обитали в болотах. Потому что, находясь в болотах и выйдя потом на сушу, нужно как-то переживать пересыхание. А если это рыбы, которые вышли на сушу, им метаболиты нужно всё время куда-то сбрасывать. Если всё время с мочой сбрасывать, то все вышедшие на сушу должны были бы сбрасывать аммиак, им для этого нужно было бы быть как шланг: головой в воду, а с противоположной всё время вытекает. Чтобы оторваться от воды, нужно аммиак превратить в мочевину. Видимо, через кожу и удалялись продукты метаболизма соответственно в виде производных пуринов.

Меланин в своём происхождении – это тирозин, который окислялся, окислялся, окислялся до индольных соединений, кстати, страшно ядовитых. И соответственно превратить их в процессе полимеризации в меланин, это прекрасный вариант избавиться от этих неприятностей. Причем, если мы посмотрим на эволюцию от рыб до вышедших на сушу, то уцелевают только те меланофоры, которые сшелушиваются, что и мы приобрели. Птерины и гуанины представлены хорошо, особенно птерины, у земноводных, вплоть до птиц. Если мы возьмем другие группы, то птерины представлены прекрасно у насекомых, тоже выбравшиеся на сушу.

Наиболее сложный момент связан с каротиноидами. В отличие от всех этих пигментов, они химически очень активны, да ещё и являются веществами пищевого происхождения. И чтобы в них разобраться, наверное, лучше было бы изучать их на икре – это замкнутая система.Ж.Ч. Вы знаете, что икра красная, и было выдвинуто в прошлом столетии около 20 всевозможных теорий, как функционируют эти каротиноиды – в красной икре конкретно и у других видов рыб, у которых тоже окрашена икра. И была выдвинута Крижановским, Смирновым и Соиным гипотеза о том, что у икры эти каротиноиды имеют дыхательную функцию. То есть в слабопроточной воде с низким содержанием кислорода происходит приток кислорода через каротиноиды, которые даже могут ещё и накапливать этот кислород.А.М. Давайте ещё немножко продолжим об этом. Дело в том, что для того чтобы переносить через мембраны кислород, нужно иметь целый ряд пигментов, где кислород перемещается с одной стороны молекулы пигмента на другую внутри мембраны. Но дело в том, что кислород хорошо растворяется в жирах, лучше, кстати, чем в воде, и мембраны не являются препятствием, здесь не нужен этот механизм. Следующий рисунок, пожалуйста.

Карнауховым высказывалась идея, что можно по двойной связи посредине посадить кислород, и таким образом запасать кислород, это было бы нужнее. Но вся неприятность заключается в том, что, оторвав кислород, нужно восстановить двойную связь. Для этого нужно столько энергии и столько кислорода, что это то же самое, что золотой рубль менять на мелочь. Это очень неэкономно.Ж.Ч. В семидесятых годах теперь уже прошлого столетия Виктор Владимирович Петруняка, был такой физиолог-биофизик, показал, что самая главная роль каротиноидов – это участие в кальциевом обмене в клетках. И он обнаружил их в митохондриях...А.М. Причем в участках, ответственных за обмен кальция.Ж.Ч. Да, за обмен кальция. Они прямо в мембранах находятся, и электронная микроскопия потом это подтвердила. И самое интересное, что ранее, когда мы проводили исследования, было видно, что в процессе развития, при смене одного этапа на другой менялась цветность икры. Казалось бы, там никакого притока каротиноидов нету, но, тем не менее, цветность менялась. Это менялась связь с кальцием.А.М. Это было подтверждено экспериментально. Кальций был посажен на каротиноиды. Исходно (на верхнем рисунке) в спектре поглощения света каротиноидами видны три максимума, однако у комплексов каротиноидов с кальцием резко падает поглощение света. Это предполагало то, что изменяется вроде бы концентрации (а концентрацию мерили по цвету), а на самом деле менялся сам цвет пигментов. Поскольку каротиноиды не синтезируются в животном организме и тем более в икре, динамики изменения концентрации каротиноидов в икре не могло быть.

Если можно, вернемся к предыдущей картинке. Если мы посмотрим на рисунок динамики цветности икры в процессе эмбрионального развития, то это икра разных видов рыб. Однако, динамика цвета у них примерно похожая. Снижение цветности происходит сначала на дроблении. Потом в конце дробления – повышение. Далее опять уменьшение, это гаструляция, и вновь повышение, далее во время органогенеза (это начало образования кровеносной системы) уменьшение и вновь повышение, после чего опять уменьшение цвета каротиноидов икры. По сути дела, это динамика кальция, регулирующая этапность развития. Следующий рисунок.

В связи с нашими экспериментами возник совсем другой взгляд на структуру самих каротиноидов. Каротиноиды состоят из двух иононовых колец, собственно, это кислородсодержащие группировки. Всё разнообразие каротиноидов, а их сейчас свыше 600, это группировки в основном в иононовых кольцах. И цепь сопряжения, то есть система из чередования двойных и одинарных связей, т.е.: двойная, одинарная, двойная, одинарная, двойная, одинарная. Поскольку двойные обусловлены ?-орбиталями, а расстояние между двойной и одинарной более-менее равные, то получается как бы облако электронов сверху и снизу молекулы. Такая система при взаимодействии с радикалами размазывает по ней всю эту энергию, превращая ее в тепловую. Поэтому каротиноиды – прекрасные тушители свободнорадикального перекисного окисления липидов.

Но есть ещё одна интересная проблема. Если бы молекулы каротиноидов были бы плоскими, то у них, скорее всего, был бы один максимум в спектре поглощения света. (Достает из кармана авторучку.) Представьте, у меня, вместо молекулы, эта ручка из красного стекла. Так она (поперек ручки) поглощала бы наиболее короткие волны, а так (вдоль ручки) – наиболее длинные волны. Чем больше двойных связей, тем более длинноволновые части спектра поглощала бы молекула. И молекула, вращаясь во все стороны, в потоке света, имела бы один максимум, а у каротиноидов их три. Следовательно, скорее всего, молекула перегибается несколько раз вдоль своей оси. И конечный вид ее, видимо, это некая спираль. Собственно по этому внутреннему каналу спирали углекислый кальций сквозь мембрану и может проходить. При заряде на мембране, кстати, и спектр меняется до одного максимума, молекула становится плоской и запирает этот проход. Ж.Ч. Следующий рисунок. Здесь показаны спектры.А.М. Разнообразие пигментов в икре пинагора достаточно большое. В данном случае, Жерар Александрович, это, наверное, рассказывать вам.Ж.Ч. Есть в икре и желчный пигмент, точнее, близкий к желчным пигментам. Есть в икре свободные каротиноиды и каротиноидные пигменты, связанные с белками в виде комплексов. А.М. То есть, может быть большое разнообразие цветов икры. Самец пинагора должен найти свою кладку во время отлива.Ж.Ч. Найти по цвету.

Но существует, нами с Александром Евгеньевичем он открыт, ещё один пигмент, это цитохром b-560. Это цитохром, который обнаружен в икре только семейства сиговых рыб, в водорастворимой части желтка – это фактически маркёр семейства. Было обращено внимание на то, что икра сиговых рыб способна развиваться, будучи включенной в пагон, то есть в ледяной плен, где она развиваться внутри льда, с сентября по май или даже июнь. И за это время ей нужно пройти всё развитие. Были сделаны замеры концентрации этого пигмента у многих видов сиговых, которые у нас прошли через спектрофотометр, и было показано, что чем суровее зимние климатические условия для развития икры сиговых рыб, тем выше концентрация это цитохрома внутри икры. Роль его предполагается такая: этот цитохром – антиокислитель, и в то же время он работает как протектор и обеспечивает одновременно энергетический обмен этой самой икринки во время всего процесса развития. То есть у него многофункциональные задачи, но там ещё и каротиноиды работают, они тоже в желтке имеются в качестве антиокислителей.А.М. Жерар Александрович, пару слов на эту тему.

Вообще цитохромы- это дыхательные пигменты. Если мы возьмем водород с кислородом, то получится гремучая смесь. Чтобы сразу же не выделилось такое количество энергии, её нужно разбить поэтапно и потребить потихонечку. Все цитохромы, как правило, сидят на мембранах и за счет трансмембранного переноса электронов создают АТФ. Эти – не на мембранах, они распределены по желтку...Ж.Ч. В растворе. А.М. Кроме как жечь, они больше ничего не умеют.А.Г. Антифриз такой...А.М. В некотором роде...Ж.Ч. Скорее, они дают энергию для развития. Понимаете, там очень низкие температуры для развития... А.М. Они держат температуру где-то около нуля, чтобы не замерзнуть окончательно.Ж.Ч. Там даже отрицательные значения температуры бывают...А.М. Но, пожалуй, нам пора вернуться обратно к коже. Ж.Ч. Но мы не сказали всё-таки о том, что каротиноиды работают в икре рыб ещё и как антиоксиданты. Допустим, у тех же сиговых каротиноиды растворены в жире, в жировой части, в жировой капле, и они сохраняют эту жировую каплю во время всего развития. Потому что она может просто окислиться за счет поступления кислорода в проточной воде, допустим. Но надо эту жировую каплю сохранить, потому что, если личинка при вылуплении не будет иметь жировой капли, она не будет иметь той плавучести, которая необходима для перехода на активное питание и выживания. Это, с одной стороны, её ресурс, а с другой стороны, это, так сказать, поплавок, который удерживает ее в толще воды. Это очень важно, потому что иначе она пойдет на дно, и не сможет перейти на активное питание. Это антиоксидантное значение каротиноидов – сохранить жир как можно дольше.А.М. То есть две функции – антиоксидантная и кальциевая.А.Г. Тем более что в талой воде, по-моему, очень большое количество свободных радикалов, повышенное.А.М. Тут интересен ещё один момент. Чем крупнее икра, тем дольше она должна развиваться. Чем дольше она должна развиваться, тем дольше нужно сохранять жиры, тем больше должно быть пигментов.

Но хотелось бы всё-таки вернуться обратно к коже. Итак, мы уже говорили, что те пигменты, которые есть в коже, в принципе, все, кроме каротиноидов, участвовали в выведении чего-то наружу.А.Г. То есть рудимент системы выделения, по сути дела, получается.А.М. Но если мы посмотрим на сами каротиноиды и на тех, у кого они есть, то обычно они есть у тех, которые выводят кальций наружу, строя свои внешние покровы. Например, коралловые рифы – это кальций. Если взять раковины моллюсков, то там есть не только амебоидно двигающиеся малиново-красные клетки, которые транспортируют кальций для постройки раковин, но и гуанин блестит на поверхности этих раковин, он тоже туда выводится.Ж.Ч. У крабов и креветок тоже всё это выводится в наружные покровы, в комплексе с каротиноидами, и самое интересное, что это можно увидеть – когда вы варите рака или краба, то они сразу становятся красными. Это выявляются каротиноиды – астаксантин. А.М. Но теперь ещё один вопрос. А кто же их туда, в кожу, вывел – эти пигменты? Есть большое подозрение, что в этом участие принимали клетки, которые занимаются фагоцитозом, фагоциты. Дело в том, что фагоциты могут передвигаться, и хроматофоры после их возникновения тоже передвигаются. Кстати, при разрушении кожи фагоцитируется фагоцитами меланин, соответственно гуанин и липофусцин – пигмент старения, и таким образом выводятся. Интересна ещё одна особенность – у них и исходная эмбриональная судьба схожа.Ж.Ч. Да, во время нейруляции от нервного валика эти будущие хроматофоры расползаются по телу эмбриона в генетически определенные места будущего кожного покрова и там локализуются. Сначала появляются меланофоры, они набирают меланин, и очень интересно, что эта функция прямо зависит от интенсивности освещенности икры. Это на сигах было показано очень хорошо, мы имеем прямо пропорциональное наращивание количества меланина. Потом из них образуются ксантофоры или впоследствии эритрофоры. В то же время иридоциты – они самые глубинные, они располагаются уже в самом нижнем слое. И в последний момент, уже перед вылуплением и после вылупления, образуются иридоциты.А.М. То есть, другими словами, вполне похоже, что исходной функцией пигментации была вообще не окраска, а выведение. Но, попав в кожу, было бы странно, если бы пигменты не имели никакого отношения к свету. Самое интересное, что в самой коже пигментные клетки расположены не случайно.Ж.Ч. Да, снаружи собственно кожи располагаются меланофоры, и внизу – тоже меланофоры, а в средней части – ксантофоры и эритрофоры, а под всеми ними находятся гуанофоры, которые фактически выстилают нижний слой. И что же происходит? Когда свет проходит через воду, попадая на кожу, он встречает этот отражательный, зеркальный – этот вот гуаниновый – слой. И обратно через кожу возвращается.А.М. А смысл какой? Что там происходит?Ж.Ч. Там происходит выработка витаминов Д и ряда других важных для организма веществ. Это очень важно для развивающихся организмов. То есть здесь это не просто отражение или окраска. Здесь идет конструктивная работа, можно сказать.А.М. Причем, такая система возникла не сразу. Если мы посмотрим на нее в ходе эволюции, то получается достаточно интересная вещь. Следующий рисунок. Ж.Ч. Это асцидии. А.М. В эволюции Хордовых у ланцетника нет пигментов кожи. У ланцетника имеется в передней части нервной трубки пигментное светочувствительное пятно, а вдоль нервной трубки – так называемые глазки Гессе. Т.е., пигментные клетки, а под ними – светочувствительные нервные. Если мы посмотрим на оболочников, то у них поверх эпидермиса имеется толстый слой туники, защищающей его, где есть кровеносные сосуды. Но, несмотря на тот цвет (красно-фиолетовый на рисунке оболочника), который мы видим, нет специализированных пигментных клеток.А.Г. Это просто кровь.А.М. Нет. Дело в том, что у них нет нормальной, хорошей выделительной системы. В крови имеются клетки, нефроциты, которые окрашены в такой цвет, которые выводят продукты метаболизма и окрашивают оболочника целиком. Если мы возьмем не рыб, а рыбообразных – миксин и миног, то в собственно коже – дерме или кориуме – имеется верхний слой черных меланофоров и нижний слой. Нижний слой, видимо, защищает от того, чтобы свет не попадал глубже. Кстати, высокогорные рыбы ещё имеют черный пигмент в полости тела, окрашивающий в черный цвет брюшину.Ж.Ч. Защищающий икру от ультрафиолета.А.М. Идем дальше – Двоякодышащие. В эктодерме имеются не способные быстро изменять свою цветность за счет нервных окончаний меланофоры. Но уже имеются кожные меланофоры, быстро меняющие свой цвет, и появляются гуанофоры. Появляются уже желтые клетки, то есть ксантофоры, содержащие птерины. Уже при такой системе возможна какая-то регуляция цвета. Если мы пойдем дальше, то в коже четко определяется расположение: сверху меланофоры, снизу гуанофоры, чтобы можно было отражать свет. Уже у Ганоидных рыб и у самых ранних Костистых – селедок – есть черный слой, есть блестящий. Наиболее поздно появляется средний слой. Дело в том, что этот средний слой (из желтых и красных), видимо, является датчиком того, сколько же света прошло. Датчик должен быть пигментом, поглощать свет, датчик должен говорить, что он эту информацию получил – например, сбрасывая кальций и регулируя всю эту систему. Позднее всего возникли, видимо, красные эритрофоры, потому что помимо этой регуляции, нужно ещё всё подогнать и под нужды организма, и добавочно отрегулировать уже то, что нужно самому организму. А.Г. Правильно ли я понял, что самые ярко окрашенные рыбы -эволюционно самые молодые?А.М. Да.Ж.Ч. Ну, в общем да. Конечно, все Окунеобразные.А.М. Наиболее яркие – это Перкоидные рыбы и произошедшие от них.А.Г. То есть окунь тот же самый.Ж.Ч. Окунеобразные.А.М. Окунеобразные, их там очень много.

А вторым этапом в эволюции пигментной системы была светохимия, регуляция светохимии. Не фотосинтез – светохимия, потому что свет может видоизменять...Ж.Ч. И наиболее чувствительной частью у рыбы является головной мозг, все пять отделов, и особенно между глазами (а также средний мозг), где ещё находится пинеальный глаз, т.е. эпифиз. А.Г. То есть это самые фоточувствительные зоны?Ж.Ч. Там самая фоточувствительная зона. И она закрыта сверху меланофорами, которые регулируют прохождение света, пропуская туда необходимое количество световой энергии. А.М. Более того. С развитием пигментной системы... Кстати, любой участок любой рыбы реагирует на свет изменением всей этой композиции без глаз. То есть, если вы осветили какой-то участок кожи, он среагирует изменением меланофоров и всех остальных пигментов, независимо от того, рыба с глазами или без глаз, или ей надели какие-то черные очки. А.Г. То есть рыба воспринимает освещенность не только глазами?А.М. Да. То есть она чувствует это, что ещё раз говорит, что они участвуют в этом процессе. Ещё одна интересная деталь – сами глаза-то что из себя представляют?Ж.Ч. Кожный покров.А.М. Глаза – это нервная трубка, которая раздулась в глазные пузыри. Потом изменилась в глазные бокалы, дальше туда входит поверхностный, то есть пигментный слой, и образуется хрусталик. Пигменты и нервные клетки. Почти что разросшиеся глазки Гессе. И если теперь под этим углом зрения посмотреть опять на окраску, которую мы обсуждали, то получается следующая картина. Черная спина нужна потому, что наибольший поток света идет именно сверху. Серебристые бока потому, что там не нужно много меланофоров, там и так мало света, но зато есть возможность отразить свет. А в сумме – оказалось, что ещё и полезно быть в пелагиали. Здесь еще нужно сказать о молоди, но это ближе Жерару Александровичу.Ж.Ч. Вот это мне ближе. Молодь очень интересна. Знаете, очень интересные наблюдения были сделаны. Слабоокрашенная, слабопигментированная молодь очень сильно элиминирует в процессе своего развития. Но как показали мои исследования, именно световой поток разрушает гемоглобин в эритроцитах, и поэтому у молодых рыб меланофоры играют роль защиты от избытка освещенности.

Но очень интересная вещь происходит. Когда молодые рыбы попадают в сильно освещенное поле воды, они начинают уходить на глубину и ищут тот фотический слой, где они менее заметны, то есть где подбирается какой-то баланс. А в ночное время они всплывают к поверхности. Кстати, также и зоопланктон себя ведет, тоже всплывает, потому что у поверхности происходит фотосинтез и там образуется корм для зоопланктона. Но именно таким образом были выработаны вертикальные миграции: ночью к поверхности, а днем при сильной инсоляции рыба уходит вниз. Но главная защита, конечно, это просто защитить уничтожение красных кровяных телец в крови, меланофоры это и делают. Но одновременно и поведенческие реакции тут же участвуют.А.М. Свет мешает ещё и работе нервной системы. Поэтому пигментные клетки располагаются таким образом, что если на малька посмотреть сверху, то мы увидим все пять отделов мозга, они выложены меланофорами.А.Г. Защитные щиты такие...Ж.Ч. Зонтики.А.М. Посмотрим на прибрежных морских рыб. Кто плавал с маской, часто видел, как солнечные зайчики бегают по дну, за счет волны концентрируются лучи и соответственно возникают зайчики. И к такому освещению нужно очень быстро приспосабливаться, быстро менять всю эту систему. А ведь быстро меняющие свою окраску – это в основном придонные и прибрежные в своем происхождении рыбы. Ж.Ч. Темная спина, светлое брюхо, такая их основная окраска.А.М. Ещё одна интересная особенность есть. Мы тут смотрели на тропических рыб, которые обитают в речках, прикрытых кронами. Света мало. Регулировать нужно и нужно быть самим незаметными, нужно иметь мощный гуаниновый слой – чтобы отражать. Его можно сделать в виде блестящих, якобы светящихся полос – как у неонов или эритрозонусов, которых мы уже видели.

Теперь, спускаемся на глубину. Света меньше. Соответственно, меланофоров должно быть меньше. А регуляторная часть должна работать лучше – то есть красных должно быть больше. Можно следующий рисунок?

Как правило, с глубиной у рыб появляется красный цвет. Большие глаза – света мало – и красный цвет. Если мы посмотрим на древних рыб, у которых еще не было этого красного слоя, они, как правило, с глубиной становятся черными. И самое что интересное – если мы посмотрим на пещерных рыб, где вообще света нет – у них нет никаких пигментов, они им не нужны. То есть это все явления приспособительного плана.Ж.Ч. Можно добавить, что у лобанов, у кефалей, у них на поверхности кожи дополнительно образуются иридоциты, чтобы отражать свет. В поверхностном слое очень сильная инсоляция, да еще большая скорость (иначе их птицы поймают), и они покрыты гуанином сверху, в коже. Он отражает избыток солнечного света, и рыба тогда начинает светиться зеленоватой окраской. Вот такой интересный факт – дополнительный отражатель.А.М. Конечно, все это разнообразие надо рассматривать с тех позиций, что пигменты не всегда использовались для окраски. Был период, когда пигментные клетки выполняли выделительную функцию, был и, наверное, продолжается период, когда они участвуют в фотопроцессах в коже. И вот это-то и было подхвачено для поведенческих целей и для защиты, соответственно.А.Г. То есть это последняя функция по времени. Те, у кого была более ярко выраженная пигментация – в ту или иную сторону – выживали больше и, следовательно...Ж.Ч. Шел отбор.А.Г. Естественный отбор. И еще вопрос у меня на языке вертится. Я впервые вижу рыб, у которых абсолютно сохранена прижизненная окраска. Скажите пару слов о технологии этого чуда.А.М. Это побочный продукт исследований пигментации. Для того чтобы сохранить окраску, как нехитро догадаться, нужно вот что. Первое: нужно использовать те механизмы изменения цвета, которые...А.Г. Сами рыбы используют.А.М. Да. Их можно даже на неживых объектах использовать, давая им "вторую жизнь". Второе – нужно убрать кальций, чтобы не обесцвечивать. Третье, конечно, наиболее сложное – чтобы не побелели все ткани (ясно, что там формалин должен присутствовать, иначе все просто будет разлагаться) нужно эти ткани просветлять. Убрать, конечно, слизь, она белеет, под ней вообще ничего не будет видно.

В принципе, все достаточно бесхитростно, если не считать, что на это ушла вся жизнь, более 30 лет, примерно по три часа в день. Но рыб-то много, для каждой я использую свои подходы, есть где-то 83 раствора, которыми я сейчас пользуюсь. Не дай Бог потерять записи, потому что это уже сложно будет восстановить.

И мне хотелось бы вот этот уникальнейший экземпляр, потому что их в музеях практически нет, кроме тех, которым я подарил, подарить вашей студии.А.Г. Спасибо огромное! Это царский подарок. А здесь-то какая технология?А.М. Здесь еще использовалась акриловая пластмасса.А.Г. Ага. То есть это вещь вечная во всех отношениях.А.М. Ну, лет 300 я вам гарантирую. Если раньше не разобьете.А.Г. Нет, нет. Будем беречь как зеницу ока. Там еще и песок на дне, для того чтобы было полное... Потрясающе!Ж.Ч. Только этикетку на латыни надо было написать.А.М. Есть там этикетка в виде рыбы, которая составляет мои инициалы с фамилией.А.Г. Потрясающе. Спасибо вам огромное и за передачу, и за этот царский подарок. Если наша программа будет выходить в эфир хотя бы сотую часть того времени, которое вы гарантировали этому экспонату...А.М. Я надеюсь, что в ближайшие 50 лет ко мне претензий уже не будет.А.Г. Спасибо огромное.

gordon: Грибы

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Юрий Таричанович Дьяков– доктор биологических наук
  • Елена Петровна Феофилова– доктор биологических наук

Александр Гордон: ... которые кажутся тебе неизмеримо далекими. Когда я читаю о каких-нибудь "черных дырах" – это не так поражает воображение, как то, что, оказывается, систематиками сегодня описано не более пяти процентов всех существующих грибов на планете. В начале ХХI века при таком пристальном внимании человека к этим грибам как так получается, что огромная часть, большая часть, подавляющая часть их не описана до сих пор?Юрий Дьяков: Прежде всего, надо очертить то место, которое грибы занимают в огромном пространстве, называемом биотой. Потому что для большинства людей грибы – это то, что собирают в лесу или то, что вызывает плесень на продуктах, а в худшем случае – это так называемые неприятные "грибки", которые вызывают поражение ногтей, кожи и так далее.

На самом деле грибы – это гигантская группа организмов, которая по численности, как вы только что сказали, среди растительно-подобных организмов занимает примерно то же место, как насекомые, членистоногие среди животно-подобных организмов.Елена Феофилова: То есть второе место в мире.Ю.Д. Да. И, пожалуй, наиболее четкое определение, которое позволяет отделить грибы от не грибов, вот какое. Грибы – это эукориотные организмы, то есть организмы, имеющие ядра, но которые, во-первых, гетеротрофы, то есть не способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, и которые, во-вторых, питаются осмотрофно, то есть питаются исключительно всасыванием из окружающей среды. То есть, грибы – это всасывальщики.

Так вот, такой тип питания наложил совершенно определенные особенности на строение и поведение грибов, в отличие от всех других организмов. Прежде всего, для того чтобы всасывать всем телом, надо чтобы это тело было максимально погружено в субстрат. Поэтому жизненная форма грибов, то есть тот морфологический тип их тела, который присущ большинству грибов, – это сильно разветвленные нити. Это грибницы, или мицелии, которые максимально оккупируют субстрат. Причем этим субстратом может быть почва, пораженное растение или даже какое-то пораженное животное, но главное – максимально оккупировать субстрат.

Во-вторых, очень интересно еще вот что. Поскольку грибы питаются готовыми органическими веществами, а они, скажем, в растениях или других субстратах представлены полимерными формами, то есть очень высокомолекулярными формами, которые через мембраны, конечно, не проходят, то необходимо их предварительно расщепить. Поэтому грибы выделяют в окружающую среду очень мощные гидролитические ферменты, ферменты диаполимеразы, разрушающие полимеры. И тем самым происходит расщепление белков.А.Г. Получается внешнее пищеварение.Ю.Д. Да, это наружное пищеварение. Если в кишке, скажем, пищеварительные ферменты выделяются в просвет кишечника, то в грибной гифе они выделяются наружно. То есть, гифу можно представить как вывернутую наизнанку кишку. Здесь на картинке, кстати, показано, что по этому признаку организмы разделяются на три больших группы или царства. Сейчас этих царств уже значительно больше.Е.Ф. Шесть.Ю.Д. Ой, и не шесть, а даже больше. Фототрофы, организмы, которые фотосинтезируют органику, растительно-подобные организмы; зоотрофы, которые заглатывают – это животно-подобные; и осмотрофы, всасывальщики – это грибы.

Кстати сказать, чрезвычайно интересное свойство грибов – выделение мощных ферментов наружу, оно очень широко используется сейчас в биотехнологиях. Скажем, единственные организмы, которые разрушают лигноцеллюлозный комплекс, то есть то, из чего построены клеточные стенки растений, это фактически древесина, – это грибы. Если б не было грибов, то лес бы до макушек был покрыт сломанными ветками, которые бы не разлагались. И сейчас очень широко применяются биотехнологии, при которых грибы используются в целлюлозно-бумажной промышленности для разрушения лигнина. Это самый стойкий природный полимер, другие организмы его разрушить не могут. Есть предположение, кстати, что использование грибов в бумажной промышленности в ближайшие 10 лет вырастет во много раз.

И, наконец, еще одно свойство, которое тоже связано с особенностями питания грибов. Для того чтобы поглощать вещества внутрь, нужно иметь очень высокое тургорное давление в клетке, чтобы шло...А.Г. Чтобы насос работал.Ю.Д. Да, чтобы насос работал. Многие слышали или видели, как шампиньоны при росте плодового тела взрывают асфальт, то есть у них – мощное давление, которое это позволяет.

Второй момент: что это за организмы, которые питаются осмотрофно и сколько их? Вы сказали, что сейчас описана где-то одна двадцатая часть грибов. Так предполагается, это, естественно, неточные цифры. Но дело в том, что, во-первых, имеется масса субстратов, на которых грибы практически только начали описываться. Например, морские грибы. Их чрезвычайно трудно выделять, их выделяют на приманочки, то есть кидают субстрат, который может обрасти грибом, и предполагается, что число морских грибов во много раз больше того, что сейчас известно. Грибы тропических лесов. Это огромные территории, которые недостаточно исследованы биологами, особенно микологами. Грибы все-таки это не деревья или трава – это чрезвычайно мелкие организмы, которые требуют микроскопических исследований и тому подобного. И соотношение числа грибов в развитых странах умеренного климата и развивающихся тропических странах показывает, что там просто неисчерпаемое еще количество неописанных видов.

Кроме того, сейчас показано очень много видов-близнецов, то есть грибов, которые морфологически не отличаются друг от друга, но которые имеют генетические барьеры, не позволяющие обмен генов между этими популяциями, то есть они репродуктивно изолированы друг от друга и являются отдельными биологическими видами. Например, всем известный осенний опенок, который собирают осенью. Мы все знаем, что это очень полиморфный вид, есть сосновый, березовый опенок. С помощью скрещивания мы, у нас в лаборатории, описали четыре вида этого опенка. Во всем мире описано уже больше десяти видов. А раньше они описывались как один вид. И сейчас есть огромная масса грибов, которые образуют на самом деле не один морфологический вид, а много биологических видов. На этом, собственно говоря, основаны утверждения, что полное описание грибной биоты еще ждет своего часа. Это тот момент, который связан с особенностями грибов и с их численностью.

Второй момент, который очень важен, заключается в том, что грибы исторически были очень тесно связаны с растениями. То есть, считают, что грибы вышли на сушу под покровом растительной ткани, как симбионты и паразиты растений, скажем, водорослей. С другой стороны, сейчас это уже однозначно установлено, что важнейшим приобретением, которое позволило водорослям, живущим в мелководных озерах, выйти на сушу, иррадиировать и дать такой гигантский эволюционный всплеск, приведший к гигантскому разнообразию высших растений, был симбиоз с грибами.

Грибы-симбионты (прежде всего микроизобразующие грибы, которые живут частично в корнях растения, а частично их мицелий выходит наружу) обеспечивают, во-первых, большее пространство освоения питательных веществ в почве. Поэтому в более бедных почвах они позволяют добывать питательные вещества. Во-вторых, они превращают труднодоступные питательные вещества, которые находятся в почве в нерастворимых или плохо растворимых соединениях, в такую форму, которая легче усваивается растениям. В-третьих, они защищают растения, есть целая масса механизмов этой защиты, от потенциальных патогенов, от патогенных почвенных микроорганизмов. То есть, то, что, скажем, на каких-нибудь каменистых или горных почвах живут вересковые растения, происходит только благодаря вересковой микоризе. И это чрезвычайно важная связь.

Вторая связь грибов с растениями – это эндофиты. Это вообще новая группа организмов, которая сказочно интересна, потому что это грибы, которые живут внутри растений и никак не сказываются на их внешнем виде. Больше того, они выделяют фитогормоны и активизируют вегетативный рост этой наземной массы. Они, оказывается, повышают устойчивость к стрессам, скажем, к засухе. Мы в позапрошлом году не находили их, а в прошлом сухом году мы их нашли массу внутри злаков. И главное, что они родственники спорыньевых грибов, которые вызывают отравление людей и скота, они выделяют алкалоиды чрезвычайно токсичные для животных. Поэтому растения, в которых живут эти эндофиты, устойчивы к насекомым, насекомые просто уходят от них. С другой стороны, они вызывают массовое отравление скота пастбищными травами. Поэтому возникла серьезная проблема с этими самыми кормами. И это тоже стимулировало их изучение. А с еще одной стороны, скажем, для газонного травосеяния – это просто находка, потому что они очень сильно кустятся, устойчивы к болезням, к вредителям, снижается их цветение, то есть получается прекрасный газончик. Сейчас есть фирмы за рубежом, которые специально заражают ими растения. То есть, эндофиты как какие-то рэкетиры дают "крышу" растениям. Они, конечно, питаются продуктами фотосинтеза растений, но в то же время защищают их от каких-то других возможных организмов-нахлебников.

Ну, и наконец, болезни растений. Самые страшные болезни растений – это грибные болезни растений. В истории были страшные эпидемии таких болезней. Скажем, эпидемия фитофторы, которая была в Ирландии и вообще во всей Западной Европе 150 лет назад. Эту эпидемию привезли из Америки с зараженными клубнями и другим материалом. Два неурожайных года привели к тому, что из четырех миллионов населения Ирландии миллион погиб, а полтора миллиона эмигрировало в Америку, то есть практически населения почти не осталось. Страшная вещь. А 2 миллиона человек погибло во время второй мировой войны в Бенгалии, это нынешняя Восточная Индия и Бангладеш, где было очень густое население, которое питалось исключительно рисом. Там одно из заболеваний риса вызвало страшное падение урожая, а во время войны англичане помочь не могли – они были заняты другими проблемами, и поэтому за один год погибло 2 миллиона, умерло от этой страшной болезни. Таких страшных примеров не много, но они есть.

Кроме того, грибы, которые заселяют растение, выделяют много биологически активных веществ, которые могут быть токсичными и для человека и для домашних животных. Здесь на картинке показан колос ржи с рожками спорыньи. Эти рожки спорыньи, если колос обмолотить, попадают в зерно, оттуда в муку при растирании, и алкалоиды, которые при печении хлеба не разрушаются, могут вызывать страшное заболевание. Заболевание, вызываемое этими алкалоидами, в средние века было второй по числу смертей болезнью после чумы. Это страшное заболевание.

Вот рядом второй колос. Это поражен грибом, который называется Fusarium. Это фузариоз колоса. Этот гриб тоже образует очень неприятные токсины, которые подавляют биосинтез белка у эукариот, то есть и у нас тоже. Кроме того, это антиметаболиты половых гормонов, они, кроме того, что могут вызывать отравление и гибель, вызывают также и различные эмбриональные уродства у беременных – выкидыши и тому подобное, страшные токсические заболевания. И грибов, которые в этом отношении очень страшны, – масса.

С другой стороны, есть некоторые грибы, которые поражают и многих животных, беспозвоночных животных, вызывают эпидемии у насекомых, поражают нематод. Они образуют из мицелия ловчие кольца, и когда нематода попадает в это кольцо, то кольцо сжимается и начинают выделяться ферменты, которые нематоду просто растворяют. А.Г. Хищные грибы.Ю.Д. Да, они так и называются – "хищные грибы".

Кстати, вешенка, которая здесь представлена, она же питается древесиной. Там что? Сахаров много, а азота-то мало. То есть, если там будет нематода, она ее тоже цапнет и съест с удовольствием. Описано очень хорошо, как вешенки тоже поражают нематод.

И наконец, позвоночные – человек. Существуют поверхностные микозы, то есть грибы, разрушающие белок, кератины, из которого построены эти поверхностные ткани. Это неприятная вещь, которой поражено огромное количество населения. Часто есть обмены с животными, это для скота очень тяжелое заболевание, очень мучительно и лечение.

Но это ладно, от этого не умирают, а есть еще глубокие микозы. Вот это страшная вещь, когда гриб, попадая внутрь организма, прорастает там. Мицелий, скажем, из ротовой полости может прорасти в мозг и вызвать гибель. Эти грибы называют "оппортунистическими грибами", это обычные, широко распространенные, всюду имеющиеся плесневые грибы. Они есть и внутри нас всех. Но иммунная система, пока она работает, она им не дает развиваться. Среди них какие опасны? Те, которые могут расти при температуре 37 градусов, то есть при температуре человеческого тела.

Вот, скажем, самые распространенные в почве грибы – пенициллы и аспергиллы. Пенициллу все-таки требуются оптимальные и пониженные температуры, а аспергиллу – высокие температуры. Поэтому существует не только пенициллез у лимона, но и аспергиллезы бывает часто у людей. То есть, как только иммунная система дает сбой, болезнь эта и начинается. Тут сразу могут сказаться разные типы иммунодефицита – вирусный иммунодефицит, связанный со СПИДом, с гепатитом, с герпесом, или иммунодефицит, связанный с каким-то стрессовым состоянием организма, с неблагоприятными экологическими условиями. Поэтому есть очень много так называемых глубоких микозов, которые сопровождают СПИД и являются причиной смерти ВИЧ-инфицированных больных.

Гигантское разнообразие субстратов, в которых живут грибы, их видов, мест обитания – ото льдов до тропиков – конечно, обусловлено многими биохимическими особенностями, которые характерны для грибов. Елена Петровна, как профессиональный биохимик, об этом скажет.Е.Ф. Я еще хочу сказать насчет отличительных свойств грибной клетки. У грибной клетки есть клеточная стенка. Это наружная структура мицелия. Она состоит из очень интересного вещества, которое называется хитином. Хитин представляет собой очень длинную молекулу. Это биополимер, он состоит из отдельных небольших участков, состоящих из N-ацетил-Д-глюкозамина. А.Г. И характерен, как правило, для животных, для ракообразных.Е.Ф. Да. Грибы – это удивительные организмы. Недаром 100 лет тому назад во многих ботанических книгах писалось: "грибы – это загадочные и опасные существа". То, что они опасны, начинает проявляться сейчас. Когда Юрий Таричанович сейчас говорил, я вспомнила об одной нашей очень интересной работе.

Пенициллы и аспергиллы обладают удивительной ферментативной активностью. Раньше считали, что разложить все что угодно могут только, например, бактерии Pseudomonas, а про грибы как-то забывали. А сейчас, пожалуй, аспергиллы сделают то, что никто не сможет сделать. Когда летают самолеты, сжигается топливо, образуются нагары на самолетах. Нагары – это соединение, которое расщепить ужасно трудно. Это производные конденсированных фенолов, их по 8, по 9 штук – громадная молекула. Но оказывается, пенициллы могут в соответствующих условиях чистить эти нагары с самолетов. Причем, достаточно дать очень небольшое количество какого-то субстрата в виде затравки, предположим, немножко глюкозы, и на этом фоне агаровой среды начинается удивительно быстрое приспособление к новому субстрату.

Это как раз очень отличает грибы – удивительная приспособленность к захвату новых субстратов. Это сейчас и приводит к тому, что грибы начинают очень беспокоить население. Не только медиков, и не только домашних хозяев, у которых заводится плесень, они беспокоят даже наши заводы, которые производят масла: как их хранить, как их уберечь от грибов? У нас был такой интересный случай: наши умельцы как-то сделали деревянные лампы, очень красивые и отправили их чуть ли не в Африку. Но когда их привезли и открыли ящики, то там оказалось что-то вроде опилок. За это время грибы, как раз аспергиллы, успели расправиться с этим субстратом. Ю.Д. Под Москвой есть лаборатория консервирования древесины. Они в основном занимаются пропитками от грибов. Они рассказывали историю, что в какой-то деревне была деревянная школа, построенная еще до революции, при царе Горохе. Потом она оказалась маленькой, построили новую – тоже деревянную школу, дети стали в новую школу ходить. Потом прошло 7 лет, школа разрушилась, и они опять стали ходить в старую школу. Причем новая школа разрушилась от грибного повреждения. Некоторые грибы страшно агрессивны, они очень быстро вызывают разрушение. Новая школа разрушилась, потому что была сделана из варварски подсеченных деревьев, из них живицу получают. А это же терпены, фенолы, защитные вещества, которыми заливаются раны, и когда растение истощено, то оно очень быстро гниет от грибов. Е.Ф. Еще нужно вспомнить о том, что в наших библиотеках, в наших домах, в которых обои (особенно если они приклеены не специальным клеем) этот материал очень быстро становится очень хорошим субстратом. Там не только Ascomycetes, там и Basidiomycetes появляются. Сейчас даже есть специальное направление в биотехнологии, которое борется с заболеваниями, которые возникают на бумаге. Деньги тоже берегут от грибов, чтобы с ними что-то не случилось.

И еще бы мне хотелось немного рассказать о систематике грибов. Она гетерогенна как никакая другая. И сейчас кое-где сохранилось старое название грибов, их делили обычно на две большие группы: высшие грибы (куда входят и шляпочные) и низшие. Обычно считается, что самая многочисленная группа среди низших – это мукоровые грибы.

Но после того как начали биохимически изучать состав этих двух различных групп, которые все объединяются под общим названием "грибы", то оказалось, что высшие грибы очень близки к растениям, а низшие грибы – к животным. Особенно вешенка в этом отношении интересна – там есть сахароза. Ведь не так давно во всех учебниках можно было прочитать, что сахароза – это основной сахар, который встречается в растениях: он и консервант, и протектор и так далее. А у грибов такую же функцию выполняла трегалоза. Так вот оказалось, что у некоторых высших грибов тоже есть сахароза. Интересно еще то, что у этих высших грибов в мембране есть очень интересные липиды, бесфосфорные, бетанинсодержащие липиды – это очень характерно для растений.

А если переходить уже к мембране грибов, то в принципе она очень похожа на нашу мембрану. Юрий Таричанович уже говорил о заболеваниях грибных. С ними бороться очень сложно, потому что состав клеток мембраны достаточно близок. И если используют как мишень стерины, то, в общем-то, неизвестно, на что это быстрее подействует – на нас или на грибы. И в связи с этим опять можно вспомнить о хитине.

Хитина у нас нет. Это специфический такой биополимер грибов, крабов и так далее. Но интересно то, что если затормозить синтез хитина у грибов, то для нас это будет практически абсолютно безвредно. И есть специальные антибиотики – никкомицины, полиоксины, которые как раз так и действуют. И, может быть, будущее лечение грибковых заболеваний будет связано вот с чем. Есть такое выражение, "пуля Эрлиха", это когда избирается такая мишень, которая вредна только для паразита, это бывает очень редко. И в этом отношении хитин – очень интересный признак.Ю.Д. А у растений нашли недавно фермент хитиназу. Зачем он нужен растениям, у которых нет хитина? Чего расщеплять? Е.Ф. Юрий Таричанович, при некоторых заболеваниях у людей находят хитиндеацетилазу, хотя у нас хитина тоже нет.Ю.Д. Сейчас есть много генно-инженерных конструкций, где хитиназу сажают на более мощный промотер, чтобы она активно работала для защиты от грибного поражения. А.Г. То есть иммунная система растения вырабатывает это в качестве профилактического средства?Ю.Д. Да, это один из так называемых пиар-белков, то есть белков, которые связаны с патогенезом. А.Г. Какова продолжительность жизни грибов?Е.Ф. А, может быть, мы лучше вспомним, когда они появились?А.Г. Это тоже хотелось бы затронуть.Ю.Д. Продолжительность жизни – очень интересная вещь. На грибы всегда смотрели так, что это некие эфемерные организмы. Их покоящиеся структуры лежат в почве или в других субстратах, появляются благоприятные условия, они в массе развиваются, очень быстро дают гигантские спороношения. Спороношения совершенно гигантские.

Есть такие дождевики, может быть, знаете? Они иногда бывают очень крупные, величиной с человеческую голову, так одно плодовое тело содержит несколько триллионов спор. Представьте, если бы каждая спора проросла, то через два поколения на Земле вся поверхность была бы покрыта этими телами. Но они быстро развиваются и исчезают, быстро погибают или уходят в покоящееся состояние.

Но оказалось, что не для всех грибов это характерно. Я опять вернусь к хорошо известному осеннему опенку. Этот опенок поражает деревья, вызывает корневую гниль и гибель дерева. И из дерева выходят пучки гиф, покрытые жесткими меланинсодержащими, темно-окрашенными оболочками, они в почве растут до следующего корня – и заражают следующий корень. И так очаг расширяется. Причем есть методы, которые позволяют определить размеры одного организма, единого организма. И в одном из американских лесов для опенка было показано, что один индивид может занимать площадь несколько гектар, иметь вес мицелия до 10 тонн и возраст в полторы тысячи лет. Этот опенок – самый старый, самый крупный организм на свете вообще. А.Г. А плодовые тела?Ю.Д. Он заражает растение, вызывает его гибель. После того как растение погибает, оно покрывается плодовыми телами. И так понемножку, понемножку весь лес гибнет. У нас в подмосковных лесах опят много, а сами леса-то в жутком состоянии. Я вспоминаю, как у нашей сотрудница на Звенигородской биостанции кустик сирени рос в садике. Она собирала грибы, чистила их для еды, и потом выливала очистки в садик. Вдруг сирень в один год вся почернела и погибла, а на следующий год все покрылось опятами. А.Г. Вернемся к вопросу о происхождении грибов.Е.Ф. Вы знаете, это вопрос очень интересный, и появилась даже целая наука – палеомикология. Пользуется она такими методами: споро-пыльцевым, методом аншлифов и методом мацерации.

Самое интересное для определения возраста Земли и даже времени появления грибов – так называемые "фоссильные споры". И вот почему они способны очень долго сохраняться. Там есть хитин, он сохраняется, и есть еще удивительный биополимер – спорополленин. Кстати сказать, этот спорополленин есть и у пыльцы растений. Химически спорополленин представляет собой молекулу каротина, из которой в результате окислительной полимеризации получается длинный полимер – этот вот спорополленин.

Почему сейчас этими двумя биополимерами очень интересуются? Они обладают удивительной способностью длительное время сохраняться. На них не действуют ферменты, которые содержаться в почве. Кроме того, они довольно хорошо переносят колебания температур. Самое интересное, что на них не действуют кислоты и щелочи, нужен озонолизис, чтобы растворить спорополленин. Короче говоря, его можно растворить только в "царской водке". А хитин не растворяется ни в воде, ни в органических растворителях. Нужны специальные растворители, очень сложные, чтобы растворить эту молекулу. И если поверхность какого-нибудь прибора, предположим, покрыть спорополленином, то это будет вечное покрытие. Вот из-за этих двух биополимеров споры грибов очень длительное время сохраняются в почве.

И когда начались эти работы, обнаружили резаморфы и эти споровые отпечатки обнаружили на растениях – это более 200 миллионов лет назад. Чтобы составить себе представление о древности грибов, наверное, надо вспомнить, что бактерии появились 3-3,5 миллиарда лет тому назад. Грибы – это уже более поздние образования. А, используя молекулярные методы, в последнее время пришли к выводу, что высшие грибы, то есть более высокая ветвь грибов, дивергировали 400 миллионов лет тому назад.

Шляпочные грибы разделяет 60 миллионов лет от аспергиллов и пенициллов. Мукоровые грибы, низшие, более древние грибы – это 600 миллионов лет. И вообще мукоровые грибы удивительно интересны, ими сейчас очень интересуются, потому что эти грибы обладают способностью быть и мужскими, и женскими организмами, это явление гетероталлизма. И в размножении этих грибов участвуют такие соединения, как, например, триспоровая кислота, которая сейчас представляет большой интерес в качестве возможного будущего лекарственного препарата.

Мне хотелось бы еще вот о чем сказать. О том, что грибы оказались группой организмов очень устойчивой к стрессовым воздействиям. Все организмы можно разделить на две большие группы, по тому признаку, как они борются со стрессом.

Первая группа, наиболее малочисленная, и ее представители именно борются со стрессом – это млекопитающие, мы с вами. Как мы боремся с холодом? Нам приходится надевать на себя теплую одежду, строить дома и так далее. Птицы и животные мигрируют. То есть организм находится в состоянии бодрствования. Большинство же других организмов придерживаются иной стратегии: они уходят от стресса и образуют очень интересные специализированные клетки в цикле своего развития. Причем это запрограммировано эволюционно.

Юрий Таричанович уже говорил о грибных спорах. Споры бывают двух типов. Это очень интересно, что придумала природа. Споры, которые мы видим, называют пропагативными. Они образуются в очень больших количествах в спорангиях.

Есть еще второй тип спор. Это так называемые "половые споры" (Dau-ersporen), которые образуются в значительно меньшем количестве в процессе половой репродукции. И природа дала им особое состояние, которое называется состоянием покоя. У них два периода жизни: активная часть жизни – это биоз, когда организм активно растет, активно размножается. Если начинает действовать какой-то стрессовый фактор, чаще всего это или обезвоживание или голодание, тогда организм уходит от жизни, он превращается в особую клетку-спору. Спора имеет очень толстую клеточную стенку, её ничем не пробьешь. Туда входят спорополленин, хитин и еще целый ряд других биополимеров, у высших грибов туда входит еще глюкан – это тоже полимер. Клеточная стенка сверху еще может быть покрыта меланином. Меланин тоже всем известное вещество, которое предохраняет от действия ультрафиолета и даже, возможно, от проникновения свободных радикалов. Ю.Д. И обеспечивает прободение покровов растения.Е.Ф. Да, это как раз самое интересное. А потом изменяется и вся внутренняя структура клетки. Во-первых, кардинально изменяется ее обмен. Клетка перестает использовать субстрат, глюкозу. Это энергоемкий субстрат, и для того чтобы этот субстрат, который накопился в клетке, не пропал, чтобы его дальше можно было использовать, образуется очень интересное соединение – сахар, трегалоза. Этот дисахарид, который состоит из двух молекул глюкозы. Он выполняет удивительную функцию.

Первое. Когда в организме, предположим, появляется вода и начинается пробуждение к жизни, эта трегалоза расщепляется на две молекулы глюкозы, то есть используется депо. Но по последним данным, глюкоза, полученная из трегалозы, не сразу используется, она превращается в глицерин, потому что это осмопротектор, и здесь нужно соблюсти соответствующий водный баланс – чтобы клетка могла дальше спокойно развиваться.

Но самая интересная функция трегалозы вот какая. Когда начинается стресс, чтобы организм выжил, чтобы не было его повреждения – надо защитить мембраны. Мембрана состоит из фосфолипидов и гликолипидов, и между ними должно быть пространство и вода – вода связанная, свободная. Свободную организм может безболезненно потерять, а вот потерять связанную – это страшно, тогда мембрана разрушится и вместо бислойной может превратиться в монослой. И когда начинается засуха, то вместо воды, образно говоря, вставляется трегалоза. То есть, мембрана стабилизируется, она не пропадает. И как только снимается ограничивающий фактор, начинается прорастание споры и изменяется ее метаболизм.

Это тоже очень интересно. Там меняется состав фосфолипидов. У нас так же, как и у грибов, есть два массивных липида. Это фосфатидилэтаноламин и фосфатидилхолин. Когда осуществляется активная жизнь, преобладает фосфатидилэтаноламин. Он чем интересен? Там очень ненасыщенные ацельные цепи жирных кислот. Вообще ненасыщенность мембраны, по последним представлениям, связана с ее активной жизнедеятельностью. А когда клетка переходит в состояние покоя, в своеобразный тип анобиоза, то получается преобладание фосфатидилхолина. Этот цветтарион совершенно особый фосфолипид, который обладает, кстати, антиокислительной активностью, у нас есть его аналог – сфингомцелин.

Кстати, есть очень интересные данные, я не знаю, насколько они экспериментально достоверны, о том, что у мукоровых грибов есть сфингомцелин. То есть образуется цепь значительного сходства грибов с животными, если даже не сказать, с нами.

Кстати, у спор грибов есть еще одна защита – это антиоксидантная защита: у них есть много каротиноидов, то есть полиненасыщенных соединений, которые являются антиоксидантами. Кроме того, есть соответствующие ферменты, которые составляют вторую систему защиты от свободно-радикального окисления. И есть там еще очень интересная вещь – компартментализация клетки. Клетка состоит из отдельных отсеков, в виде вакуолей, и ферменты отделены от субстрата. Так что там никакой биохимической активности быть не может. А когда начинается прорастание, то там образуются стимуляторы роста, и под влиянием этих соединений, которые командуют биохимическим механизмом, там начинает исчезать компартментализация, начинается обычный метаболизм, соответствующий биосу, клетка начинает прорастать.

Кстати, между прочим, я сейчас вспомнила, что ведь анабиоз есть и у животных. То есть в каждой группе есть очень своеобразное, так сказать, разветвление. Нематоды, тихоходки, они же впадают в состояние, когда происходит обезвоживание – состояние очень глубокого анабиоза.А.Г. Рыбы, лягушки.Е.Ф. Да, это классический пример. А с чего началось учение об анабиозе – с опытов Левенгука, который у себя на крыше обнаружил дохлых нематод. И когда он попытался их оживить, то оказалось, что достаточно только воды, и организм быстро переходит в состояние биоса.А.Г. А как грибы переносят вымерзание? У них есть антифриз какой-то?Е.Ф. Есть. Есть такой организм, который называется опенок зимний...Ю.Д. Он после снега плодоносит.Е.Ф. Да. Вы знаете, там удивительная система – там глицерин появляется. Если температура снижается ниже нуля...А.Г. Тогда замещается глицерином?Е.Ф. Да. Вместо маннита появляется глицерин.

И еще я забыла рассказать об очень интересном отличии высших грибов от низших. У высших грибов очень много протекторных соединений, которые кроме трегалозы защищают клетку, то есть там более тонкая регуляция температуры. Там есть нециклические полиолы – маннит, рабит, инозит и так далее. А у низших грибов работает только трегалоза. Трегалоза есть, правильно Юрий Таричанович сказал, почти у всех организмов, за исключением нас. Даже у архебактерий ее обнаружили. Так что это наиболее распространенный механизм.Ю.Д. Все-таки сначала он описан был у грибов, его даже раньше "микоза" называли, считали, что он только грибам присущ. Потом нашли у всех.Е.Ф. Есть растение Flabelipholia meritamnus, так, по-моему, оно называется. У него кроме сахарозы есть очень много трегалозы, и оно очень легко переносит заморозки.Ю.Д. Я еще хотел сказать, что как раз особенности обмена позволили именно грибам занять совершенно гигантские пространства в разных условиях обитания. Скажем, аспергиллы могут жить при рH=2,0. То есть в чрезвычайно кислых условиях. То есть таких кислых, что можно их выращивать, не стерилизуя питательную среду, только подкисли ее, и больше никто не вырастет.

Недавно в содовых озерах нашли грибы. Никто этого не ожидал, все предполагали, что там могут жить только прокариоты, только бактерии и цианобактерии. А нашли грибы и большое разнообразие грибов – а ведь там рH=11,0, то есть чрезвычайно щелочные условия. У нас сейчас есть их целая коллекция, мы описали новые виды, которые раньше не были известны науке, которые живут в этих совершено невероятных условиях.А.Г. Простите, я сейчас увидел состав плодового тела и хочу задать вопрос, который давно меня беспокоит. Верно ли, что белок гриба практически не усваивается млекопитающими?Е.Ф. Да нет. Здесь путаница в связи с наличием хитин-глюканового комплекса.А.Г. То, что он есть, это понятно.Е.Ф. Кстати, это удивительно ценная вещь. Это щетка, которая чистит наш желудочно-кишечный тракт от всех ненужных клеток, от раковых клеток. Ю.Д. Это значительно лучше активированного угля.Е.Ф. Намного лучше.

Здесь нарисован некий символический гриб, это ближе к вешенке. Здесь удивительное сочетание липидов и белка, это самое лучшее сочетание в диете для того, чтобы люди не прибавляли в весе. Потом там есть некоторое количество углеводов цитозоля. Это очень интересный факт, что там есть маннит и трегалоза. Причем, у вешенки полно трегалозы, а у шампиньонов – маннита. Это очень интересные адаптогены, потому что один из них позволяет лучше адаптироваться к высокой температуре, а другой – к более низкой. И как мне говорили врачи, в некоторых странах уже эти два вещества – трегалозу и маннит – дают людям, которые перемещаются в какие-то совершенно другие по климату зоны. Ю.Д. Японцы говорят, что если каждый день съедать сырым гриб сиятаки, то можно обеспечить себе старость без склероза, без всех подобных неприятностей.Е.Ф. Без рака.А.Г. Это относится к вешенкам?Ю.Д. К вешенкам в какой-то мере тоже.А.Г. Только надо съедать два гриба...

gordon: Цивилизационные кризисы

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Акоп Погосович Назаретян– кандидат психологических и доктор философских наук
  • Андрей Витальевич Коротаев– доктор исторических наук

Акоп Назаретян: Я много лет исследую параметры тех комплексных глобальных кризисов, которые обозначились уже в 20 веке и, согласно экстраполяционным расчетам, могут грозить обвалом планетарной цивилизации в обозримом будущем. Изучение частичных прецедентов подобных событий в мировой истории позволило выявить ряд механизмов и закономерностей. О некоторых из них я сегодня расскажу.

Начну выдержкой из гениальной поэмы Максимилиана Волошина "Путями Каина", в которой на нескольких десятках страниц изложена драматическая история человечества. Она начинается так:

В начале был мятеж,

Мятеж был против Бога,

И Бог был мятежом,

И все, что есть, началось чрез мятеж.

Рассмотрев, далее, историю в совокупности катастроф и трагедий, поэт резюмировал:

...За каждым новым

Разоблачением природы

Идут тысячелетья рабства и насилий,

И жизнь нас учит, как слепых щенят,

И тычет носом долго и упорно

В кровавую, расползшуюся жижу;

Покамест ненависть врага к врагу

Не сменится взаимным уважением,

В конечном счете только равным силе,

Когда-то сдвинутой с устоев человеком.

Ступени каждой в области познанья

Ответствует такая же ступень

Самоотказа...

Так была на языке искусства выражена общеисторическая зависимость между развитием инструментального и гуманитарного интеллекта – зависимость, опосредованная всплесками насилия, кризисами и катастрофами. В последнее время она подробно анализируется и верифицируется как гипотеза техно-гуманитарного баланса, отражающая закономерную связь между тремя переменными: силой (технологическим потенциалом), мудростью (качеством регуляторных механизмов культуры) и жизнеспособностью (внутренней устойчивостью) общества.

Для первоначальной иллюстрации приведу эпизод из современной этнографии, эпизод столь же трагический, сколь и типичный.

С окончанием вьетнамской войны было обнаружено, что на территории страны загадочным образом исчезло крупное первобытное племя горных кхмеров – племя охотников и собирателей, тысячелетиями жившее в своей экологической нише. Вьетнамцы стали писать, что подлые американские империалисты устроили геноцид за то, что патриотические дикари не хотели водиться с агрессорами. В ответ американцы стали писать, что, наоборот, вьетконговцы вырезали племя за то, что оно с ними (американцами) сотрудничало.

Поскольку обе стороны были уверены в своей правоте, удалось организовать международную научную экспедицию, состоявшую из экологов, этнографов, юристов. В итоге пришли к общему согласию, причем это редкий случай в международной практике, когда согласие достигнуто путем не компромисса или консенсуса, а безоговорочного согласия.

Картину удалось восстановить сравнительно быстро и легко, потому что этнографам очень хорошо знаком этот сценарий. А произошло следующее. В руки к горным кхмерам попали американские карабины, и нашлись доброхоты, которые их научили пользоваться этим оружием. Первобытные охотники очень быстро оценили преимущество карабина перед луками и стрелами, которыми они тысячелетиями пользовались. Дальше события стали развиваться так, как они обычно развиваются в подобных ситуациях на всех континентах: прецеденты имели место в Америке, в Австралии, в Африке. Охотники в считанные годы перебили фауну, наступил голод, обострились межродовые конфликты, люди перестреляли друг друга, а очень немногие оставшиеся в живых спустились с гор, попали в совершенно чуждую цивилизационную среду и быстро деградировали, спились и т.д. В общем, не стало этого племени.

Мы называем такие эпизоды артефактами, потому что общество искусственно перескочило сразу через множество фаз технологического развития. Диспропорция между новой технологией (современное огнестрельное оружие) и прежней психологией оказывается в таких случаях чудовищной, а потому саморазрушительные процессы форсированы, и связь между причинами и следствиями достаточно прозрачна.

В "аутентичной" истории столь резких перескоков через эпохи обычно не происходило. Тем не менее, техногенные кризисы и катастрофы – отнюдь не исключительное явление современного общества. Они происходили и тогда, когда люди не знали не только атомных станций или огнестрельного оружия, но даже металла. Причинно-следственные зависимости во многом были такими же, как и в случае с горными кхмерами, только прежде они растягивались на века, а в палеолите и на тысячелетия.

Техногенные кризисы в истории настолько обильны, что возникает законный вопрос, от ответа на который зависит оценка перспектив современной цивилизации: почему общество, культура, технология так долго существуют?Александр Гордон: Как долго?А.Н. Как минимум сотни тысяч лет, а если начинать с Олдовая, то более полутора миллионов лет. И этот факт заслуживает, по меньшей мере, удивления. Потому что уже Homo habilis (Человек умелый – это еще очень далеко до людей современного вида), взяв в руки острые галечные отщепы, нарушил целый ряд естественных балансов и, по законам природы, должен был быть устранен естественным отбором. И далее наши предки, прямые и косвенные, последовательно наращивали мощь технологий и все глубже вторгались в ход естественных процессов. Кажется, они давно должны были окончательно разрушить среду своей жизнедеятельности или перебить друг друга. Тот факт, что этого все еще не произошло, требует объяснений.

Поясню. Многим известна блестящая книга Конрада Лоренца "Агрессия". Автор обращает внимание на хорошо известный зоопсихологам феномен этологического баланса: чем более мощным естественным оружием оснащен тот или иной вид, тем прочнее у его особей инстинктивные тормоза на внутривидовую агрессию. Говорят, ворон ворону глаза не выклюет. Действительно, смертоносный удар в глаз, которым хищник поражает жертву, обычно не применяется в конфликтах между сородичами.

Зато голубка, символ мира, способна медленно и страшно добивать поверженного противника, если прутья клетки мешают ему удалиться на безопасное расстояние. Голубям в естественных условиях не нужно прочное инстинктивное торможение – у них нет такого оружия, которое представляло бы непосредственную опасность для "ближнего".

Из этого Лоренц делает изящный вывод. Беда человека, пишет ученый, в том, что он не обладает "натурой хищника". Наши животные предки были, в общем, биологически безобидными существами: ни рогов, ни клыков, ни копыт, ни клюва мощного. Оттого и прочные инстинктивные тормоза им не были нужны...А.Г. Этим и объясняется внутривидовая агрессия с его точки зрения.А.Н. Он полагал, что если бы люди произошли не от австралопитеков, а от львов, то войны в нашей истории не играли бы столь существенной роли. Так вот, в ответ на это провоцирующее заключение, специалисты по сравнительной антропологии (социобиологи школы Эдварда Уилсона) провели скрупулезные расчеты. И оказалось, что в расчете на единицу популяции львы (а также гиены и другие сильные хищники) убивают себе подобных чаще, чем современные люди!

Этот результат стал научной сенсацией 70-х годов. Не только для философов и журналистов, любящих представлять человека самым кровожадным из животных и чуть ли не единственным существом способным к внутривидовым убийствам. Результат удивил и ученых, поскольку трудно "монтировался" с рядом очевидных обстоятельств.

Во-первых, у львов действительно очень мощный популяциоцентрический инстинкт, который у человека практически отсутствует: исследованиями нейрофизиологов и палеопсихологов показано, что даже тот слабый инстинкт, который имелся у австралопитека, на ранних фазах антропогенеза был подавлен развивающимся интеллектом.

Во-вторых, в естественных условиях плотность популяции львов несравнима с плотностью человеческих сообществ, а высокая концентрация и у людей, и у животных обычно повышает агрессивность.

И, наконец, в-третьих, совершенно несопоставимы и инструментальные возможности взаимного убийства. Острым клыкам одного льва противостоит прочная шкура другого. Человеку же человека убить чрезвычайно легко, даже если в руке острый камень, а уж в чем-чем, а в области оружия "прогресс" происходил неуклонно.

Вот ведь какой выходит парадокс. Вообразите стаю голубей, вооруженных орлиными клювами. Или зайцев с волчьими клыками. Такая популяция была бы обречена, потому что при слабых инстинктивных тормозах (психология-то остается голубино-заячьей) доля смертельных исходов во внутренних конфликтах стала бы несовместимой с длительным существованием. Но именно в такой противоестественной и драматической ситуации оказался Человек умелый, начав использовать искусственные орудия!

И все-таки ранние гоминиды выжили, преодолев экзистенциальный кризис антропогенеза. Впрочем, судя по археологическим данным, выжили очень немногие из них, а может быть, одно-единственное стадо. Но это выжившее стадо положило начало новому витку эволюции на нашей планете. Генетики в таких случаях говорят о "феномене бутылочного горлышка".А.Г. "Воронка отбора" еще это называется.А.Н. Совершенно верно, но в нашем случае ситуация особая, не характерная для естественных процессов. Пытаясь разобраться, за счет чего же хотя бы одно стадо сумело выжить, некоторые антропологи называют его стадом сумасшедших (a herd of the crazies). Потому что в этих противоестественных условиях особи с нормальной животной психикой не могли не истребить друг друга, а выжить могли только существа с патологическими свойствами психики. Только эти "сумасшедшие" могли выработать искусственные (не обусловленные инстинктами) механизмы торможения агрессии, заботы о больных и мертвых и т.д.

Кого интересуют соответствующие гипотезы, их детали, археологические, этнографические и психологические основания, рекомендую посмотреть журнал "Вопросы философии", 2002, №11. Здесь же только отметим, что противоестественная легкость взаимного убийства, а соответственно, жизненная необходимость в искусственном ограничении агрессии составили лейтмотив человеческой истории и предыстории, во многом обусловив направления духовной и социальной самоорганизации.

С преодолением первого экзистенциального кризиса существование гоминид, в отличие от всех прочих видов, потеряло естественные гарантии. Теперь оно зависело от того, насколько культурные регуляторы уравновешивали инструментальный потенциал взаимного убийства, разрушения природы и т.д.

Я упоминал о данных Уилсона по сравнительной антропологии. Их по-своему дополняют сравнительно-исторические исследования. Так, австралийские этнографы сравнивали вторую мировую войну с войнами австралийских аборигенов. Тоже получился, на первый взгляд, удивительный результат. По проценту жертв от численности населения почти все страны-участницы кроме Советского Союза уместились в обычный первобытный норматив.

Мы с группой историков, антропологов и политологов рассчитываем процент жертв социального насилия, включая войны, от численности населения по разным векам, по историческим эпохам и по регионам. Получается интересная вещь. Хотя убойная сила оружия и демографическая плотность более или менее последовательно росли на протяжении тысячелетий, процент жертв социального насилия от количества населения не только не возрастал, но и в длительной исторической тенденции сокращался. Причем процент военных жертв из века в век оставался, судя по всему, приблизительно одинаковым, за исключением некоторых особо кровопролитных веков, типа 16-го, 15-го. Общее же снижение процента обеспечивалось относительным ограничением бытового насилия.

Например, наш родной 20 век принято считать необычайно кровопролитным. По абсолютным показателям это, конечно, так и есть. Но совсем другая картина открывается при относительных расчетах. Во всех международных и гражданских войнах века (включая косвенные жертвы) погибло от 110 до 120 миллионов человек. Жило же на Земле в трех поколениях 20 века не меньше 10,5 миллиардов. Процент приблизительно такой же, как в 19 и 18 веках, и ниже, чем в 15-17 веках.

Добавив к этому жертвы бытового насилия и "мирных" политических репрессий, получаем, что около трех процентов жителей планеты погибли насильственной смертью, и это меньше, чем в любую прежнюю эпоху. Но наша, во многом справедливая, неудовлетворенность ушедшим веком определяется растущими ожиданиями: люди стали значительно острее переживать факты насилия.

Все это пока предварительные данные, и углубляться в детали здесь не место. Важнее указать, что такие расчеты проводятся для верификации следствий гипотезы, которая получена на совершенно другом эмпирическом материале. Анализируя историю антропогенных кризисов – т.е. таких кризисов, которые вызваны человеческой деятельностью, а не сугубо внешними причинами, – мы обнаружили регулярную зависимость между тремя переменными, грубо говоря: силой, мудростью и жизнеспособностью общества. А именно: чем выше мощь производственных и боевых технологий, тем более совершенные средства сдерживания агрессии необходимы для сохранения социума. Это и было обозначено как гипотеза техно-гуманитарного баланса. Согласно гипотезе, указанная зависимость (закон техно-гуманитарного баланса) служила механизмом отбора жизнеспособных социумов и отбраковки социумов с утраченной жизнеспособностью на протяжении сотен тысячелетий.

Формальный аппарат гипотезы изложу лишь в самом общем плане. Получается так, что с мощными технологиями общество приобретает бoльшую внешнюю устойчивость, независимость от спонтанных флуктуаций внешней среды – природных, геополитических катаклизмов. Но при этом может снижаться внутренняя устойчивость общества – оно сильнее зависит от состояний массового сознания, прихоти лидеров и прочих внутренних флуктуаций, – если соразмерно росту технологического потенциала не совершенствуется культурная регуляция, т.е. моральные, правовые и иные механизмы сдерживания.

Превышение "силы" над "мудростью" влечет за собой замечательную ситуацию. Образуется феномен, который мы назвали Homo prae-crisimos – социально-психологический синдром Предкризисного человека. Он выражается социальной эйфорией, ощущением вседозволенности, безнаказанности; мир кажется неисчерпаемым источником ресурсов и объектом покорения. Возникает парадоксальный эффект "катастрофофилии" – хочется все новых и новых успехов, маленьких победоносных войн, потребность в экстенсивном росте становится самодовлеющей, иррациональной и самодостаточной. Рано или поздно это наталкивается на реальную ограниченность ресурсов, природных и геополитических, и чаще всего завершается тем, что общество подрывает природные, геополитические, организационные условия своего существования и погибает под обломками собственного декомпенсированного могущества.А.Г. Поправьте меня, если я ошибаюсь, но, по-моему, вы описываете современное состояние западного мира…А.Н. Аллюзии здесь совершенно очевидны.Андрей Коротаев: 20 минут я Акопа не беспокоил, но вот 20 минут прошло…

У меня есть большое подозрение, что это опрокидывание в прошлое современной ситуации, я боюсь, что ни одного хорошо документированного случая аналогичного развития событий в прошлом, включая и данную психологическую модель "Homo prae-crisimos", нет.А.Н. Есть целый ряд исследований, в том числе прекрасная книжка санкт-петербургского географа Григорьева, она называется "Экологические уроки прошлого и современности", в которой описано большое количество таких локальных кризисов в Азии, Европе, Америке, там очень четко эта схема прослеживается. Есть целый ряд зарубежных исследований с аналогичными наблюдениями.А.К. Но ведь никто, скажем, не доказал, что у "Предкризисного человека" было ощущение эйфории.А.Н. Доказали, я сейчас расскажу, только одну мысль закончу. Я говорил о деструктивных последствиях антропогенных кризисов. Из этого могут возникнуть очень пессимистические выводы.А.Г. Вы же сами сказали: человечество не существовало бы, если бы были только негативные последствия.А.Н. Тем не менее, чаще всего кризисы оборачивались разрушениями, социальными надломами и катастрофами. Но есть ряд очень поучительных исторических эпизодов, когда антропогенный кризис, спровоцированный техно-гуманитарным дисбалансом, охватывал обширный регион с высоким уровнем культурного разнообразия, и обитатели этого региона находили кардинальный выход из тупика. В итоге резко изменялись технология, психология, социальная организация и механизмы человеческих отношений.

Приведу два примера – у нас на большее не хватит времени, – чтобы сказанное проиллюстрировать. Я называю такие эпизоды оптимистическими трагедиями, потому что обострившиеся проблемы выживания удавалось прогрессивно разрешить. "Прогрессивно" – не в том смысле, что жизнь людей после этого становилась все лучше. Нет, конечно, – одни проблемы и риски сменялись другими, в перспективе еще более трудными, но общество, вместе с природной средой, последовательно удалялось от естественного (дикого) состояния.

Скажем, достаточно подробно описан сейчас кризис верхнего палеолита. Что происходило тогда, по описаниям Гордона Чайлда и целого ряда других археологов? Там, конечно, наслоились различные факторы, в том числе глобальное потепление, но есть возможность выделить решающий. У первобытных охотников – а земледелия и скотоводства как форм хозяйственной деятельности еще не существовало – появилось дистанционное оружие. Развилась так называемая охотничья автоматика – копья, дротики, копьеметалки, ловчие ямы, кое-где лук и стрелы уже появились.А.К. Лук и стрелы – это уже мезолит.А.Н. В некоторых местах это уже верхний палеолит. Население Земли возросло, вероятно, до 5-7 миллионов человек, а поскольку на прокорм одного охотника-собирателя требуется в среднем 10-20 кв. км. суши, то экологическая нагрузка на природу Земли подошла к пределу. Но, как всегда, не только и не столько демографией был обусловлен глобальный кризис. Не менее важны особенности психологии людей, усилившиеся в последние тысячелетия верхнего палеолита. Об этом можно судить по археологическим находкам.

Представьте, в Сибири на постройку жилища расходовались кости от 30 до 40 взрослых мамонтов плюс черепки мамонтят новорожденных, то ли вообще вынутых из утробы беременных матерей; черепки использовались в качестве подпорок и ритуальных украшений. И в других регионах происходила ежегодная загонная охота на мамонтов. Истребляли их стадами, причем большая часть мяса не используется людьми. Мы видим следы настоящей охотничьей вакханалии. Люди тогда впервые проникли во многие регионы планеты, и везде, где они появлялись, вскоре исчезала мегафауна. Между прочим, все эти виды крупных животных успели прежде пережить не менее двадцати глобальных климатических циклов плейстоцена, пока к ним не добавился решающий фактор – активность беспримерно вооруженных охотников.

До 90 процентов мегафауны исчезло тогда с лица Земли, и среди специалистов до сих пор идет спор о преобладающих причинах массового вымирания. Но слишком сильны аргументы в пользу преобладания антропогенного фактора, и потому все больше ученых склоняются к выводу, что нерегулируемая охотничья деятельность сыграла здесь решающую роль.

Очередной гвоздь в крышку гроба теории о естественной гибели мамонтов и прочих крупнейших млекопитающих забило открытие российских ученых в середине 90-х годов. Оказалось, что на острове Врангеля мамонты существовали еще около 4 тысяч лет тому назад (правда, это были уже карликовые мамонты), до тех пор пока туда не добрались первые люди. Поселенцы успели смастерить гарпуны из мамонтовых костей, радиоуглеродный анализ которых и выявил их возраст – от 4,5 до 3,75 тысяч лет. Вскоре после этого последняя популяция окончательно исчезла.А.Г. Хорошая оговорка, сейчас любой биолог бы прицепился: а почему это были карликовые мамонты, интересно? Как они естественным путем стали карликовыми?А.Н. Это как раз понятно: изолированная популяция, скорее всего, постепенно ослабевала. Мне важно другое: кризис верхнего палеолита по каузальной схеме изоморфен трагедии горных кхмеров, с которой я начал. В период обострения кризиса численность человеческого населения Земли, по некоторым данным, сократилась в 8-10 раз. Кое-где люди на время вовсе исчезли. Только после неолитической революции население опять начало быстро расти.

А что произошло? Переход к совершенно новым технологиям (земледелие, скотоводство), к новой психологии: для того чтобы бросать в землю пригодное для пищи зерно, охранять и кормить животных, которых можно убить и съесть, нужен совершенно другой охват причинно-следственных связей. Характер мышления резко изменился, а с ним и тип социальной организации. Возникли уже союзы племен – вождества (chiefdom), в которых люди, по выражению американского антрополога Дж. Даймонда, "впервые в истории учились регулярно встречать незнакомцев, не пытаясь их убить".А.Г. Тип, который явился результатом кризиса.А.Н. Да, как и многие другие культурно-исторические революции.А.К. То, что неолитическая революция стала результатом социально-экологического кризиса, никто не оспаривает. Но любой человек склонен преувеличивать число своих сторонников. Мне тоже кажется, что больше половины научного сообщества, занимающегося этими проблемами, стоит на моей позиции. Я уже неоднократно Акопу говорил, что если ты прав, то, считай, тебе страшно не повезло. Проблема в том, что социально-экологический кризис конца палеолита совпал с колоссальными глобальными изменениями климата. Сторонникам антропогенной версии, правда, очень не повезло. Если бы глобальных изменений климата в это время не было, ваша модель выглядела бы убедительнее. А.Г. Тогда мамонты сами по себе не становились бы карликовыми…А.К. Тогда утверждение, что именно люди их истребили, выглядело бы несравненно более правдоподобным. Вам не повезло, что вымирание мамонтов "чудесным образом" в точности совпало с переходом от плейстоцена к голоцену, совпало как раз с тем временем, когда произошло одно из самых колоссальных изменений глобального климата – с концом Ледникового периода. Я вспоминаю школьные годы. Мне тогда казалось, что сочетание слов "конец ледникового периода" вызывает исключительно положительные ассоциации. Ведь это, казалось бы, так прекрасно – ледниковый период кончился. Но в действительности, это была одна из самых страшных катастроф в истории человечества. Данное обстоятельство связано с тем, что приледниковая полоса, приледниковая саванна была одним из самых богатых биоценозов, которые вообще в истории человечества встречались. Огромная равнина, с богатой полезной биомассой. То есть это именно не деревьев, со стволов которых выход полезной биомассы минимален. Именно богатый травянистый покров, который поддерживал огромное количество крупных млекопитающих.

Но эта ледниковая полоса исчезает, замещается лесами, при этом хвойными, которые совсем бедны пригодной для человеческого питания биомассой. Идет тотальная трансформация всей земной поверхности, во всех частях земного шара резко меняются биоценозы, численность животных, которые кормили человека, резко падает, количество полезной биомассы катастрофически сокращается. То есть происходит именно спонтанная экологическая катастрофа.

В принципе экологическая модель объясняет очень многое, объясняет, в том числе, и неолитическую революцию. Можно сказать, что от хорошей жизни люди к земледелию никогда не переходили, земледелие по очень многим показателям обеспечивает качество жизни заметно худшее, чем присваивающее хозяйство, мы даже об этом говорили на одной из предыдущих передач. Однако если идет глобальная перестройка всемирного биоценоза, людям приходится резко менять тип своей деятельности, тип адаптации. Поэтому, скажем, именно в ходе поздневерхнепалеолитического-раннемезолитического кризиса изобретаются нормальные лук и стрелы, усовершенствованные метательные орудия, нужные прежде всего для того, чтобы охотиться как раз на мелкую дичь.

До рассматриваемого кризиса острой необходимости в этом не было, а когда исчезли крупные млекопитающие, появилась острая необходимость охотиться на мелких животных, и именно тогда уже изобретаются лук и стрелы, вообще заметно более совершенные, чем в верхнем палеолите метательные орудия, изобретаются силки, ловушки, идет адаптация в данном направлении. В это же время развивается охота и на крупных морских млекопитающих, что вообще-то особенно опасно. Когда были крупные наземные млекопитающие, на крупных морских млекопитающих не охотились, потому что, конечно, с утлой лодочки охотиться на кита – это предел опасности. Заметно больше внимания люди начинают уделять и собирательству.

В это время одно из основных направлений адаптации к экологическому кризису – это как раз уделение заметно большего внимания собирательству. Это естественным образом ведет и к развитию специализированного собирательство, в рамках которого изобретаются или совершенствуются такие орудия, как зернотерки, серпы, землероющие инструменты. В общем, появляется весь арсенал орудий, необходимых для земледелия. Вполне логично на этой основе на фоне глобального экологического стресса в нескольких регионах Земного шара совершается переход к земледелию. И объяснить такое развитие событий через преимущественно антропогенный кризис, без учета экзогенных факторов, вряд ли возможно. Повторю, что, действительно, по этому вопросу в научном сообществе полного консенсуса не существует, но, по моим данным, все-таки гораздо большая часть исследователей придерживается экологического объяснения. Поэтому мне кажется, что высказываниям Акопа Погосовича не хватает, прежде всего, правильных модальностей. Меня несколько удивляет, что он совсем не употребляет такие исключительно важные слова, как, скажем, "возможно" или "вероятно". А ведь нужно иметь в виду, что мы имеем дело с крайне гипотетическими построениями. А.Н. У нас времени мало для построения сложных придаточных предложений.А.К. Но все равно надо иметь в виду, что подавать сказанное Акопом можно только в качестве предельно осторожной гипотезы, которая еще нуждается в верификации. Подчеркну еще раз, что эта гипотеза, на мой взгляд, верификацию не прошла. И именно только так ее можно высказывать. А.Г. Были более документированные кризисы в истории?А.В. Да, но Акоп, к сожалению, привел как раз наименее убедительный пример.А.Н. Здесь уместно повторить, что мамонты и вся прочая мегафауна пережила не менее 20 соразмерных по мощности кризисов плейстоцена. А первые признаки их исчезновения археологически фиксируются задолго до глобального потепления: в Африке их популяции стали заметно сокращаться уже 50 тысяч лет назад. Еще не было того оружия, которое обнаруживается к концу палеолита, но тенденция уже начала складываться...А.Г. У меня встречный вопрос – неолитическая революция происходила только в тех местах, где была мегафауна? Только в предлениковье?А.К. Главный центр неолитической революции – это Передняя Азия, где опоры на мегафауну особой не было, но нужно иметь в виду, что вымирание мегафауны – это наиболее крупный пример кризиса, который произошел при переходе от плейстоцена к голоцену. Но кризис был во всех районах мира, скажем, в Австралии было катастрофическое усыхание. Соответственно на Ближнем Востоке тоже резко изменился биоценоз, тоже нужно было приспосабливаться к совершенно новой среде. Людям пришлось переадаптироваться во всем мире. Это, кстати, объясняет удивительную синхронность, с точки зрения 100-тысячелетней истории человечества, перехода к земледелию в самых разных концах земного шара. Импульсом синхронизации явились именно глобальные климатические изменения конца плейстоцена, когда всем людям во всем мире пришлось приспосабливаться к резко изменившимся условиям. А.Н. К лучшему климату.А.К. Объективно хуже стало.А.Н. Андрей, дорогой, у нас очень мало времени, и я изо всех сил стараюсь не уходить в частности...А.К. Но ведь все состоит именно из частностей.А.Н. Без вероятностных оговорок мы вообще ничего не можем построить. Поэтому я их просто опускаю как само собой разумеющиеся. Может, успею привести хоть один еще иллюстративный пример. Расскажу о революции осевого времени.А.Г. Это что такое?А.Н. Это середина первого тысячелетия до новой эры. Когда одновременно на огромной Ойкумене от Иудеи и Греции до Индии и Китая происходили однотипные и очень крутые изменения в духовной культуре. Резко изменились культурные и политические ценности, политическая риторика, принципы ведения военных действий и так далее.А.Г. Первое тысячелетие до нашей эры – вы сказали?А.Н. Несколько веков в середине первого тысячелетия до новой эры. Карл Ясперс, который первым об этом стал писать, сформулировал "загадку одновременности": как могли столь существенные и однотипные изменения происходить параллельно во взаимоудаленных регионах – ведь средства связи оставались очень ограниченными. Но именно в ту эпоху впервые появляется критическое мышление и такие новые феномены, как рациональная мораль, личность, совесть. До этого безраздельно господствовало мышление мифологическое. Все вокруг уподоблялось человеку, в дела людей постоянно вмешивались антропоморфные боги, и все запреты строились на их (богов) мстительном всеведении. Ты можешь людей обмануть, но богов не обманешь, и от их кары за неверный поступок не уйдешь...

Теперь впервые Заратуштра поставил проблему личного выбора и индивидуальной ответственности; иудейские пророки, Сократ, Конфуций заговорили о том, что мудрец избегает дурных поступков не из страха потусторонней кары, а оттого, что способен предвосхищать отдаленные последствия. Ценность знания, информации резко возросла во всех сферах социальной активности, включая военную.

Перестраивалась вся система социальных и политических ценностей, норм и представлений. В войнах доблестью стало считаться не количество убитых врагов, разрушенных и сожженных городов противника, как ранее, а достижение цели с минимальными потерями. Императоры и полководцы принялись публично "сожалеть" о пролитой крови, учиться военной разведке и пропаганде на войска и население противника, драматурги – описывать сражения глазами врагов...

Это одна из глобальных по значению революций, подоплеку которой помогает объяснить гипотеза техно-гуманитарного баланса. Дело в том, что за несколько веков до этого люди освоили железо, и стальное оружие, легкое, прочное и дешевое, быстро вытеснило бронзовое оружие на всей Ойкумене развитых городов-государств.

Понимаете, пока доминировало тяжелое, хрупкое и дорогое, оружие из бронзы, воевать могли только богатыри – физически очень сильные мужчины. Это были профессиональные небольшие армии, организовать, обучить и вооружить которые было делом очень трудоемким. Поэтому своих берегли, пленных убивали, и в бою стремились истребить как можно больше врагов. Покоренное население держали в повиновении только террором, статуи местных богов демонстративно разрушали, "увозили в плен" и так далее.

С появлением стального оружия профессиональные армии уступили место своего рода "народным ополчениям" – все мужское население вооружали в массовом порядке. От Ближнего Востока и Южной Европы до Дальнего Востока фиксируется рост кровопролитности войн, так как стальное оружие наложилось на психологию бронзового века. Я в одной книжке даже специально выписал из "Хрестоматии по Древнему Востоку" тексты, которые императоры и полководцы высекали на камнях – "отчеты" своим богам. Идет сплошное хвастовство: стольких-то я убил, столько-то городов разрушил. Какое-то садистское наваждение...

В итоге под угрозой оказалось дальнейшее существование передовых государств. На этот "вызов" истории духовная культура и ответила революцией осевого времени. По существу, везде, куда распространилось стальное оружие, стали проникать затем и новые ценности...А.К. Что характерно: в осевое время никакие "осевые" идеологии в Вавилоне вроде бы не возникают.А.Н. Потому что туда их привнесли извне. В 529 году до н.э. гениальный перс Кир Ахеменид, захватив Вавилон, обратился к его жителям с Манифестом: мои воины пришли с оружием, чтобы освободить вас и ваших богов от вашего плохого царя Набонида. Кстати, это был первый зафиксированный историками случай международной политической демагогии. Очень скоро демагогия сделалась обычной политической практикой, частично потеснив прежние террористические приемы управления "чужим" населением. Андрей не любит политические аллюзии, но как тут не напомнить в шутку, что на территории Вавилона теперь находится Ирак. Только Джордж Буш не обладает гением Кира, чтобы придумать что-то радикально новое...

Примерами неолитической и осевой революций я сейчас ограничусь из-за дефицита времени. В моих книгах и статьях описано не менее семи подобных эпизодов, когда острые кризисы, спровоцированные техно-гуманитарным дисбалансом культуры, разрешились кардинальными комплексными и, по большому счету, необратимыми изменениями. Эти эпизоды стали переломными вехами общечеловеческой истории.

Еще раз подчеркну, что, хотя антропогенные кризисы всегда драматичны и чаще всего деструктивны, они могут иногда разрешаться творческими прорывами в новые эпохи. Общество на Земле сохранилось благодаря тому, что до сих пор люди, наращивая мощь технологий и проходя через горнило антропогенных катастроф, в конечном счете, умели адаптироваться к новообретенному могуществу – восстанавливать нарушенный баланс инструментального и гуманитарного интеллекта. Люди со временем не становились менее агрессивными (как часто и совершенно безосновательно трактуют наши результаты), но умножались, совершенствовались формы и механизмы сублимации агрессии в обход физического насилия.

Впрочем, формула техно-гуманитарного баланса предполагает и обратный вариант: когда качество внутренних регуляторов ("мудрость") превосходит технологический потенциал ("силу"). Тогда общество впадает в длительную спячку, своего рода экофильный застой. Иногда такой социум оставался в полусонном состоянии до тех пор, пока из него не выводили, подчас весьма бесцеремонно, соседи, драматически бодрствовавшие и потому развивавшиеся.

Вырисовывается несколько изощренная аллегория. История – это жестокая учительница, причем со своеобразными вкусами. Она терпеть не может двоечников и выставляет их за дверь, но не очень жалует и отличников. Отличников она отсаживает на задние парты, где они благополучно засыпают. Кто-то давно заметил, что счастливые народы не имеют истории. А материал истории – троечники, те, которые шалят, набивают себе шишки, но худо-бедно усваивают исторические уроки.А.К. Небольшой комментарий к тому, что было сказано. Что касается кризиса первого тысячелетия до нашей эры, действительно, это уже более документированный случай, когда можно говорить об антропогенном кризисе, хотя, скорей, об антропогенном социально-политическом кризисе.

Хотя здесь тоже остается много неясностей, например, в первом тысячелетию нашей эры железо распространилось и в Африке, то есть к моменту прихода европейцев в тропическую Африку, подавляющее большинство африканцев пользовалось железным оружием. Из модели Акопа следует, что и в Африке тоже должна была произойти осевая революция. В Африке осевой революции не произошло, значит, одной железной революции мало, должно быть что-то еще. Я считаю, что "железная революция" – фактор, безусловно, важный, но объясняет он порядка одного процента, а оставшиеся 99 процентов должны иметь какие-то другие объяснения.

Я хотел бы обсудить и еще один вопрос. Мы с Акопом постоянно спорим – в том числе и о самом названии "техно-гуманитарный баланс", но прежде всего о том, почему люди не истребили себя. Сейчас Акоп стал делать больше оговорок, и вообще, на мой взгляд, развивает свою модель в правильном направлении, хотя все время прорываются и рецидивы старой модели, типа объяснения всего чем-то типа "роста мудрости", что несколько вводит в заблуждение, в особенности, когда касается тех сложных обществ, про которые мы говорили применительно к проблеме осевого времени. Там дело-то, конечно, не только в росте мудрости и совершенствовании идеологии. Действительно, почему в крупных государствах люди не истребляют себя помимо всякой мудрости? А ведь во многом именно потому, что любое развитое государство едва ли не первое, что делает, так это разоружает своих граждан. Акоп, например, часто говорит о том, что разрушительная сила оружия выросла с начала истории на 14 порядков, а вроде бы количество убийств на душу населения при этом не возросло, и объясняет это именно "ростом человеческой мудрости".

Но я хочу спросить Акопа, какое оружие есть у НАС С ТОБОЙ. Ведь у нас лично никаких атомных бомб нет. Реально в нашем распоряжение есть лишь оружие типа кухонных ножей, оружие более слабое, чем у тех же самых бушменов, которые вооружены стреляющими трубками с отравленными стрелами. Они заметно более вооружены, чем мы. То есть в высокой степени люди не истребляют сейчас себя, друг друга, просто банально из-за того, что они разоружены, дело здесь, конечно, не столько в "мудрости", сколько в совершенно других факторах. А.Н. Мне хорошо знакомы страны, где огнестрельное оружие держат дома почти все мужчины и некоторые женщины, но насильственная преступность там невысока. Но, конечно, "мудрость" – метафорическое обозначение регуляторных механизмов. Это системное качество общественного сознания, в контекст которого включены и политики, и законотворцы, и воины, полицейские. Важно ведь, каковы ценности, нормы, картина мира, что считается хорошим, а что плохим, что наказывается, а что поощряется. Лично я не управляю баллистическими ракетами, но то, что человечество способно сосуществовать с ядерным оружием, характеризует политическое мышление второй половины 20 века...А.К. Неудачно само название "техно-гуманитарный баланс", потому что оно уже вводит в заблуждение.А.Н. Андрей, ты же не приводишь лучшего варианта. Твое предложение – "техно-регуляторный баланс" – тоже неудачно, ты сам согласился. Если помнишь, сначала мы это назвали "законом эволюционных корреляций", но термин справедливо раскритиковали биологи. Здесь дело не в том, как назвать. Главное, что есть некие балансы: инструментальная и гуманитарная культура, инструментальный и гуманитарный интеллект. Они находятся в сложных отношениях между собой и с третьей переменной – жизнеспособностью общества. Зависимость между этими тремя переменными прослеживается во всей истории и предыстории человечества, и она помогает причинно объяснить целый ряд событий, которые иначе остаются загадочными. Вот о чем идет речь.А.К. Но надо дальше думать о названии закона (и гипотезы) – в такой версии гипотеза выглядит чересчур красиво и подозрительно оптимистично.А.Н. Поэтому мы и продолжаем работать над ее верификацией. Что общество на Земле до сих пор существует – это едва ли не самый тривиальный из всех мыслимых фактов. И что в долгосрочной ретроспективе, с ростом убойной силы оружия и демографической плотности, процент насильственных жертв от численности населения не возрастал (и даже, почти наверняка, сокращался) – подтверждают уже предварительные расчеты. Есть и другие процедуры верификации, о которых ты знаешь.

А насчет оптимистичности гипотезы техно-гуманитарного баланса – такое подозрение высказывалось и на научных тусовках, и в печати, и даже в газетах – это, по-моему, недоразумение. Ничего себе оптимизм, ведь гипотеза описывает сценарии обвала планетарной цивилизации уже в наступившем веке! И даже при оптимальном сценарии из нее следует, что чудовищные перестройки необходимые для выживания планетарной цивилизации (перечитай мою последнюю книгу, где ты – один из рецензентов) могут понравиться только маньяку. Как всегда в кризисных фазах, человечеству придется выбирать меньшее из зол, и на сей раз жертвой на алтарь сохранения цивилизации может служить сама видовая идентификация человека. Это ты называешь оптимизмом?

Но, чтобы выбрать меньшее из зол (а таковым обычно становится "прогресс"), мы обязаны ориентироваться в обозримом будущем, отличать реалистические сценарии и проекты от утопий, готовиться не к светлому завтра, а к трудным паллиативам. Гипотеза техно-гуманитарного баланса и еще ряд системных зависимостей, раскрытых при ретроспективном исследовании кризисов, помогают выделить обоснованные ориентиры...

gordon: Биокосмические "часы" археологии �

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Евгений Николаевич Черных– доктор исторических наук

Евгений Черных: Любое изложение исторического процесса бессмысленно, если не существует календарного отсчета времени, в котором события протекают и которым они замеряются. Важнейшим приложением к ряду наук, в особенности к истории и археологии, является хронология. Обычно различают две ее разновидности – относительную и абсолютную. Относительная хронология говорит лишь о последовательности событий по отношению друг к другу: "Палеолит был раньше неолита" или же "Иван Грозный правил позднее Ивана Калиты" и т.п. Абсолютная же определяет календарное время, выраженное в конкретных годах.

Вот, к примеру, хронология эпохи раннего металла – одного из наиболее важных этапов в истории и развитии человеческих сообществ. Тогда освоившие тайны металлургии культуры получали как бы пропуск для вступления на дорогу, ведущую к цивилизациям современного типа. Эту эпоху отличает собственная последовательность периодов или относительная периодизация: медный век сменяется бронзовым, бронзовый делится на три следующих друг за другом этапа – ранний, средний и поздний. Причем в этих случаях ничего не говорится ни о точном отрезке времени, разделяющем события, ни об их отношении к общей шкале времени.

Абсолютная хронология обращается к внешней шкале замеров, используя чаще всего понятия времени, принятые в определенной культуре, обществе. При всех пугающих различиях между системами абсолютных хронологических шкал, построенных каждой более или менее развитой культурой, они всегда привязаны к сходному источнику замеров. Источник этот планетарный, с небольшим числом вариаций: Луна, Солнце или Луна и Солнце одновременно (редко – звезды). Поэтому в любых развитых социальных системах используют либо лунный, либо солнечный, а часто – комбинированный лунно-солнечный календарь, основанный на периодичности явлений природы.

Отметим весьма существенный факт, что примерно к 900 г. до н.э. всего лишь 3-4% территории земного шара – и это максимум! – было освоено населением, знавшим письменную культуру. Все же остальные бесчисленные культуры были рассеяны во мраке бесписьменности. Следовательно, без порядка, установленного "археологической хронологией", вся неправдоподобно гигантская масса древнейших фактов могла бы предстать в качестве унылой и беспорядочной свалки.

Еще около полувека назад археологическая наука практически не располагала собственной системой летоисчисления. Датировки ее памятников и древностей рабски зависели от исторических источников, и все эти невосполнимые источники были сосредоточены в "колыбели" человеческих цивилизаций – Древнем Египте, Месопотамии, Сиро-Палестине... Если археолог находил в каком-то древнем поселении, скажем, на Урале или на Дунае некий медный нож, то он бросался на поиски похожих на него экземпляров в памятниках "колыбели". Если ему везло, и он находил там аналогии своему ножу, то он был обязан датировать его позднее, и порой намного, нежели обнаруженное им орудие.

Такой путь поисков и похожие решения диктовала почти безоговорочно господствовавшая в то время теория "Свет с Востока" (Ex Oriente Lux). Согласно ей все важнейшие открытия могли свершаться и свершались только в долине Нила или в Передней Азии. Ну, а более северные культуры Евразии существовали и развивались лишь в тусклом, отраженном свете "колыбели". Доказывать свою жизнестойкость они были в состоянии только за счет умения усваивать те идеи, что доходили к ним через сотни и тысячи километров из первичных высокоразвитых центров. Стало быть, исходя из этой теории, все кардинальные технологические инновации древности – и горно-металлургический промысел, и колесо, и окультуривание злаков, – которые зарождались лишь на Ближнем Востоке, в иных регионах, и особенно удаленных, без сомнения, следовало датировать более поздним временем.

Вот почему если бы мы хотели изобразить графически тогдашнее представление об историческом процессе, то фигура развития напоминала бы перевернутую пирамиду. Внизу – древнейшей на шкале времени и небольшой светящейся точкой располагались бы исходные культуры "колыбели", а по бокам, постепенно и плавно, по мере удаления от исходной точки все больше и больше запаздывая, гнездились бесчисленные сонмы культур отсталых и полностью зависимых от сообществ изначального центра.

Однако наука на месте не стояла, и на ее арене стали заявлять о себе новые методы.

Археологические источники были включены в создание абсолютных хронологических систем с конца 40-х годов. Сначала робко, а затем все более и более уверенно выявлялись плюсы метода радиоуглеродного датирования, обоснованного в середине 40-х годов профессором химии Чикагского университета Уиллардом Либби. Важность его открытия быстро стала очевидной, и уже в 1960 г. Нобелевский комитет присудил автору почетную премию по химии.

Суть метода заключается в следующем. Углерод на Земле представлен тремя изотопами: 12C, 13C и 14C. Их природные концентрации весьма различны: 12C составляет 98.9% всего углерода, 13C – 1.1% и, наконец, радиоактивный изотоп 14C, наиболее важный для нас, занимает совершенно ничтожную, 10-12 часть от современного углерода земной атмосферы и почвы. Изотоп 14C постоянно образуется в верхних слоях атмосферы в результате бомбардировки ядер атомов азота протонами космических лучей, а затем с периодом полураспада 5730 лет (бета-распад) переходит в стабильный азот. Время перемешивания атмосферы невелико: всего за несколько лет свежий радиоуглерод через фотосинтез вовлекается в кругооборот углерода всей биосферы планеты.

В любом живом организме поддерживается тот уровень радиоуглерода, который присутствует в земной атмосфере. Равенство это обеспечивается фотосинтезом или питанием вплоть до прекращения жизнедеятельности. Поэтому, измерив радиоактивность биологических останков, можно вычислить момент смерти организма или конец формирования годичного кольца дерева.

Однако теория остается теорией, покуда она не проверена практикой. Первые сопоставления с традиционными хронологическими шкалами, построенными на базе письменных источников, были проведены в предположении о неизменности атмосферного содержания 14C. Еще около 40 лет назад были сделаны радиоуглеродные определения возраста органики из могил Древнего царства в Египте. Первые датировки по 14C оказались моложе традиционных на несколько сот лет. Это вызвало волну разочарования и недоверия к новому методу: ведь тогда никто и помыслить не смел о ревизии, построенной на письменных источниках древнеегипетской хронологии, этой почти "священной коровы" для историков.

Однако гораздо более сенсационными и, на первый взгляд, абсолютно неправдоподобными показались многим радиоуглеродные даты для культур Европейского континента. Их передатировка выглядела порой прямо-таки чудовищной: по сравнению с традиционными представлениями историков и археологов они удревняли события более чем на тысячу лет (напомним, что это были бесписьменные культуры). В соответствии с устоявшимися тогда взглядами и теориями "Света с Востока", такого просто не могло быть ни при каких условиях.

Дискуссия вспыхнула очень горячая. Кажется даже, что поначалу противников метода среди археологов и историков было заметно больше, чем его сторонников. Такие расхождения между историческими и радиоуглеродными датами возникали еще и потому, что на ранних стадиях использования метода не было известно об изменчивости атмосферной концентрации радиоуглерода с течением времени. И поскольку было неясно, как именно она менялась, расчеты возрастов делались в простейшем предположении о ее постоянстве. Датировки, вычисленные таким образом, используются по инерции и сегодня, они дают так называемый радиоуглеродный конвенционный возраст материала. Для времен, простирающихся до 9-10 тыс. лет назад, построены таблицы приведения к истинным возрастам. Как они были получены, мы расскажем далее, а пока остановимся подробнее на объяснении изменчивости концентрации атмосферного радиоуглерода.

Содержание 14C в атмосфере и верхнем слое Мирового океана определяется балансом между его поступлением и распадом. Убывание количества радиоактивных атомов происходит по экспоненциальному закону, и на этот процесс не влияют никакие внешние силы. Однако поступление радиоуглерода в атмосферу и поверхностный слой океана подвержено заметным изменениям. Как же удалось установить их характер и динамику?

Источником этой информации стала дендрохронология, или определение возраста деревьев по кольцам годичного прироста. Метод этот не новый: в практику естественных наук он вошел уже более ста лет назад. Ныне это общепризнанный в мире метод датировки археологических объектов. Его применяют в самых различных странах нашей планеты. Чрезвычайно широк и хронологический охват метода: суммарно до шести-семи тысячелетий вглубь от наших дней для археологических материалов, а для климатологии и того больше: до 10-11!

Метод исходит из наблюдений за стойкими и ритмичными колебаниями в ширине погодичного прироста древесины. Толщина каждого кольца на самых различных деревьях четко отражает ту климатическую ситуацию, которая имела место либо в год формирования конкретного кольца, либо в год, ему предшествующий. Климатические условия проявляются достаточно однородно на огромных территориях, что и явилось основным определяющим фактором в характере колец у бесчисленных древесных стволов той или иной географической области. Благоприятен климат для роста дерева (влажно и жарко), и дерево отреагирует толстым кольцом. Надвигаются критические условия для жизни дерева (сухо и холодно), и годичное кольцо будет тонким, еле заметным на срезе ствола.

При определении взаимного положения на хронологической шкале между собой сопоставляются, конечно же, не сами деревья, но графически выраженные кривые их роста, в основе которых лежат замеры годичных колец. Последовательно шаг за шагом "сцепляя" друг с другом эти кривые прироста, характерные для срубленных в разное время деревьев, дендрологи и смогли в конечном итоге составить великое множество более или менее протяженных дендрохронологических шкал – от нескольких сотен до тысяч лет. Подобные шкалы на начальной стадии их формирования имеют релятивный или относительный характер: исследователи говорят лишь, что дерево А на столько-то лет раньше дерева В, но позже С. Однако если нам известна точная календарная дата рубки хотя бы одного из этих стволов, то все остальные годичные кольца такой шкалы абсолютную дату по сути получают автоматически. Точная дата рубки может стать известной по ряду обстоятельств: либо это многолетнее современное дерево, срубленное в точно зафиксированный год; либо это ствол из точно датированного по письменным документам сооружения (дома, церкви, крепостные башни и т.п.). В последние десятилетия этот метод широко используется для датировки деревянных сооружений и предметов эпохи средневековья. Например, лишь в одной дендрохронологической лаборатории Института археологии Российской Академии наук в Москве со средневековых памятников северной половины Восточной Европы удалось собрать и проанализировать около 20 тысяч образцов дерева (сосна, ель, лиственница). Восточноевропейские памятники весьма разнообразны. Преобладает дерево из трех десятков старинных русских городов, как крупных (Новгород, Псков, Смоленск, Москва, Тверь и др.), так и более мелких (Старая Ладога, Торопец и др.). Из 20 тысяч проанализированных хвойных стволов более чем для 10 тысяч удалось установить абсолютные даты. Общая протяженность полученных дендрошкал – 1382 года: от дня сегодняшнего до 621 года. Но учтем, что эта краткая характеристика касается лишь одной лаборатории. Всего же дендролабораторий в мире теперь уже десятки...

Но уже давно наилучшие образцы для дендрохронологических исследований были обнаружены среди североамериканской флоры, где произрастает секвойя (Sequoiadendrona) – дерево с фантастическим возрастом, до 3000 лет. Однако еще более долголетними (до 4500 и даже 5000 лет) и, конечно же, крайне важными для сопоставлений оказались живые и засохшие деревья, обнаруженные в Белых Горах Калифорнии – остистые сосны или Pinus aristata. На их базе удалось построить шкалу, уходящую от наших дней более чем на 9000 лет. Именно эти деревья и дали необходимую информацию о содержании радиоуглерода в земной атмосфере в прошлом. Все это оказалось особенно важным, если принимать во внимание процесс участия дерева в биосферном обмене 14C. Все годичные кольца, кроме единственного (внешнего, последнего), как бы "мертвые". Каждый год "отмирает" бывшее некогда внешним кольцо и выключается из обмена: в нем начинается распад 14C. Следовательно, анализ этого изотопа во всяком древесном кольце, дата которого надежно известна, стал основой независимой проверки радиоуглеродных датировок.

Сопоставления обоих этих методов – 14C и дендрохронологии – были проведены в Северной Америке, Западной Европе и даже на севере Азии (в двух последних регионах – по большим сериям ископаемой древесины). Результаты взаимных сопоставлений по всем удаленным друг от друга областям оказались принципиально сходными. Однако два заключения при этом явились наиболее значимыми для исследователей. Во-первых, и это главное, стала совершенно бесспорной принципиальная возможность применения радиоуглеродных датировок для определения возраста памятников древности. Во-вторых, столь же очевидно проявилась необходимость калибровки радиоуглеродных данных, учитывающей изменчивость содержания 14C в атмосфере. Кроме того, выяснилось, что результаты калиброванных радиоуглеродных датировок дают вполне удовлетворительную точность лишь до VIII-IX тыс. до н.э. Для более древних периодов их точность заметно падает, а ранее 40-50 тыс. лет их применение теряет смысл, поскольку изотоп 14C в исследуемом органическом веществе распадается почти полностью.Александр Гордон: Какие же поправки следует вносить, чтобы получить правильный результат? Е.Ч. По существу, калибровочная шкала с разной степенью надежности установлена для последних 13-14 тысяч лет. Ею мы и можем пользоваться. Более ранние даты имеют лишь так называемые конвенционные даты, опирающиеся на общепризнанный период полураспада 14C. Ныне в результате развития методов дендрохронологии и датировки по изотопному радиоуглероду археология получила собственную и, в принципе, независимую от исторических источников систему календарных дат максимальной протяженностью до 40 тысяч лет. Базовой основой этой системы явились биокосмические факторы. Независимость археологической системы от исторических хронологических источников отнюдь не предполагает их игнорирования. Наоборот, сопряженность данных обоих важнейших археологических методов с историческими системами датировок и их взаимопроверка должна была служить непременным условием успеха комплексных исследований, направленных по данному руслу.А. Г. У меня вопрос. Какая допустимая погрешность сейчас принята в археологии?Е.Ч. По существу, нет каких-то четко выраженных ограничений: мы должны использовать все, что нам предлагают физики. Однако "критика" и оценка полученных дат присутствует обязательно. Ошибки определений возраста зависят от исходной пробы и применявшегося метода изотопного анализа. В последнее время метод стал более чувствительным: пробы по своей массе могут быть меньшими, а точность возрастает.

Радиоуглеродная хронология, представленная теперь многими десятками тысяч дат, отвечала в основном за ранние периоды истории – финальный палеолит, неолит, мезолит, эпохи меди, бронзы и железа. Дендрохронология, также благодаря полученным десяткам тысяч дат, становилась "хозяйкой" средневековых древностей, "опускаясь" в эпохи железа и даже бронзы – вплоть до III тыс. до н.э.

Последствия воссоздания системы "биокосмических" календарных дат оказались чрезвычайно существенными и даже революционными. Вся та графически-умозрительная "пирамида" развития человеческих культур, вычерченная на базе теории "Света с Востока" (о ней мы говорили ранее), претерпела сильнейшие, порой драматические изменения. Оказалось, что многие важнейшие для человеческой истории открытия, – к примеру, горно-металлургическое производство, – свершались за пределами "колыбели" человеческих культур. Иными рисовались ритм и динамика развития культур: их контуры стали представляться отнюдь не плавно восходящими от простого к сложному, но порой весьма неровными, какими-то "рваными". Прогресс мог сменяться трудно объяснимым провалом-коллапсом.

Еще одно привлекало внимание. Финальный или поздний палеолит, датируемый ныне в рамках 40-13/12 тысяч лет назад явился периодом, когда представитель этого исторического периода – человек современного облика, "Человек разумный" или же Homo Sapiens, – стремительно овладел всей сушей планеты Земля. Он проник в самые тяжкие и невообразимые для собственного обитания уголки всех материков. Наиболее впечатляющими подвигами "Человека разумного" стали освоение приледниковой Евразии вплоть до Ледовитого океана и, конечно, заселение Американского континента через застуженную ледяную Берингию – перебираясь с современной Чукотки на Аляску. А.Г. Но палеолитические люди были и в этих местах?Е.Ч. Это не подлежит ни малейшему сомнению: следов они оставили предостаточно. В результате стремительного продвижения людей животный мир повсюду отступал перед новыми "хозяевами жизни". А ведь палеолитические "пионеры" преодолевали эти неохватные и неведомые для них пространства, будучи вооружены лишь каменными и костяными орудиями.

В конце позднего палеолита геологический период плейстоцена сменяется новым – периодом голоцена. Тает ледник, поднимается уровень океана. Водные пространства "отрезают" от Азии отныне и Америку, и Австралию. Именно тогда – с заселением суши планеты человеческими сообществами с более или менее однообразной по своему технологическому уровню культурой – завершается первый цикл развития человечества. И именно с финалом этого периода как бы звучит стартовый сигнал для начала, по сути, независимого развития культур на разных материках и в различных регионах.

Вот уже первые шаги пост-палеолитических культур в Евразии преподнесли специалистам новые загадки. Сначала даже могло казаться, что новая "биокосмическая" хронология едва ли не полностью подтверждает теорию "Ex Oriente Lux". Фантастические по облику памятники с каменной архитектурой, великолепной настенной росписью, с металлами, воздвигаются уже необычайно рано – в IX-VII тыс. до н.э.: Чайоню-тепеси, Невали-чори, Чатал-хюйюк и др. Однако наиболее яркие из них мы видим отнюдь не в Египте или же в Месопотамии, но в Малой Азии, на Анатолийском нагорье, где родоначальники "колыбельной" теории никаких сюрпризов подобного рода и не ожидали. Эти поселения-протогорода возникали нежданно, как бы на пустом месте, но затем, просуществовав несколько столетий, столь же внезапно исчезали. Их культура катастрофически сгорала, не оставляя после себя явных наследников и последователей.

Горно-металлургическое производство – или же тот своеобразный "мандат", позволявший причислять металлоносные культуры к разряду кандидатов долгого пути к цивилизациям современного типа – вообще в реальности вспыхнуло спустя тридцать-сорок столетий, в V тыс. до н.э. И уже не в Малой Азии или Египте, но на совершенно неожиданном для нас севере Балканского полуострова и в Карпатском бассейне. Такая вспышка или, если угодно, яркий и даже ошеломляющий взрыв подобного промысла поражал своей мощью: в этом регионе производили огромное число золотых украшений и мощных тяжелых медных орудий. А.Г. То есть это случилось до Месопотамии?Е.Ч. Да, и притом задолго! Все это потрясало археологов и историков. Но затем, уже в начале IV тыс. до н.э. северобалканские сообщества оказались в странном упадке; исчезло их внешнее великолепие, а культуры резко снизили уровень того, что недавно было ими достигнуто буквально во всех областях жизнедеятельности. То был реальный коллапс.

К V – IV тыс. до н.э. наметились грани и признаки того ядра евразийских культур, которому суждено будет сыграть самую значительную роль во всей истории человечества. Уже тогда проявились первые признаки социально ранжированных обществ. В них "классовая" принадлежность групп элитарных, с одной стороны, и групп подчиненных, приниженных – с другой, выпячивались ярко и намеренно: внешним символам культуры начали порой придавать смысл первостепенный и наиважнейший. В последующие периоды зарождались явления не менее важные: например, революция в информатике, когда возникали разные системы письменности. Появились первые города. Скотоводы Великого Евразийского Пояса Степей приручили и оседлали коня; и с тех пор конная лава их отрядов стала почти всесокрушающей для врагов (вспомним, что конница оставалась в баталиях главным, таранным видом войска вплоть до 19 века). Открытие колеса и повозки возвестило о постижении совершенно новых принципов в механике.

Именно тогда и, прежде всего, в среде ядра евразийских сообществ, впервые созрело международное разделение труда, без которого совершенно немыслимо представить современный, тесно переплетенный между собой мир.

Но, может быть, наиболее существенным и драматическим следствием бегло перечисленных здесь явлений станет шаг за шагом углублявшаяся (вплоть до почти неодолимой пропасти) неравномерность в историческом развитии народов в различных регионах Земного шара – в Африке – южнее Сахары, в Новом Свете, Австралии... Все они – пошли каждый своим путем. Но для одних дорога оказалась полностью тупиковой: в Австралии, к примеру, люди с трудом преодолевали уровень палеолита. В Центральной доколумбовой Америке сформировались государства с гигантскими городами, с потрясающей каменной архитектурой, с письменностью... Был у них и металл – громадное число золотых и медных украшений. А.Г. Вы имеете в виду и Южную Америку?Е.Ч. Да, и если так можно выразиться, и север Южной Америки (вообще все эти регионы чаще всего совокупно именуют Мезоамерикой). Так вот, едва ли не весь металл мезо-американских цивилизаций был направлен на обслуживание только сферы символов. Из него здесь не ковали и не отливали орудий и оружия, то есть того, что делали в культурах Евразийского ядра. Предпочли бы они такой – "евразийский" путь – и кто знает: сумели ли ничтожные по своей численности отряды испанцев в начале 16 столетия так стремительно сокрушить все эти пышные цивилизации? Ведь по существу мезо-американские культуры не сопротивлялись. Кажется, что иррациональные черты в их структурах накапливались очень давно и достигли ко времени появления заокеанских конкистадоров критической массы...

Но вернемся в Евразию. Крайне специфичными являлись черты и динамика развития Евразийского феномена. Характер проявления всех его инноваций был отнюдь не плавным, но каким-то "рваным", скачкообразным или даже взрывчатым. Он хорошо отражается на графиках динамики территориально-хронологического охвата распространения комплексной экономики нового типа.

Стремительно развивались торгово-обменные многотысячекилометровые пути, функционировавшие затем в течение последующих сотен и даже тысяч лет; по ним из исходных горно-металлургических центров "растекались" медь и бронзы; такие торговые трассы покрывали и стягивали плотной сетью совершенно несходные между собой по минеральным богатствам регионы Евразии. Можно было насчитать несколько важнейших волн или же территориальных скачков распространения новых технологий, связанных с освоением металла и металлопроизводства. Ритмичный повтор подобных "скачков" происходил единожды в 7-10 столетий. Благодаря этому, мы легко выделяем критические периоды в истории множества евразийских сообществ и пространственные ареалы самих скачков. Драматические периоды напоминали принцип "падающего домино": неустойчивость одной центральной "фишки" влекла цепную реакцию калейдоскопических перемен. Последнее вело к драматической ломке и уничтожению соседних отсталых сообществ. И вместе с тем, по какой-то не вполне ясной причине, техно-социальный "взрыв" сравнительно быстро терял свою поступательную энергию. Он как бы выдыхался, и тогда движение резко тормозилось и технологически, и территориально. Замедление нередко принимало явные черты длившейся столетия стагнации. Скорее всего, в недрах прогрессивных культур тогда протекали латентные процессы аккумулирования новой энергии, за чем и следовал, в конечном итоге, новый техно-социальный и пространственный скачок.

Одним из самых ярких таких "скачков" в истории Евразии явился "взрыв" распространения металлоносных культур в первой половине II тыс. до н.э. (т.н. позднебронзовый век), приведший к кардинальным переменам социального устройства у громадного числа совсем еще недавно неолитических народов центральной и северной частей Континента. Общая площадь культур, получивших в свои руки металл, достигла 38-42 миллионов квадратных километров.

Однако за этим сокрушительным рывком последовало странное и столь длительное торможение, которому мы не можем сыскать ни параллелей, ни достойного объяснения. Пресекся обычный семисот или же тысячелетний ритм расширения зоны высокотехнологичных культур. Он сменился трехтысячелетним застоем в пространственном распространении культур этого Евразийского круга или же ядра.

Теперь весь прогресс и вся активная социальная жизнь сосредоточились только внутри этого "ядра". Бронзовый век сменился железным, но пространственные рамки передовых культур Евразийского ядра, по сути, не раздвинулись. Походы Александра Македонского свершались внутри его границ. Последовал период господства в Евразии трех великих государств-империй, раскинувшихся от Атлантики до Тихого океана: Рим, Парфия, Хань. Но их устремления не были нацелены на преодоление некой, казавшейся прямо-таки запретной грани ни на севере Евразийского континенте, ни в Сахаре. Гунны во время великого переселения народов середины I тыс. н.э. прокатились в 4-5 вв. страшным валом от Китая вплоть до Галлии, но все это свершалось опять-таки в рамках "ядра". Чингисхан и его наследники спустя 8 столетий повторили в 13 веке эти кровавые пути на восток, запад и юг, но их не влекли просторы за пределами этих границ...

Прогресс и технологический, и духовный шел своим чередом. В среде евразийских культур накапливается громадный технологический, социальный и духовный потенциал: железная индустрия, океанское флотоводство, формирование империй, огнестрельное оружие... Зарождались великие религиозные учения – буддизм, иудаизм, а следом за ними – мировые религии: христианство и ислам. И вместе с тем, зона охвата этих прогрессивных культур как бы застыла на три тысячи лет.

Ведь не столь уж далеко от них существовали те культуры, которых как будто совсем или почти совсем не затрагивал никакой прогресс. Их сообщества будут существовать здесь до 18-19 вв. Скажем, Степан Крашенинников появился в 18 веке на Камчатке и застал там реальный неолит. А что увидели европейские путешественники в джунглях Южной Африки? Или же, тем более – что застали в Австралии?

Но вспомним, может быть, о самом для нас любопытном: все эти пространства за много тысячелетий до Нового времени, очень быстро (для того времени), преодолели палеолитические люди, вооруженные лишь каменными и костяными орудиями. Возможно ли, скажем, сравнить их с римскими легионами? Ведь те и не пытались преодолеть, к примеру, Сахару...

Эпоха Великих Географических Открытий, когда год 1500 – эта круглая и удобная для отсчета дата – провозглашается в позднейшей историографии почти сакральной, открывает Новое Время. Неравномерность социально-технологического развития человеческих сообществ достигла к тому времени своего апогея. Наконец, евразийское ядро как бы проснулось. Его взор устремился и на запад, и на восток, и на юг. Так началось уже на новом уровне жестокое освоения всей планеты высокотехнологичными культурами. Они взламывали прежние, казавшиеся неколебимыми, границы. Колумб, Магеллан, Васко де Гама, Френсис Дрейк... осваивают безмерные океанские пути. Русские казачьи отряды, начиная с Ермака, сухопутными тропами Северной Азии двинулись на восток, чтобы в конце концов встретиться с западноевропейцами в Новом Свете... Это было началом торжества культур Евразийского феномена, их полной победы на всех континентах. Такой энергичный взлет самым резким образом сменил вялый динамический график распространения новых технологий по Земле в предшествующие три тысячи лет. Достаточно полная и подробная история всего человечества прояснялась для нас лишь за последние два века.

Лишь к 20 столетию происходит технологическое выравнивание культур на всех континентах. В некотором смысле здесь напрашивается определенная аналогия с завершением первого цикла: тогда также имело место глобальное выравнивание технологического облика культур в эпоху позднего палеолита на всей суше планеты. Мы переходим к необычайно важному третьему циклу. А.Г. У вас наверняка должны быть догадки, почему сначала последовала неолитическая революция, потом – распространение металла, и затем – всплеск 1500 года. И наверняка, действительное "выравнивание" цивилизаций станет реальностью третьего цикла. Мне кажется, что этот процесс уже начался. Но в чем же причина таких неравномерных скачков и резких торможений?Е.Ч. Точный ответ мне неизвестен. К примеру, я полагаю, что поведенческая суть культуры (или культур) во многом гнездится в ее внутреннем состоянии и ее настрое. Ведь культура и ее нормы, по существу, представляют собой сложную систему запретов. В громадном числе случаев именно запреты конструируют жесткую сетку разрешенных деяний, при этом опираясь чаще всего на священные заветы предков. Диссиденты культуры должны уйти из нее, покинуть "alma mater" чтобы самореализоваться. Тогда и появляется возможность реального прогресса. Ведь нынешнюю Америку в 18-19 вв. создавали европейские диссиденты. Может быть, такие же малоазийские диссиденты IX-VI тыс. до н.э., устремившись на Балканы, стали там творцами металлургической революции V тыс. до н.э...А.Г. Наконец, еще один вопрос, связанный с курьезами, которые наблюдаются в последнее время на исторической ниве. Я имею в виду в первую очередь господ Фоменко и Носовского. Имея, скажем так, технологию развитую, дендрохронологию, радиоуглеродный метод, который совершенствуется день ото дня, как они умудряются вклинить свои мысли сюда? Е.Ч. Вы знаете, мы сейчас живем в такое время, когда в обществе царит спрос на новые мифы. Спрос порождает массу предложений. Если анализировать нынешнюю литературу, то совершенно очевидно, что нас буквально захлестывает псевдонаука, лженаука. Ее творения до невозможности карикатурны, и спорить с ними невозможно, неприлично, что ли. С Фоменко, однако, мы спорили. В одном из последних номеров "Вестника Академии наук" вышла наша статья по поводу его попытки полностью передатировать древний Новгород с его удивительной по фундаментальности хронологией. Аргументация оппонентов выглядела уже совсем смешной. Я предложил, к примеру, Фоменко опровергнуть 2 миллиона замеров дендроколец. И редколлегия "Вестника" решила на этом всякий диспут прекратить, невзирая на академические титулы оппонента. Ведь кроме всего, он может сказать и такое: ну кто из нормальных людей может поверить в радиоуглеродный метод? Как же в таком случае вести дискуссию? А люди покупают их бесчисленные книги, потому что они жаждут чего-то такого особенного, невозможного, чего-то связанного с какими-то потусторонними ирреальными вещами. А.Г. Мне кажется, это и в этом также есть признак того движения, которое началось, то есть старта третьего цикла, о чем мы говорили. Е.Ч. Да, я думаю, что-то это так. И это, безусловно, одна из самых интересных и сложных проблем науки.

gordon: Физика и метафизика

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Владимиров Юрий Сергеевич– доктор физико-математических наук, профессор МГУ им. М.В. Ломоносова
  • Кречет Владимир Георгиевич– доктор физико-математических наук, профессор кафедры теоретической физики Ярославского государственного педагогического университета

Александр Гордон: Начать я хотел бы, а мы уже начинаем, вот с чего. Все-таки надо в этом случае определиться с терминологией, да? Что такое "физика" понятно интуитивно, а что такое "метафизика", о которой мы сегодня будем говорить?Юрий Владимиров: Метафизике раньше давались многочисленные определения, в том числе и негативные. Сейчас настало время разобраться, что же это такое. Многолетние занятия физикой вынудили нас разобраться, в чем же причина некоторых тех трудностей, неудач 20 века, которые произошли в физике, а у нас были очень большие проблемы в 20-м веке. Как известно, два кита физики 20-го века – это общая теория относительности и квантовая теория. Они казались разобщенными. Их нужно было как-то объединить, все чувствовали, что так долго продолжаться не может. Лучшие умы теоретической физики 20 века пытались их как-то совместить, но в 20 веке эту задачу решить не удалось.

И мне, в частности, и моему коллеге пришлось много работать в области общей теории относительности и квантовой теории и анализировать вопрос: в чем же дело? И вольно или невольно нас вынесло на рассмотрение проблем метафизики. Что же такое метафизика? По этому вопросу я написал целую книгу.А. Г. А в одном определении это можно суммировать?Ю. В. На обложку вынесено даже несколько определений. Их довольно много имеются. Вот, например, Рассел определял ее так, что метафизика – это попытка охватить мир как целое посредством мышления. Макс Борн, один из создателей квантовой теории, так ее определял: метафизика – исследование общих черт структуры мира и наших методов проникновения в эту структуру. Несколько ранее математик Д'Аламбер писал: "Строго говоря, нет науки, которая не имела бы своей метафизики, если под этим понимать всеобщие принципы, на которых строится определенное учение и которые являются зародышами всех истин, содержащихся в этом учении и излагаемых в ней". Вот. Если открыть один из современных философских словарей, например, словарь современной западноевропейской философии, там говорится так, что метафизика – это философское учение о граничных внеопытных принципах и началах бытия, знания и культуры. Вот такое дается определение метафизики. То есть, другими словами, это самые основные принципы и понятия, на которых строится все наше знание.А. Г. Но тут, простите, я сразу вмешаюсь вот с какой ремаркой. Всякий раз, когда представители гуманитарных областей знания вторгаются в область естественнонаучную, они сразу слышат грозную отповедь естественнонаучников, и довольно справедливо, потому что мышление о науке и наука – это разные вещи. Насколько я понял из определений, которые вы привели, речь пойдет в большей степени о философском осмыслении положений физики, которые стали нам известны в 20-м веке и, может быть, откроются в веке 21-м.Ю. В. Совершенно верно.А. Г. Вы не боитесь отповеди со стороны философов, что вы не своим делом занимаетесь?Ю. В. Нет, не боимся. Наоборот, идем на контакты, стремимся к контактам с философами. В частности, сотрудничаем с некоторыми отделами в Институте философии Российской академии наук. Я, в частности, несколько раз выступал в отделе Гайденко, в отделе Мамчур. Перед тем, как издать эту книгу, я считал своим долгом выступить там и изложить философам, которые занимаются естествознанием, те идеи и мысли, которые здесь развиваются. И, собственно говоря, все как будто бы было встречено доброжелательно. Во всяком случае, конфликта у нас нет.Владимир Кречет: А мне хотелось бы еще вспомнить определение Владимира Сергеевича Соловьева, великого русского философа, который говорил, что метафизика стремится построить окончательное мировоззрение, из которого вытекало бы объяснение всех областей бытия в их взаимосвязи. То есть опять стремление к окончательному и фундаментальному мировоззрению. И еще границу между физикой и метафизикой в свое время очертил Кант. Эммануил Кант, великий философ.Ю. В. Пытался это сделать. Пытался.В. К. Вообще-то, может быть, и построил эту границу. Он говорил, что область применения разума можно разбить на феномены, то есть на объекты, доступные чувственному созерцанию, опыту, опытной проверке и объекты, которые не могут быть доступны чувственному созерцанию, которые суть чисто мыслимые объекты, названные им ноуменами. И вот ноумены он причислил к области метафизики. И такова граница, грань между физикой и метафизикой, которую Кант очертил.А. Г. Но квантовая механика в мир ноуменов вторглась достаточно активно.В. К. А мы к этому и ведем речь, что современная физика как раз вторглась, можно сказать, в заповедную область метафизики, в область, которую Кант определил за метафизикой. Но об этом мы попозже скажем.Ю. В. Я вижу изображение Эрнста Маха, и в связи с этим можно сказать, что Эрнст Мах относился как раз к метафизике тоже отрицательно. А еще раньше, до Маха, отрицательно к метафизике относился Ньютон. Ему приписываются такие слова: "Физика, бойся метафизики".

Но анализ показывает следующее. Мах, Дюгем, некоторые другие естествоиспытатели и философы рубежа 19-20-го веков, говорили, что нет области человеческого знания, где были бы столь острые дискуссии как в метафизике. И то, что сделано в науке на основе одной какой-то метафизической парадигмы, то, что принимается сторонниками одной школы, то отвергается сторонниками другой школы. И Мах, и некоторые другие пытались очистить физику от таких вопросов, от метафизики, чтобы не внести в физику эти острые дискуссии, которые происходят в метафизике.

Но анализ показывает, что на самом деле, пытаясь очистить физику от метафизики, они очищали физику от предшествующей метафизики, от предшествующей парадигмы. Оказывается, метафизика представляет собой совокупность некоторого количества метафизических парадигм. И Ньютон, и Эрнст Мах, и некоторые другие, которые отвергали метафизику, они на самом деле отвергали какую-то определенную парадигму. Но способствовали внедрению и некоей другой метафизической парадигмы.

И вот тут, наверное, нужно определить, что же за парадигмы имеются в физике. Ведь во всех ваших передачах, когда приходят к вам специалисты, в частности, в той области, в которой мы занимаемся, то я вижу, что, как правило, у вас поднимались на самом деле метафизические вопросы, в чем, может быть, вы не отдавали отчет, говоря об этих вопросах.

Дело в том, что основа, исход метафизики, состоит в следующем: как вы относитесь к природе, к мирозданию? Или вы подходите с позиций холизма, то есть предполагаете, что мир в целом – это первоначало, и, так сказать, имеет онтологический смысл. А отчасти это некие вспомогательные стороны бытия, которые нужны для характеристики каких-то явлений, каких-то сторон. А другой подход, противоположный подход, это редукционистский подход. Это когда понимают так, что онтологический смысл имеют части – не целое, а части. А целое, оно слагается из этих частей и является уже вторичным. И вот эти две крайности – это две крайние метафизические парадигмы.А. Г. Основной вопрос метафизики?Ю. В. Ну, в какой-то степени...В. К. Основной вопрос бытия, даже так можно сказать.Ю. В. Да – как вы понимаете бытие. Так вот, оказывается, что когда вы редукционистским образом подходите к природе, к мирозданию, то, как правило, получается так, что у вас три каких-то начала берутся. Три начала – не четыре, не пять, не шесть. Хотя бывают ситуации, что и 5 и 6 можно взять. Но, как правило (особенно физика 19-20 века это показала), в физике было три основных начала, на которых строилось все здание теоретической физики. Назовем такую метафизическую парадигму "триалистической", то есть она основана на трех началах.

А другая, противоположная парадигма – "монистическая". Так вот, между этими двумя крайностями, оказывается, имеется еще совокупность из шести, из трех пар, метафизических парадигм, которые естественно назвать "дуалистическими". И физика 20 века, она оказалась промежуточной, имела промежуточный характер.

Триалистическая парадигма была введена Ньютоном, который как раз определил эти три основные физические начала, на которых все можно строить. Это "абсолютное пространство" (и время сюда добавилось, уже в 20 веке). Это "частицы" или "тела", которые вносятся в пространство-время. И "силы", во времена Ньютона это силы были. Сейчас это уже понимается как поля, которые переносят взаимодействие между телами.

И когда вы рассматриваете физику 20 века, да и 19 века, то, собственно говоря, вокруг этих трех понятий речь и идет. Все, так сказать, этим и определяется. Есть пространство-время, туда помещаются тела, которые там находятся в разных местах, как в ящике, и между ними переносятся, передаются чем-то взаимодействия. Вот о чем речь идет.В. К. Тут можно даже привести в качестве иллюстрации знаменитый второй закон Ньютона: сила равняется массе на ускорение. Тут как раз три основных категории и фигурируют. Масса – это относится к категории частиц. Сила – к категории взаимодействий. А ускорение – это как раз пространственная характеристика, характеристика движения пространства-времени.Ю. В. И такая ситуация просуществовала от Ньютона до начала 20 века, с некими, так сказать, нюансами.

А в 20 веке что произошло, если сейчас, на рубеже веков, с позиции метафизики охватить единым взглядом, что же делалось в физике 20 века и что нас ожидает в 21-м веке?

В 20 веке мы оторвались от ньютоновской парадигмы и перешли на дуалистические парадигмы. Ну, а когда у вас три начала, то, как вы к дуализму перейдете? Вы как-то будете пары соединять, правильно? Собственно говоря, два кита в теоретической физике 20-го века, о которых я уже говорил – общая теория относительности и квантовая теория, – как раз яркие примеры этой процедуры.

Вот что такое общая теория относительности? Много на эту тему у вас было передач, рассказывали о разных теориях, с разных сторон освещались закономерности – и черные дыры, и вселенная, и космология, и прочие вопросы. Так вот, если в нескольких словах, то общая теория относительности провозгласила следующее, и вот на что она опирается: нет отдельно пространства-времени, нет отдельно гравитационного поля как такового. Нет этих категорий или этих начал. А есть у нас единое искривленное риманово пространство-время.

А что касается третьей категории, или третьего начала – частиц, то они общей теорией относительности не охватываются, то есть они просто включаются в это искривленное пространство-время, в уравнение Эйнштейна, в правую часть. Если, как сказал Владимир Георгиевич, уравнения Ньютона содержали три части (сила равняется масса на ускорение), три категории, то общая теория относительности, уравнения Эйнштейна состоят из двух частей. Левая часть – геометрическая, или как Эйнштейн говорил, это некая монолитная часть его теории, а правая часть – это, как он говорил, глиняная нога – это материя, та материя, которая вносится, это тензор энергии импульса, это характеристика материи. И вот геометрия определяется, определяется материей. Вот суть. Вот что такое общая теория относительности.В. К. А в свою очередь материя определяет арену своего действия, то есть, свойства пространства и времени. Такая получается взаимосогласованная система: геометрия плюс материя. То есть получается, что слева у нас стоят объединенная категория полей и пространства-времени, а справа – категория отдельных материальных частиц. Типичная получилась дуалистическая теория.Ю. В. Так вот, что еще нужно к этому добавить. То, что, может быть, не так явно звучало в тех передачах, которые у вас были. Ведь общая теория относительности эту программу не довела до конца. Эйнштейн это чувствовал, и последние 20-30 лет он, так сказать, мучался, пытался довести программу до конца. Ведь не все поля были геометризованы. С гравитацией это удалось сделать, а дальше что? Ведь есть электромагнитное поле как минимум, электромагнетизм – из полей, которые на больших расстояниях чувствуются. И вот как это геометризовать? Оказывается, это продолжают многомерные теории, теория Калуцы, которую сейчас называют теорией Калуца-Клейна. Для этого пришлось увеличить число измерений. Если в общей теории относительности их 4, то там – 5. И тут есть очень интересный вопрос, который в книге у меня затрагивается. Я много занимался многомерными теориями: сутью этого многомерия, почему не принимали это многомерие? Ведь работы Калуцы 19-го года, они в 21-м году были опубликованы. И с тех пор тут была очень интересная история. Было очень трудно преодолеть тот психологический барьер, что количество измерений нужно увеличить. А что такое пятая координата? Ведь это что-то необычное. Когда строилась теория относительности, было проще. Было пространство – три измерения, – было время. И просто их соединили. Хотя там тоже большой психологический барьер надо было преодолеть, как они соединяются, пространство и время.В. К. Вообще-то, сделал это Минковский все-таки, наверное.Ю. В. Такие важные идеи они приходят одновременно в разные головы. Как время созревает, так и делаются эти открытия. А что такое пятое измерение? Так вот, оказывается, каждый из нас, когда приходит вечером домой и щелкает выключателем, включает пятое измерение, начинает работать пятое измерение. Это электромагнитные поля.В. К. То есть четвертое пространственноподобное измерение или пятое пространственно-временное.Ю. В. Да, пятое измерение является пространственноподобным. Вы щелкнули выключателем, и у вас пошел ток, значит, у вас заработало пятое измерение или четвертое пространственное. И самое интересное тут то, что, оказывается, импульс заряженной частицы вдоль пятого измерения – это есть заряд. Заряд – это пятая компонента импульса. Три компонента нам хорошо известны, четвертый – это энергия, а пятый – это электрический заряд. Вот такая ситуация.В. К. Я хочу добавить. С этой точки зрения, все электромагнитное поле – это просто гравитационное взаимодействие, но в дополнительном измерении. И то, что мы видим под видом электромагнитных волн, световых волн – это на самом деле пульсация четвертого пространственного измерения, его проекция на наш трехмерный мир.А. Г. Гравитационная проекция.В. К. Вообще проекция, то, как мы его наблюдаем. Мы наблюдаем из нашего трехмерного мира эти четырехмерные пульсации, волны. И нами это воспринимается как электромагнитное поле.Ю. В. Да. Так вот, оказалось, что и это еще не все. Пятое измерение позволяет объединить гравитацию и электромагнетизм. Оказывается, можно в рамках геометрической парадигмы, вот той программы, которая была начата общей теорией относительности, объединить и другие виды взаимодействия. Например, слабое и даже сильное. Но для этого нужно наращивать размерности. Тут мы щелкнем выключателем, и будет у нас электромагнетизм, а чтобы включить шестое измерение, седьмое измерение, уже нужно строить реакторы или ускорители, то есть, затрачивать усилия, чтобы вскрыть их работу. И тут еще выяснились очень интересные закономерности. Сейчас уже сломаны все преграды на увеличение размерности. Сейчас и 10, и 11, и 24, и 32.В. К. И 26.А. Г. Измерений.Ю. В. Да, измерений. На самом деле, если проанализировать этот вопрос, достаточно восьми измерений...А. Г. Это звучит смешно. Говорить "достаточно восьми измерений", находясь в 4-мерном мире.Ю. В. Мы-то живем, оказывается, в многомерном мире. Раз в основе нашего устройства лежат электрослабые, а в какой-то степени и сильные взаимодействия, то, естественно, все они проявляются.А. Г. Но это все-таки гипотеза.Ю. В. Не совсем так. Если вы хотите работать в рамках последовательной геометрической парадигмы, то это будет так. Нельзя сказать, что "может быть так или иначе".

Вот вы выбрали парадигму (мы опять к метафизике возвращаемся). Если вы сказали "А" в виде общей теории относительности и хотите оставаться в этой парадигме, вы и дальше пятимерие (электромагнетизм) возьмете и более высокие размерности для описания электрослабых и сильных взаимодействий, чтобы была чистая метафизическая дуалистическая парадигма.

А квантовая теория – это другое, другой ход рассуждений. Там в основу положена категория частиц, корпускул и категория полей, волн. Корпускулярно-волновой дуализм. И квантовая теория она объединяет эти два начала. И вкладывает их в готовое классическое пространство-время. Пространство-время остается – так, как в общей теории относительности оставалась материя, частица, в правой части, а здесь осталось пространство-время. А частицы и поля вы объединили в единую категорию – поле амплитуды вероятности нахождения частиц в разных местах. Вот если вы взяли эту парадигму, дуалистическую парадигму двух начал, то уже дальше будьте любезны работать последовательно в этой парадигме.

Копенгагенская интерпретация квантовой механики (у вас много говорилось про эту интерпретацию) последовательно отражает эту метафизическую парадигму, я бы назвал ее "физическим видением мира" в отличие от той парадигмы, о которой мы говорили, та была "геометрическим видением мира". И в рамках этой парадигмы у нас получается то, что в 20 веке было.

А почему они не соединяются? Да просто потому, что у них разные основы, там разные категории объединены. Как совместить их вместе, когда они на разные начала опираются?

Ну, и конечно тут и третий ход был. Правда, это меньше известно широким кругам общественности. Когда объединяется пространство-время и материя (частица). Та парадигма была еще раньше, еще в 19 веке. В середине 19 века она доминировала, потом оказалась в подавленном состоянии, когда были предложены уравнения Максвелла.В. К. Реляционная парадигма.Ю. В. Да, я ее называю "реляционное видение мира". Но это реляционное видение мира сыграло чрезвычайно важную роль в 20 веке. Например, Эйнштейн создавал общую теорию относительности, следуя реляционной парадигме, реляционному видению, он считал, что реализует идею Маха.

Фейнман, изображенный сейчас на экране, получая Нобелевскую премию, в своей нобелевской речи сказал, что те результаты, за которые ему присуждена Нобелевская премия (а это результаты в области квантовой теории, физического видения мира, другой парадигмы) были получены на основе теории прямого межчастичного взаимодействия – концепции реляционной, то есть его вели примерно те же самые идеи, что вели в свое время Эйнштейна. Это любопытное обстоятельство, и в то же время эта реляционная парадигма оказалась подавленной в 20 веке.В. К. Подавленной успехами других парадигм, потому что они оказались на некоторое время более конструктивными, там получались хорошие результаты, интересные.Ю. В. Да, и там была хорошая математика. Ведь когда мы говорим о триалистической парадигме, то в самой системе, в самих понятиях физической теории это троичность тоже оказывается заключена, ее можно просто перечислить. У вас не будет теории, пока у вас не будет адекватного математического аппарата, на основе которого вы строите теорию, не будет философского осмысления, что же вы делаете, и не будет соответствия той конструкции, которую вы строите с материальным миром, с явлениями материального мира. Эти три части всегда присутствуют.

Для квантовой теории нужен был аппарат дифференциальных уравнений, теория решения задачи на собственные функции, которые позволили квантовать системы и говорить о квантованных уровнях энергии, об атоме.В. К. А в абстрактном виде это фактически просто теория Гильбертова пространства, теория эрмитовых операторов в гильбертовом пространстве, такова математическая конструкция квантовой механики. И как раз первый постулат квантовой механики говорит именно об этом, о том, что любой квантовой объект описывается именно вектором гильбертова пространства, который мы еще называем пси-функцией.Ю. В. Для общей теории относительно тоже нужен был адекватный математический аппарат, и известно, что Эйнштейну помог освоить этот аппарат его друг со студенческих лет Марсель Гроссман. И первая статья 1913 года была совместной Гроссмана и Эйнштейна, одна часть была написана Гроссманом и одна часть Эйнштейном. Гроссман давал математический аппарат римановой геометрии и дифференциальной геометрии, а Эйнштейн уже связывал дифференциальную геометрию с физикой, с гравитацией, с метрикой четырехмерного пространства-времени.В. К. Тут получается анекдотичный исторический научный казус. Эйнштейну не хватало геометрического аппарата для построения своей теории, а это было следствием того, что студентом он не очень любил лекции по геометрии, которые, кстати, читал Минковский. И вот когда Минковский узнал о том, что Эйнштейн построил специальную теорию относительности, он воскликнул: "Ах, это тот самый Эйнштейн, который прогуливал мои лекции по геометрии".

И как раз Минковский и достроил здание специальной теории относительности, когда ввел свое знаменитое "пространство Минковского", четырехмерное пространство-время, пространство событий. А Эйнштейну не хватило знаний для того, чтобы поставить окончательную точку в специальной теории относительности. Но потом вот это четырехмерное пространство Минковского явилось отправным пунктом для того, чтобы построить общую теорию относительности. Он просто его искривил. Если пространство Минковского является псевдокривым (с нулевой кривизной), то в основе общей теории относительности уже лежит риманово искривленное пространство.Ю. В. Интересно следующее: в чем же выход из создавшегося в физике 20 века положения? А проблемы глобальные: совместить общую теорию относительности и квантовую теорию это достаточно большая глобальная проблема, а там и еще есть проблемы.

Потом нужно объединить разные взаимодействия: электромагнитное, электрослабое, сильное. Потом еще масса проблем, связанных с расходимостью в квантовой теории, да и в классической теории расходимость имеется, то есть бесконечные значения. И вот, кстати сказать, раз бесконечность значений мы затронули, то тут тоже очень интересный момент, который тоже часто звучал в тех беседах, которые у вас проводятся.

Вот, например, черные дыры, космологические сингулярности – все эти проблемы связаны с бесконечностями. Если вы берете черные дыры, то необходимо бесконечное время, пока какое-то тело достигнет этой сингулярности черной дыры, или объект сколапсирует за бесконечное время относительно удаленного наблюдателя.

Начальные стадии вселенной – там тоже возникает бесконечность, бесконечная плотность материи в космологических моделях. Так вот, есть замечательное правило, которым, мне кажется, нужно руководствоваться в таких случаях, а именно, как только в физике возникает бесконечность, это нужно воспринимать как звонок: теория, которой вы пользуетесь, или та парадигма, на которую вы опираетесь, перестает работать, что-то не так.В. К. То есть это граница применимости теории.Ю. В. Да, граница применимости теории. И когда говорят о "черных дырах" и о том, что "свободнопадающий наблюдатель" проходит через эту границу и может не заметить и так далее – все это, на мой взгляд, недостаточно корректно. Мне представляется, что здесь нужно остановиться и задуматься, а с чем, на самом деле, связаны наши рассуждения?

А наши рассуждения, связанные с "черными дырами", опираются на ту далистическую парадигму общей теории относительности и вообще геометрического подхода, о которых шла речь. Дело в том, что, когда мы используем ту или иную парадигму, то есть выбираем те начала, на которые мы опираемся, то, как правило, этим началам придается абсолютный смысл. Считается, что они незыблемы и мы рассуждаем, на них опираясь.

А в свое время еще Мах, когда критиковал ньютоновскую парадигму, говорил, что нельзя придавать абсолютный смысл тем понятиям, которые являются вспомогательными. С их помощью мы ставим как бы сценарий окружающего мира на сцене нашего разума. То есть, эти понятия нельзя абсолютизировать. Они имеют относительный характер в рамках той парадигмы, которую вы используете. Но вот у Ньютона было три таких начала, на которые он опирался, вот в этих – два. А что дальше? А дальше уже подсказывает логика. Мы должны выходить на монистическую парадигму, переходить на холистскую позицию, то есть, к единому началу, смотреть на мир как на единое целое – единое, неделимое целое, из которого можно вывести, построить на него основе все те понятия, которые встречались теориях ХХ века и еще раньше.В. К. Так, я тут хотел бы сказать вот еще что. Прежде, чем выходить на монистическую парадигму, нужно некоторый подвести итог тому, к чему пришла физика ХХ века. А одной из характерных черт физики ХХ века является то, что она перешла ту границу между физикой и метафизикой, которую очертил Кант. То есть уже очень многие основополагающие понятия физики ХХ века стали ноуменальными, то есть не поддающимися чувственному созерцанию. Вот, например, такой объект в теории Эйнштейна как риманово искривленное пространства. Оно только мысленное пространство, оно не наблюдаемо непосредственно. А, допустим, скалярная кривизна этого пространства, она является плотностью гравитационного действия. Тоже ненаблюдаемая величина, чисто метафизический объект.А. Г. Волновая функция.В. К. Да, волновая функция – это другой пример тоже чисто мысленного объекта. Правда, некоторые физики придают ей реальный смысл. Но все равно, она может быть и реальной, но это чисто идеальный ноуменальный объект. Вот что можно сказать на этот счет. То есть, подводя итог развитию физики ХХ века, можно так сказать, что она прошла полный путь развития по пути гегелевской триады, по закону отрицания. Физика выделилась из греческой метафизики, потом прошла путь феноменологии и опять вторглась в область метафизики. И методы метафизики слились с методами современной фундаментальной физики. То есть нет уже границы между физикой и метафизикой в ХХ веке.Ю. В. Да, современная, фундаментальная теоретическая физика неизбежно должна в себя включать и метафизику. И обратимся все-таки к самому интересному, самому важному, что, на наш взгляд, нас ожидает в будущем. Как я сказал, мы должны переходить на монистическую парадигму. То есть те понятия, которые уже были абстрактными и на основе которых мы строили теорию, они уже как бы "перенапряжены". Я бы даже так сказал: когда в ваших передачах говорится о космологии (а в космологии об описании в общей теории относительности всей Вселенной, о релятивистской астрофизике), то ведь пытаются описать все данные, которые сейчас известны (а их очень много, там идет большая работа). И пытаются описать эти данные в рамках парадигмы общей теории относительности. Но уже не хватает тех средств, которые там есть. Тут уже задействована и космологическая постоянная. Ведь раньше об этом и слышать не хотели. Я знаю, профессор Иваненко, когда говорил о лямбда-члене, о космологическом члене, то ведь его и слушать не хотели, а сейчас уже без лямбда-члена не мыслится общая теория относительности. Более того – сейчас уже начинают учитывать неримановость и кручение пространства.В. К. Уже начали использовать и пространство с неметричностью.Ю. В. Для того, чтобы спасти эту парадигму, уже не хватает наблюдаемой материи. Говорят, "четыре процента". А для того чтобы свести концы с концами говорят, что есть "темная материя", есть "темная энергия". Темная энергия, она составляет 70 процентов всего, что есть в Космосе. Темная материя – еще порядка 25 процентов. И только так удается свести концы с концами. Я ни в коем случае не говорю, что надо возвращаться назад. Назад никогда возврата не будет. Вроде попыток квантовую теорию объяснить скрытыми параметрами на основе классических понятий или гравитацию объяснить классическими механистическими понятиями, мол, что-то там испускается, какое-то давление и так далее. Это уже пройденный этап, все это уже перепробовано. Пути назад не будет. Только вперед. Только вперед.

Путь вперед – это дальнейшее усложнение тех понятий, на которые мы будем опираться. Причем не просто усложнение в том смысле, что нужно что-то искать, что неведомое нас что-то ждет, а усложнение именно в смысле перехода к монистической парадигме. А с позиции этой парадигмы уже, может быть, возвращаться назад и к квантовой теории, и к общей теории относительности. Я, например, не взялся бы писать эту книгу, если бы не знал, что должно быть. Дело в том, что математический аппарат, который адекватно отражает эту монистическую парадигму, он уже есть. Ведь это очень важно, как я уже говорил – без адекватного математического аппарата строить теорию невозможно.

Так вот этот аппарат предложен, предложен он в виде так называемой теории физических структур – унарных и бинарных физических структур. Это сделал у нас в России Юрий Иванович Кулаков из Новосибирска, он предложил математику такую. А мы эту математику применяем.В. К. Тут надо еще отметить вклад Михайличенко, который, можно сказать, достроил до конца математический аппарат и вывел все основные физические структуры.Ю. В. Да, на этом защищены уже несколько докторских диссертаций. Есть хорошие публикации, книг несколько написано. Понимаете, тут есть некоторая инерция мышления: что, как, зачем это все нужно? Но тут и авторы, может быть, не совсем удачно подают свой материал, свои достижения.

Как мне представляется, это очень глубокие понятия. То есть, оказывается, можно строить теорию, оторвавшись вообще от понятия пространства-времени. Эйнштейн обсуждал эту идею и говорил, что это все равно что дышать в безвоздушном пространстве. А этот аппарат позволяет дышать в безвоздушном пространстве.

Дело в том, что в основу теории кладутся отношения. То есть, есть некие элементы и отношения между этими элементами. Совершенно абстрактная вещь. Спрашивается, а как бы их связать с тем, что мы наблюдаем, с телами и всем прочим? Но оказывается, что этого достаточно, это очень содержательное положение, если его должным образом математически обработать.

Предполагается, что есть два множества элементов. Что это такое – мы не определяем, это примитив, начальные понятия теории, мы на их основе строим саму теорию. Между этими элементами имеется некое число – комплексное число должно быть. Комплексное число подразумевает, что вы не можете сказать, что больше, что меньше. Ведь в пространстве-времени вы знаете, что больше, что меньше. И вот если вы зададите между элементами двух множеств эти отношения и дальше предположите, что эти отношения, они удовлетворяют определенным законам, то...В. К. Скорее не закону, а принципу. Принципу фундаментальной симметрии. Достаточно одного принципа.Ю. В. Да. То, оказывается, можно найти, какой этот будет закон. Конструкции, которые там получаются, соответствуют тем геометриям, которые мы знаем, можно построить знакомые геометрии. В том числе, геометрию Минковского, геометрию Римана, геометрию Лобачевского, еще симплектические геометрии и так далее. Это унарная геометрия.

Но открыты еще новые геометрии – бинарные, которые в школах не проходят, в институте не преподают. Это совершенно новые геометрии. Теория Калуца-Клейна предназначена геометризовать мир на основе придания геометрического статуса физическим понятиям. А есть ведь бинарные геометрии. Из бинарных геометрий вы можете построить унарные – известные геометрии.В. К. То есть построенные на двух множествах.Ю. В. Да, на двух множествах. Когда вы будете склеивать элементы двух разных множеств в одно новое, в новые элементы, то отношения между ними, которые получаются из старых отношений, они дают обычные расстояния, интервалы. В физике это дает то, что соответствует действию взаимодействия между объектами. Вот это можно построить.

Так вот спрашивается: если теория Калуца-Клейна и общая теория относительности строятся на унарных геометриях, то если мы открыли, что есть бинарные геометрии, почему это не делать на основе бинарных геометрий?

Так вот, оказывается, если мы начнем проводить эту программу, то выходим сразу на теорию сильных и электрослабых взаимодействий. То есть получается некая первопричина, первооснова, которая описывается в рамках такой конструкции. Там вместо размерности появляется понятие "ранга". Оказывается, ранг – шесть-шесть.В. К. Ранг структуры.Ю. В. Ранг структуры, бинарной физической структуры – это сколько элементов задействовано. Каждая частица, например, барион, состоит из трех кварков. Три кварка соответствуют трем элементам, которые описывают эту частицу. Значит, три элемента и три элемента – это шесть. Почему шесть-шесть? Потому что это описывает взаимодействие двух частиц, отношение между двумя частицами, двумя барионами, которые имеют трехкварковую структуру. И оказывается, эти вот первичные конструкции, которые соответствуют рангу шесть-шесть, они являются прообразом всех лагранжианов, которыми физики пользовались для описания сильных и электрослабых взаимодействий.

Если вы эту конструкцию одним образом будете конкретизировать, делать ее как бы вырожденный (специальный вид этой конструкции), вы придете к сильным взаимодействиям. Если по-другому – вы придете к электрослабым. Это совершенно другой ход по сравнению...А. Г. А гравитация?В. К. Гравитация – это тяжелое дело, между прочим, пока в этой теории.Ю. В. "Тяжелое", может быть не совсем удачное слово. А дело в том, что на самом элементарном уровне гравитации нет. Гравитация имеет вторичный характер, наведенный электрослабыми взаимодействиями, главным образом, электромагнитными взаимодействиями. То есть гравитация вторична. Кстати сказать, об этом говорил и Сахаров, исходя из других понятий, из других принципов.В. К. Индуцированная гравитация.Ю. В. Да, он говорил об индуцированной гравитации.

Так что есть адекватный математический аппарат, есть философская обработка в дом духе, что это монистическая парадигма. Вы не разделите в этом первоначале отдельные части, у вас все сразу рассыпается, становится бессмысленным. То есть не будет отношений между элементами – вещь в себе.А. Г. А как третья часть – наблюдательная и экспериментальная?Ю. В. Так вот, есть адекватный аппарат, и есть адекватная философская обработка. Что касается экспериментальной части. Мы выходим на электрослабые и сильные взаимодействия.

В рамках этой конструкции понятно, почему у нас имеется три поколения частиц, как связаны сильные и электрослабые взаимодействия, чему соответствуют глюоны, почему их восемь, что такое W-базоны, Z-базоны, что такое нейтрино. Оказывается, и нейтрино, и электроны, и барионы описываются очень похожим образом. Все одинаково описываются. Просто там имеется некоторая спецификация. Так сказать, столбцы зануляете и у вас получается... Один столбец занулили – и вы не барион будете иметь, а лептон, электрон, допустим. Два столбца занулите – у вас будет нейтрино. А все формулы, которыми описываются взаимодействия между частицами, они те же самые, просто вы проводите спецификацию, и получаются те выражения, которые соответствуют лагранжианам в стандартной теории.В. К. И здесь опять получается любопытная геометрическая аналогия. Все эти прообразы лагранжиана, которые получаются в бинарной геометрофизике, геометрически представляют из себя объемы, построенные на бинарных структурах.А. Г. Какое количество последователей есть у монизма сегодня?Ю. В. Не так-то много, потому что это изобретение последнего времени. В Новосибирске группа, ученики Юрия Ивановича Кулакова в Горно-Алтайске работают, в Барнауле. В Москве мы работаем, в Московском университете. Владимир Георгиевич работает в Ярославском университете. У нас есть сторонники, которые работают и в области философии, пытаются это всё обработать. Начинается процесс развития. А там много работы, непочатый край...

gordon: Теории антропогенеза

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Зубов АлександрАлександрович – профессор, доктор исторических наук, заслуженныйдеятель науки. Институт этнологии и антропологии РАН

А. Г. Доброй ночи. Не знаю, что возникает у вас в сознании,когда произносят слова – недостающее звено, у меня возникает ужас от того, чтопытаясь постичь все, что нас окружает, в том числе и нас самих, получив,казалось бы, на начало 21 века уже достаточное количество информации, мне,например, прошлое наше, происхождение наше до сих пор представляется уходящим втемный-темный коридор истории. Может быть, сегодня мы попробуем зажечь хотькакой-нибудь свет в этом коридоре с вашей помощью. Есть свет в концетоннеля?А. З. Сейчас я попытаюсь рассказать об этом, хотя, показатьэтот свет – вы слишком много от меня требуете. Поскольку тема у нас"Антропогенез", происхождение человека, то придется возвращаться к некоторым,казалось бы, избитым истинам и устаревшим, от которых никуда не денешься. Ведькогда говоришь "происхождение человека", многим кажется, что здесь все уже ясно,все известно. Это хорошо, что вам, например, кажется, что, наоборот, неясно. Ноочень многим что такое происхождение человека ясно – обезьяна, семиальная теорияДарвина о происхождении человека от обезьяны. Трудовая теория Энгельса – да,собственно, и все. И человек считает, что он все знает. И кстати, я очень частосталкивался с людьми, которые вот так и представляют себе эту проблему. Дескать,а что еще здесь можно найти нового? Смею заверить, что, как и в любой другойнауке, не только новое есть, но есть даже и сенсационное, я хотел бы сказать, непобоюсь этого слова.А. Г. Не надо бояться, мы на телевидении.А. З. Да, да, вот именно. Даже и сенсационные есть открытия,и 20 век сделал столько для развития этой области знания, что, я думаю, мы смеломожем говорить действительно об этой проблеме, как о новой и даже свежей.Отвлекусь на одну минуту, скажу только, что некоторые проблемы, о которых мысейчас будем говорить, поставлены в 2000-м году. Это само по себе о чем-тоговорит.

Но вернемся немножко назад, потому что это сейчас будет необходимо.Одна из таких прописных, казалось бы, истин, это то, что человек очень близок кчеловекообразным обезьянам, а человекообразные обезьяны, я просто позволю себенапомнить, – это шимпанзе, гориллы, орангутанги, бон – вот к этим бесхвостымобезьянам человек чрезвычайно близок. Это давно было известно, и вот это частосчитают рутиной какой-то. Но на самом деле доказать, причем неопровержимодоказать эту близость, это родство было не так просто. Но сейчас мы можемсказать, я не буду особенно углубляться в эту тему, но сейчас мы можем сказать,что очень многое здесь расшифровано. И что новые доказательства прямого родствачеловека и человекообразных обезьян выглядят уже неопровержимыми действительно.В частности, группы крови. Ведь подумайте, у шимпанзе имеется группа крови 1 и2, то есть, нулевая и А. У гориллы – А и Б. У орангутанга – А, Б и АБ. Причем,это не просто аналоги групп крови. Это не аналоги, это абсолютно идентичныечеловеческим группы крови. То есть, можно переливать кровь от шимпанзе кчеловеку, что и было сделано французским ученым Труазье, который поставил такойсмелый эксперимент. И перелил кровь от шимпанзе к человеку, и результат былблестящим. А. Г. Он на себе ставил эксперимент?А. З. Нет, не на себе. Далее. Теперь уже генетика. Генетикасейчас на высоте. Генетика дала очень много нового материала. Так вот генетикиговорят, что в генетическом плане человек и шимпанзе, например, близки на 95, ато и на 99 процентов. То есть, мы различаемся всего-навсего генетически на одинпроцент, ну может быть на пять процентов. Мозг. Ну, на что уж мозг, казалось, бымозг человека, и мозг обезьяны. Но тем не менее, в мозгу шимпанзе мы находимтакие поля, такие области, которые соответствуют в человеческом мозгу полям,связанным с речью, с трудом, с тонкими манипуляциями. То есть, полная системаэволюционных заготовок, чтобы из такого существа получился человек. Конечно, всеэто развито не на столько, как вы понимаете, не настолько сильно, как учеловека. Но тем не менее, это есть. И мозг обезьяны – это огромнейшеедостижение эволюции. Некоторые подробности можно было бы еще дать, но я такподробно этого касаться не буду.

Теперь дальше. Вот узоры пальцев, узорыладоней и так далее, чрезвычайно близки у человека и человекообразных обезьян.Затем речь. Я сказал о речевых центрах в мозгу, но тут же встает вопрос – апочему же обезьяны не говорят, почему не разговаривают человекообразные? Дело втом, что гортань устроена по-разному у человека и человекообразных обезьян.Гортань у человека расположена ниже, это позволяет значительно расширитьдиапазон произносимых звуков. Обезьяны этого не могут. Но это не значит, чтоневозможен никакой речевой контакт с обезьянами. В 60-е годы блестящиеэксперименты были проделаны американскими исследователями, которые, наверное,многим известны. Это супруги Гарднеры, затем Патерсон, Тимоти Джилс, которыеучили обезьян языку глухонемых. И добились блестящих результатов. С обезьянойстало возможным беседовать в течение получаса, скажем, так, как с ребенком5-летнего возраста. То есть, стал возможен контакт с обезьяной. А. Г. Простите, что перебиваю. Из всего вышесказанного, уменя, например, осталось впечатление, что обезьяны – это некийнедоэволюционированный объект, который при известных обстоятельствах можетпройти свой эволюционный путь и превратиться в подобие человека, не хомосапиенса, разумеется, но во что-то очень близкое нам по форме. Так это илинет?А. З. Знаете, если говорить о современных обезьянах, то,пожалуй, уже нет. Они уже безнадежно отстали. Дело в том, что у нас, у людей ишимпанзе, был общий предок примерно 6-7 миллионов лет назад. После этого, послеточки расхождения эволюционных линий, шимпанзе развивались по своему пути,человек – по своему пути. Причем, человек накапливал одни свойства, а шимпанзенакапливали прямо противоположные, другие. Так что разрыв получился все-такинастолько большой, что вернуться к исходной точке уже, конечно, очень трудно. Ивсегда, конечно, некоторое отставание, как бы вы не учили обезьяну, оно всегдабудет.А. Г. И все-таки, если вернуться к общему предку, давайтеначнем вот оттуда постепенно. Что сейчас известно об общем предке, о цепочкеобщих предков?А. З. Во-первых, мы должны сказать, что семиальная теорияДарвина предполагала само собой разумеется, что должно существовать некоепромежуточное звено. Об этом впервые высказал мысль Геккель. И после этогопромежуточное звено стали искать. И нашли. Голландский исследователь Дюбуа наЯве нашел известного питекантропа, черепную крышку, бедренную кость и зубы, егоназвали обезьяно-человек. Точнее, я бы сказал, человек-обезьяны, потому что этовсе-таки был немножко больше человек, чем обезьяна. В конце 19 века одно такоезвено было найдено, но в то время даже не представляли себе, сколько этихзвеньев еще будет. И, несколько забегая вперед, я должен сказать, что из этихзвеньев получилось огромное развесистое древо, в ветвях которого нашло местонаправление к человеку от обезьян.

И следующее, о чем хотелось бы сказать, всвязи со звеньями, что уже в 20-м веке, в 20-х годах, точнее – в 24-м году, былонайдено еще одно звено. Более, так сказать, подходящее. Это я имею в видуавстралопитека. Обезьяну, то есть, это не обезьяна, собственно говоря, а тожепромежуточное существо между человеком и обезьяной. Оно было найдено в ЮжнойАфрике в 24-м году, потом выяснилось, что австралопитекус – это мощный развитойрод, состоящий из 8 видов. Причем, это существо, этот род австралопитекуса, сампо себе, очень интересен с той точки зрения, что это еще не человек. Но это ужето семейство, к которому человек относится. Это гоминиды. Может быть я позволюсебе написать, вот – гоминиды, я по латыни напишу. Hominid, гоминиды – этосемейство. А в него входят роды австралопитекус, австралопитекус и гомо. Здесьнадо четко себе представлять, что человек, как род, входит в гоминид, но не всегоминиды являются людьми. Таким образом, с находкой австралопитеков найдено былоочень важное звено эволюции, найден тот эволюционный базис, который дал родгомо. Вот эти 8 видов австралопитеков считались раньше вообще первымигоминидами.

Потом выяснилось, что нашли еще более древнюю форму –ардипитекуса, ардипитек. Сейчас я подхожу к сенсации. Австралопитековые жили,начиная от 4,2 миллиона лет до 1 миллиона лет назад. 1 миллион лет назад онивымерли. Ардипитекус несколько древнее всех австралопитеков, он 4,4 миллионалет. Его и стали считать прародителем всех гоминид. Самый древний 4,4 миллионалет. Это долго держалось. Буквально до последних лет так и считалось: ктоотносится к первым гоминидам? – это ардипитекус. И вдруг сейчас, в 2000-м году,уже французские исследователи, французская исследовательница Сенью во времяраскопок в Кении обнаружила части скелета существа еще более древнего. Сначаладаже просто не хотелось верить, поскольку по очень объективным критериям оценкинаходка имела возраст 6,5 миллионов лет. А поскольку были найдены костиконечностей, можно было с уверенностью судить, что это было двуногое существо,ходящее на двух ногах. И назвали его Орорин, полное название – ороринтугенензис. Значит, древность его – 6,5 миллионов лет.

После этого в Чадебыл найден еще один экземпляр, который, казалось бы, еще древнее – около 7миллионов лет. Но там в чем дело? Там найден один череп только, не найдены костиконечностей. А судить о том, гоминиды это или не гоминиды, мы без костейконечностей не можем. Но остановимся на орорине. 6,5 миллионов лет. С находкойорорина тугенензиса мы получили в руки просто великолепный материал. Во-первых,это первые гоминиды, определен возраст гоминид – 6,5 миллионов лет, и целоеогромное семейство, которое явилось базисом, на котором возник потом человек, имы знаем, когда и где оно возникло. Оно возникло в Кении 6,5 миллионов летназад. Вот это уже последняя сенсация. Причем, сенсация 2000-го года.А. Г. Но здесь возникает законный вопрос, по-моему. А еслибудет сделана еще более древняя находка, и немножко в другом районе, а потом ещеболее древняя? До какого предела вообще может простираться поиск назад вовремени? То есть, когда мы можем сказать, что вот в это время точно не моглобыть гоминидов?А. З. Да, можем сказать. Потому что ниже, так сказать,глубже, это известно по конкретным данным, конкретным материалам, глубже идутуже слои, в которых содержатся только обезьяны. Глубже 7 миллионов лет заходитьсейчас просто бессмысленно. Там заведомо стопроцентная вероятность, что мынайдем одних обезьян. Вот. И кстати, ценность этого орорина тугенензиса еще вчем? Что это связывающее звено между ископаемыми древними человекообразнымиобезьянами и гоминидами. Подчеркну – ископаемыми древними человекообразнымиобезьянами. Потому что иногда задают вопрос – а почему от современных обезьян непроисходят люди и так далее? От другой обезьяны произошел человек. От другой,древней ископаемой обезьяны. И вот предок орорина был последней ископаемойобезьяной, которая стояла на линии эволюции гоминид.

Ниже орорина уже идуттакие формы, как египтопитек, кенияпитек, это уже чистые человекообразныеобезьяны. Но они стоят на эволюционной линии, ведущей к гоминидам все-таки.Например, 30 миллионов лет назад человекообразные обезьяны египтопитек находятсяуже на этой самой магистральной линии – мы можем сказать об этом. Далее идетдриопитек, 23 миллиона лет назад. Далее идет кениопитек, 16 миллионов лет назад.И так далее, и так далее. И вот примерно на уровне между 23 миллионами лет и 7миллионами лет начинают отделяться ветви предков современных человекообразныхобезьян. Сначала отделилась ветвь гиббонов, потом отделилась ветвь орангутангов.Потом отделилась ветвь гориллы. И наконец 7 миллионов лет назад примерноотделилась от нас ветвь шимпанзе. То есть мы нашли ту точку, где разошлись нашипути с шимпанзе. Вот чем еще находка эта важна.

Но пойдем дальше. Сейчас мы,так сказать, копали вглубь. Теперь посмотрим, что было после австралопитеков.Опять напомню, что во времена австралопитеков гоминиды включали в себяавстралопитеков, до этого орорина, потом ардипитеков, гомо еще не было. Потомпоявился гомо, человек.А. Г. Когда?А. З. Вот когда – мы сейчас к этому перейдем. Раз этоважнейшее событие. Но сейчас важно что? Важно, что австралопитековые, числовидов которых 8, я уже сказал, не все были равноценны в эволюционном отношении.Среди них нашлась веточка, которая по признанию большинства современныхспециалистов как раз сквозь все дальнейшие ветви, переплетения эволюционныхветвей привела в конце концов к человеку. Это австралопитекус афарензис. Можетбыть, кто-нибудь читал такую переводную книгу "Люси". Это как раз про них. Люсиэто и был австралопитек афарский. После него следующая стадия – это уже первыелюди, первые человеческие популяции. А. Г. То есть он прямой предок?А. З. Да, он считается прямым предком первых человеческихпопуляций, первого человека. Как я уже говорил, автралопитековые прожили от 4,2миллиона до 1 миллиона лет. Но на уровне примерно 2,5 миллион лет произошлоисключительно важное для всей биосферы событие. С одной стороны, радостное, сдругой стороны – печальное. Возник род гомо. Теперь, как он возник? Тут придетсянемножко отклониться в сторону факторов эволюции человека, под влиянием какихфакторов человек возник. Здесь обычно ссылаются на трудовую деятельность. Дело втом, что Энгельс в своей работе говорит о "человеке". О каком человеке – неуказывается. В настоящее время нам известно несколько звеньев человека. Человектоже не сразу стал таким, какой он сейчас. Первый самый человек был примитивныйеще, с небольшим объемом мозга. И еще сохранил некоторые черты обезьян. Первогочеловека нашли, вернее, останки его, в 1960-м году в Танзании. И назвали егогомо хабилис, или человек ловкий, человек умелый. Вот он примерно от 2 до 2,5миллионов лет представлял, так сказать, человеческий род. А. Г. То есть он сосуществовал с австралопитеком?А. З. Он сосуществовал, совершенно верно, с темиавстралопитеками, которые вымерли позже, 1 миллион лет назад он в это времясосуществовал с ними. Это было примитивное существо, небольшое по размерам тела.Собственно, отличался он от австралопитековых немногим. Отличался в основноммозгом, в основном развитием мозга. Объем мозга был побольше. Австралопиек в 450кубических сантиметров, у гомо хабилис высший предел 870 кубических сантиметров.Но все-таки уже значительно больше.

Гомо хабилис. Теперь как и почему онвозник. Вот этот вот первый человек, самый первый, который действительнопроизошел от обезьяноподобных предков, он, конечно, не под влиянием трудовойдеятельности возник. И не мог. Потому что до него никакой трудовойдеятельности-то и не было. Он возник под влиянием целого ряда факторов, которыесоставляют иерархию факторов. В этой иерархии наивысший фактор – это факторэволюции Вселенной, эволюции организации материи во Вселенной. Следующий факторидет уже земного порядка – это "фактор эволюции эволюции" так называемый, тоесть совершенствование самого эволюционного процесса, который в порядке отборатоже выделял наиболее целесообразные, наиболее удачные ветви, модели эволюции.И, наконец, последний фактор, непосредственно уже перед становлением человека –это фактор отбора на гоминидный комплекс, или на комплекс гоминид.

Комплексгоминид какой? Это высокоразвитый мозг, во-первых, это связанная с ним такназываемая рассудочная деятельность. "Рассудочная деятельность" – это терминпрофессора Крушинского, нашего известного биолога. Означает она фактическивозможность предвидеть результат той или иной деятельности. То естьцелеполагание, другими словами. Если обезьяна способна расколоть, разбить каменьи даже, может быть, выбрать из этих кусков тот, который ей понравится. Нозаранее запланировать форму камня она не может. Человек может. И вот в этомотношении здесь проходит грань между гомо хабилис и австралопитеками.Австралопитеки, по-видимому, не могли, – правда, некоторые говорят, что ужемогли, что у них были зачатки способностей изготовлять орудия. Но я-то знаю, чтомежду гомо хабилис и австралопитеком проходит как раз тот рубеж, когда существоспособно запланировать результат своей деятельности.А. Г. То есть австралопитеки пользовались орудиями, но неизготавливали. А. З. Вот почему они составляли базис, они ведь когдаоказались в саванне, то оказались в трудном положении, они были не вооружены,были плохо вооружены. И поэтому у них не было таких больших и опасных клыков, небыло когтей. У них только и оставалось – камни и палки. И вот это и привело ихсначала к массовому употреблению природных орудий, а затем и уже к некоторойподработке и улучшению формы этих орудий. Вот на этом рубеже и возник как разчеловек. Где и когда это было? Это тоже огромное достижение, я считаю, теорииантропогенеза, что мы знаем, когда человек, первый человек, вот гомо хабилис, ивообще первая человеческая популяция, возникла, мы можем назвать цифрыбезбоязненно, это 2,5 миллиона лет. Все то, что идет вглубь, уже будутавстролопитеки. А. Г. А где?А. З. А где – это Южная Африка, это Кения. Это Танзания. ЭтоЭфиопия. То есть обширные районы Африки. То есть мы знаем, что мы, так сказать,африканцы по своему происхождению все, все человечество. Далее, гомо хабилисвымер на уровне отметки во времени примерно 1,8 миллиона лет. Но вымер все-таки,оставив, так сказать, потомство. Следующая стадия уже была как раз та самая,которую обозначали раньше как питекантропа. И нашли ее в Азии, наЯве.

Нынешнее время, уже 80-е годы ознаменовались замечательным открытиемследующей стадии эволюции человека. Стадии хомо эргастер. А. Г. И тут опять важный вопрос, они тоже сосуществовали схомо хабилис?А. З. Некоторое время, конечно, сосуществовали.А. Г. Просто когда представляют цепочку эволюции, ее делаютнепрерывной.А. З. Нет, нет. Нет. Это как раз ошибка этой стадиальнойтеории, когда надстраивали одно звено над другим.А. Г. А это все-таки дерево.А. З. На самом деле это дерево, причем здесь обязательно исосуществование, и конкуренция.

Теперь, как познакомились с хомо эргастер.Был найден полный великолепный скелет юноши 12-ти лет. Это был уже высокийстройный юноша, по строению скелета совершенно практически современный, исключаянекоторые детали. Только, конечно, черепная коробка и череп в целом сохранилпримитивные особенности. А какие именно примитивные особенности? Это наклон лба,сравнительно небольшой объем мозга – 850 кубических сантиметров.А. Г. Ну поскольку это юноша...А. З. Юноша, да, может быть потом было бы побольше, но вот850. Теперь эти вот надбровные дуги, такой валик надбровный здесь, скошенныйназад подбородочный выступ. Крупные зубы. То есть такой комплекс примитивныхчерт.

Считается, что ни хомо хабилис, ни хомо эргастер еще не имеличленораздельной речи. То есть сигнализация у них была, активная сигнализация,которая позволяла им общаться в широком масштабе, но членораздельной речи еще небыло. Кроме того, во время хомо эргастер произошло знаменательное событие, оноказался путешественником. Он впервые вышел за пределы Африки, о чем мы можемсудить по двум моментам, во-первых, тоже сенсационная находка имела место вГрузии, в Дманиси. Такое местечко есть в Грузии, где нашли несколько череповсущества, которое стоит буквально на грани хомо хабилиса и следующей стадииэволюции. На грани хомо хабилиса и хомо эргастер. И древность его – 1,7 миллионалет.

Вот на этом уровне человек вышел уже за пределы своей колыбели, запределы Африки. И отправился на восток, в Азию. Почему в Азию? Онпреимущественно по тропическому и субтропическому поясу путешествовать мог. Идальше в Азии, в Китае, в пещере Лонгупо найдены тоже останки существа примернотой же древности 1,7 млн. лет. Так мы видим, как этот хомо эргастер вышел изАфрики, проделав колоссальный путь. Ну конечно, не за день ни за два, разумеетсяза тысячелетия, и окопался, так сказать, уже на территории Азии, в Китае и вИндонезии. А. Г. В Индонезии?А. З. Да, на острове Ява. Там тоже нашли существо возрастом1,7 млн. лет. В частности, его-то и нашел в свое время Дюбуа и назвалпитекантропом. Это был как раз азиатский хомо эргастер, которого назвали вотличие от эргастера хомо эректус.>А. Г. Каким же образом они преодолевали водныепреграды?А. З. Видите ли, водных-то преград на их пути не было. Онивышли из Африки, а там что? Нет, они по берегу могли дойти.А. Г. Ну, а до острова Ява каким образом они добрались?А. З. А до острова Явы – да, действительно, проблема. Ну,во-первых, были и промежуточные островки. Во-вторых, были такие возможности какиспользование плавучих стволов, деревьев. Случайно могли просто, случайно моглоих занести туда.

Но во всяком случае, что в глубокой древности человек могпреодолевать водные пространства, это мы знаем, знаем хотя бы потому, что наостровах Меланезии существуют стоянки с каменными орудиями, которым 33 тысячилет, скажем. А уже как они такие океанские просторы могли преодолевать?..

Теперь о дальнейшей эволюции, она происходила опять-таки в Африке. Вообще,сейчас существует такое выражение у специалистов по антропогенезу, все, "out ofAfrica", значит "все из Африки", ну что ни возьми, каждая новая стадия; иобезьяны человекообразные в Африке произошли, и гоминиды в Африке появились.А. Г. Такой могучий эволюционный котел.А. З. Да, да. И хомо габилис в Африке, и хомо эргастер вАфрике. И теперь следующая стадия. А. Г. А хомо эректус азиатский, то есть синантроп, онблагополучно вымер потом?А. З. Да, хомо эректус азиатский дал синантропа, какнесколько более прогрессивную веточку. И веточка эта, как я, например, считаю,заглохла полностью. Заселение Азии происходило уже повторно.А. Г. Заново.А. З. Заново.А. Г. Опять из Африки.А. З. Да. И опять из Африки, причем это не простоумозрительное заключение, потому что известно, что гоминиды уровня так 250-300тысяч лет, о которых мы, кстати, сейчас будем говорить, в Азии имеют как быналет африканских черт. Уже ясно совершенно становится, что они неместные, онине потомки синантропа. То есть они пришли с запада. Вот так.

Теперь в Африкепосле довольно значительного перерыва... Перерывы там объяснялись климатическимиизменениями. Кстати, климат, климатические эти коллизии, климатические измененияочень четко гармонируют с морфологическими формами. В частности, гоминиды, мызнаем, возникли 6,5 миллионов лет. Это как раз эпоха похолодания и установлениезасушливого, сухого климата. Теперь дальше идем, 2,5 млн. лет – возникновениехомо, опять похолодание и опять засушливый климат. То есть это стимулировалоотбор, как-то стимулировало отбор, и создавало возможность формирования какой-тоновой систематической единицы.

И вот примерно 800 тысяч лет назад, в Африке,опять-таки возникает новое, более прогрессивное звено. Как его назвать?Называется оно не по-африкански. Дело в том, что впервые такое существо былонайдено близ Гейдельберга, в Европе, это гейдельбергский человек. В Африкенайден череп такого человека, в районе Бодо в Эфиопии, которому 600 тысяч лет.Но там были еще более древние, 800 тысяч лет давности.

И вот возниклоопять-таки, как считается в Африке, новое более прогрессивное звено.Гейдельбергский человек. Это были крепко сложенные, могучие люди, прекрасныеохотники. И что замечательно и для нас интересно в этом вот таксоне, в этойстадии эволюции, что они первыми вступили на землю Европы. Это стало в своевремя сенсацией, очередной сенсацией в 90-х годах уже прошлого века, когдаиспанские археологи в Пиренеях, в районе Гран Долина, нашли костные останкичеловека, по всей видимости, гейдельбергского уровня, возраст которого был 780тысяч лет. А. Г. Так рано пришел в Европу.А. З. Да. То есть где-то в районе Гибралтара прямые потомкигомо эргастер, и уже по статусу своему таксономическому хомо гейдельбергензис,вышли на земли Европы. И надо сказать, хорошо там освоились. Потому что ужепервый гейдельбергский человек в Европе строил очень неплохие жилища, причемкаменные. Там найдено жилище, имеющее овальную форму, с очагом в центре. А вдругом месте в Германии, в районе Бильцингслебен, там тоже гейдельбергскийчеловек обитал. Так там целый прямо-таки городок, несколько жилищ в ряд, причемвсе это аккуратненько было сделано, мусор даже убирался с этой площадки, тоесть, в общем, все было цивилизовано уже.

Могучим охотником былгейдельбергский человек. Найден скелет слона, который был пробит копьем.Представляете себе, слона пробить и таким тяжелым 2-метровым копьем из тисовогодерева. И вот этот могучий охотник бросил его, и этим ударом убил слона. То естьвеликолепные охотники были. И вот какова дальнейшая судьба их была, каковы былиих потомки?

Всем известен неандертальский человек. Судьбы его не везде и нево всем ясны. Известно только одно, что он произошел несомненно отгейдельбергского человека. Был ли он предком современного человека или нет? Этопока что для нас не совсем ясно. Вернее всего, что все-таки не был. И сейчасрассматривается эта последовательность стадии так: был гейдельбергский человек,он развился в неандертальского человека, и на этом эта часть эволюции, вот этототрезок эволюции остановился. А из Африки пришли уже, так сказать готовые хомосапиенсы, люди современного облика, которые сейчас называются – анатомическисовременный человек. И этот анатомически современный человек тоже произошел отгейдельбергского человека. Но, как считается, произошел он не в Европе, а вАфрике, потому что первый-то гейдельбергский человек был в Африке, одна ветвьего пошла через Гибралтар в Европу, и дала неандертальца, а другая ветка пошлачерез Босфор, Дарданеллы и дала современного человека. Причем остановившисьнадолго в передней Азии. Там уже 115 тысяч лет назад был человек современногооблика. И почему-то с некоторой задержкой, уж будет это выяснено или нет, незнаю, ну, в общем, этот человек переправился через Босфор и Дарданеллы икаким-то образом, то ли потеснил, то ли просто грешным делом истребилнеандертальца. А. Г. Но не ассимилировал, это точно.А. З. Ну может быть и ассимилировал. Постольку посколькукакие-то промежуточные формы в Европе наблюдаются. Вот, например, в Германии –Ханеферзанд, такой череп есть, которому 35 тысяч лет. Вот он и неандертальские исовременные черты в себе заключает. Так что, может быть, были какие-то контакты.И возможно были и биологические контакты. В чем можно, надо сказать, иусомниться. Почему?А. Г. Потому что тогда часть популяции современная должнаносить неандертальские гены в себе.А. З. Это, во-первых, а во-вторых, придется сказать о ещеодной сенсации, уже генетической. Группа немецкого исследователя Крингса,интернациональная группа, совершила чудо, а именно добыла ДНК из костейнеандертальца. И сравнила с ДНК современного человека, и оказалось, чтонеандерталец был бесконечно далек от нас генетически. Настолько далек, чтоочевидно расхождение ветвей неандертальского и современного человека произошлопримерно 500 тысяч лет, если не больше. И конечно, опять-таки в Африке.

Анеандерталец, поскольку вообще жил в жесткой изоляции, в ледниковое время, то,возможно, что он все-таки и ни с кем и не контактировал особенно. Ну были, можетбыть, отдельные какие-то случаи, метисации, но они не делали погоды. А восновном потом Европа вся и Азия заселялась уже потомками переселенцев изАфрики, людьми современного физического облика, так называемого человексовременного анатомического типа.А. Г. Я слышал гипотезу о том, что метисация, котораявозможно происходила, давала потомство такое же, как мулы от лошади и от осла,то есть они были бесплодны.А. З. Да, совершенно верно. О чем я и хотел сказать, вотпример, который я привел, Ханеферзанд, этот череп, возможно, что, это былрезультатом метисации неандертальца с современным человеком. Но потомства он,вероятно, не дал.А. Г. Но к тому времени он мог не дать потомство не толькопо биологическим, но и по социальным причинам.А. З. Да и по социальным причинам уже не мог, конечно.А. Г. Потому что половой отбор, видимо, просто выкинулего.А. З. Дальше человечество, как мы знаем, будучи на разныхконтинентах, в разных географических условиях, распалось на расы или с чистобиологической точки зрения на подвиды. Иногда считают, что даже меньше, чемподвиды, во всяком случае, вид остался единым. Все расы, действительно,по-настоящему, это сейчас известно прекрасно, все расы представляют собой единыйбиологический вид. Это действительно так.

Но как происходилорасообразование? На этот счет существует две точки зрения. По одной из них,когда человек, первый человек современного физического типа, выходил из Африки,то происходила такая картина. Из одной какой-то точки выходили много ветвей,которые и приводили к образованию разных рас. Но есть и другая точка зрения,согласно которой от одной точки возникали несколько линий.

Вот от разныхлюдей, допустим, уровня гейдельбергского человека, от разных типов произошлиразные расы. Это такая точка зрения, которая называется полицентристской. Адругая точка зрения называется моноцентристской. Причем у этих гипотез есть ещеобразные названия. Гипотеза моноцентризма называется гипотезой Ноева Ковчега. Агипотеза полицентристов называется гипотезой канделябра, потому что как видите,здесь действительно чертеж похож на канделябр.А. Г. Вы придерживаетесь какой точки зрения?А. З. Моноцентристской, конечно. Моноцентристской почему?Потому что расы разошлись бы дальше гораздо, если бы они шли от гейдельбергскогочеловека каждая.А. Г. Эволюционный соблазн был бы велик, да?А. З. Ну да. Представляете себе, если мы с неандертальцемтак разошлись, то уж тут-то что было бы, если бы от гейдельбергского человекашли бы разные ветви.

Так что вот такие две гипотезы расообразованиясуществуют. И при этом надо помнить, что вид остался единым. Хотя здесьпроизошел очень важный, конечно, переход от одной формы эволюции к другой. Делов том, что вид человека, хомо сапиенс, все расы в совокупности, он интегрирован.Биологически интегрирован. А вот в социально-историческом плане возниклоразобщение. Возникла дезинтеграция. И как бы повторяющая биологическуюдифференциацию ("как бы", я подчеркиваю, не в точности, конечно, повторяющая).Возникли этносы, государства, различные другие объединения и так далее, которыетоже друг от друга разделены известными барьерами.

Это, кстати, взначительной степени затрудняет объединение человечества в систему. Как это непечально, человечество нельзя еще назвать системой. Грубо говоря, человечестваеще нет. А. Г. С вашей точки зрения у человечества есть шансэволюционировать в систему?А. З. Я считаю, что это обязательно должно быть. Простонадеюсь на то, что человечество, как разумный вид, пойдет по этому пути так илииначе. Но какие формы найдет? Может быть, скажем, зачатком этого являетсяОрганизация Объединенных Наций, вот в этом духе. Не знаю, когда это можетслучиться, такое разумное объединение усилий, чтобы каждый элемент этой системыработал бы на целое, а не против целого, потому что только в дефектной системеотдельные элементы работают против целой системы. А в человечестве как разименно, к сожалению, так и есть.А. Г. Но биологическая эволюция наша, с вашей точки зрения,закончена?А. З. Теперь мне, собственно, осталось сказать обиологической эволюции. Кстати, я тут говорил о будущем человечества, так вотмне кажется, что это такая большая тема сама по себе, что сегодня мы, конечно,только затронем ее, только-только слегка затронем.

Всегда предполагалось,нас учили во всяком случае, что эволюция человека биологически остановилась,дальше она не идет, и человечество дальше эволюционирует только в историческомплане. Теперь, опять-таки в порядке вероятной сенсации обнаружилось, причемсделал это наш соотечественник профессор Савельев, известный специалист помозгу, он обнаружил, что, оказывается, даже такая система, как мозг, продолжалаэволюционировать, во всяком случае, в течение последнего века и, очевидно,продолжает дальше и будет продолжать эволюционировать. Эволюционирует зубнаясистема, это уже я тоже как специалист знаю. То есть вряд ли можно сказать, чтоэволюция остановилась биологическая, она не остановилась. К чему она дальшеприведет, показывает схема палеонтолога Быстрова, он в свое время рисовал такогочеловечка с огромной головой и с двумя пальцами на ногах, только парой ребер,что вот якобы таким будет человек будущего. Не буду подробно рассказывать. Скажутолько, что очень много возражений этот рисунок вызвал.А. Г. Во-первых, голова, это надо переходить на кесаревосечение...А. З. Вот именно, во-первых, голова, это затруднит доневозможности роды, во-вторых, мы даже не знаем, нужно ли это, потому что мозгможет эволюционировать за счет тонких структур, достигнув определенного предела.В-третьих, потеря конечности, то есть потеря некоторых пальцев и так далее, неподдерживается естественным отбором никак. А каков механизм потери пальца, еслион никак ничем не мешает, собственно говоря, и естественный отбор не будет егоиллюминировать, уничтожать. Следовательно, вот так себе представлять будущегочеловека вряд ли можно. Но и в другую крайность впадать не надо. Конечно,изменения довольно значительные все-таки ждут, вероятно, физический типчеловека.А. Г. Давайте мы договоримся так, что у нас, по-моему,профессор Савельев был участником первой программы, самой первой, и давайте мыусловимся, что мы просто пригласим вас и его в студию, для того чтобы поговоритьоб этой отдельной теме – эволюции человека и человечества.А. З. Да, это было бы очень хорошо, я с большим уважениемотношусь к профессору Савельеву, он действительно крупная величина у нас, онмногое очень сделал. Ну и еще, чтобы закончить, пару слов об эволюции человека вбудущем. Неизвестно, к чему приведет этот стремительный темп развитиянаучно-технического, научно-технический прогресс. Закон развития диктует нам,что ускорение прогресса, в частности, научно-технического прогресса, естьсовершенно необходимый процесс, то есть ускорение для человека есть один измодусов, так сказать, выживания. То есть мы не можем не только остановиться всвоем движении вперед, но даже и не можем замедлить прогресс. А это приведет кдовольно большим сложностям. Вот об этом, в частности, писал известныйамериканский психолог, социолог Тофлер, которому принадлежит идея футурошока,тоже идея, о которой стоит поговорить, потому что это одна из самых страшныхугроз, которая угрожает человечеству в будущем, даже не нефтяной, неэнергетический кризис, никакой другой, вот именно это.

Что касается другихкризисов, то из них можно выйти. Я думаю, что, например, вынос тяжелойпромышленности и химической промышленности в космос, конечно, решительнооздоровил бы биосферу. Если был бы какой-то единый управляющий механизм, типаОрганизации Объединенных Наций на высшем уровне, можно было решить и внутренниепроблемы. Ну, то есть здесь тупика нет, по-моему. Но сложности, конечно,будут.

gordon: Дно океана

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Александр Петрович Лисицын– академик РАН

Александр Лисицын: ...они перевернули наше представление не только о мировом океане (а мировой океан включает также и все морские водоемы), но и представления, которые господствовали сотни лет в области наук о земле в целом.

Но прежде всего, что это за наука – океанология, представителем которой я являюсь и которой занимаюсь уже больше 50 лет? Это наука о физике, химии, геологии и биологии океана. Сейчас она стала совершенно другой, по сравнению с тем, что было, скажем, 50 лет тому назад. Я постараюсь о главных открытиях рассказать. И то, что было сделано за эти годы, привело к революции в наших представлениях о Земле в целом, о взаимодействии между основными сферами, хотя это звучит несколько, может быть, казенно. Но если говорить популярным языком, то это взаимодействие всей системы геосфер Земли в целом.

За последние 50 лет, начиная с первого рейса "Витязя"... Это был крупнейший в России и в мире исследовательский корабль, который начал свои работы на Дальнем Востоке в 49-ом году, и который провел 25 рейсов в дальневосточных морях. Что значит 25 рейсов? Это тоже надо как-то объяснить. Каждый рейс, это участие в работах на корабле в 50-60, иногда 90 ученых. И они находятся в море на протяжении 2-3 месяцев. То есть это научный коллектив, плавучий научно-исследовательский институт, в котором вначале было порядка 10-12 лабораторий с приборами, а сейчас на наших новых кораблях их больше 20-ти.

И надо сказать, что с самого начала наша советская и российская океанология стала лидирующей во всем мире. И это лидерство сохранялось вплоть до перестройки. Сейчас мы, конечно, все это потеряли, и об этом приходится с сожалением вспоминать. Но представьте себе, что вы находитесь на этом корабле, водоизмещением в 6 тысяч тонн (это как большой пассажирский корабль), где в лабораториях идут эксперименты – все необходимое для того, чтобы эта научная идея, задача, которая ставится перед экспедицией, могла бы быть выполнена непосредственно в ходе работ.

Зарубежная экспедиция работала совершенно не так. И многие другие работают также не так. Это маленькие корабли, которые собирают материал. А у нас получается, что каждый корабль – это плавучий научно-исследовательский институт. И начиналось это в 49-м году с одного "Витязя", а потом в 60-70-е годы в Институте океанологии, который я представляю, было 6 таких больших кораблей. Итак, одновременно работает 6 кораблей, на каждом, скажем, по 60 ученых, – значит, одновременно в разных частях океана находится порядка 300-400 ученых, которые круглосуточно ведут исследования, обрабатывают их результаты и немедленно на основе этой обработки можно принимать оперативные решения – что делать дальше?

А зарубежные, включая и американские, экспедиции, работают совершенно иначе, как я уже говорил. Они собирают материал, потом возвращаются, его анализируют, и никаких оперативных решений принять при такой работе нельзя. И только сейчас, по прошествии уже нескольких десятилетий, зарубежные ученые восприняли ту методику работ, которая называется российской. И сейчас крупнейшие корабли восприняли практически нашу систему работы – в частности, крупный (такой же крупный, как наши) немецкий исследовательский корабль "Полярштерн".

Раньше никаких лабораторий на кораблях не было. Считалось, что им помешает качка, вибрация, сырость и всякое прочее. Но все это удалось преодолеть. И я на это хотел бы обратить внимание, потому что как-то принято считать, что у нас все отсталое, все какое-то не такое.

И все это развитие привело к тому, что и нашими учеными и зарубежными учеными были сделаны те открытия, о которых я как раз и хотел рассказать, открытия, которые буквально перевернули не только науки о Земле, но, может быть, и многие смежные с ними науки.

Прежде всего, это поверхность дна, которая всегда считалась достаточно ровной. В ходе этих работ выяснилось, что дно устроено совершенно не так, как представляли. Открыты гигантские подводные хребты, подводные горы и глубоководные впадины. Сейчас известно, что максимальная глубина мирового океана составляет 11023 метра. И это тоже открыл наш "Витязь", флагман в свое время нашего исследовательского флота.

Кроме того, обнаружено, можно сказать, совершенно уникальное явление – хребет на дне океана, равного которому и по размерам, и по строению на суше нет. Это так называемая система срединно-океанских хребтов. Это удивительная совершенно и ранее неизвестная система, которая, во-первых, едина во всех океанах, и проходит более-менее по середине. Мы можем это, очевидно, увидеть сейчас на карте, которую я хотел показать. Вот это общая карта дна мирового океана, рельефная карта. А вот отдельная – для Тихого океана – более детальная. В восточной части Тихого океана видно простирание этого срединного хребта. Такие же и в Атлантическом есть хребты, и в Индийском.

Так в чем замечательная особенность этих хребтов? Первое, они 60 000 км протяженностью. А второе, они имеют совершенно особую форму, это крутые довольно склоны, а в середине – там, где находится вершина, – глубокое ущелье, глубиной в километр, иногда в два километра. И на дне этого ущелья происходят извержения подводных вулканов, находятся выходы гидротерм, это выходы горячих растворов, богатых металлами и с температурой до 400 градусов Цельсия.

Вы спросите, каким образом 400 градусов, когда обычно вода закипает при ста? Но здесь давление порядка 300-350 атмосфер, и в этих областях происходит современное рудообразование. Происходит то, что, как считалось, происходило многие миллионы лет тому назад и что было главным источником меди, скажем, и других металлов, с которых начиналась человеческая культура. Считалось, что это все древние явления. На самом деле это все идет сейчас и приблизительно в тех же масштабах, как шло миллионы лет тому назад.

Это первое. Теперь второе. Еще более важная вещь это то, что в этих срединных хребтах происходит как бы раздвижение дна – и это доказано сейчас с помощью спутниковых систем и других методов. Скорость этого раздвижения в разных местах колеблется от 1 до 12-16 сантиметров в год. Это кажется небольшой величиной, но если умножать на тысячи и на миллионы лет, то получается, что движутся эти участки дна по нормали от срединного хребта. Одновременно движутся и материки, которые спаяны с этими плитами на дне океана.

И отсюда возникло совершенно новое направление, которое называется тектоника литосферных плит. Литосферная плита имеет обычно океанскую часть, которая наращивается, и присоединенную к ней континентальную часть. Оказалось, что наша, так сказать, земная твердь вовсе не твердь, она находится в непрерывном движении. И сейчас мы знаем, с какой скоростью движутся материки, по каким направлениям, по каким векторам. И мало того, умудрились (я расскажу коротко, как это было сделано) восстановить, как двигались эти материки и участки дна океанов многие миллионы лет тому назад.

Итак, в этой области сделаны совершенно удивительные открытия. Это большая серия открытий. И если бы я их просто перечислял, то это, наверное, заняло все время. Поэтому я еще расскажу о других вещах, которые подкрепили позиции тектоники литосферных плит и позволили нам воочию убедиться в том, что это происходило миллионы лет тому назад и как именно происходило.

Для того чтобы понять историю океана, нужно изучить донные осадки. Мы на первых этапах (это первое десятилетие) изучали поверхностный слой донных осадков, в пределах мирового океана они оказались очень разнообразными. Это целая эпопея – изучение донных осадков. Только по работам "Витязя" в Тихом океане было опубликована 10-томная монография, называется "Тихий океан". Это до сих пор совершенно уникальное произведение, оно до сих пор не потеряло свою актуальность.

А значительно позже с помощью глубоководного бурения, о котором я как раз хочу рассказать, удалось установить не только как распределяются эти осадки сейчас (а они имеют целый ряд закономерностей, которые связывают и процессы на суше, и перенос осадков реками и так далее), но и установить как это все было тысячи и миллионы лет тому назад. Для этого силами международного научного сообщества в Соединенных Штатах был задуман проект глубоководного бурения. То есть те буровые вышки, высотой 40 метров, которые сейчас применяются при бурении на нефть на суше, эти вышки был перенесены на "Гломар Челленджер", американский корабль. В создании его лаборатории участвовал я лично, и многие наши ученые, и нужно отдать американцам должное, они сделали этот корабль в лабораторной части именно так, как делалось у нас в стране, принимая, что это сейчас действительно очень важно.

Мало того, в дальнейшем все лаборатории были резко увеличены, и сейчас действует новый корабль, где лабораторные помещения расширены. Так что, хотя раньше считалось, что большие лаборатории не нужны на кораблях, сейчас они поняли, что это чрезвычайно важное дело. Теперь представьте себе, эта громадина больше 10 тысяч тонн весом – она ведь качается. Кроме того, вышка очень большая – это огромная парусность, и в условиях океана, штормов, она и перевернуться может.

И удалось пробурить в настоящее время 2 тысячи скважин. Причем через всю толщу донных осадков – это иногда до 2 км, а в среднем в океане, как удалось определить, всего около 300 метров донных осадков. А снизу находится базальтовый слой. То есть океан мы изучали всегда как водную толщу, источник рыбы, способ организации транспортных связей. Но когда стали всерьез заниматься изучением и осадочной толщи и того, что под донными осадками, то оказалось, что земная кора под океанами совершенно не та, что под континентами. Люди и не подозревали до последних нескольких десятилетий, что живут они на планете, которую правильнее было бы называть не Земля, а Океан, потому что две трети планеты занято, во-первых, толщей океанских вод, а кроме того, корой океанского типа.

В ней много особенностей, но что интересно – поскольку эти плиты раздвигаются постепенно, там были обнаружены линейные магнитные аномалии. Это меняется магнитное поле земли. И поскольку базальты, которые наращивают эту кору при остывании, запоминают это, то справа и слева от этого хребта идут эти магнитные аномалии. И получилось так, что Господь Бог как бы разметил все эти участки дня. И мне пришлось принимать участие, первому из советских ученых, в рейсе "Гломар Челленджер" от Гавайских островов до Гуама. Это было тогда, когда тектоника литосферных плит еще только входила в круг внимания ученых, и все говорили, что это модная какая-то гипотеза, что это ерунда и т.д. И это было исключительно азартное бурение, потому что мы знали номера аномалий, их возрасты, которые теоретики-магнитологи определили, а бурением можно было установить, действительно это так или нет. И как только достигали верхнего слоя базальтов, по границе определяли возрасты, все собиралось, и обсуждали результаты. И оказалось, что на всем этом огромном участке от Гавайских островов до Гуама все точно совпадает с тем, что предсказала теория.

Но это одно. А самое главное другое, что здесь удалось определить всю эту осадочную толщу, разделить ее на части. Мы часто говорим, что донные осадки – это запись истории. И действительно, это запись истории, уникальный архив, который человек только сейчас раскрыл и начал читать. Пока еще по складам, так скажем, читать. Но постепенно с каждым годом все больше и больше привлекается новых методов, в том числе и изотопные методы, и целый ряд других. Сейчас мы эту историю знаем уверенно до 160 миллионов лет в прошлое.

И первая книжка, которая обобщала эти результаты, вышла у нас в стране, это "Геологическая история океана", созданная на основе многих рейсов глубоководного бурения. Это, собственно говоря, одно из открытий, которое привело к появлению нового направления в науке, которое называется сейчас "палеоокеанология", то есть учение о океанах геологического прошлого – их физика, химия, биология и геология, скажем, сто миллионов лет тому назад. Мы можем сейчас восстанавливать глубины океанов того времени, положение срединных хребтов, скорости спрединга, где находились гидротермы, где – вулканические извержения, то есть представить себе с максимальной основательностью всю историю океана за 160 миллионов.Александр Гордон: Но имея такие данные, ведь можно экстраполировать их и вперед, то есть представить себе Землю, скажем, через 200 миллионов лет...А.Л. Совершенно правильно. И это привело к нескольким, я бы сказал, довольно трудным решениям, о которых я дальше хотел бы сказать.А.Г. Пожалуйста.А.Л. Теперь еще об одной технической новинке. Глубоководное бурение – было, конечно, явлением инженерной мысли, потому что все это сделать было очень сложно, мы создавали лабораторию новых методов, так сказать.

Представьте себе – эту громадину в 10 тысяч тонн с сорокаметровой вышкой, при сильном ветре нужно удержать на одном месте. Как это сделать? На дне устанавливаются гидрофоны, и с помощью акустических систем, с помощью компьютерной автоматики все это удерживается.

Я не могу не вспомнить одного совершенно потрясающего эпизода моей жизни, когда, несмотря на замечательные достижения связи и коммуникации, мы попали в тайфун. В этих местах тайфуны бывают очень сильные. А в это время за бортом была вся эта буровая система. Чтобы ее поднять, нужно было часов 8, по крайней мере, работы. И тайфун налетел как-то внезапно, со спутников потом он уже был замечен. В чем это проявилось? Это сильнейший ветер с дождем, причем, как говорят, дождь как из ведра. Ведро – это все ерунда по сравнению с тем, что было, потому что невозможно понять, где море, а где небо – все одна вздыбленная вода. Так вот, я в это время был на мостике вместе с капитаном. И, вы знаете, совершенно удивительная вещь. На этом корабле 10 двигателей. И они набирают мощность через компьютер в зависимости от силы ветра и все время автоматически удерживают всю систему. На схеме это видно.

Так вот при сильнейшем ветре ураганной силы эти автоматы включают 6, 8, 10 двигателей, корабль весь содрогается, вышка крениться... И все это действует без участия человека. Капитан, бледный, стоит рядом, смотрит – там есть визирное устройство, можно все видеть. И все работало совершенно безотказно.А.Г. Даже в тайфун корабль не сдвинулся?А.Л. Да, не сдвинулся. Потому что иначе все эти тысячи тонн, которые висят, оборвутся, и это будет колоссальная катастрофа. Но мало того, сейчас, вы видите, на дне – воронка, диаметром около 5 метров. После того как корабль отбурился и ушел, нужно повторно попасть в эту скважину. Скважина диаметром порядка 9 сантиметров, и на расстоянии 6-ти километров, через толщу вод, где разные течения, ничего не видя, нужно попасть в такое отверстие. В игольное ушко гораздо легче попасть. И это сейчас работает, и повторно попадают – до 5, до 7 раз... А.Г. Просто космические системы стыковки.А.Л. Я это говорю к тому, что такие инженерные решения сродни космическим. И правильные, прогрессивные инженерные решения приводят к тому, что мы можем сделать то, что нашим предкам даже и не снилось. Это что касается глубоководного бурения.

Теперь еще одно, тоже очень важное, инженерное решение – это глубоководные подводные аппараты. Наверное, у вас в передачах уже были и "Миры", и "Пайсисы".

Мне посчастливилось с самого начала работать с "Пайсисами". Это автономные подводные аппараты, никакой связи с судном у них нет. Такой аппарат похож на подводный вертолет, у него 3 двигателя, которые могут поворачиваться в любых направлениях, и сфера – диаметром 2 метра. Нечто похожее было у Гагарина, но там не один, а три человека помещаются – наблюдатель, пилот и бортмеханик. Так вот, пилот между ними стоит на коленях, потому что места нет, все занято приборами и системами жизнеобеспечения – и есть еще два компьютера. А погружение продолжается до 18-20 часов, и он все время должен стоять на коленях и управлять аппаратом, глядя через иллюминатор.

С помощью этих аппаратов удавалось погружаться в срединные хребты, именно в те ущелья, о которых я вам говорил, в кратеры подводных вулканов, видеть гидротермы, которые извергаются. Над подводными гидротермами возвышаются, как мы их называем, гидротермальные факелы – на высоту 500, иногда 700, тысячу метров. Так же как при извержении на суше извергается пепловый факел, так здесь – гидротермальный.

Факел этот черный – как изображают обычно дети дым из трубы парохода. Черный дым, состоящий из мельчайших кристалликов рудных минералов. В прожекторах подводного аппарата эти черные кристаллики, которые возникают у вас на глазах, они дают такие блески, которые бывают иногда при салютах.

Вот сейчас мы видим как раз такую гидротерму, черный дым поднимается, это гидротермальный факел. И он поднимается, как я вам говорил, на высоту несколько сот метров. Это рудное вещество, распыленное в водной толще.

А внизу – концентрированная рудная постройка, она состоит из полиметаллов, из тех же самых рудных минералов, которые мы имеем в месторождениях, скажем, Урала, Алтая, из которых добываются промышленные полиметаллы. Эта рудная постройка имеет очень солидную высоту. Максимально мы наблюдали порядка 70, иногда 80 метров высотой, то есть 20-25-этажный дом. И вот представьте себе, такая постройка, и рядом этот маленький подводный аппарат, сфера – 2 метра всего, и он в полной темноте, в лучах прожекторов, постепенно выбирается наверх. А наверху потом изучает гидротермальный факел, отбирает пробы и так далее.

Так вот – мы научились с помощью этих подводных аппаратов не только фотографировать, но и отбирать образцы. В подводном аппарате есть две металлических руки, которые называются манипуляторами, и можно прицельно отбирать пробы, есть огромный контейнер, куда все это складывается. Короче, можно вести геологическую съемку и поиски на глубине до 6 тысяч метров, а это 98 процентов дна океана. То есть, появились совершенно другие возможности по сравнению с тем, что было раньше.

Теперь, естественно, возникает вопрос: а что это дает? Это дает исключительно много, потому что, прежде всего, это изучение фундаментальных процессов, а кроме того, мы совершенно по-другому стали понимать те месторождения, которые давно уже разрабатывались на Урале, и даже организовали несколько палеоокеанологических экспедиций на Урал и Северный Кавказ.

Это представляется совершенно диким, но оказалось очень плодотворно, потому что если геологи не понимают какие-то явления, то мы вместе с ними и с применением подводных фото- и киносъемок, определяем, что это, как, в каких условиях происходило. Можно таким образом изменить методы поисков, разведки и так далее. То есть это имеет очень большое значение для практики, для рудного дела.

Вообще о подводных аппаратах можно рассказывать очень много, это увлекательнейшее дело.

При каждом погружении на дно открывается своя жизнь, которую не увидишь на суше, животные совершенно другие. И процессы, которые здесь связаны с живыми организмами, тоже другие. Мы живем в мире фотосинтеза, в нашем мире все, в конечном счете, происходит от солнечной энергии и от трех биогенных элементов. На дне же – полная темнота, никакого солнца, и тем не менее, в лучах прожектора вы вдруг видите какие-то неземные картины, яркие окраски. И все это живое, все насыщено жизнью. Причем, жизнь здесь идет на хемосинтезе. То есть здесь сероводород, метан и другие газы, которые поступают из глубин земли, превращаются хемосинтезирующими бактериями в органическое вещество, а дальше по пищевой цепи оно потребляется, и возникает богатейшая жизнь, просто богатейшая. Об этом тоже можно говорить очень много.А.Г. У нас целая передача была посвящена как раз биологии черных курильщиков.А.Л. Да, это замечательные совершенно вещи. И там многие организмы были впервые открыты.

Но я хотел о другом сказать. На примере изучения гидротерм и коренных пород, базальтовых лав, которые там выходят, мы пришли к выводу, что огромное количество вещества подается не только из глубин земли – об этом никогда раньше не было известно. Да, извергаются вулканы на суше. Это грандиозно, это явление может быть и уровня глобальной катастрофы. Но оказалось, что масштабы вулканизма, связанного с срединными хребтами, приблизительно в 10 раз больше вулканизма на суше. А следовательно совершенно по-другому нужно оценить вклад эндогенного вещества. Мы всегда знали, что вещество сносится реками, что-то приносится по воздуху, небольшие количества из космоса. Но оказалось, что многие элементы приносятся в основном из глубин земной коры. В частности, такой элемент как марганец. Удалось определить, что около 90 процентов марганца происходит из этих глубин.

Почему это интересно – потому что одним из источников полезных ископаемых в океане являются железо-марганцевые конкреции. И у нас эти работы велись в свое время. И даже удалось получить первый металл из этих конкреций. Вот я из кармана достаю медаль, которая сделана из первого металла, полученного из конкреций со дна океана. Таких медалей было сделано около десятка. Потом оказалось, что это пока экономически не очень целесообразно. Но, во всяком случае, в центральной части Тихого океана наша страна имеет участок, который в будущем, когда для этого будут подходящие экономические условия, предполагается разрабатывать.

Стало очевидно, что мы неправильно раньше оценивали вклад различных геосфер в формирование морской воды. Потому что морская вода – это тоже ископаемое. Морская вода существует, по крайней мере, миллиард лет приблизительно в том же составе, что и сейчас.

Но нельзя себе представить, что ее состав всегда был одинаков, она все время меняется. И одно из крупнейших открытий состоит в следующем. Мы сейчас историю морской воды, так же как историю всей тверди, и океанской коры, и связанную с ней историю континентальных океанских плит, все это мы изучаем в динамике – сколько поступает и сколько уходит. Там циркуляционная система – холодная вода входит, потом нагревается до высоких температур на контакте с лавами и дальше поднимается вверх в виде гидротермальных источников. Так вот, когда морская вода входит, то она отдает несколько элементов соединений, которые забираются практически целиком – это магний и ион SО4. Таким образом, получается, что срединные хребты – это как бы совершенно гигантский природный химический реактор, который работает при высоких температурах и давлении, где перерабатывается морская вода. Это сопровождается и образованием рудных построек, и особым миром животных, и всем прочим, что мы сейчас знаем. Во всяком случае, этого раньше не знали и даже не предполагали. Но дальше – больше.

Итак, эндогенное вещество воздействует, причем обратимо, с морской водой. Но дальше мы стали изучать саму морскую воду совершенно с другой точки зрения – не как жидкость или как раствор, а как вещество во взвешенном состоянии. Потому что это источник донных осадков. О донных осадках мы знаем немало, пробурили их, можно сказать, до основания до базальтов, но каким образом они произошли? До сих пор это было неизвестно. А почему это важно? Потому что без этого нельзя понять, как происходят процессы осадкообразования, рудные процессы и прочие.

С применением методов нанотехнологий, которые сейчас стали внедряться, мы стали изучать эти мельчайшие частицы в ничтожных количествах. Достаточно сказать, что в среднем в одном литре океанской воды содержится одна десятитысячная грамма взвешенного вещества. Не буду рассказывать, как мы умудрились это сделать (в нашей стране впервые тоже это удалось сделать), но мы изучили эти осадочные вещества в толще вод. И оказалось, что здесь масса открытий, что все основные представления об осадочном процессе, которые были раньше, приходится оставить, к сожалению. И это интересно не только с точки зрения фундаментальной науки осадочного процесса, но это касается и загрязнений. Каким образом они распространяются, каким образом они удаляются? То есть теперь можно понять эти процессы. Это, конечно, очень большие и очень сложные работы, но, в конце концов, удалось установить, что распределение донных осадков и осадочного вещества идет совсем не так, как считалось раньше.

В частности, только один пример приведу. Человечество живет с древних времен на материках и все в большей и большей мере своей деятельностью загрязняет реки и воздушные массы. Сейчас считается, что громадные масштабы этого загрязнения просто должны привести к большим бедам – прежде всего это выбросы углекислоты, а отсюда парниковый эффект, потепление климата, дальше тает вечная мерзлота, поднимается уровень океана – и катастрофа. Так вот, чтобы это выяснить, необходимо было изучение этих проблем, в том числе и с учетом океана.

Потребовалось изучение этого тонкого осадочного вещества не только в морской воде, но также в морских льдах, в воздухе над океаном, понадобилось понять, каким образом биосфера реагирует в целом. То есть потребовалось провести изучение всех систем, которые образуют единую систему Земли. Когда говорят про потепление климата и катастрофы, то исходят из того, что этим должны заниматься метеорологи. И действительно, вроде бы температура, атмосфера – это то, чем прежде всего они занимаются. Но новый подход, который дает современное изучение океана, говорит, что мы должны изучить, хотим мы этого не хотим, взаимодействие всех внутренних и внешних сфер.

О внутренних сферах я уже говорил, о внешних сейчас не хватает времени рассказать, но в целом Земля уже сейчас представляется не как стабильная и фиксированная система, а как система очень подвижная, в которой происходит взаимодействие всех сфер – и внутренних и внешних. И когда мы говорим, скажем, о потеплениях, связанных с углекислотой, то выясняется (это опять-таки данные океанологии), что в океане углекислоты в 50-60 раз больше, чем в атмосфере. И что эти процессы изменения углекислотного баланса связаны, прежде всего, с биогеохимическими процессами в океане. И поэтому все прогнозы потепления, разговоры о квотах и так далее, с точки зрения современных данных океанологии – мягко говоря, неосновательны. С моей точки зрения, они не отвечают действительности, потому что масштабы тех процессов, о которых я мельком говорил, намного превышают то, что творит человек.

И еще бы хотелось сказать (я об этом уже начинал говорить), о загрязнениях, которые с материков стекают в океаны и моря, например, в Балтийское море. Там живут 160 миллионов человек, кроме того, промышленность – все это сбрасывается постепенно реками в море, и Балтийское море вообще часто, – может быть, сгоряча – называют "помойкой Европы". Но если вы поработаете в Балтийском море, то увидите, что дай Бог, чтобы таких помоек было побольше. А почему это происходит? Это тоже одно из открытий последних лет, названо оно мною явлением биофильтра на границе река-море. Объясню в нескольких словах, что здесь происходит.

Итак, все эти взвешенные и растворенные загрязнения поступают в море, и здесь происходит взаимодействие, с одной стороны, очень тонких, в значительной мере коллоидных, растворов и взвесей, с электролитом морской водой.

И в результате вначале происходит осаждение крупных частиц, в том числе и крупных частиц загрязнений. Затем коллоидные частицы начинают коагулировать и захватывают растворенные формы элементов, переводят их в донные осадки. Таким образом вода просветляется, и возникают условия для развития фитопланктона. Те растворенные остатки, которые прошли, забирает фитопланктон, это диатомовые водоросли, многие другие микроскопические организмы. А после этого фитопланктон является пищей для зоопланктона. Зоопланктон все это дело отфильтровывает (это система биофильтра) и переводит в донные осадки в виде крупных частиц, пиллетов.

Таким образом, получаются – не очень научно выражаясь – как бы противогаз с тремя ступенями очистки, который надет на устье каждой крупной реки. Мы таким образом изучили великие реки Сибири – это Лена, Обь, Енисей. И сейчас работаем уже на Северной Двине. Оказалось, что 90 процентов взвешенных загрязнений, а точнее – 93, осаждаются здесь. Таким образом, природа сделала так, что человек, как он ни старается, но океан ему далеко еще не удалось загрязнить. И я думаю, что и нашим потомкам это не удастся.А.Г. А чем объясняется все-таки такое незначительное, если сравнивать с материковыми отложениями, количество осадков на дне? Все-таки 300 метров – это не так много, как можно было бы себе представить.А.Л. Это мало, конечно, это очень мало. Мы сумели определить не только распределение количеств этого взвешенного материала, но и потоки. Есть такие новые приборы, они внедрены всего около десяти лет тому назад, называются "седиментационная ловушка". Это, попросту говоря, большая воронка диаметром около метра, которая устанавливается на тросе, на определенных глубинах. И частицы, которые опускаются сверху вниз, там накапливаются. А снизу – приемные флаконы, там за определенное время, – месяц, несколько месяцев, год – этот материал улавливается. И мы теперь можем знать, где, что, как, какие потоки существуют, это уже совершенно новая область количественной литологии и геохимии.

И совершенно четко можно сказать, какой материал, где и как распространяется. И оказалось, что главная часть осадочного материала, 93%, как я говорил, садится в устьях рек. Но тогда, казалось бы, там должны быть какие-то тысячеметровые громадины. Действительно, геофизика показывает, что это так. Но не совсем это и так, если смотреть во времени. Глубоководное бурение показало, что главная часть осадочного вещества накапливается не в середине океанов, а по краям материкового склона. Континенты имеют подводную окраину, которая называется "шельф". Потом бровка шельфа, обычно это глубина от 100 до 200 метров. Дальше идет крутой склон до глубин в 3-4 тысячи метров, и здесь как раз, у основания склона идет граница двух типов коры, континентальной и океанической. И эта граница прикрыта сверху громадной толщей донных осадков. Что значит громадной? Это порядка 10-16, 20-ти километров.А.Г. Ничего себе разброс.А.Л. А какой же механизм? Раньше мы совершенно не представляли, каким образом это может произойти. А механизм очень интересный – теми же работами по тектонике литосферных плит в сочетании с другими методами удалось установить, что в истории океана были многократные моменты понижения уровня на несколько сот метров. А что при этом произойдет? Скажем, это у нас шельф, он сейчас под водой, здесь глубина 100-200 метров. Когда уровень воды понижается, скажем, на 300 метров, с шельфа рыхлый материал сбрасывается течениями, волнами. Получается, что сначала всё это накапливается в устьях рек и в предлежащих частях шельфа, а потом сбрасывается, как бы бульдозером сметается к основанию склона.

Это явление я назвал лавинной седиментацией. Она имеет два уровня. Верхний уровень – в устьях рек, и нижний уровень – уровень постоянного хранения осадочного вещества, он отделен двумя-тремя тысячами метров от верхнего. Так вот, может быть, самое существенное то, что оказалось, что именно в маргинальных фильтрах накапливается значительная часть нефти и газа. И многие наши месторождения Сибири именно таким образом сейчас объясняются.

Но возникает сразу мысль: хорошо, если там накапливается, а здесь бульдозером сбросило, то, может быть, и там есть нефть? И долгое время считали, что ничего там нет, пока не начали бурить и почувствовали, уже во время работы "Гломар Челленджера", что там тоже есть признаки газов. У меня на глазах пеналы, в которых хранились керны, разрывало, а это значит, что это газ в твердой форме и в форме газогидратов. А следовательно, может быть и нефть.

Но дело в том, что эти месторождения можно так неудачно разбурить, что потом эти выходы нефти не закроешь. Поэтому в районе склонов до сих пор бурение не производится – именно из боязни загрязнения океана.А.Г. И в принципе, там могут быть определенные запасы.А.Л. Да. Но сейчас провели геофизические исследования, которые подтвердили потом бурением, пока только опытным, с применением всяких предохраняющих мер. И оказалось, что именно у основания склона находятся гигантские месторождения. Такие месторождения обнаружены у берегов Западной Африки и у атлантических берегов Южной Америки, это Бразилия и страны Африки. Запасы, которые там обнаружены, относятся к категории гигантских и супергигантских.

Таким образом, всякие мрачные прогнозы о том, что нефти нам хватит на 20-30 лет, не имеют силы. Сейчас все прогнозы отодвигается на большие сроки. И, по-видимому, первой, кто начнет добывать, будет Бразилия...

gordon: Бабочки

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Олег Григорьевич Горбунов– кандидат биологических наук
  • Владимир Сергеевич Мурзин– доктор физико-математических наук

Александр Гордон: ...для биолога, зоолога, особенно для лепидоптеролога – это открытие – назвать новый вид бабочек. Но если это было легко сделать еще буквально столетие назад, то сейчас, наверное, уже все описано?Владимир Мурзин: Вы глубоко ошибаетесь. Я недавно как раз занимался этим вопросом для бабочек Советского Союза, и построил график, на котором показал количество новых описаний в зависимости от времени, по годам. И на этом графике видно, что сейчас количество вновь описываемых бабочек по годам растет линейно. Я-то надеялся, что они действительно, как вы говорите, уже почти все описаны и кривая выйдет на насыщение, и я смогу, экстраполируя ее математическими формулами на бесконечность, предсказать, сколько же в России бабочек. Но оно растет линейно. Мы даже не можем сказать, сколько бабочек водится у нас. Причем речь идет только о дневных бабочках, а ночных бабочек в раз 10 больше, и они изучены гораздо хуже. То есть, я думаю, там только половина видов известна.А.Г. Хорошо, давайте тогда ограничимся тем, что нам уже известно.Олег Горбунов: В настоящее время, понятно, что нельзя назвать даже приблизительную цифру. Но некоторые ученые считают, что их 170 тысяч видов на Земле, то есть таксонов видового уровня, не считая подвидов. Но если включить сюда же и другие таксоны уровня вида, которые закреплены в международной номенклатуре, то есть подвиды, то это число повышается вплоть до полумиллиона одних только бабочек.А.Г. И, судя по вашим словам, сколько их там еще впереди – неизвестно.В.М. Да, сколько впереди! Причем Россия – более-менее изученная страна.О.Г. К сожалению, Россия обделена природой, то есть количество чешуекрылых здесь намного меньше, чем в Южной Америке, Юго-Восточной Азии или тропической Африке, особенно в западной части Центральной Африки. Из этих регионов новые таксоны описываются ежегодно тысячами! И даже по несколько тысяч в год!В.М. Вы сколько описали новых видов?О.Г. Я сейчас точно не помню, но не меньше 130 видов.В.М. Это только один Олег описал.А.Г. И вы их сами называете?О.Г. Я их сам называю. А как же? Я автор названий этих видов.А.Г. Потрясающе.О.Г. И это еще не конец. Я предполагаю, что смогу описать еще несколько сотен. Потому что, например, в коллекции в настоящий момент я имею где-то порядка 50 видов, которые не имеют названий. Эти виды были собраны даже в европейской части России!В.М. И надо сказать, что Олег занимается только одной специальной группой бабочек. Это очень интересная группа, так называемые "стеклянницы". О.Г. Удивительная группа, которая на бабочек-то не очень похожа...В.М. Он описал 130 видов только из этого одного семейства!О.Г. А всего семейств бабочек опять же никто не может точно указать, потому что у исследователей имеются достаточно разнообразные мнения о структуре и объеме каждого семейства. Но в настоящее время можно констатировать тот факт, что все многообразие бабочек может быть разделено на 46 надсемейств. Из них – 27 монотипические, т.е. состоят лишь только из одного семейства. Это в основном молевидные чешуекрылые, то есть очень мелкие и очень древние по своему происхождению бабочки. Все остальные надсемейства включают в свой состав несколько семейств. Как правило, это более продвинутые группы, состоящие из тысяч и даже десятков тысяч видов. А.Г. Говоря, кстати, о происхождении. Может быть, вы скажите об этом несколько слов. И есть ли какие-то попытки объяснить, почему такое удивительное многообразие видов?О.Г. Это, во-первых, связано с древней историей отряда чешуекрылых. Известны бабочки, вернее, их остатки, из отложений Юрского периода. Их возраст не менее 150 миллионов лет! Кроме этого очень хорошо известна фауна янтаря, особенно балтийского. Возраст этих останков приближается к 55 миллионам лет. И эти остатки уже определяются как современные семейства и даже роды. Далее, многообразие, зависит от тех условий, в которых обитает та или другая группа. На протяжении истории Земли, а вернее, истории развития отряда бабочек, эти внешние условия изменялись множество раз и в различных направлениях. Кроме того, очень большое значение для увеличения разнообразия имеет эффект дрейфа генов, который хорошо прослеживается у островных популяций. Конечную величину разнообразия мы определить не можем.А.Г. То есть, видообразование продолжается до сих пор?О.Г. Безусловно. Но этот процесс достаточно медленный. Хотя его можно наблюдать даже сейчас где-нибудь на маленьких островах, или высоко в горах.В.М. Действительно, большинство бабочек приспособлено к жизни в определенных природных условиях. Так, существуют виды бабочек, которые живут в горах на высоте не ниже 3000 метров. Для этих видов такая горная страна, как, например, Памир, представляет собой архипелаг или систему островов, на каждом из которых эти виды живут в виде отдельных популяций, изолированных друг от друга непреодолимыми для перелета преградами, каковыми являются глубокие ущелья. Каждая такая изолированная или "островная" популяция рано или поздно перестает контактировать со своими собратьями, обитающими на соседней горе. Отсутствие контакта приводит к генетической изоляции и, далее, к необратимым генетическим перестройкам от эффекта дрейфа генов. В результате этого и образуются новые и первоначально очень локальные виды. Поэтому в горах очень много так называемых "эндемиков", которые живут на одной горе. Я неоднократно путешествовал по Алтаю, где недалеко от поселка Акташ с одной горы было описано 5 видов, из них два – больше нигде не встречаются. Только на этой горе!О.Г. Может быть, эти виды живут где-нибудь рядом в таких же условиях, но пока...В.М. Пока известны только с этого высокогорья. Конечно же, это не отдельная гора, а небольшой Курайский хребет. По-видимому, он весь заселен этими бабочками. Они живут под камнями на высоте выше 3000 метров. Для Алтая это очень большая высота. Эти бабочки очень интересны. Живут они на хорошо прогреваемых солнцем осыпях. Их самки после рождения сидят под камнями. Самцы же активно летают и находят самок, которые после оплодотворения и откладывают там яйца.А.Г. При этом самки тоже крылатые?В.М. Самки не летают, но крылья у них все-таки есть. Существуют же виды, у которых самки совсем не имеют крыльев. Видите – самка. А там самец. Эта самка не имеет крыльев, но их зачатки можно разглядеть под микроскопом. Она даже ими шевелит, но не больше того. Она, как бочонок с яйцами, лежит. И причем она даже не выходит из кокона.А.Г. Кормит ее самец?В.М. Нет, она не кормиться, у нее нет ротовых органов совсем.О.Г. То есть, это мешок с яйцами.В.М. У нее нет ни глаз, ни ротовых органов, ничего. И я считаю, что это последнее достижение эволюции. Понимаете, только любовь правит их жизнью во взрослом состоянии. И это, кроме того, огромная экономия энергии. Она может всю энергию, накопленную гусеницей, пустить на формирование яиц. Ей не нужно летать, не нужно тратить энергию на поиск кормового растения и на все остальное.О.Г. Даже ползать не надо.В.М. Даже ползать не надо, она просто лежит под камнем. Самец разыскивает ее по запаху, т.е. по следу феромона, и оплодотворяет ее. Оплодотворяет, забираясь в ее кокон. Даже в коконе специальная дырочка оставлена, куда потом должен пролезть самец.А.Г. Потрясающе! Говоря про такое многообразие бабочек, все-таки можно как-то говорить об общем у бабочек? Судя по всему – нет.О.Г. Конечно, можно. Во-первых, морфологически весь отряд отличается от остального многообразия насекомых наличием чешуек. Все бабочки имеют чешуйки на теле, крыльях. Хотя есть и другие насекомые, которые тоже имеют чешуйки, например, некоторые группы жуков слоников. Но они имеют иное происхождение и форму, а также представлены незначительным количеством. Это вторично видоизмененные щетинки. Но только бабочки имеют настоящий довольно плотный чешуйчатый покров, особенно заметный на крыльях. Хотя есть бабочки, крылья которых в той или иной степени лишены чешуек. Это бабочки-стеклянницы. Будьте добры, покажите, пожалуйста, слайды 21, 31 и 40. Это и есть те специальные бабочки, которых мы вкратце коснулись в начале передачи. У них, как вы можете видеть, задние крылья практически полностью прозрачные. Заметьте, они на бабочку даже не похожи. Это скорее какая-то оса. Что тоже очень интересно, так как стеклянницы считаются одним из ярких примеров мимикрии. Хотя тут множество вопросов возникает, ведь эволюционно перепончатокрылые, тем более жалящие, являются более молодой группой. И не совсем понятно, каким это образом более древний мог морфологически скопировать более молодой таксон.В.М. Может, это семейство возникло позже?О.Г. Может быть. Но в проблеме миметизма существуют такие пары видов, назовем их миметическими, которые распространены очень далеко друг от друга и никогда в процессе эволюции не встречались. Вернемся к слайдам. Да, с первого взгляда это оса, но это бабочка! Именно этой группой я занимаюсь уже более 20 лет.

В настоящее время в мировой фауне их известно где-то около полутора тысяч. Но это число, судя по подсчетам, которые я проводил, очень далеко от реального количества живущих в настоящее время видов. Вычисления эти довольно просты. В течение последних 13 лет я занимаюсь исследованием стеклянниц Вьетнама и оттуда описал около 40 видов. Сначала исследования из числа собранных видов практически все были новыми. В дальнейшем число новых видов стало уменьшаться, и теперь наступил такой момент, когда стало очень трудно собрать новый, еще не описанный вид. Для новой находки необходимо забираться очень далеко в джунгли или очень высоко в горы.

В России такая же ситуация. У нас есть регионы, где бабочки изучены достаточно полно, но и есть такие, где следует ожидать нахождение еще неизвестных для науки видов. Степень изученности также зависит и от семейства. Наиболее изученными в России следует считать некоторые группы дневных бабочек, бражников, сатурний, медведиц. Что касается стеклянниц, то даже на юге Европейской части, где еще сохранились степные участки или небольшие площади полупустынь или пустынь, живут виды, не имеющие названий! И такие красивые виды, что просто удивляешься, очень крупные для стеклянниц!А.Г. Кроме чешуек, что еще объединяет всех бабочек?О.Г. Хоботок. Сосущий хоботок, который именно такого строения имеется только у бабочек.В.М. Многие его утратили уже вторично.О.Г. Да, многие виды, даже роды и семейства его вторично утратили. У них основной стадией развития, которая поставляет энергию для существования вида, является гусеница. Вот как, например, у сатурний. Все представители этого достаточно большого семейства, обычно очень красивые, яркие и крупные бабочки, не имеют хоботка, то есть не питаются.А.Г. Не питаются во взрослой стадии?О.Г. Да, на стадии имаго или бабочки. Ну, а гусеница вот этого Attacus atlas, которого вы можете видеть в этой коробке, дорастает до размеров около 15 сантиметров, становясь толстой, как сарделька, имеет очень хороший аппетит и днем и ночью.В.М. И тоже очень красивая.А.Г. И насколько хватает запаса, который накапливается?О.Г. На неделю, может, несколько больше. В первую очередь, это зависит от вида. Но и, как я заметил, от момента спаривания. Обычно в лабораторных условиях неоплодотворенные самки живут несколько дольше оплодотворенных. В природе же оплодотворение, обычно, происходит в первые сутки жизни самки, а яйца откладываются или разбрасываются в первые несколько суток. После этого задача продолжения рода выполнена, а бабочка должна быть утилизирована. То есть, задача самки заключается в скорейшем откладывании яиц. На продолжение жизни бабочки влияет также и пищевая специализация гусениц. Есть виды, гусеницы которых питаются одним или несколькими видами растений. Это монофаги или олигофаги. В этом случае самка должна отыскать необходимое кормовое растение и именно на него отложить яйцо. Гусеницы других видов питаются многими растениями или просто любыми. Самки таких бабочек, например, тонкопрядов, просто рассыпают яйца в полете, а гусеница уже сама находит то, что ей будет по вкусу.В.М. И, кстати, некоторые сатиры.О.Г. И сатиры тоже летают и в полете рассыпают яйца.А.Г. А какие бабочки самые короткоживущие и самые долгоживущие?О.Г. К долгоживущим бабочкам можно отнести наших траурницу, многоцветницу, крапивницу. Подмосковная траурница, например, живет 9-10 месяцев. В этом случае зимовка протекает на стадии имаго. То есть, взрослая бабочка проводит зиму где-нибудь в укромном местечке, как-то в подвале, под стрехой на даче, в лесу, в дуплах.А.Г. При этом промерзает до минусовой температуры.О.Г. Да промерзает. В их гемолимфе или крови, а также в клетках в предзимовочный период образуются глицерины или многоатомные спирты, которые замещают воду.А.Г. Антифриз такой.О.Г. Да, природный антифриз. Этот антифриз не позволяет жидкости в клетках тела кристаллизоваться и их разрушать. Весной с наступлением теплых дней бабочки покидают свои укрытия, активно летают, посещают первые цветы в поисках нектара. Далее происходит спаривание, опять питание некоторое время и, наконец, откладка яиц. Отродившиеся гусеницы питаются, окукливаются и опять вылетают бабочки. В благоприятные годы эти бабочки могут дать дополнительную генерацию, имаго которой опять уйдет на зимовку. Кстати, в этом году в связи с холодным летом, у нас под Москвой, например, павлиний глаз ушел на зимовку уже где-то во второй половине августа. Это не характерно для этого вида в нашей полосе. Обычно их можно наблюдать на цветах до середины сентября. Выйдут они только где-нибудь в апреле. Но если весна будет теплая, то в конце марта. То есть бабочка будет жить практически с июля до апреля. А это 9 месяцев!В.М. Причем еще есть перелетные бабочки, которые перелетают на зимовку, как птицы.О.Г. Да, такие примеры встречаются и в нашей фауне. Это, например, репейница или некоторые бражники.В.М. Vanessa cardui.О.Г. Да, репейницы. Они в основном живут в Аравии, на Ближнем Востоке.В.М. Кстати, даже нельзя сказать, это наша бабочка или нет, потому что она размножается и у нас, и в Аравии, где она дает несколько поколений в течение зимы. С ними, т.е. мигрантами, связана вообще фантастическая, на мой взгляд, загадка. Я не знаю, как ее разгадать и когда она будет разгадана. А загадка эта заключается в том, каким образом эти бабочки находят дорогу домой?

В Северной Америке живет знаменитая бабочка Монарх или Danaus plexippus. Кстати, в фауне бывшего Советского Союза, а именно, в Туркмении и на юге Закавказья, встречается его ближайший родственник – Хризипп или Danaus chrysippus, который также совершает ежегодные миграции, но не столь грандиозные. Так вот, в Северной Америке существует 2 популяции Хризиппа. Одна занимает западную часть Северной Америки, другая – восточную. На зиму бабочки обеих популяций летят на юг зимовать. Причем сбиваются в стаи, иногда многими тысячами, и даже десятками тысяч. Западная популяция зимует в Калифорнии, что известно не один десяток лет. Там даже организован специальный заповедник. И в этом заповеднике несколько деревьев вместо листьев зимой покрыты бабочками.

С другой стороны, долгое время никто не мог понять, куда она девается. Бабочки этой популяции на зиму летят вдоль восточного побережья Америки, достигают Невады и там куда-то исчезают в пустыне. И много, много лет исследователи пытались найти место ее зимовки, но не могли. Но американцы, как известно, очень интересуются своей природой, поэтому были выделены средства. Были арендованы самолеты, которые следили за этими бабочками, и, в конце концов, обнаружилось, что они улетают в Мексику. Там на высокогорном плато на высоте около 3000 метров, в небольшом лесном районе была обнаружена долина монархов, где, по подсчетам энтузиастов, ежегодно собирается до 18 миллионов бабочек! Пару раз мне доводилось видеть это незабываемое зрелище! Это было недалеко от Сан-Франциско. Там город скупил у частников несколько деревьев, которые являются зимним пристанищем бабочек, огородил их, поставил дежурного – простого любителя бабочек, который посетителям рассказывает об этих бабочках. Но близко к этим деревьям подходить нельзя.О.Г. Чтобы не пугали.В.М. Я там бывал в октябре, когда они только начинали прилетать. И что интересно, там даже специальная местная газета выходит, которая называется "Монарх". Недалеко построена гостиница "Монарх". Множество всяких сувениров, значков с бабочками. Город живет, по-моему, за счет этих бабочек...О.Г. За счет популяции.В.М. Да, за счет этой популяции. Осенью у них проходит фестиваль. Школьники устраивают спортивные соревнования и музыкальные вечера в честь прилета монархов. Когда я посетил этот городок, то в местной газете прочел заметку: "Вчера прилетело 5000 монархов". Конечно, я думаю, никто их не считал. А.Г. Есть какие-нибудь гипотезы, которые объясняли бы, как они находят дорогу?В.М. Да нет. Я не знаю, во всяком случае.О.Г. Я тоже не знаю.В.М. Дело в том, что у птиц родители учат своих птенцов. Бабочки-то своих родителей не знают.О.Г. Не знают, конечно.А.Г. То есть, это должна быть генетическая программа.В.М. Да, но в то же время мы знаем, что генетика хорошо объясняет всякие структурные вещи, а поведенческие... Я не знаю, где и как они хранятся в генетической памяти.О.Г. Вот загадка.В.М. Из наших, так сказать, "перелетных" бабочек вы назвали...О.Г. Репейницу, вьюнкового бражника.В.М. "Мертвую голову" даже под Москвой находили...О.Г. Не только, даже под Ленинградом, Санкт-Петербургом. Эта бабочка относится к тропическим видам, широко распространенным в тропиках Старого Света. Кроме своего мистического рисунка на груди она известна и в качестве очень активного мигранта. Практически ежегодно она совершает значительные перелеты, откладывая по пути яйца на всевозможные пасленовые. И вообще, эта бабочка очень интересна.В.М. Гусеница этой бабочки живет на картошке.О.Г. Да, кормовым растением гусениц в наших краях является картошка, но не клубни, а только листья. Но имаго, взрослая бабочка, питается медом. Где и как она может его найти? Она это знает! В улье у пчел. Но пчелы не очень охотно делятся своими запасами меда. Так вот, в процессе эволюции взрослые бабочки выработали способность имитировать звуки пчелиной матки, которая еще находится в куколке, но уже готова ее покинуть. Бабочка, заползая за медом в улей, издает такие звуки, тем самым обманывая пчел. Своим коротким, но очень крепким хоботком она прокалывает соты и пьет мед. Но иногда пчелы все равно распознают непрошенного гостя и убивают его. Например, на побережье Черного моря в районе Туапсе или Сочи каждый пасечник знает эту бабочку, ведь ежегодно он находит их мертвые тела в своих ульях.А.Г. Фантастика. То есть это пример звуковой мимикрии.О.Г. Да, совершенно верно! Но, к сожалению, эти бабочки не способны выжить в условиях нашего климата, так как развитие этих бабочек протекает без зимней диапаузы. Отродившиеся в конце лета гусеницы окукливаются в конце сентября или в октябре. Бабочка выходит из куколки недели через 2-3, но в это время уже и очень холодно, и отсутствует кормовое растения. В.М. Поскольку вы заговорили о звуках, я хотел бы вас немножко перебить и рассказать вот что. Есть очень интересное, сравнительно недавно открытое явление. Я хочу сказать о некоторых бабочках, родственниках тех, которым посвящена вот эта только что вышедшая из печати специальная книжка. Она о бабочках-медведицах бывшего Советского Союза. Так вот, в Северной Америке группа ученых исследовала взаимоотношение некоторых видов медведиц с летучими мышами. В природе именно летучие мыши являются их главным врагом.О.Г. Потребителем...В.М. Да потребителем. Медведицы – ночные бабочки, и летучие мыши их активно ловят. А ловят, как вы знаете, конечно, с помощью сонаров, ультразвуковых локаторов. Они испускают ультразвук и по отражению возвратного импульса определяют расстояние до бабочки. Так вот, есть, оказывается, целая группа ночных бабочек, которые слышат эти звуки и посылают в ответ свои звуки, которые дезориентируют врага.А.Г. Такой антисонар.В.М. Они посылают звук не в то время, когда ответ должен к ней вернуться.А.Г. Создает помеху и сбивает с толку.В.М. Да. И мышка сбивается с толку. Но мало того. Это, так сказать, один факт, который очень трудно объяснить, – как это бабочки до этого додумались. А есть еще один очень интересный факт. Оказывается, есть, это известно среди медведиц, ядовитые бабочки. Они содержат ядовитые вещества, например, синильную кислоту, и их не могут потреблять ни птицы, ни летучие мыши. Это своеобразная защита от хищников. Но все-таки заранее летучая мышка не знает, ядовита эта бабочка или нет. Так вот, эти бабочки издают серию ультразвуковых сигналов, на которых обучаются мышки. Она один раз попробует, и больше уже не будет их ловить, поскольку знает, что если такой звук исходит, значит, эта бабочка ядовитая. Так бабочка предупреждает летучую мышку: "Меня не тронь, я невкусная, ядовитая". Но это еще не всё.А.Г. А с помощью чего они издают звуки?В.М. У них на спине есть специальные щетинки, которые настроены на генерацию ультразвука определенной частоты.А.Г. Это какая-то фантастика!В.М. Но этого мало. Оказывается, есть вполне съедобные бабочки, которые научились издавать такие же звуки. И вообще, у бабочек существует свой собственный мир. Они общаются и между собой, и с летучими мышками разговаривают. Я даже видел статью в одном американском журнале "О чем медведица разговаривает с летучими мышами". В лабораториях даже проводились многочисленные опыты с искусственными моделями. Например, бабочка отвечала на ультразвуковой сигнал, записанный и произведенный на магнитофоне. Также, оказывается, во время спаривания самец и самка между собой переговариваются. О.Г. Будьте добры, картинку номер 5. Здесь сфотографированы две горошковые белянки. Снизу самец, а сверху самка. Я наблюдал их минут пять. Они сидели друг напротив друга, и антеннами трогали друг друга. По идее они должны были спариваться, но они только так "поговорили" и разлетелись.В.М. Не договорились...А.Г. Да, программы не совпали...О.Г. Да, как-то это было очень удивительно. А ведь мне было интересно сфотографировать именно процесс копуляции. Они были спокойны, меня не видели, потому что я не подходил близко. Но о чем они говорили? Это было очень занятно: сидят две бабочки и ощупывают друг друга антеннами. Кстати, такое явление наблюдается и у медведиц.В.М. Возможно, у бабочек существуют какие-то специальные методы распознавания видов. Например, многие виды бабочек очень похожи друг на друга, мы даже не умеем их определять. Я думаю, что еще много видов выделят на основе этологии, особенно сексуального поведения.О.Г. Да, существует множество видов-двойников, которые морфологически практически неотличимы друг от друга.В.М. Которые не отличаются ни внешне, ни по строению генитальных структур. А вот бабочки друг друга узнают. Происходит это, как я думаю, во-первых, с помощью видоспецифических феромонов или половых запахов. И, кроме того, с помощью полового поведения или брачного танца. Если бабочка станцует не так, то партнер ее не примет.О.Г. Кстати, о феромонах. Стеклянницы как раз являются очень хорошим, вообще, наверное, самым разработанным объектом. Во-первых, они, несмотря на то, что относятся к большой группе ночных бабочек, летают днем, исключительно днем. А встреча полов у них происходит на основе только феромонов, т.е. химической коммуникации. Пожалуй, два десятка лет, и даже несколько больше, и в Соединенных Штатах Америки, и в Японии, и в Европе, особенно в Германии, целые институты работают над изучением структуры феромонов и проблем химической коммуникации. Было установлено, что у стеклянниц, как и у некоторых других бабочек, половые феромоны состоят из высокомолекулярных, 18-атомных, ненасыщенных спиртов и их ацетатов. И, что очень важно, они в большинстве случаях являются видоспецифическими. Зная структуру полового феромона, можно определить вид, для которого он характерен.А.Г. Классификация осуществляется по феромонам?О.Г. Скорее, феромоны являются одним из вспомогательных инструментов в классификации. Хотя случаются и казусы. Я во время полевых исследований очень часто пользуюсь синтетическими феромонами, но иногда мне удается наблюдать и действия натуральных половых аттрактантов, которые продуцируют только что отродившиеся, т.е. неоплодотворенные самки. Такую свеженькую самку в небольшом садке я выношу в биотоп, где этот вид встречается, и отлавливаю подлетевших самцов. Так вот, иногда к такой самке прилетают самцы и другого вида, и даже рода! В этом случае копуляция исключается по причине того, что на близком расстоянии включаются уже не химические распознавания вида, а визуальные, т.е. при близком контакте полов включаются другие рецепторы. В нашем случае – это глаза, которые у стеклянниц очень хорошо развиты. Таких случаев в моей практике было много. Иногда даже прилетало не 2 вида, а больше.А.Г. Близкие феромоны?О.Г. Да, близкие феромоны, но виды совершенно разные. И это тоже очень интересно для понимания механизмов эволюции химической коммуникации. Кроме этого, знание структуры феромона важно и с чисто хозяйственной деятельности человека. Как это не покажется странным, но многие виды стеклянниц являются серьезными вредителями различных хозяйственно важных растений. Так, в США некоторые виды серьезно вредят персикам, яблоням и винограду. В Японии – винограду, хурме и, что очень заметно, сакуре – символу страны. В России также имеются виды, которые наносят ощутимый вред смородине и малине. К примеру, на каждой даче в Подмосковье, где растет хотя бы один куст смородины, можно обнаружить смородинную стеклянницу. В целом, гусеницы стеклянниц приносят ежегодного ущерба на многие миллионы у. е. В Японии я видел целые плантации винограда, полностью уничтоженные тремя видами стеклянниц!

Традиционные же методы борьбы, а именно, химические обработки, с этими вредителями малоэффективны, т.к. гусеницы стеклянниц, а именно они являются вредителями, живут внутри растения: в корне, стволе, ветвях или в лиане. Единственный метод снижать численность, а отсюда и наносимый материальный ущерб – это проводить изъятие самцов из популяций. Для этого используются различной конструкции феромонные ловушки, которые заправляются искусственно синтезированными половыми аттрактантами. В этом случае, не дождавшись самца, самка начинает откладывать неоплодотворенные яйца. Но для этого необходимо знать точную структуру феромона именно интересующего нас вида. Эта задача не из легких и требует очень больших материальных вложений. К сожалению, в России такие работы не проводятся уже более 10-и лет, но стеклянницы и другие вредители живут и продолжают свое вредное дело.В.М. Я хотел в связи с этим добавить, что в старое время, в 70-80-х годах в Советском Союзе были синтезированы феромоны сибирского шелкопряда. Со спутников отслеживались места массового размножения, которые выглядели рыжими пятнами на зеленом ковре сибирской тайги. Дальше с помощью самолетов над этими местами распылялся феромон, который заполнял своим запахом весь участок тайги. В результате самцы не могли найти самок, т.к. они, вернее, их запах, были везде, что не позволяло точно определить месторасположение самки.А.Г. И их численность резко снижается.В.М. Да, численность снижается в тысячи раз.А.Г. Я вижу некий парадокс. Вы сейчас говорите о том, как уничтожать бабочек, вредных для сельского или лесного хозяйства, а на столе лежат две Красные книги... По идее-то вы должны говорить о защите, нет?О.Г. Да, мы принесли две Красных книги – России и Московской области. Как известно, первые варианты Красных книг включали в себя только млекопитающих, птиц, земноводных, пресмыкающихся и рыб, т.е. только позвоночных животных. Главным критерием включения в Красную книгу была, что является совершенно верным, реальная численность вида в природе. Таковым он является и для современных вариантов этих книг. Но в последние стали включать и насекомых, среди которых бабочки занимают первое место по количеству.А.Г. И для всех используются одни и те же критерии.О.Г. Совершенно верно. Критерии включения одни и те же. Но, если, например, численность дальневосточного леопарда известна до единицы...В.М. Там их десятки экземпляров...О.Г. Да, несколько десятков. И чуть ли не каждый имеет свое имя, и его изучают несколько исследователей, то, к сожалению, ни для одного вида бабочки, которая включена в Красную книгу Москвы и Московской области, да и России в целом, никто и никогда не проводил никаких учетов численности!А.Г. А на основании чего тогда вид включается в Красную книгу?В.М. Мы не знаем.О.Г. На основании чего – это очень интересный вопрос. Но ответа мы никогда не получали, хотя неоднократно заостряли эту тему как на заседаниях Московского общества испытателей природы, так и на Ученом Совете нашего института.В.М. Все аполлоны включены в Красную книгу, например.О.Г. Да, но эти виды в природе очень обычны, даже многочисленны! В местах их обитания в определенное время их летает столько, что кажется, что это не бабочки, а летний снегопад.В.М. Их просто мало в коллекциях, потому что добраться в те места, где они летают, не так просто. Поэтому в коллекции, скажем, Зоомузея МГУ их мало, вот авторы их и включили.О.Г. Да, как раз о численности. Ради Бога, давайте их включим. Конечно, если вид находится на грани уничтожения или ему что-то угрожает, его обязательно надо включать в Красную книгу. Но для этого необходимо провести необходимые полевые исследования.В.М. Надо подсчитать их численность...О.Г. Да, это же очевидно. Но никто никогда этого не сделал ни для одного вида бабочек.В.М. Я бы хотел два слова сказать о численности как раз бабочек. Многие считают, что бабочек очень мало, потому что их мало видно. Дело в том, что бабочки не любят показываться-то зря. Вы можете долго бродить по какой-то определенной территории, и вам будет казаться, что там очень мало бабочек, а на самом деле там их может быть очень много.О.Г. Ведь бабочка, вернее, любой вид бабочки, это и яйца, и гусеницы, и куколки.В.М. А гусеницы имеют еще и несколько возрастов, и их может оказаться там очень много. Вообще, для чего природа сделала бабочек?А.Г. Хороший вопрос.В.М. Вам нравится?А.Г. Да.В.М. Дело в том, что вся жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии. Все другие источники, включая ядерную энергию – в конце концов, ничтожны по сравнению с солнечной энергией. Но потреблять солнечную энергию мы не умеем. Если мы загораем, то у нас все равно аппетит не пропадает.О.Г. И не только мы, а, в общем, все живые существа, кроме...А.Г. Все, кроме растений.В.М. Только растения потребляют солнечную энергию. И только растения с помощью солнечной энергии умеют преобразовывать неорганические вещества в органические – белки, жиры, углеводы. Но эти растительного происхождения органические вещества не съедобны для большой группы животных, в частности, для хищных животных. Для них нужны белки животного происхождения. Так вот, природа создала бабочек для того, чтобы переработать растительные продукты в продукты животные. И сделать солнечную энергию доступной для верхних этажей пирамиды пищевых цепей, на которых располагаются хищные насекомые, птицы, пресмыкающиеся и другие хищники. Существует огромное количество потребителей бабочек.А.Г. То есть, бабочки являются кормовой базой.В.М. Очень обобщенно: мы разводим поросят для пропитания, оставляя на племя определенную долю, а природа разводит бабочек на корм другим животным. Но она и заботится о том, чтобы вид не пропал. И в связи с этим я скажу о двух типах морали. Некоторые люди не любят этого, но я скажу. Есть человеческая мораль, т.е. христианская, коммунистическая и другие, которая говорит, и совершенно правильно говорит: не убий. Потому что каждый человек – это есть совершенно своя Вселенная. Это огромный набор знаний, мировоззрений. В общем, каждый человек неповторим. И поэтому "не убий", потому что вы уничтожаете целый мир, целую вселенную, убив человека.А.Г. Но, однако, мы обладаем способностью уничтожать себе подобных.В.М. Это уже другой вопрос, здесь о нем не будем говорить. Но я хочу сказать вот о чем: какова мораль в природе? Она совершенно другая. Она считает за единицу не индивидуум, а считает за единицу вид (или подвид). И поэтому она стремится сохранить вид. А поскольку виды живут действительно в виде отдельных популяций, значит, она стремится сохранить эти популяции нетронутыми. Но как это сделать? Ведь, как нам известно, потребителей-то, например, бабочек, огромное количество.О.Г. И все хотят кушать...В.М. Да, и поэтому бабочки откладывают сотню яиц, 500 яиц, тысячу яиц...О.Г. 10 тысяч, 20 тысяч...В.М. В Австралии известен тонкопряд, у которого одна самка откладывает 28 тысяч яиц.О.Г. Но из этих 28 тысяч отложенных и развивающихся яиц должна родиться только одна пара бабочек, а все остальные экземпляры, включая гусениц, куколок и имаго, должны быть съедены.В.М. Потому что равновесие будет только тогда, когда из пары остается пара. Как этого добиться? Ведь, как мы уже знаем, врагов-то огромное количество. Они же не будут считать – ага, осталась только пара, значит, всё, мы больше есть не будем. Нет такого.

Как природа решает эту проблему? Она решает это огромной численностью "жертв". В этом случае, а именно, когда какое-либо явление включает взаимодействие многочисленных факторов, то для его описания можно пользоваться методами математической статистики. Например, законом распределения вероятностей Гаусса. Так вот, представьте себе, что бабочка отложила сто яиц. Какова же вероятность того, что будет съедено не больше 98? Так вот, статистика говорит, что вероятность этому на уровне 67% будет равна корню квадратному из этой величины, т.е. корню из 98, или, грубо говоря, из ста, что равняется десяти. Но это вероятность сохранения всего 67 процентов. Если вы хотите, чтобы вероятность сохранения была больше, то надо значительно большее количество яиц. Так, при погрешности, скажем, 90 % – это уже два корня квадратного из N, где N – это количество потомков.

Если вы хотите, чтобы популяция существовала не один год, а, скажем, тысячу лет, то вероятность такого исчезновения следует снизить до одной тысячной. Это хорошо видно на графике 2. На нем показаны результаты математического моделирования. По диагонали вверх идет линия – это численность вида или популяции. Это просто N, какое-то число произвольное, а пунктирными линиями показаны значения квадратного корня из N, эта погрешность. Вот там, где погрешность станет гораздо меньше N, там можно считать, что вид может существовать долго. Значение R – это коэффициент воспроизведения. Скажем, если у кого-то пять потомков, то популяция из 30, 50 или 40 особей может быть устойчивой. Это в расчете на сто лет. Значит, в течение ста лет она может быть устойчивой. Но это для животных с незначительным R...О.Г. Для крупных млекопитающих, например.В.М. Да, совершенно верно. Поэтому популяция крупных животных может состоять из небольшого количества экземпляров и быть устойчивой. В частности, небольшая популяция леопарда в 5-100 особей может быть вполне устойчивой, если не придет туда охотник и не начнет их истреблять. Но если численность упадет ниже этой точки пересечения, т.е., по сути дела, минимальной численности популяции, то эта популяция исчезнет уже сама собой без всякого вмешательства. Просто за счет случайных колебаний численности.

Но, скажем, для бабочек численность в 400 единиц недостаточна. Должна быть, по крайней мере, в несколько тысяч. Но это в какой-то конкретной популяции, причем это только количество самок, которые отложат яйца. В действительности, эту величину следует удвоить за счет самцов, каковых должно быть примерно такое же количество. И плюс к этому не все самки отложат яйца, их тоже съедят, уже во взрослом состоянии. То есть реальная численность должна быть еще гораздо больше. Причем это рассчитано на 100 лет, что для вида составляет просто миг. Потому что виды существуют не тысячи, не сто тысяч лет, миллионы лет. Известные дальневосточные или закавказские популяции брамей существуют, по-видимому, более пятидесяти миллионов лет.О.Г. Я бы сказал больше ста тысяч, уж это точно...В.М. Тот факт, что эти бабочки, два разных, но родственных вида, встречаются на Дальнем Востоке и в Талыше, говорит о том, что когда-то они имели общего предка, имеющего сплошной ареал. Но по палеонтологическим данным, тропические и субтропические леса между этими двумя регионами исчезли несколько миллионов лет тому назад. Именно тогда и произошла изоляция этих популяций, приведшая к образованию двух видов. Но бабочки существуют и поныне. Это может происходить только в том случае, когда эти виды обладают способностью к колоссальному воспроизводству. Их численность должна быть огромна! Кстати, эти виды занесены в Красные книги. Я наблюдал брамею в Ленкорани, что на юге Закавказья...О.Г. А я и в Ленкорани, и в Приморье.В.М. А в Приморье вообще говорить нечего, там экран, когда на свет ловишь, был покрыт сплошным ковром из этих брамей!А.Г. То есть, если вид существует, значит, численность вида достаточна для того, чтобы вид существовал. Следовательно, сам факт существования вида должен уже говорить о том, что его не надо заносить в Красную книгу – если говорить о бабочках, а не о леопардах.В.М. У меня есть еще одна математическая модель, которая позволяет рассчитать численность. Покажите, пожалуйста, схему номер 1.

Здесь указана величина колебания численности популяции в зависимости от начальной численности и плодовитости в течение 100 лет. К сожалению, мощность моего компьютера недостаточна, чтобы, скажем, реально взять начальную численность. Но все равно это выглядит весьма достоверно. Так, при начальной численности популяции в 50 экземпляров и при плодовитости также в 50 колебания численности в течение 100 лет очень значительные. За это время исчезло 60% популяций, то есть, из 5 – 3 вымерло. Но это, напомню, расчет на 100 лет. Реально же популяции (виды) существуют значительно дольше. Если бы я рассчитал, что популяция должна существовать 100 тысяч лет, то все эти значения численности должны бы возрасти в огромное число раз. И видите, какие колебания численности происходят просто за счет чисто случайных причин.А.Г. Да, от 160 в один год до буквально 40 – в последующие.В.М. А ведь это просто пример. Покажите еще график 3. Тут показана вероятность выживания вида при разной численности популяции. Если количество потомков равно численности популяции, N равно R, то видно, что если популяция маленькая, например 10 особей, то она вымирает сразу. Если популяция 200, она еще немножечко живет. В связи с этим очень уместно здесь упомянуть Библию, где сказано, что Ной сохранил все живое на Земле, взявши в ковчег по паре живностей. Кстати, там есть разногласия. Если вы посмотрите (я специально смотрел) – на одной странице указано, что "каждой твари по паре", а на другой – "чистых семь пар, а нечистых – по паре".А.Г. Ну, при таких цифрах и нечистые тоже не сохранились бы...В.М. Я специально поставил в свои расчеты число – пару, сделал сто прогонов, и только в одном случае популяция продержалась 13 лет. Она могла бы продержаться гораздо дольше, но с уверенностью можно сказать, что из одной пары мы популяции не сделаем. Но, конечно, тогда были другие времена. Да и с Божьей помощью все возможно.

Но с точки зрения науки сейчас можно сказать, что такие популяции не жизнеспособны. Хотя существуют исключения, которые только дополняют показанные расчеты...

gordon: Жизнь звездных систем

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Расторгуев Алексей Сергеевич– доктор физико-математических наук
  • Сурдин Владимир Георгиевич– кандидат физико-математических наук

Александр Гордон: Меня больше всего с точки зрения драматургического построения передачи заинтересовала та часть ваших рассуждений, где вы утверждаете, что мы нашу Галактику знаем гораздо хуже, чем многие остальные. Это тот же принцип, что описан однажды поэтом: "Лицом к лицу – лица не увидать", или какие-то другие причины здесь?Владимир Сурдин: Отчасти – да. Но в большей степени – другие. Тут важна не близость к своей Галактике, хотя она и затрудняет ее оценку в целом: слишком приближает к нам звезды околосолнечные, удаляет те, которые хотелось бы увидеть поближе. Но главная причина в другом, она вполне техническая. Мы, к сожалению, сидим в самом неудобном месте Галактики, с точки зрения ее изучения, – это галактическая плоскость. Наша Галактика симметрична, и именно в ее экваториальной плоскости собралось то вещество, из которого возникают звезды. Это газ и пыль. Ну, газ прозрачен, и он не мешает наблюдать, а вот пыль... Она немногочисленна: по массе ее всего один процент от межзвездного газа, но именно она, пыль, очень сильно поглощает излучение звезд и, к сожалению, именно в этом тонком пылевом слое оказалось наше Солнце вместе с планетами. Это уж такое невезение, просто чудовищное. Мы сидим в тонком слое пыли, и когда хотим заглянуть далеко, например, в межгалактическое пространство, то смотрим перпендикулярно пылевому слою, легко "протыкаем" его взглядом, но при этом сразу попадаем в межгалактические глубины и уходим в космологию. Как только мы разворачиваем свой взгляд, чтобы увидеть собственную, довольно плоскую звездную систему, мы упираемся в околосолнечные пылевые облака, и на этом вся астрономия заканчивается, точнее говоря, заканчивается оптическая астрономия. Начинаются варианты. Например, инфракрасная астрономия. Инфракрасные лучи довольно легко проходят сквозь пыль, но телескопов инфракрасного диапазона не было долгое время, и только сейчас их начали создавать. В общем, эта технология сложная. И это сильно портит жизнь астрономам, об этом они стараются не говорить, это внутренняя проблема. Но постоянно имеют ее в виду, когда указывают специалистам других профессий, что не следует слишком сильно доверять нашему сегодняшнему знанию о Галактике: оно еще очень ущербное, очень мозаичное. Особенно жалко, когда специалисты иных наук, например, геологи или математики, пытаются вынести из научно-популярных астрономических книг некое законченное знание о Галактике в целом, пытаются строить теории ее рождения и эволюции и не замечают, что теории эти "стоят на песке". Мы еще не можем дать им полный портрет Галактики, а они уже пытаются на основе наших неполных данных строить свои сложные геологические гипотезы, например, о периодичности галактического года, о влиянии Галактики на земные процессы, о связи земных катастроф и геологических пертурбаций с космосом. А астрономы их предупреждают: рано строить такие гипотезы, подождите, пока мы выясним более детально строение Галактики. Уж если об этом зашла речь, наверное, не уйти от разговора о том, что мы даже размеров не знаем своей звездной системы. Скажем, Солнце расположено на периферии звездной системы, и нам очень важно знать расстояние от Солнечной системы до центра Галактики, потому что система круглая, и этот радиус – как мерная линейка, которая потом все остальные масштабы нам определит. Это проблема, над которой мы с Алексеем Сергеевичем работаем уже лет 15; и до сих пор еще, хотя наши рабочие столы стоят рядом, в одной комнате, мы не сошлись во взглядах. Я думаю, он расскажет об этом более подробно.Алексей Расторгуев: Совершенно верно. Вообще, эта проблема имеет гораздо более общий характер, и она чрезвычайно серьезна. Речь идет об измерении всех расстояний во Вселенной, о построении "шкалы расстояний". Что такое шкала расстояний? Грубо говоря, нам необходимо построить такую "линейку", с помощью которой равным образом хорошо, надежно можно будет измерять расстояния как в Солнечной системе, так и в Галактике, и даже за ее пределами, во Вселенной. Измерять расстояния до других, самых далеких галактик. Эта шкала расстояний оказывается очень сложной. Давайте представим себе, хотя бы поверхностно, как она строится. Расстояние в Солнечной системе можно измерять, например, с помощью радиолокационных методов: посылая к объекту радиоволну и принимая отраженный от него сигнал. По времени прохождения сигнала легко вычислить расстояние до любой планеты. А как быть дальше? Мы знаем, что звезды далеки, и радиолокация здесь не годится. Следующий этап построения шкалы расстояния – это научиться измерять расстояния до звезд. Их измеряют методом тригонометрических параллаксов. Земля, двигаясь по орбите вокруг Солнца, занимает относительно звезды, расстояние до которой мы хотим измерить, разные положения. И если в течение года наблюдать за звездой, то будет видно, как она на фоне более далеких звезд описывает небольшой эллипс, совершенно крохотный. Даже для ближайших звезд он имеет ничтожные размеры – меньше одной угловой секунды. Это в 100 раз меньше, чем минимальный угол, минимальная деталь, различимая невооруженным глазом. В.С. Толщина спички с расстояния в километр. А.Р. Да-да, примерно так. И можно только удивиться, что астрономы уже более сотни лет умеют измерять такие небольшие смещения звезд.А.Г. А с какой ошибкой, интересно?А.Р. При использовании наземных средств эта ошибка составляет сейчас примерно одну сотую угловой секунды. То есть, в сто раз меньше измеряемого угла. Это означает, что мы можем измерять расстояния с Земли, не обращаясь к космическим аппаратам, примерно до удалений в 50 парсек. Один парсек – это принятая в астрономии единица расстояния, которая примерно в двести тысяч раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца. Астрономы измеряют расстояние в парсеках, килопарсеках и мегапарсеках. В.С. Ну, может быть, для телезрителей понятнее будут световые годы. Три с небольшим световых года – это один парсек. Вообще же, пресловутая астрономическая точность при измерении расстояний ограничена только влиянием нашей атмосферы. Мы сидим на дне океана, воздушного океана, который постоянно колышется, поэтому изображения в телескопе размыты. И поэтому точно локализовать звезду мы не можем, пока не выйдем за пределы атмосферы. Можно сказать, что на некотором этапе атмосфера остановила прогресс астрономии, и мы не могли измерять расстояния до звезд, удаленных более чем на 20-30 световых лет. А.Р. Ну, по крайней мере, измерять надежно. Грубые оценки, конечно, всегда можно сделать. Но другое дело, что они не очень хороши, не практичны. Следующий шаг в создании космической шкалы расстояний связан с очень интересными объектами. Вблизи Солнца, на расстоянии в десятки парсек существуют совершенно уникальные объекты – рассеянные звездные скопления, о которых мы еще будем говорить особо. Это звездные коллективы, в которых звезды друг с другом связывает гравитационная сила. Такие скопления живут достаточно долго, не распадаясь. И звезды находятся поблизости друг от друга. Всем, кто имел дело со статистикой, понятно, что измерить расстояние до группы звезд проще, чем до одиночной звезды. Закон статистики: среднее расстояние оказывается более точным. В качестве примеров звездных скоплений можно привести хорошо всем известное скопление Гиады, которое находится на расстоянии примерно 45 парсек от Солнца; или скопление Плеяды – 120 парсек от Солнца. В.С. Плеяда – это Стожары, в народе их знают довольно хорошо. А вот Гиады – малоизвестное скопление.А.Р. Да, Гиады мало кто знает, но это скопление как раз, как ни странно, сыграло решающую роль в построении шкалы расстояний. По крайней мере, на протяжении многих десятков лет оно фактически лежало в основе этой шкалы. Всё, что мы знали о внегалактических расстояниях, так или иначе, опиралось на Гиады. В чём же особая роль звездных скоплений? В них присутствуют звезды разной массы. А поскольку законы физики в Галактике и за ее пределами едины, то понятно, что звезды одинакового типа должны иметь одинаковую светимость – светимостью астрономы называют абсолютный блеск звезды, полную мощность ее светового излучения, выраженную в единицах потока энергии от Солнца. Если две звезды одинакового типа, а значит, и одинаковой светимости расположить на разных расстояниях от нас, то та из них, которая дальше, естественно, будет казаться более слабой. Её блеск будет меньше. Легко сообразить, как связан блеск с расстоянием и таким образом, зная расстояние до близкой звезды, мы можем по видимому блеску более далекой звезды определить расстояние и до нее.А.Г. Если мы знаем, что это звезда того же типа.А.Р. Естественно, того же типа. Установить это достаточно просто. На это указывают тип спектра или даже цвет звезды, определить которые довольно легко. В.С. Но надо помнить о пыли. Хорошо известно, что если вы в туманную погоду пытаетесь оценить расстояние до далеких фонарей, то именно туман мешает вам это сделать.А.Р. Да, туман мешает – он ослабляет блеск фонаря. В.С. Фактически, астрономы именно в таких условиях вынуждены определять расстояния до звезд.А.Р. Хорошо еще, что у астрономов есть возможности учитывать влияние поглощения света в межзвездном веществе при помощи фотометрических методов, измеряя цвет звезд и их блеск. Здесь много всяких тонких эффектов, которые, тем не менее, мы умеем учитывать. Что же дальше? Звездных скоплений на самом деле много. Гиады и Плеяды – это всего лишь ближайшие скопления. Вплоть до расстояний примерно 3-4 килопарсека находится несколько сотен других рассеянных скоплений. В них тоже есть звезды тех же типов, что и в Гиадах и Плеядах. И мы можем, поскольку это скопления, то есть коллективы звезд, мы можем измерять расстояния до них достаточно точно. Однако это всего лишь ближайшая окрестность Солнца. Что делать дальше? А дальше поступаем так. В некоторых рассеянных скоплениях есть совершенно уникальные объекты – цефеиды, это переменные звезды, периодически меняющие свой блеск. Вообще, переменных звезд обнаружено очень много: сейчас известно почти 40 тысяч таких звезд. Среди них выделяются разные типы. Так вот, цефеиды можно назвать королями среди переменных звезд, хотя бы по той причине, что они помогают нам измерять расстояния в космосе. Цефеиды – это желтые сверхгиганты: огромные звезды с очень высокой светимостью, в десятки и сотни тысяч раз более высокой, чем у Солнца. Поэтому они видны на огромных расстояниях. С другой стороны – это газовые шары. А мы знаем, что газовые шары могут колебаться. У них есть период собственных колебаний. Чем более разрежен газовый шар, тем больше период его колебаний. То есть, существует связь между размером, массой, плотностью звезды и периодом ее пульсаций. Эти переменные звезды тем хороши, что их трудно спутать с любым другим объектом. И поэтому они отлично играют роль "стандартной свечи", то есть объекта с известным абсолютным блеском. В.С. За это их называют "маяками Вселенной". Наблюдая некоторое время за цефеидой и измерив период ее пульсаций, мы точно определяем светимость этой звезды, сравнивая которую с её видимым блеском, легко можно вычислить расстояние до неё. А.Р. Да, цефеиды – настоящие маяки Вселенной: они пульсируют с потрясающей периодичностью. Я думаю, что им могут позавидовать даже швейцарские часы. На протяжении сотен лет они очень мало изменяют свои периоды пульсаций. Однако чтобы пользоваться зависимостью между периодом и светимостью такой звезды, эту зависимость нужно откалибровать, то есть независимым способом определить расстояние хотя бы до нескольких цефеид. К счастью, в некоторых рассеянных скоплениях обнаружены цефеиды, поэтому, зная расстояния до этих скоплений, мы можем определить и расстояние до цефеид, а далее уже использовать их самих как индикаторы расстояния. Цефеид в Галактике очень много. Известно их уже около тысячи, а на самом деле их, по-видимому, десятки тысяч. В.С. И не только в нашей Галактике.А.Р. Да, их очень много и в других галактиках. В ближайших галактиках – Магеллановых Облаках – их уже обнаружено несколько тысяч. В Туманности Андромеды их около сотни тысяч. Есть они и в самых далеких галактиках. Раз мы знаем их светимость, то можем по их видимому блеску оценивать расстояние до других галактик. В этом, собственно говоря, и состоит суть построения той последовательности, которую называют шкалой расстояний.В.С. В общем, один метод цепляется за другой, и продолжается эта "лестница расстояний" до края Вселенной. А.Р. Сначала расстояние от Земли до Солнца, затем – до ближайших звезд, потом – расстояния до рассеянных звездных скоплений, затем – цефеиды и другие галактики. В.С. Но на каждой ступеньке мы имеем ошибки, которые накапливаются. И в конце концов получается, к сожалению, что масштабы Вселенной известны не так уж хорошо. А.Р. И еще я хочу сказать о том, почему, собственно говоря, проблема шкалы расстояний очень важна. Существует два подхода к шкале расстояний или две шкалы расстояний – короткая и длинная. Я являюсь приверженцем короткой шкалы расстояний, Владимир Георгиевич – длинной. Различаются они примерно на 20 процентов. То есть все расстояния надо либо уменьшить, либо увеличить, соответственно, максимум на 20 процентов.В.С. Моя Галактика на 20 процентов больше.А.Р. А моя меньше. А.Г. А моя?А.Р. Казалось бы, ну что тут особенного? Надо как-то прийти к соглашению. Истина где-то рядом. Но дело в том, что в последнее время всё больше и больше наблюдательных фактов говорит о том, что шкала расстояний скорее короткая. А это приводит к очень серьезным противоречиям, на которые нельзя закрывать глаза. И эти противоречия возникают совершенно неожиданно, во-первых, в космологии, во-вторых, в теории звездной эволюции. Я могу кратко объяснить, в чем тут суть, причем тут космология и звездная эволюция, хотя мы говорим всего лишь о методах измерения расстояний во Вселенной. Оказывается, очень даже причем. Дело в том, что один из фундаментальных параметров космологии – это постоянная Хаббла, которая характеризует скорость расширения Вселенной. Через значение постоянной Хаббла выражается возраст Вселенной. Если мы берем короткую шкалу расстояний, то постоянная Хаббла будет большой, а возраст Вселенной при этом оказывается сравнительно маленьким, порядка 10-12 миллиардов лет. В.С. Раз шкала расстояний короткая, то и масштабы Вселенной становятся меньше, и ей меньше времени требуется для расширения.А.Р. Итак, с одной стороны – космология. А с другой – звездная эволюция. Если шкала расстояний короткая, то все звезды немного ближе к нам, чем считалось ранее, а значит, их светимость не так велика, как мы думали. А это означает, что возраст звезд, который вычисляется по теории их эволюции и опирается на их светимость, оказывается больше, чем казалось. Так короткая шкала расстояний приводит нас к тому, что возраст самых старых звезд, населяющих шаровые скопления (о них мы еще расскажем), оказывается больше возраста Вселенной. Это, конечно, совершенно недопустимая ситуация. А.Г. Недопустимая в той модели Вселенной, которую мы имеем сегодня?В.С. В любой модели Вселенной. Не могут объекты, населяющие Вселенную, быть старше ее самой. А.Г. Если они не являются источником возникновения Вселенной. В.С. Это уже философский вопрос. А у нас простой подход: Вселенная была изначально, и в ней рождались объекты. Это нормально. А.Р. По этой причине, наверное, большинство астрономов долгие годы придерживалось, вольно или невольно, длинной шкалы расстояний, в которой такой проблемы не существует. Но наблюдательные факты – штука упрямая, и надо как-то их объяснить. И вот решение или, по крайней мере, намек на решение пришел совсем недавно, в конце 1998-го года, когда стали известными новые свойства космического вакуума, или квинтэссенции. Оказалось, что наша Вселенная расширяется с ускорением. Следовательно, постоянная Хаббла сейчас, в наше время, в нашу эпоху, больше, чем была в прошлом. А среднее значение постоянной Хаббла, соответственно, меньше, чем сейчас. А это значит, что возраст Вселенной следует увеличить. Тогда противоречие между большим возрастом шаровых скоплений и малым возрастом Вселенной снимается. И сейчас, я думаю, это противоречие уже не будет играть такой роли. Похоже, что мы идем потихонечку к...В.С. ...благополучному его разрешению. А.Г. Но все равно получается, что шаровые скопления – одни из самых древних, если не самые древние образования во Вселенной. В.С. И одни из самых интересных. А.Г. Так вот, давайте о них. Что это?В.С. Это, действительно, изумительные объекты, к которым я лично всю жизнь отношусь с большим интересом. Но начать, наверное, надо с того, что звезды вообще не любят одиночества. Если мы посмотрим на звездное небо, то первое впечатление будет о звездах как об одиночных объектах. Они разбросаны совершенно хаотично и никогда не группируются в системы. Ну, разве что кто-то заметит Стожары, они же Плеяды, на звездном небе и скажет, что это небольшая кучка звезд, и при этом окажется прав. Это действительно физически связанный объект, где наш глаз различает 5-7 звезд, в зависимости от качества зрения и качества неба. А на самом деле телескоп в этой небольшой кучке различает около 300, а самый хороший телескоп – даже 500 звезд. Но и те звезды, которые кажутся нам одиночными, в действительности, как правило, живут коллективом. Скажем, половина всех звезд при детальном изучении в телескоп оказываются двойными. Это очень стабильные системы. И они могут, в принципе, жить вечно. Законы механики позволяют им без всяких проблем обращаться вокруг общего центра масс.

Но кроме двойных есть и тройные, четырехкратные, пятикратные звезды. Правда, частота их встречаемости при этом всё меньше и меньше. Когда мы переходим от двойных звезд к тройным, то тройных оказывается примерно в 4 раза меньше. Когда переходим к четырехкратным системам, то обнаруживаем, что их примерно вчетверо меньше, чем тройных. И так распространенность все более сложных систем быстро падает. Казалось бы, очень сложных звездных систем вообще не должно быть в нашей Галактике. И законы механики нам на это намекают. Дело в том, что даже 3 звезды не могут стабильно обращаться вокруг общего центра масс. Социологи и психологи могут искать тут какие-то аналогии с человеческими коллективами. Но мы рассуждаем только на языке механики. А он гласит, что третье тело возмущает движение каждого из двух оставшихся и, как правило, приводит к распаду тройной системы. При этом третье тело обычно выбрасывается из системы, а две оставшиеся звезды стабильно обращаются долгое время рядом друг с другом. Четыре звезды – еще более ненадежный коллектив, и он распадается еще быстрее. Поэтому ожидать сложных систем, казалось бы, нет причин. Но когда мы переходим к системам из 100, 200, 1000 звезд, то в них ситуация в смысле механического взаимодействия меняется кардинальным образом. Каждая отдельная звезда уже почти не чувствует влияния своих ближайших соседей; она чувствует общее поле тяготения, на фоне которого влияние соседей сглаживается. Поэтому в большом коллективе звезда вновь, как и в двойной системе, начинает двигаться достаточно равномерно. Такие коллективы из сотен тысяч звезд мы довольно часто встречаем в Галактике. Еще более интересны чрезвычайно редкие коллективы из миллионов звезд. Их называют "шаровыми звездными скоплениями". Называют так просто за их форму: очень правильную шарообразную форму с сильной концентрацией звезд к центру. А.Р. И все-таки, миллион звезд – это, скорее, исключение. В.С. Да, это исключение. В нашей Галактике всего одно-два таких скопления. В типичном шаровом скоплении десятки и сотни тысяч звезд. Но все же есть скопления и с тремя миллионами звезд, например, Омега Центавра. Поэтому небольшим преувеличением будет считать их населенными миллионом звезд. Иногда хочется представить себе, как житель планеты, обращающейся вокруг одного из этих светил, населяющих шаровое скопление, чувствует себя в таком звездном окружении. Москвичи и жители других крупных городов знают, что у нас на ночном безлунном небе видны примерно две-три сотни звезд. Если мы уедем за город, то увидим несколько тысяч звезд. В самых лучших, идеальных условиях, – на берегу моря или в степи, где абсолютно черное бархатное глубокое небо, – наш глаз различает около трех тысяч звезд, и при этом небо кажется нам усыпанным звездами. Теперь представьте себе жизнь на планете в центре шарового скопления. Каждая из миллиона звезд, населяющих это скопление, видна на небосводе вашей планеты; ваш глаз одновременно видит, по крайней мере, сотни тысяч или даже полмиллиона звезд. Конечно, это фантастическое зрелище, которое, наверное, стимулирует работу не только тамошних поэтов и философов, но и астрономов. А.Р. Причем, тысячи из этих звезд очень яркие. В.С. Действительно, некоторые светила – красные гиганты – будут сиять лишь чуть слабее нашей полной Луны. И таких ярких светил на небе будут сотни. Фантастическое зрелище! Конечно, очень хотелось бы работать там, а не на планете Земля, где мы окружены пылью, и яркие звезды встречаются редко. А.Г. Но раз уж вы заговорили о планете Земля, то, прежде чем вы продолжите о звездных скоплениях, скажите: Солнце – одинокая звезда? В.С. Почти наверняка – да, одиночная. Не совсем, правда, одинокая, ибо Солнце окружают планетная система и мириады мелких тел – астероидов и комет; возможно, есть и еще не обнаруженное околосолнечное население, но крупного светила, сравнимого с Солнцем, в паре с ним, конечно, не движется. А.Г. И не было никогда. В.С. Тем не менее, не исключено, что у Солнца есть очень маленький звездообразный спутник, намеки на существование которого приходят к нам из геологии. Геологи знают, что были периоды массового вымирания животных примерно через каждые 30-35 миллионов лет. И одна из гипотез, которая пытается это объяснить, связывает эти периоды в жизни Земли с периодом обращения небольшой звездочки-спутника вокруг Солнечной системы. Если эту звезду откроют, то для нее уже и название есть – Немезида; пока условное, поскольку звезда не обнаружена. Это может быть только крохотная звезда, раз в 10 меньше нашего Солнца по массе. И очень тусклая – красный карлик самого-самого низшего класса. И очень трудно различимая на фоне других звезд. Но пока это лишь гипотеза. Солнце может иметь партнера, но не сравнимого с ним во всех отношениях.

Итак, возвращаемся к шаровым скоплениям. Мы уже несколько раз упоминали здесь рассеянные скопления и шаровые. Эти названия отражают внешний вид звездных скоплений. Рассеянные скопления, как правило, слабо концентрированы, содержат несколько сотен, от силы – тысяч звезд. А шаровые – это плотные, хорошо упакованные скопления из сотен тысяч и до миллиона звезд. Но принципиальная разница не в этом. Они совсем по-разному населяют нашу Галактику. Рассеянные скопления живут в галактическом диске, где сегодня на наших глазах формируются звезды. И мы можем проследить, как рождаются такие скопления, как они живут и что с ними происходит в конце их эволюции. Нет сомнений, что рассеянные скопления – это группы звезд, которые рождаются в недрах гигантских темных межзвездных облаков. Межзвездная материя, очень разреженная в среднем, в некоторых местах сконцентрирована в плотные облака. Там холодно, туда не проникает звездный свет, температура там около абсолютного нуля, примерно минус 270 градусов. При таких "морозильных" условиях газ, лишенный давления, сжимается гравитацией и превращается в отдельные звездочки и звездные коллективы. Родившись в недрах массивного облака, скопление звезд тут же начинает его разрушать. Звезды разгораются, в них вспыхивают термоядерные источники энергии. Горячие звезды разогревают окружающий их газ, его давление повышается, и он начинает распирать и в конце концов разрывает родительское облако, разбрасывая его остатки во все стороны. После этого новорожденный звездный коллектив оказывается лишенным окружающего вещества. Какова его судьба? Сравнительно недавно мы это поняли.

Оказалось, что многие годы астрономы не совсем верно представляли себе этот процесс. Дело в том, что наблюдать рождение звезд в недрах облака невозможно, облако непрозрачно. Это абсолютно темный полевой мешок. Заглянуть туда с помощью обычного телескопа нет возможности. Недавно созданные инфракрасные телескопы помогли это сделать, мы впервые увидели процесс формирования и зарождения звезд. До этого астрономы считали, что звезды каким-то непонятным образом, может быть, непонятной, связанной с иной физикой, силой, выбрасываются из газового облака. А теперь мы понимаем, что процесс имеет простое объяснение в рамках самой обыкновенной физики. Звезды разогревают газ, он разлетается, и вместе с ним уходит львиная доля массы, которая своей гравитацией сдерживала звезды рядом друг с другом. Лишенные этого притяжения, звезды, обладающие немалыми скоростями, как пушечные ядра, разлетаются от места своего рождения, и уже через несколько миллионов лет, а это очень короткий интервал по астрономическим меркам, они образуют расширяющееся облако новорожденных звезд, которое мы называем "звездной ассоциацией". Теперь загадки в расширении таких ассоциаций нет. Но, скажем, в 1940-е и 50-е годы многие астрономы спорили и не соглашались друг с другом относительно источника энергии, разбрасывающего молодые звезды. А.Г. А это единственный способ образования звезд, или существуют другие?В.С. Этот главный. Существуют варианты, когда рождается одиночная звезда. Но это второстепенный способ: может быть, один-два процента всех светил рождается уединенно. Как правило, они рождаются группами, очень плотными группами и затем расширяются. Быстрые звезды разлетаются, а те, которые не обладали большими скоростями, остаются жить в виде компактного звездного рассеянного скопления. А.Р. Иногда на месте ассоциаций видно несколько молодых рассеянных скоплений. В.С. Тех ядер, которые не смогли расшириться. Какова их судьба? Им уготована тоже недолгая жизнь, потому что в диске Галактики много причин, которые стремятся разрушить звездное скопление. Физику этого процесса можно представить себе очень просто, вспомнив, как живут молекулы воды в стакане. Там тоже происходит хаотическое движение атомов и молекул; время от времени некоторые из них покидают стакан с водой, испаряются, и количество жидкости в стакане уменьшается. В принципе, так же взаимодействуют друг с другом звезды. Своим гравитационным полем они возмущают движение соседей и время от времени заставляют их разгоняться до таких скоростей, что звезда покидает скопление, свой звездный дом и уже никогда в него не возвращается. Можно назвать это "испарением звездных скоплений". Так, одна за другой, звезды уходят из своих скоплений, и каждое скопление становится все меньше и меньше. В конце концов скопление полностью испаряется, и на его месте остается, вероятно, одна двойная система. А.Р. Или иерархическая система. В.С. Или иерархическая – с двумя, тремя, четырьмя компонентами. Есть причины, которые "подогревают" движение звезд в скоплении, как, например, можно подогреть стакан с водой и заставить испаряться его еще быстрее. Скажем, пролетая мимо массивного облака газа, скопление испытывает приливное возмущение: как Луна вызывает прилив на поверхности Земли и заставляет колебаться уровень океана, так же и пролетающее массивное тело заставляет изгибаться траектории звезд в скоплении, заставляет их более интенсивно двигаться, а следовательно, более часто покидать такое скопление. Сегодня мы видим, что рассеянные скопления живут от силы 100 миллионов лет. А.Р. Все-таки, пожалуй, побольше. Несколько оборотов вокруг центра Галактики они вполне могут сделать. В.С. Некоторые могут. Но, как правило, ...А.Р. Это зависит, конечно, оттого, насколько массивно скопление. Чем массивнее скопление, тем относительно медленнее оно теряет звезды, и тем дольше живет. В.С. Звезды уходят в диск галактики, пополняют его население, а молодые скопления быстро гибнут. А.Р. Кстати, о рассеянных скоплениях я бы вот еще что хотел сказать: они распадаются, но звезды, которые из них уходят, движутся относительно центра скопления с малой скоростью. Скопление обращается по орбите, а за ним долгое время движется звездный рой. В.С. Эта ситуация напоминает распад кометы в Солнечной системе. Когда комета распадается, пыль идет за ней, и Земля время от времени проходит через эти пылевые конденсации. А.Р. И даже в окрестностях Солнца есть следы ближайших скоплений. До Гиады 45 парсек, само скопление Гиады – довольно компактное, порядка 10 парсек размером. А рядом с Солнцем есть несколько десятков звезд, которые движутся точно с той же скоростью и точно в том же направлении, что и Гиады. В.С. Они когда-то покинули скопление Гиады. А.Р. И таких потоков существует несколько десятков. То есть, это следы тех скоплений, которые либо распались, либо уже ушли далеко от нас, но, тем не менее, они таким образом проявляются. А.Г. У меня глупый вопрос есть. Зная траекторию движения Солнца или предполагая, что мы ее знаем, нельзя ли найти какое-нибудь звездное скопление, которое являлось бы родиной, собственно, нашего светила?В.С. А вот не факт, что Солнце когда-то было членом звездного скопления. А.Г. Почему я и задаю этот вопрос. Есть ли другие механизмы образования звезд? В.С. Существуют довольно ясные указания, что Солнце – не выходец из скопления. Живя в скоплении, звезды тесно взаимодействуют друг с другом. Время от времени они сближаются, и если у звезды есть планетная система, то ее соседки нарушают движение планет, а порой и разрушают планетные системы друг у друга. Наша Солнечная система имеет огромный размер. За орбитой Плутона мы видим астероиды, это так называемый Пояс Койпера, открытый недавно. За пределом этой области мы подозреваем существование огромного Облака Оорта, населенного кометами. Солнечная система имеет колоссальный размер. И сохранить всех своих "подчиненных" Солнце могло только в том случае, если оно никогда не входило в состав звездного скопления. Вполне возможно, что Солнце – это вот такая особенная, редкая звезда, рожденная за пределами звездного скопления. Во всяком случае, я в этом уверен. А.Р. В этом что-то может быть. А.Г. Тогда попытки искать сигналы, которые исходили бы от звезд, входящих в звездную ассоциацию (я имею в виду тех людей, которые ищут сигналы, радиоастрономов), искать сигналы от разумной жизни, которая там может существовать, бессмысленны, потому что у этих звезд по определению не может быть планетной системы. А.Р. Во-первых, они молодые. Там жизнь просто не успела...В.С. Позвольте с вами не согласиться. Позвольте не согласиться, и вот почему. Если бы наша Солнечная система была лишена Облака Оорта, была лишена далеких планет – Плутона, Нептуна, даже Юпитера и Сатурна, хотя они очень красивые, а ограничивалась бы только Солнцем и околосолнечными планетами – Венерой, Землей и Марсом, то биосфера, и жизнь, и разум на Земле развивались бы точно так же, как это происходило в истории Земли на самом деле. А.Р. На это время нужно, на то, чтобы это все развилось. Существуют старые рассеянные скопления, ведь самые старые рассеянные скопления имеют возраст 10 миллиардов лет, они старше Солнца. Там может быть. В.С. Я имею в виду, что маленькая Солнечная система все равно может быть прибежищем жизни. Лишь небольшой коридор температуры вокруг Солнца – от орбиты Венеры до орбиты Марса – позволяет развиться жизни в жидкой воде и так далее. Поэтому не нужно искать обширные солнечные системы, надо искать компактные. И в этом смысле привлекательны шаровые звездные скопления, где миллион звезд упакован в очень компактный объем. Их солнечные системы, имеющие скромный размер, ничем не худшее прибежище жизни, чем наша собственная Солнечная система. Более того, если говорить о связи с внеземными цивилизациями, то я предпочел бы именно шаровые скопления. Почему? А.Г. Понятно.В.С. У нас практически нет шансов ожидать передачу, точно направленную в сторону Земли. Кто мы такие на фоне миллиардов других звезд Галактики? Единственный шанс для нас услышать радиопередачу иного разума – это случайно подслушать её. А откуда мы можем ожидать сигнал для подслушивания? Оттуда, где идут интенсивные радиопереговоры между звездами. Так вот, шаровое звездное скопление – прекрасное место для межзвездной связи. Если расстояние от Солнца до Альфы Центавры – ближайшей к нам звезды – световые годы, то межзвездные расстояния в шаровом скоплении – световые недели. Задав вопрос, вы через неделю получаете ответ. Именно так можно наладить по настоящему активный диалог. Моя идея в том, что именно внутри шаровых скоплений, где среди миллионов звезд наверняка должны найтись миры, населенные разумными существами, именно там идет интенсивный радиообмен. Поэтому, направляя антенны именно на шаровые скопления, надо пытаться получить разумный сигнал. Может быть, мы слишком сильно забежали вперед?А.Г. Давайте вернемся назад.В.С. Давайте вернемся назад, чтобы обсудить шаровые скопления, как совершенно необычные объекты на фоне других звездных скоплений. Представьте себе, диск Галактики населен десятками тысяч рассеянных скоплений, которые на наших глазах рождаются и почти на наших глазах же умирают через какие-то сотни миллионов лет. И вот, на фоне этих быстро рождающихся и умирающих звездных скоплений астрономы уже давно заметили около полутора сотен – всего около полутора сотен! – очень старых шаровых скоплений, населяющих не только галактический диск, но и весь объем Галактики, который гораздо больше, чем ее газопылевой диск. По многим свойствам шаровые скопления отличаются от современных звездных скоплений. Прежде всего – возраст. Шаровые скопления даже на первый взгляд столь же стары, как наша Галактика в целом, но не исключено, что они ещё старше. Есть указание на то, что шаровые скопления родились до формирования Галактики. А.Р. Мы с тобой пытались найти наблюдательные факты против этой гипотезы. И ничего не нашли.В.С. Да, не удалось, и это очень интересно. То есть, в составе нашей Галактики, кажется, есть звездные системы, которые должны помнить о том, как Галактика рождалась, и не только наша, но и соседние. В этом направлении мы проводим сейчас большую работу, пытаясь выявить эти воспоминания, вытащить их из динамики движения, из "памяти", которая осталась у шаровых скоплений. Да и сама по себе эволюция шарового скопления – замечательная астрономическая проблема. Дело в том, что с возрастом скопление становится всё более центрально концентрированным. Обмениваясь энергиями, одни звезды получают большие скорости и уходят на периферию скопления, а другие – тормозятся и падают к его центру. Постепенно у скопления всё более и более возрастает плотность ядра. В конце концов, как показывают расчеты, происходит катастрофа. Кстати, впервые это заметил наш петербургский астроном Вадим Антонов, который теоретически показал, что ядро звездного скопления должно приобрести за конечное время бесконечную плотность. Это чисто математический результат, который, конечно, нельзя воспринимать буквально ...А.Р. Он верен в теоретическом приближении, когда звезды рассматриваются как тяготеющие материальные точки. В.С. Конечно, это идеализация. Бесконечных плотностей не бывает в физической Вселенной. Значит, какой-то процесс должен привести к чему-то особенному в центре шарового скопления. Многие годы астрономы считали, что звезды станут так близко, контактно подходить друг к другу, что начнут сливаться и превращаться в одну "сверхзвезду". Были попытки найти в центрах шаровых скоплений гигантские звездообразные ядра. Они не увенчались успехом. Тогда идея эволюционировала на следующую стадию: сверхзвезда должна сколлапсировать и стать черной дырой. Давление действительно может привести к ее сильному сжатию. Эта идея, кажется, получила первое подтверждение буквально в конце прошлого года, когда в ядре одного шарового скопления нашей Галактики и второго скопления в Туманности Андромеды – это соседняя с нами спиральная галактика – были найдены, если не сами черные дыры, то очень ясные индикаторы присутствия массивных черных дыр. Возможно, это очень редкий этап, редкий эпизод в жизни скопления, потому что в других мы черных дыр не находим. Но, во всяком случае, в этих двух, скорее всего, они есть. Причем, это не рядовые черные дыры: их масса в тысячи раз больше, чем масса нашего Солнца. Это сверхмассивные черные дыры, рядом с ними должны наблюдаться удивительные процессы.

Но оказалось, что у большинства шаровых скоплений эволюция, дойдя до определенного этапа, как бы начинает прокручивать пленку назад. Ядро скопления, достигнув определенной критической плотности, вдруг начинает вновь расширяться и редеть. В чем дело, разве могут звезды отталкиваться друг от друга, ведь работает только притяжение. Оказывается, могут, и довольно эффективно. Дело в том, что при близком пролете двух звезд они могут образовать двойную систему. Приливные силы заставляют звезды связываться друг с другом и образовывать очень плотные двойные системы. А когда мимо такой двойной звезды пролетает третья звезда, между ними происходит активное взаимодействие. Третье светило, пролетая мимо двух звезд, объединенных в систему, получает большую скорость и "выстреливается", как из рогатки, покидая место встречи с удвоенной, иногда – с утроенной скоростью. Порой происходят обмены: когда к системе из двух легких звезд подлетает более массивная звезда, двойная система может "поменять партнера". Она выбрасывает из своего состава легкую звезду, а на ее место захватывает более тяжелую. Естественно, легкая звезда получает большую скорость, используя ту энергию, которая принесла с собой подлетевшая тяжелая звезда. Таким образом, в центре шарового скопления возникает своеобразный источник энергии. Звезды, пролетая через плотное ядро, вылетают оттуда с большими скоростями. И этот источник энергии заставляет расширяться ядро, то есть, коллапс сменяется расширением. Похоже, что такая судьба ожидает большинство шаровых скоплений; быть может, через этот этап эволюции уже прошли многие скопления ...А.Р. Но он может быть и повторяющимся. Такие циклы сжатия и расширения. По крайней мере, расчеты это дают.А.Г. Пульсация такая, да?В.С. Это интересный вопрос. Скажу два слова о расчетах, потому что здесь в последние годы произошел большой прогресс. Еще недавно исследовать динамику миллиона взаимодействующих тел было невозможно, наши компьютеры не позволяли это делать. Буквально в конце 1990-х годов астрономы Токийского университета создали специальный компьютер, который не умеет почти ничего: на нем нельзя играть в электронные игры, скажем, в шахматы. Он умеет только изучать взаимодействия звезд друг с другом. Но это он делает с колоссальной скоростью и с высокой эффективностью. Это специализированная машина, на ней можно смоделировать миллиарднолетнюю эволюцию скопления из миллиона звезд, причем, не идеализируя их как математические точки, а приписав им размер, массу, вращение, и посмотрев, как они физически общаются друг с другом, обмениваются массой, объединяются в двойные системы. Чрезвычайно интересно наблюдать, как этот компьютер прокручивает перед нами жизнь звездного скопления, упаковав в несколько часов расчетного времени миллиарды лет от рождения до полного развала этой системы. И вот как раз в этих расчетах проявляется нестабильность ядра. Ядро шарового скопления может сжаться, потом расшириться, затем опять сжаться. И так происходит несколько раз, может быть, даже десятки раз в его жизни. Таким образом, мы его видим то похожим на молодое скопление, то состарившимся, то, через несколько миллиардов лет, опять как бы омолодившимися. В этом смысле возраст скопления трудно понять, трудно измерить.А.Г. Есть гипотезы возникновения шаровых звездных скоплений?В.С. О, к сожалению, их много.А.Г. Но вы каких придерживаетесь?В.С. Мы пытаемся понять, какие из них более соответствуют действительности. Дело в том, что на самом раннем этапе эволюции Вселенная была чрезвычайно однородна. Это не гипотеза. Это абсолютно надежный факт, который следует из наблюдения реликтового излучения, а оно приходит к нам с колоссального расстояния, а значит, с огромным запаздыванием во времени. При красных смещениях около тысячи, то есть, скоростях удаления от нас, очень близких к скорости света, Вселенная была чрезвычайно однородна. Сегодня она очень неоднородна. Всё вещество Вселенной разделено на галактики, скопления галактик, внутри себя галактики разделены на звезды, и так далее. Как произошло это деление вещества на отдельные фрагменты – до сих пор загадка. Теория показывает, что первыми должны были рождаться объекты, чрезвычайно похожие на шаровые скопления. Именно в этом и состоит одна из гипотез их происхождения. Она утверждает, что первый этап деления космического вещества, разбиения его на части, привел к рождению объектов, похожих на шаровые скопления. Затем они, как изюминки в тесте, рассеялись в довольно однородном веществе, которое продолжало дробиться на всё более и более крупные фрагменты. И как хозяйка делает булочки из теста с изюмом, так же природа делала из вещества Вселенной галактики, в состав которых уже входили "изюминки" – звездные скопления. Казалось бы, чем больше получилась булочка, тем больше изюминок должно в нее попасть. Чем больше галактика, тем больше должно быть в ней шаровых скоплений. Если это подтвердится, то гипотеза исходного рождения шаровых скоплений получит право на жизнь.А.Р. Не исключено, что это действительно так. В гигантских эллиптических галактиках – десятки тысяч шаровых скоплений.В.С. Но есть галактики, почти полностью лишенные шаровых скоплений, и в этом заключена большая проблема: куда делись шаровые скопления, которые должны были быть исходно в этих системах? Исследуя этот вопрос, мы выяснили, что шаровые скопления гибнут, сегодня мы об этом уже говорили, гибнут по разным причинам. Причем, гибнут с разной скоростью в зависимости оттого, в какую галактику они попали. Некоторые галактики, например, эллиптические, лишены плотного диска, поэтому они довольно благополучны в смысле продолжительности жизни шаровых скоплений, которым уготована длительная жизнь, поскольку мало причин для их разрушения. А галактики вроде нашей – с плотным диском, населенным массивными газовыми облаками, – не лучшее место для жизни шаровых скоплений. В такой галактике скопление довольно быстро гибнет: пролетая мимо массивных облаков газа или проходя сквозь плотный диск галактики, скопление испытывает мощный приливный удар и теряет свои звезды.

Иногда случаются столкновения звездных скоплений друг с другом. Представьте себе: два шара по миллиону звезд в каждом, встречаясь со скоростью 300-400 километров в секунду, сталкиваются. Как вы думаете, что при этом происходит? А.Р. Ничего! Они просто не чувствуют друг друга.В.С. Да, звездные скопления – это "видимое ничто". Они пролетают друг сквозь друга, практически не замечая этого. Как раз такие столкновения не приводят к их разрушению. Но все-таки время от времени звезды внутри скоплений сталкиваются друг с другом, и это мы тоже исследуем в своей работе. В окрестностях Солнца звезды очень редко сближаются друг с другом, и нашему Солнцу в этом смысле ничего не грозит. Но в недрах шаровых скоплений, где расстояния между звездами в сотни раз меньше – там столкновение звезд довольно обычное дело, и астрономы пытаются это наблюдать. Столкновение двух гигантских газовых шаров со скоростью 300-400 километров в секунду – это должно быть грандиозное явление!

В конце концов, не исключено, что и Солнце когда-нибудь испытает такое столкновение. Кстати, может быть ситуация достаточно неожиданная в том смысле, что все обычные звезды в околосолнечном пространстве мы контролируем: знаем их траектории, знаем, когда они подойдут к Солнцу, и не ожидаем поэтому ничего катастрофического. А вот маленькие звездочки, уже прожившие свою жизнь, – белые карлики, нейтронные звезды – сжавшиеся, потерявшие свою светимость, – трудно контролировать, и они могут неожиданно вынырнуть из темноты...А.Г. Подобно астероиду...В.С. Да. И накануне такого столкновения, конечно, уже ничего нельзя будет предпринять. А катастрофа при этом может произойти весьма впечатляющая. Скажем, крохотный белый карлик, имеющий массу обычной звезды, подлетев к Солнцу, будет играть роль запала, который воткнули в огромную массу динамита. Ведь Солнце само по себе – это огромный резервуар горючего, которое медленно, миллиард за миллиардом лет, сгорает и только поэтому не причиняет Земле никакого вреда. Но когда маленький карлик с огромной силой тяжести на своей поверхности, внедрится в Солнце, на его поверхности термоядерные реакции из богатого водородом солнечного вещества приобретут колоссальную эффективность, и Солнце взорвется изнутри. Я отнюдь не пугаю телезрителей, а просто рассказываю об одном из сценариев, который возможен не обязательно для нашего Солнца, но для одной из звезд, на него похожих. И такие явления происходят, по крайней мере, в самых плотных из известных нам скоплений, которые расположены в ядрах галактик. Активные ядра галактик – это такие, где звезды наиболее плотно упакованы и наиболее часто встречаются друг с другом.А.Г. В этом смысле нам все-таки повезло, потому что у нашего Солнца вероятность умереть естественной смертью выше, чем у любой звезды в центре звездного скопления.В.С. Она стопроцентная. Но для астрономов все-таки интереснее изучать звезды в движении и в столкновении. Только так мы можем увидеть, что же у них внутри, как работает та термоядерная фабрика, которую пока нет возможности наблюдать. В этом смысле, мы радуемся, когда находим места, где звезды сталкиваются, взаимодействуют, рвут друг друга на части. Это интересно, это позволяет понять многое из того, что пока загадка.

gordon: Миграции индоевропейцев

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Вячеслав Всеволодович Иванов– академик РАН

Александр Гордон: ...материал Вавилова по бобовым, в том числе по чечевице, по-моему, поскольку это была одна из первых культур, которые несли с собой народы, расселяясь по передней Азии, Востоку и Европе. Сравнительный анализ этих культур показал, что Иранское плоскогорье, горы Заграса – это предположительно по их тогдашним гипотезам и есть прародина тех людей, которые, населив Европу, смешавшись с автохтонным населением, которое уже было здесь, собственно, создали то, что мы видим сейчас. И я был абсолютно поражен, когда прочел часть ваших работ, что ваши исследования приводят почти к тому же выводу. И вот когда одно древо накладывается на другое, да еще третье сверху – археология, получается абсолютно объективные картины расселения. Так вот, вопроса даже нет, есть пожелание рассказать о том, как вы пришли к такой схеме расселения.Вячеслав Иванов: Мы, то есть я и мой соавтор – Тамаз Валерьянович Гамкрелидзе, член нашей Российской Академии Наук, сейчас работающий в Тбилиси, довольно много лет этим вопросом занимались, с 70-х годов до времени, когда вышла наша книга в 84-ом году первым изданием. Наш интерес был в том, чтобы проследить, как распределены древние индоевропейские языки, какова вероятная культура тех, кто говорил на них, и тех, кто говорил на языках, из которых они произошли.

Собственная говоря, главная задача исторического языкознания -реконструировать праиндоевропейский язык, исходный язык, на котором не раньше чем в 6-7 тысячелетиях до нашей эры, может быть несколько позже, говорили в какой-то местности "икс". Задача – определить эту местность, но этот язык мы называем "праязык", в смысле что это был праязык большой семьи языков, на котором сейчас говорит большинство народов Европы и Западной части Евразии, Индии и т.д. Наша задача была понять, откуда эти языки могли прийти. И мы наметили некоторую область, о которой вы, собственно, рассказали по поводу исходной территории одомашненных растений по Вавилову и другим.

Действительно, нас тоже когда-то поразило это совпадение. Как оно поразило и археолога Ренфрю, который потом сходную идею высказал на основании археологического материала. Я сегодня хотел бы, возвращаясь к этой нашей теории, которой вот уже больше 20-ти лет, кое-что сказать о том, что за последнее время открыто нового, что, как мне кажется, говорит в нашу пользу. Потому что просто рассказывать о том, что было напечатано 20 лет назад можно, но это популяризация. Меня когда-то академик Семенов спросил: "Сколько вам лет?" Я говорю – 30. Он говорит: "Спешите, потому что все, что вы можете, надо успеть сделать сейчас, а потом остаток жизни вы будете объяснять людям, что вы сделали в 30 лет". Я не очень хочу быть в такой ситуации, поэтому хочу кое-что все-таки добавить.

Я думаю, что я не ошибаюсь, что те новые открытия, о которых я сегодня упомяну, сделанные разными людьми, но в большой степени нашими археологами и некоторыми другими нашими учеными, эти открытия подтверждают многое из того, что мы предположили.

Итак, я хотел бы, прежде всего, показать эту карту миграции, которая была и в нашей книге. Стрелки – это предполагаемое распространение разных индоевропейских языков, которые приводят к их нахождению в разных местах Европы. Это движение в западных оконечностях и в некоторых частях Евразии, в частности, они переселялись в сторону Индии, в сторону Средней Азии, о чем я еще буду говорить. Мы предположили на основании сравнения всех этих языков друг с другом, что первоначальная прародина находилась примерно в районах между озерами Ван и Урмия, или к югу от них, то есть близко к Северной Месопотамии.

Здесь возникает один резонный вопрос, который нам задавали многие наши оппоненты. Я не могу сказать, что эта теория сразу была принята всеми, были очень яростные споры. Очень крупные ученые, как покойный мой друг Игорь Михайлович Дьяконов, довольно решительно спорили с нами, хотя, в конце концов, и соглашались со многими из наших доводов. Но вот одно из серьезных возражений или вопросов было такое: допустим, действительно прародина где-то здесь. На поздних этапах, не на самом раннем, а когда это были уже диалекты, то есть когда они еще должны были по нашей схеме хотя бы частично здесь оставаться – в это время уже начинается письменность. Почему не осталось письменных текстов на этих языках?

Вы знаете, в этом смысле в последнее время появились совершенно неожиданные новые точки зрения. Опять-таки, я не могу сказать, что они общеприняты, но они настолько головокружительны, что мне хочется немного о них сказать. Это касается предыстории клинописи в Месопотамии. Месопотамия – это область, где, как предполагается, началась письменность и человеческая история, это область, которая соответствует современному Ираку.

У меня поэтому был свой повод горевать о том, что там происходило, потому что ведь все эти кошмарные события чреваты опасностью истребления бесценных памятников культуры. Все археологи очень волновались по этому поводу, и действительно, ведь до сих пор нет ясности, что там сохранилось, в частности, из того, что было и нашими археологами добыто, и оставалось там в музеях. Я уж не говорю о том, что находится в земле. Если бы все те деньги, которые уходят Бог знает на что на Ближнем Востоке, пошли бы на археологию, то я думаю, что, во всяком случае, был бы ответ "да" или "нет" по поводу нашей гипотезы.

Что, тем не менее, удалось установить в последнее время? Я буду говорить, главным образом, о работах такого ученого, по происхождению австралийца, которого зовут Вутакер, он работает сейчас в Геттингене и там напечатал в последнее время несколько сенсационных работ. Раньше предполагалось, что клинопись – древнейшая письменность человечества – началась в Шумере. Есть даже книжка Крамера, переведенная на русский язык: "История начинается в Шумере". Если я и мой соавтор Гамкрелидзе правы, то история начинается, по-видимому, еще до Шумера и существенным образом связана с индоевропейцами.

Так вот, представьте, Вутакер приходит к выводу, что древнейший язык, слова которого сохранились на самых ранних образцах предклинописи, письменности, которая предшествовала клинописи и от которой клинопись произошла, что самые ранние слова не шумерские, а одного из индоевропейских диалектов. То есть если это действительно так, что не всеми принято, то это удивительное подтверждение того, что мы думали. Есть и некоторые другие гипотезы, но тоже еще только гипотезы.

Мы с Гамкрелидзе уже после книги написали еще одну статью, развивавшую идеи замечательного ираниста Хеннинга, который в последней своей работе, напечатанной посмертно в 70-х годах, не зная о нашей теории, высказал предположение, что наиболее восточная группа из всех индоевропейских народов, группа, которая, в конце концов, оказалась в китайском Туркестане – тохаре (они известны по письменным памятникам первого тысячелетия уже нашей эры), что это группа, которая так далеко на восток продвинулась, она тоже вышла из некоторой области, близкой к Месопотамии. Он это доказывал сопоставлением некоторых слов, имен царей одной династии, которая может считаться как бы предтохарской. Это тоже гипотеза, но опять-таки в этом случае подтверждается идея, что колыбель всех этих языков находится здесь.

Поскольку я упомянул о тохарах, я должен сказать, что с помощью поразительных находок последнего времени действительно удается данные сравнительного языкознания соединить с данными других наук. В последние годы обнаружено некоторое количество очень хорошо сохранившихся древних мумий на территории китайского Туркестана, которые оказались по своему облику европеоидными. То есть они выглядят как средний европеец или житель Кавказа. Вы знаете, что с точки зрения антропологии есть один так называемый кавказский, или кавказоидный тип.

По-видимому, это касается не только населения этой области, которая называется китайским Туркестаном сейчас (Туркестан в том смысле, что потом там распространились тюркские языки, но до них были другие языки, в частности, тохарские). Такой же антропологический вывод получен недавно и генетиками, которые исследовали население Алтая и Хакасии. Население там до сих пор сохраняет следы индоевропиоидности. То есть это некоторое дополнение к той схеме, которую мы раньше рисовали. Мы можем сейчас думать, что было движение части этих племен, по-видимому, в сторону Алтая и Хакасии и потом, возможно, часть из них повернула в сторону китайского Туркестана. Другая же часть шла, как нарисовано на этих схемах, через Среднюю Азию.

По поводу китайского Туркестана еще одно замечание, которое опять-таки показывает, как лингвистика связана с другими науками. Упомянутые мумии очень хорошо сохранились из-за климата Восточного Туркестана – это пески, где все сохраняется "как нарочно", там очень хорошо сохранились ткани, в которые завернуты мумии. Когда это известие дошло до Америки, то работающая в одном университете, недалеко от того, где я читаю лекции, в Лос-Анджелесе, Элизабет Барбр, специалистка по древнему текстилю, совершила путешествие в китайский Туркестан, изучила ткани, в которые завернуты эти мумии и обнаружила, что там был очень хитрый способ сплетения разноцветных нитей при изготовлении этих тканей. Этот хитрый способ по-английски называется "twyer", он известен в это время только в довольно древних находках на Кавказе и в некоторых частях Европы. То есть область расселения в первое тысячелетие до нашей эры оказывается одновременно и областью распространения некоторых особых типов текстиля. Вы видите, что удается создать довольно общую картину.

Самая интересная из находок последнего времени касается начала того движения, которое потом привело на восток, на Алтай и в Хакасию. Это открытие группы наших археологов в Южном Зауралье – в районе Синташты и Аркаима. Это район, близкий к Челябинску и Магнитогорску, то есть это область, где находится наша замечательная металлургия.

И вот представьте себе, что удалось обнаружить нашим археологам. Я считаю, что только Россия, которая так богата учеными и большими открытиями, может позволить себе не печатать сообщения об этих успехах просто на первых страницах газет. По-моему, просто все должны знать, что такие археологи, как Зданович, открыли 20 древних городов. Древность их – 4 тысячи лет до нас. Это города, где люди занимались металлургией. Они выплавляли медь, и занимались они этим в небольших городах. Величина городов была, конечно, несопоставимо маленькая по сравнению с современными, но это средние города по меркам того времени. Троя ведь была небольшим городом – это сейчас установлено. То есть там было примерно 2 тысячи взрослых жителей.

У них были дома, где были расположены одновременно мастерские по выплавке меди, бронзы. Бронза была того типа, который в это время был известен на Кавказе. Для того чтобы изготовлять бронзу, нужно к меди примешивать олово. На Кавказе олова нет, и поэтому изготовляли мышьяковистую бронзу – с примесью мышьяка, что, как понимаете, не очень полезно для здоровья изготовителей, поэтому старались достать олово, но это было трудно. Складывается впечатление, что металлурги с территории близких к нашей прародине, но севернее, которые были на Кавказе, двигаясь в северном направлении, каким-то образом (вот это для меня самое интересное!) – по-видимому, у них была хорошая геологоразведка, и они как-то узнали о том, что есть медь, которая им была нужна, и оказались в районе Синташты и Аркаима.

В Синташте найдены самые древние колесницы того типа, которые мы связываем с распространением индоевропейцев. Распространением европейцев археологически – это прежде всего распространение лошади и колесницы, то есть колесницы, в которую впрягали лошадей. Колесницы того типа, который изображен на многих наскальных рисунках по всей Средней Азии, воспроизводят те же самые колесницы, которые были найдены в районе Синташты. Но Синташта дает самую древнюю дату – 2000 лет до нашей эры. И там же найдены захоронения, по-видимому, связанные с индоевропейцами (многие думают – с древнеиранскими племенами). Захоронения, в которых находятся жертвоприношения коней. Причем, это кони положены такими симметричными группами. Несколько коней принесено в жертву. Такие жертвоприношения коней так же, как и целые группы религиозных представлений, связанных с поклонением коню, как священному животному, известны у всех индоевропейцев. Вы знаете, мы до сих пор, не зная этого, пользуемся множеством греческих слов и фамилий, которые содержат это "гиппо", "хиппо", греческое название лошади, отсюда такие фамилии и имена, как Гиппократ и так далее.

Чисто языковым образом, благодаря сравнениям индоевропейских языков, мы доказываем, что такие слова, как русское "колесо" или английское "wheel", это древние индоевропейские термины для колеса и колесницы. И таким образом здесь совпадение лингвистики и археологии оказывается очень интересным. Можно обнаружить следы этого движения групп индоевропейцев, у которых были боевые колесницы, они переселяются дальше на Восток. Есть некоторые данные, по которым появление в Китае определенного типа колесниц, запряженных лошадьми, было связано с ними же. То есть китайский Туркестан и археологически, и по данным мифологии, и так далее действительно вписывается в эту общую картину.

Из других замечательных археологических открытий, которые сделаны были после того, как мы высказали все эти предположения, я бы хотел сказать о данных, связанных со Средней Азией, потому что это тоже была тема многочисленных споров с некоторыми нашими оппонентами. Новым в нашей гипотезе было предположение, что расселение индоевропейцев шло прямо через Иран (вы сегодня упомянули эти данные исторической ботаники), через Иранское плоскогорье в сторону Средней Азии. И вот в районе современной Южной Туркмении на протяжении ряда лет копает наш выдающийся археолог Сарианиди. Он раскопал целую древнюю культуру. По времени она почти синхронна с культурой Синташты. То есть складывается впечатление, что они двигались как бы двумя колоннами – к северу от Каспийского моря и к югу от Каспийского моря. В культуре, которую раскопал Сарианиди, есть огромные дворцы, которые построены по древне-ближневосточному типу. По характеру деталей строения Сарианиди считает несомненным, что это выходцы с территории древнего Ближнего Востока. Там найдены и некоторые другие интересные произведения искусства, и даже небольшие надписи, которые как будто говорят тоже в пользу этого.

Теперь я, пожалуй, обращусь к той части, которая может больше интересовать часть наших с вами слушателей. А именно, возникает вопрос: а что же было на Западе, каким образом шло движение на Запад? Здесь есть тоже некоторые новые спорные, но исключительно интересные идеи. С нашей теорией то, о чём я сейчас скажу, связали эти новые открытия не мы, а некоторые другие западноевропейские лингвисты, в частности, работающий в Инсбруке сравнительно молодой индоевропеист Харнау.

Он, как и некоторые другие, думает, что многое в пользу нашей теории можно извлечь из последних данных о Чёрном море. Главное, что обнаружено совсем недавно, это то, что Чёрное море образовалось несколько тысячелетий назад. Проход между Средиземным морем и Чёрным морем был сушей, проливов не было. И на некоторой части Чёрного моря, к северу от Турции, на этой территории было сравнительно небольшое пресное озеро. Я знаю американских археологов, которые копали на его дне, поблизости от северного берега Турции. Они говорят (сейчас частично уже это напечатано), что можно точно установить (это устанавливается также по типу морских животных или озерных животных), что есть определенная граница этого озера, не совпадающая с позднейшей границей моря.

Когда воды из Средиземного моря хлынули в Чёрное море, образовалась та двухэтажность, которая до сих пор существует в Чёрном море, ведь это сказывается и в том, что там не везде можно найти живые организмы, потому что не всё море оказалось благополучным с этой точки зрения. Это следы той катастрофы, которая произошла несколько тысяч лет назад. И возникает такая соблазнительная идея. Опять-таки в эпоху бурного обсуждения и споров вокруг наших гипотез, многие археологи на совместных с нами обсуждениях говорили: эта индоевропейская культура – циркумпонтийская, то есть она расположена вокруг Средиземного моря. Реальные индоевропейские языки расположены, как древние славянские, к северу от Чёрного моря (а мы думаем, что и балтийские языки когда-то были здесь). Много индоевропейских языков известно в древности на территории Балкан, большая часть их исчезла, но какие-то их остатки сохранились, скажем, албанский язык – остаток этого древнего населения. Греческий язык на юге Балкан, и так далее.

И древняя Малая Азия вся была когда-то заселена индоевропейскими языками, которые позднее исчезли, это, собственно, главная область моих лингвистических занятий. Иранцы занимали восточную часть Причерноморья. То есть всё это индоевропейцы, древние индоевропейцы. И вот нам задавали вопрос: как объяснить это с точки зрения вашей гипотезы? Сейчас думают, что одно из объяснений могло бы быть таким. А что если действительно было только это сравнительно небольшое озеро? Вся эта территория была тоже заселена индоевропейцами, которые, по нашей теории, плыли с юга. Катастрофа Чёрного моря должна была вызвать движение в разные стороны. То есть заселение Балкан, скажем, и отчасти, может быть, и заселение Северного Причерноморья можно объяснить именно так – это можно проверить, здесь нужна морская археология.

Экспедиции начались. Есть в Интернете даже сайт черноморской экспедиции, очень шумно объявлено. Но пока что то, что я там вижу... Вы знаете, они что-то находят на дне моря, но ведь это тоже очень сложный вопрос. Потому что нужно найти что-то достаточно древнее и что не сгнило там, потому что это какие-то деревянные сооружения. Дальше встает вопрос: как их точно датировать и так далее. Так что я пока не могу сказать, что эта идея подтвердилась.

Если она вдруг подтвердится, то она, конечно, будет очень интересна с точки зрения другой вечной проблемы науки – насколько реален всемирный потоп? Потому что, если это действительно произошло, то, скорее всего, это и было всемирным потопом. Кстати, в этих шумерских текстах – уже шумерских, то есть месопотамских, начала третьего тысячелетия до нашей эры, это пять тысяч лет назад, говориться о том, что потоп был незадолго до этого. Например, великий Гильгамеш, до того как о нём стали писать поэмы, был реальным шумерским царем в 27 веке до нашей эры, то есть, почти 5 тысяч лет назад. И о нём говорится, что он был шестым царем после потопа. Ну, вы знаете, тогда, как, например, в Библии, были довольно условные возрасты и поколения исчислялись по-другому, так что эти шесть поколений на самом деле может быть – гораздо больший срок. Но где-то, за тысячу лет, скажем, до этого вполне реально, что могла быть эта катастрофа. Так что, если это подтвердится, то это будет очень интересный пример того, что геология тоже нам может помогать. Но для этого нужны ещё довольно большие исследования.

Конечно, если бы наша экономика была в лучшем состоянии, я, прежде всего, предложил бы Академии наук организовать такую грандиозную экспедицию. Потому что это же очень интересно, это и у наших берегов можно было бы выяснить – что находится на дне Чёрного моря? Теоретически, если там действительно можно найти древние города, то там будут и образцы древней письменности, и вообще мы многое узнаем об истории человечества, это сказочно интересно. Но это только возможность, я заранее не могу ничего гарантировать. Но что делать? В той области, в которой мы работаем, мы высказываем больше гипотез, чем можно реально подтвердить на сегодняшний день.А.Г. А в северной части Чёрного моря, которая осталась сушей до сегодняшнего дня, – скажем, Северное Причерноморье и Крым – последующие цивилизации и народы стёрли, с вашей точки зрения, все следы?В.И. Вы знаете, там есть некоторые интересные вещи, с точки зрения тех гипотез и идей, о которых я говорил. В частности, очень интересная проблема связана как раз с лошадью. Я уже сказал, что индоевропейцы распространялись главным образом с помощью колесниц и одомашненных лошадей. Поэтому очень важная проблема: где произошло одомашнивание лошади? Генетики в самое последнее время приходят к тому, что, видимо, было несколько центров одомашнивания. Один из них, скорее всего, был на Днепре. Есть такое место, оно называется Дереевка, где было найдено наибольшее количество костей лошадей, которые датируются несколькими тысячелетиями до нашей эры. Конечно, это можно объяснить самым простым образом, что их употребляли в пищу. Но, на зубах только одного экземпляра обнаружены следы таких повреждений, которые, может быть, говорят о том, что была узда, которая оставила эти следы. Такие повреждения найдены у большого числа коней, найденных на территории Северного Казахстана, то есть мы сейчас уверены, что одна из областей древнего распространения домашней лошади – это Северный Казахстан, а это к востоку от Синташты.

Другая область, возможно, хотя под некоторым вопросом, была в районе Дереевки. То есть Северное Причерноморье – тоже один из кандидатов. Возможно, что это одна из достаточно ранних областей распространения индоевропейской культуры, и, может быть, именно отсюда пришла значительная часть индоевропейцев. Может быть, тех, которые перешли сюда из того затопленного бассейна Чёрного моря, но, может быть, и тех, кто переселялся в направлении с Южного Урала на Среднюю Азию и Казахстан. Так или иначе, стрелки, идущие в сторону Европы, проходят через Восточную Европу.

Многие ученые до выхода нашей книги полагали, что именно Северное Причерноморье – прародина индоевропейцев. Но это противоречит расселению многих индоевропейских языков, которые с глубокой древности известны в Малой Азии и в других местах Ближнего Востока. И главное – противоречит общему культурному выводу о том, что культурные злаки, домашние животные и так далее, скорее, двигались в направлении от древнего Ближнего Востока в Европу.

Что было в Европе до индоевропейцев? Это, несомненно, вопрос очень серьезный и отчасти решаемый сейчас с помощью сопоставления данных генетики, лингвистики и других наук. Есть группа итальянского ученого Кавалли-Сфорца, он со своей группой работает в Италии и в Стэнфорде, в Америке. Он много занимается соотнесением данных языкознания и генетики, издал книгу, которая так и называется "Языки и гены". Этим занимается сейчас и археолог Ренфрю в ряде совместных работ с английскими генетиками.

Как будто один из выводов вот какой. Древнее население Европы генетически сравнительно мало изменилось с точки зрения физической антропологии, основного состава белков и так далее, по сравнению с тем, каким оно было, скажем, 10 тысяч лет назад, то есть задолго до предполагаемой миграции индоевропейцев. Есть два основных направления, в которых можно проследить движение населения в доиндоевропейской Европе. Это направление с севера, примерно из той области, где сейчас находятся саами – маленькая группа народов, их иначе называли у нас в старину "лопари", это так называемая Лапландия. То есть это этническая группа, которая живет у нас в Мурманской области, на севере Финляндии и на севере Норвегии, их осталось очень мало. Похоже, что это остаток очень древнего финно-угорского населения или, может быть, даже еще более древнего – дофинно-угорского, которое перешло на один из архаических финно-угорских языков. Многое в их культуре кажется остатком раннего шаманского, колдовского населения, которое много значило для гораздо более широкой области Северной Европы.

Другая область доиндоевропейского населения Европы связана с басками, с народом, о котором мы сейчас много читаем, к сожалению, по неприятным поводам. Но это очень интересный культурный народ на границе Испании и Франции. Это в какой-то степени моя гипотеза, и я не могу сказать, что она окончательно доказана, но по ряду данных можно предположить, что баски связаны с тем древним населением Европы, которое мы знаем по памятникам вроде "стоунхэнджа".

"Стоунхэндж", найденный в Англии и подобные памятники в Британии (мне посчастливилось, я посмотрел довольно многое из них) – это, по-видимому, древняя обсерватория. Так считают сейчас большинство ученых. Такие обсерватории распространены на очень широкой территории. Они располагаются, главным образом, поблизости от берегов. В Западной Европе сейчас сделана совсем новая находка, в Галле, в Германии, и дальше они известны по берегам Северного моря, части Атлантического океана, и, по-видимому, продолжаются в Средиземном море.

Тут очень интересен вопрос: как далеко на Восток заходили эти культуры? Их часто называют мегалитическими, то есть культуры с огромными каменными сооружениями. Соответственно, это были культуры с хорошо развитым мореходством. Зачем им было нужно ориентироваться в древнем небе? Они должны были правильно вести свои корабли. Вот это то, что мы пока просто не знаем с точки зрения лингвистики, можно только некоторые гипотезы строить. Но, в частности, я смотрел, какие названия мест на территории Испании, Португалии напоминают современные баскские названия и баскские слова. И как будто эти места на побережье довольно хорошо соответствуют распространению мегалитических сооружений, во всяком случае, на Пиренейском полуострове, то есть одна из возможностей та, что баски – это древний остаток такой культуры.

Дальше возникает вопрос, который очень много обсуждался в свое время в нашей науке, это идея, что баскский язык отдаленным образом связан с северокавказскими языками. Северокавказские языки – это остаток другой большой группы языков, о которой я сегодня не говорил. Между тем, здесь как раз нашей науке принадлежит пальма первенства, потому что первым родство всех северокавказских языков, то есть языков всего Северного Кавказа и некоторой части Западного Кавказа, в частности, абхазского языка, прибрежных языков западной части Южного Кавказа, было установлено впервые великим русским ученым, который, к сожалению, большую часть жизни провел в эмиграции, князем Николаем Сергеевичем Трубецким, одним из основателей евразийского движения.

Идеи Трубецкого были развиты другими нашими учеными, в частности, членом-корреспондентом Академии наук Сергеем Анатольевичем Старостиным, которого вы знаете. Они с Николаевым издали замечательный словарь северокавказских языков. В дальнейших своих работах он показал, что северокавказские языки отдаленно родственны группе языков, которая когда-то была большой и, видимо, занимала какую-то часть Средней Азии. Сейчас от нее остался только один язык, которым я когда-то занимался на территории Сибири. Это енисейские языки, и, в частности, кетский язык, на котором сейчас говорит тысяча людей, может быть, даже меньше. И представьте, что к этой же группе языков принадлежит и китайско-тибетская группа языков, то есть один из самых распространенных языков мира, собственно, первый по числу говорящих. Китайский оказывается родственным этой же группе языков. Поэтому, конечно, здесь очень интересный вопрос.

А откуда она распространилась, и как это можно понять? Одна из догадок, связанных с этим, касается как раз этих мегалитических культур. То есть, как ни удивительно, вполне может быть, что прародина хотя бы части этих языков была гораздо дальше на Запад, то есть произошла как бы рокировка, те языки, которые потом оказались восточнее, они первоначально находились гораздо западнее.

Еще по поводу этих первобытных обсерваторий – первобытных, в смысле очень древних, хотя, возможно, уже весьма продвинутых, вроде "стоунхенджа". Я могу вам сказать, что у меня случилось как-то одну из таких обсерваторий как раз на территории кавказских языков, в Абхазии, показать Андрею Дмитриевичу Сахарову. А дело было так. Мы вместе были в Сухуми, и я ему показал Нижние Эшеры, такое место под Сухуми, где случайным совершенно образом возле одной школы учитель истории (кстати, отец будущего президента Абхазии Ардзинбы, который потом стал моим аспирантом, занимался хеттским языком и всеми теми вещами, о которых я говорю) нашел такой абхазский "стонхенч". И мне тогда Сахаров сказал: "Вы не могли бы убедить здешних учёных и других, что нужно поставить памятник и написать "Вот древнейшие образцы человеческого разума". Потому что эти обсерватории действительно удивительны тем, что люди, ещё не имевшие современных инструментов, уже могли достаточно тонко наблюдать за Луной, Солнцем и так далее.

И оказывается, очень интересно, что если распространение одной большой семьи языков мы как-то можем связать с успехами скотоводства, земледелия и наземного транспорта, то распространение другой большой группы языков, возможно, связано с другим видом транспорта, морским, и с другого рода интересами – интересами, которые касаются моря, неба и так далее. То есть древняя история человечества, она гораздо более насыщена разнообразием, и её нельзя уложить в какие-то простые рамки.А.Г. Но следы этой огромной группы языков, которая потом откочевала на Восток, они остались в современных языках народов, которые населяют Европу и по основе своей являются индоевропейскими?В.И. Остались. Вы знаете, остались просто некоторые слова. В частности, в русском языке, английском и немецком просто совпадает с баскским название серебра. Наше "серебро", "silver" и "silber" – это слово, которое до сих пор в баскских диалектах так и звучит. Интересно, что здесь опять есть соответствие археологии. Потому что добыча серебра и металлов, которые обычно находятся вместе с серебром, началась на Пиренейском полуострове очень рано, это археологический факт. То есть несомненно, что народы, которые не имели сами тогда соответствующей металлургии, просто восприняли это как некоторое новое изобретение. Так что здесь опять очень интересная проблема древней металлургии, которая у разных народов по-разному была развита, ориентирована на разные металлы, но везде явно начинается очень рано.

Вы знаете, я думаю, что нигде у нас не было большей путаницы, чем в истории техники. То есть мы чрезвычайно упростили всю предысторию, мы исходили из того, что мы умнее и развитее, чем все, кто был до нас, а это совсем не так.А.Г. А как датируются последние мегалитические находки на территории Германии? И совпадает ли датировка с абхазскими находками, со Стоунхэнджем и так далее?В.И. Стоунхендж – это примерно 4 тысячи лет. Мы думаем, что индоевропейские вторжения в Европу произошли не раньше второго тысячелетия до нашей эры, Стоунхендж древнее. Несколько лет назад сделано очень интересное открытие – до каменного Стоунхенджа был деревянный Стоунхендж.А.Г. Что дает возможность датировки изотопным методом...В.И. Ему оказалось примерно пять тысяч лет. И ещё одна очень интересная находка, связанная с деревянным Стоунхенджем. Там найден огромный дуб, перевернутый корнями вверх. А мы совершенно точно знаем, что это очень важный древний религиозный символ – мировое дерево, которое корнями обращено к небу. То есть это одна из первых находок, которая дает нам какую-то надежду реконструировать не только преднауку этих людей, но и некоторые их представления об отношении неба и земли – как будто напоминающие древнекитайские. Потому что китайский иероглиф, который имеет сходное значение, тоже изображает дерево, у которого корни идут вниз и вверх, что-то вроде нашей буквы "ж".А.Г. Но здесь это что напоминает? Древнекитайское напоминает это или наоборот?В.И. Я думаю, что это остатки какой-то единой культуры. Древнекитайская культура всё-таки пришла в Китай с Запада. Дальше начинается очень много споров: откуда именно, с какого Запада, каким путем? А с другой стороны, почти несомненно, что какая-то группа этих народов-мореплавателей, она также, я не знаю, каким путем, слишком фантастично предположить, что по морю, но каким-то путем проникала достаточно далеко на восток Азии. Так что, пока вся надежда на морскую археологию, пока это только лингвистические сопоставления без особой ясности. Когда я вам рисую эти схемы, я знаю, что это движение колесниц, запряженных лошадьми. А как и какими путями двигались корабли, сказать очень трудно. Но что большая часть истории человечества связана с тем, что когда-то начали плыть корабли и продолжали плыть очень долго, – это результат опять-таки генетических работ.

Давайте совершим сейчас скачок во времени. Пока что мы с вами рассуждали в терминах "пять тысяч лет до нашей эры". Потом можно говорить о больших группах языков, это будет "10 тысяч лет до нашей эры", но вероятное расселение из Африки, о котором сейчас говорят генетики, это примерно 50 тысяч лет до нашей эры.А.Г. Но тут возникает вопрос: те культуры мегалитические, о которых вы говорите, это прямые потомки первой мегалитической волны или были ещё волны, следующие?В.И. Вы знаете, мы сейчас надеемся как бы заполнить этот временной промежуток с помощью лингвистики. Этим как раз много занят Старостин, отчасти ему помогают в Америке, надеюсь, что в России тоже будут помогать. Там он и его группа ученых, в основном из России, получили большой грант. Часть из них живет в России, а часть работает вне России. Но, так или иначе, его группа в Санта Фе составляет сейчас огромную компьютерную базу данных.

Надежда заключается вот в чём. Сейчас на Земле примерно 6 тысяч языков. Предсказания на будущее очень мрачные, через поколение может оказаться в 10 раз меньше, это катастрофа хуже экологической. Но пока мы их должны описывать и сравнивать. И описывая и сравнивая, мы приходим от 6 тысяч примерно к 400 основным семьям. Это такие как славянские языки, иранские языки и так далее. Дальше мы их можем группировать: индоевропейские языки – это и славянские, и германские, и иранские. А потом мы можем надстраивать дальше, уходя всё дальше в прошлое. То есть каждый раз для группы языков мы строим родословное древо, или, как математики говорят, "граф", некий чертеж, где чем выше праязык, тем он древнее.

Мы сейчас умеем достаточно строгим образом реконструировать, восстанавливать языки, которым примерно 15 тысяч лет. Для того чтобы заполнить промежуток до расселения из Африки, нам нужно ещё хотя бы один этаж между ними, порядка 30 тысяч лет. Есть условный, пока очень предварительный, список некоторых слов, которые совпадают практически во всех языках Евразии. Тут существенна Евразия, потому что расселение шло из Африки, поэтому некоторые языки юга Африки, скажем, то, что раньше называли бушменский, готтентотский и койсанский, они, может быть, – остатки языка самого раннего населения Африки. Беднягам, им потом хуже всех досталось. Так история уж сложилась, что те, кого больше всего преследовали во время апартеида, были, возможно, самыми ранними нашими предками.

Из Африки расселились те, кого мы можем как бы "поймать" как потомков этих первых переселенцев. Например, к тем словам, которые, может быть, общие для подавляющего числа языков Евразии, относится то слово, от которого русское "имя", английское "name". В древнекитайском, который реконструируется тоже по косвенным данным, это слово, которое звучало как "мин". То же самое и в тибетском языке, который родственен китайскому, в ряде финно-угорских языков, в семитском. То есть для таких слов как будто очень вероятно, что это остатки, того, что иногда в популярной прессе называют "языком Адама и Евы", в смысле первой пары. Но на самом деле ведь из Африки могли выйти очень немногочисленные группы людей. Там их на самом деле было мало.

Так вот, один из первых Адамов мог обращаться...

gordon: Загадки детских рисунков

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Венгер Александр Леонидович– профессор, доктор психологических наук

А. В. Вообще, психология — это все-таки не очень наука. Мне кажется, что на самом деле психология есть только там, где остается элемент самонаблюдения. Вы понимаете по себе, что это значит. Вот эмоция, переживание. Сколь не давай определение по энциклопедии, но вот без этой добавки, когда вы понимаете, что такое "переживание", ничего понять нельзя. Если человек сам лишен переживаний, то он не поймет, о чем идет речь. Мне кажется, что психология есть только там, где есть хотя бы небольшая, но вот эта добавочка. И в огромной мере на ней и держится как раз, в частности, понимание рисунка.А. Г. Все-таки тогда уж очень широкое поле для критики открывается. Ведь вы должны убедить не только того, кого назовем "пациентом", хотя речь идет не о клинической в данном случае психологии...А. В. Иногда и о клинической.А. Г. Но вы ж должны убедить оппонентов, которые неизбежно возникают при таком подходе к анализу рисунка, что тот результат, который вы выдаете, все-таки близок к действительности. Что, используя результат анализа рисунка, можно предпринимать какие-то действия, направленные на улучшение либо клинической картины, либо использовать его другими способами.А. В. Давайте попробую.А. Г. Давайте.А. В. Просто на вас. Вот рисунок. Значит, что мне бросается в нем в глаза. Очень солидные опоры — раз. И огромное количество колючек. Я не знаю, видно ли вам, что это колючки, они могут быть похожи на шерсть. Но ребенок, который нарисовал это существо, четко объяснил, что это колючки. Существо это не существующее. Такую задачу я перед ним поставил в качестве теста. Я его попросил придумать и нарисовать животное, которого не бывает на самом деле, никогда не было и нет ни в каких там сказках или в компьютерных играх. Такой очень хороший отечественный психолог Майя Захаровна Дукаревич придумала этот тест, разработала. И он придумал вот такое животное. Давайте смотреть, для чего могут быть нужны животному в таком количестве колючки, покрывающие все его тело. Обычно для защиты, правда?А. Г. Для защиты, да.А. В. Для чего бы еще. Откуда может быть у ребенка идея, что животному, даже самому что ни есть не существующему, необходима мощнейшая защита. Посмотрите, вот очень любопытно, у него сверху большие такие иглы. Я понимаю так, что это своего рода оружие.А. Г. Они больше на елочки похожи.А. В. Вот каждая из этих игл защищена опять же мелкими колючками. То есть даже свое оружие и то на всякий случай надо защитить. Дальше — вот эти три могучие ноги. Животному нужна серьезная опора. Дальше — ушки на макушке. Надо три уха — много. Надо все слышать. Складывается это в некую общую картину?А. Г. Ну, пока нет. Потому что там один глаз я вижу, например.А. В. Это вы имеете в виду посередине туловища?А. Г. Нет, вот в голове у него один глаз. И что-то вроде клыков, которые торчат оттуда тоже.А. В. Я указываю на то, что я до сих пор назвал складывающими эту некую картину. Мне кажется, что складывается потребность в защите, опоре или необходимость быть очень внимательным к тому, что происходит вокруг.А. Г. А я так легко не соглашусь. Знаете почему? Предположим, этот ребенок накануне смотрел какой-нибудь замечательный фильм из серии Би-би-си "Дикая природа", где он увидел слонов, гуляющих на воле, за которыми охотятся какие-нибудь злые люди. Где он увидел еловые леса и зайцев в этих еловых лесах. И когда вы попросили у него создать животное, которого не бывает, он вспомнил эти три образа, которые у него запечатлелись буквально накануне и которые в дальнейшем в его жизни могут не сыграть никакой роли. И сказал, что это будет "слонозаяц", поросший сосновым лесом. И вот мы получили "слонозайца", который порос сосновым лесом.А. В. Замечательное возражение, идеально правильное, потому что если на основе того, что я сейчас рассказал, мы сделаем вывод о ребенке, то именно то, о чем вы говорите, будет совершенно неправильно. На основе этого мы имеем право только на одно — построить гипотезу и выяснить в какой сфере нам надо искать проблему. Может оказаться, что гипотеза ошибочна, но на то она и гипотеза. И тогда мы будем строить новую гипотезу. Вообще, рисуночные тексты — это прикидочные тесты. Они не доказательны. Но зато они дают очень богатую картину. Не очень надежную, не очень достоверную. Но если просто посмотреть на человека, что-то ведь можно представить о нем.А. Г. Разумеется.А. В. Разумеется. Послушать, побеседовать с ним. Да? Иными словами, рисунки дают чуть более надежную информацию, чем вот такой общий взгляд, и главное, что они нам позволяют, это заглянуть быстро в разные сферы. Если я попрошу нарисовать семью, то я могу также в прикидку, очень приблизительно, представить себе, как ребенок воспринимает семейные взаимоотношения. Вот как раз нам показали семью. Посмотрите, там вот справа папа, слева мама, более или менее по середине сам автор рисунка — Боря, а внизу малюсенькая-малюсенькая младшая сестренка. Но, вообще говоря, это очень давняя культурная норма — изображать главного большим. Это еще и на египетских рисунках присутствует — огромный фараон.А. Г. В первую очередь вспоминается Египет.А. В. Маленькие свободные египтяне и совсем малюсенькие рабы. Да? И почему только Египет? А возьмите любую картину, где изображен какой-нибудь вождь. Все равно — Сталин, Мао Цзедун или Ленин. Чисто реалистическими средствами достигают то же самое: поместят на первый план или на балкон обязательно вождя. Но ни один художник никогда не позволит себе сделать внизу вождя, а над ним подчиненных. Нет, это общая культурная норма, и она очень рано усваивается ребенком. И не случайно в языке это совпадает, да? Высокий. А дальше надо объяснять. Высокий по росту или по положению. Не случайно это одно и то же слово. Это очень тесно ассоциированная вещь. Опять же только на уровне предположения, но можно предположить, что в семье весьма четкая иерархия, а ребенок очень тщательно старается их распределить. Явно, что самый главный в этой семье папа. Ну, дальше мама. А вот что маленькая сестренка занимает на самом деле столь малое место, крайне сомнительно. Скорее, автору рисунка хотелось бы, чтобы она была там совсем незаметной. Видите, это гипотеза. Не исключено, что сестра действительно занимает такое малое место. Но это очень сомнительно.А. Г. Скорее, тут ревность, поскольку размещена она ближе к маме, хотя и очень маленькая.А. В. Да, да, да.А. Г. Очевидно, что мама больше времени уделяет вот именно этому ничтожеству. Зато с папой то уж я на короткой ноге.А. В. Вы начинаете сейчас рассуждать именно таким образом, каким мы и рассуждаем. Любой рисунок, хочет того человек или не хочет, это какое-то сообщение. Оно может быть сознательным, оно может быть неосознанным. Вот, пожалуйста, здесь. Другая ситуация.А. Г. Другая картина, ну да.А. В. Леня — это автор рисунка с гигантскими кулаками, да? Рядом с ним папа, пониже. Причем двойственность некая: голова у папы даже выше Лениной. Но все-таки верхняя точка рисунка — это Ленин кулак. Маму вполне можно нарисовать и лежащей под ногами, ничего страшного. А, кстати, попробуйте поставить себя на место автора рисунка и представить себе, могли бы вы внутренне позволить себе нарисовать у себя под ногами какого-нибудь крупного деятеля, к которому относитесь с большим уважением. Не рискнули бы. Не рискнули не потому, что другие осудят, а потому, что вот как-то...А. Г. Не помещается.А. В. Да. Ощущение — "неправильно будет". Я, знаете, иногда родителям говорю, когда консультирую. Я объясняю, что все-таки имеет какое-то значение расположение ребенка. Представь себе, говорю, такую ситуацию. Что я вас попрошу нарисовать на одном листе себя и Гитлера. Уж, наверное, вы, скорее всего, просто откажитесь. Скажите: "Не буду". Но если вы очень покорный человек, то нарисуете. Но уж, наверняка, расположите его в самом дальнем конце от себя. Потому что даже на рисунке не хочется себя помещать рядом с кем-то неприятным или рядом с тем, с кем ты не чувствуешь реальной близости. Особенно когда это ребенок. У него эти образы идут абсолютно непроизвольно и неосознанно.

Вот это, на мой взгляд, очень выразительная картина, целая маленькая поэма. Девочка: "Я хочу общаться, мечтаю". И мама: "Нет". Видите, они как раз на противоположных концах листа. Но не потому, конечно, что не хочется. А потому, что ощущение семьи такое. Кстати, здесь очень интересна жалоба мамы. Кстати, я уже сказал, что рисунки только для гипотез дают основания.А. Г. Ну да, пришла к вам не девочка, привела ее мама все-таки.А. В. Конечно. И очень важно сопоставить с другой информацией. У мамы жалоба такая: девочка очень жестокая, настаивает на своем до истерики. Я ее бью, а она продолжает настаивать на своем. Итак, анализируя слова мамы "жестокая девочка, я ее бью" и то, что нарисовано на картинке, я вижу, что это полностью соответствует одно другому. Мама мне сама сказала, что она не хочет идти навстречу девочке. Она тоже не очень сообразила, что она подразумевала под этими словами. Но ведь сказала это. Девочка нарисовала то же самое. Вот тогда я уже...А. Г. Гипотеза получила подтверждение.А. В. Ну, может быть, еще не подтверждение, ведь одного наблюдения мало. Но когда-то таких наблюдений наберется достаточно, мы можем нащупать проблему. В данном случае, если вы хотите, чтобы ваша девочка не устраивала истерик, то надо постараться удовлетворить ее потребность во внимании, в эмоциональном контакте. Да, у этой девочки очень высока эта потребность. Есть и на рисунке некоторые признаки этого. И в других методиках они выявились. Эту потребность в данном случае трудно удовлетворить, потому что она очень сильна.А. Г. Видимо, еще потому что семья неполная.А. В. Вы правы. В частности и от этого. Но не у всех детей, у которых неполная семья, столь мощная потребность во внимании. Но это один из факторов, да. Не в том дело, что мама просто, так сказать, особо жестокая, если обернуть на нее ее жалобу по поводу дочки. А, действительно, эту потребность девочки удовлетворить не так просто. Но, если ее не удовлетворять, то, конечно, девочка будет самыми разными средствами пытаться ее удовлетворить.А. Г. И все-таки, если можно, чуть-чуть вернемся назад. Мы говорили уже о системе тестов, которая существует, о том, как их можно интерпретировать, какие гипотезы вы получаете с помощью этих тестов. А когда вообще появилась идея, что рисунок может что-то сказать о ребенке? Да еще мы знаем, что все дети рисуют практически одинаково. А тут...А. В. Маленькие дети.А. Г. ...А тут, оказывается, можно судить об индивидуальных чертах развития и даже о ситуации в семье и во внешнем мире ребенка, исходя из этих загогулинок странных. Вот об истории вопроса, если можно чуть-чуть.А. В. Когда впервые, я, к сожалению, не могу сказать. Потому что очень давно, во всяком случае, в 19-м веке, очень многие и разные авторы об этом писали. И у многих были идеи, так сказать, изучения детского рисунка. Я думаю, что ни один крупный детский психолог не обошел эту тему. Но, как правило, говорили вскользь. Я имею в виду, что тут нет ни одного автора, который первым заметил и сразу достаточно подробно описал этот вопрос. Так, между прочим, поминали очень многие: Бюллер, Штерн, Гезелл, ну, очень многие крупные психологи.

Всерьёз подробно изучила рисунки детей разного возраста и разработала своего рода шкалу Флоренс Гуденаф, которая является создателем первого рисуночного теста. Этот тест так и называется "Нарисуй человека". Это конец 20-х годов. Первая публикация была в 1926-ом году. Следующая, более полная, была напечатана в 1929-ом.

Вот мы как раз с вами сейчас видим ранние рисунки, в основном здесь так называемые "головоногие". Их дети действительно рисуют примерно одинаково, как вы можете убедиться. Здесь разные рисунки, в общем сильно похожие друг на друга. Где-то примерно в 3 года, у некоторых детей чуть раньше трёх лет, у некоторых чуть позже, появляется вот такой способ изображения. Очень, кстати, странно, почему никто не рисует, скажем, "пузонога", ведь тело тоже большая деталь, да? А всё-таки практически все дети начинают именно с "головонога". Есть голова, есть ноги, и довольно часто, но уже не обязательно, — руки. На голове почти всегда есть глаза, довольно часто — рот, на первых рисунках, как правило, нет носа. Вот здесь сейчас рисунок, где есть волосы. То есть могут быть какие-то дополнительные детали.

Но кстати, вот тоже довольно странная вещь. Может иногда появиться нос, могут появиться волосы, но на ранних рисунках (на рисунках трёхлеток) никогда не появляется туловище, я имею в виду тело. Кстати, разные авторы опять же по-разному это объясняли, некоторые утверждали, да и продолжают полагать...

Ведь ребенка очень трудно расспросить. Потому что, если его спрашивать: "Что это?", он говорит: "Ну, человек". Начинаешь показывать: "Вот это что, ручки?" — "Да". — "Вот это что будет?" — "Это? — скажет он. — Голова". Но откуда мы толком знаем, что...А. Г. Он называет головой.А. В. Да, что он называет головой. Поэтому некоторые авторы полагают, что это на самом деле всё-таки не голова, а образ всего тела вместе с головой. Сказать, почему именно так дети начинают рисовать, достаточно трудно. Что есть, так это некоторые четкие параллели. Например, в гораздо более раннем возрасте, не в три года, а в три месяца, и даже гораздо раньше, первое, на что реагируют младенцы, это человеческое лицо. Это первое, на чём они начинают сосредотачивать взгляд, на чём дольше всего сосредотачивают взгляд. Можно, кстати, взять маску: она работает так же, как лицо, и даже ещё эффективнее, потому что там подчеркнутые глаза. То есть, возможно, за этим даже есть какие-то биологические основы. Но, в любом случае, что уж точно не гипотеза, а факт, это то, что лицо — это действительно самое информативное, и для ребенка это самое главное, а собственно, и для взрослого тоже. Опять же, когда человек с нормальным общением разговаривает с другим человеком, он опять же смотрит ему в лицо, в глаза, ребенок самое главное выделяет.А. Г. Простите, я просто уточню. Действительно, сейчас провели какие-то исследования, что есть определенный участок в головном мозге, который отвечает за распознавание именно лица, то есть вот этого овала с крестом, по сути дела...А. В. Не с крестом, а именно с глазами.А. Г. Когда проводили опыты, там делали и крест. То есть одинаково хорошо узнается и то, и другое. Тогда все дети, вне зависимости от культурной среды, должны рисовать одинаково: и китайцы, и негры, и североамериканцы, и восточноевропейцы. Так это или нет?А. В. Пока мы находимся на этом уровне, это так. Одно только важное добавление. Это так, если ребенок вообще рисует, если в культуре вообще это есть. Но, собственно, я думаю, вы сами понимаете, что если ребенку не дать карандаш и не показать, что карандаш оставляет след, не показывать картинок, изображений, то, конечно, он просто никак не будет рисовать.

Но действительно, во всех культурах начинается с "головонога". Хотя даже здесь есть отличие, и не только в далеких культурах, но и в гораздо более близких. Скажем, европейские дети сравнительно часто выносят отдельные части лица за пределы самого контура, то есть вот тут лицо, а рядом с ним, скажем, нарисован рот. А в российской культуре нет этого. Видимо, потому, что мы очень рано, гораздо раньше, чем это принято в Европе и гораздо более целенаправленно, чем это принято в Европе или в Штатах, учим детей рисовать. Там больше идет упор на самовыражение ребенка. У нас обычно родители показывают, как правильно рисовать. То есть уже начинается это культурное влияние. Но всё равно и там, и там — "головоног".А. Г. Но норма уже вводится другая.А. В. Да, да. И чем дальше, тем больше этих культурных отличий, ребенок начинает вписываться именно в свою культуру. Кстати, опять же очень похожий процесс происходит и в другой области, — скажем, в овладении речью. Показано, что первые вокализации, то есть звуки, издаваемые ребенком, не связаны с культурой. То есть в этих звуках можно найти фонемы, звуки речи из самых разных языков. Там будет и носовое "ну-у", которое есть, скажем, в английском, и горловое "к", которое я не могу воспроизвести, которое есть в грузинском, и типичные для русского языка фонемы — короче, всё на свете. А чем дальше, тем меньше остается "чужих" фонем, и ещё до того, как ребенок овладевает речью как таковой, в его лепете уже оказываются звуки своего родного языка. Слова ещё он не умеет произносить, но звуки родного языка уже произносит, то есть того, на котором говорят те, кто его окружают. Кстати, если его окружают люди, говорящие на разных языках, то, конечно, фонемы всех этих языков у него будут.

Точно то же самое и здесь, тот же процесс. Начинает он, так скажем, с малой зависимости от культур. Хотя я ещё раз повторяю, что всё-таки важно, чтобы в культуре вообще имелась культура рисунка...А. Г. Ручка, плоскость и необходимость.А. В. Да, да. Но дальше всё больше и больше он встраивается уже именно в свою культуру.А. Г. Но вот на этом уровне, на уровне "головоногов", никакой гипотезы ещё, наверное, высказать нельзя по поводу того, как развивается ребенок и его окружение. Слишком унифицировано это всё, да?А. В. Просто гипотезы будут из очень разной сферы. Чем младше ребенок, тем больше говорит его рисунок об уровне его общего умственного развития. Правда, нельзя сказать, что ребенок, начавший рисовать в полтора года, обязательно гениален. Но вот ребенок, который в три года ещё не начал рисовать даже простеньких "головоногов", притом, что имел и карандаши, и бумагу, это может настораживать. Нет ли вообще некоторой замедленности в темпах умственного развития? Далее он медленно переходит к следующей фазе, которую нам, в частности, сейчас показывают. Это фаза схемы, на которой уже есть туловище. Но мы тут проскочили несколько фаз, потому что тут уже, видите, стали руки и ноги не палочками, а приобрели толщину и находятся они не посередине туловища, как вначале, когда дети рисуют руки, растущими как бы из середины туловища. А здесь они уже растут от верха туловища. Это уже схема 4-5 лет.

Насколько быстро ребенок проходит эти этапы, очень многое говорит о его общем умственном развитии. И вот этот тест Гуденаф "Нарисуй человека", который я уже назвал, это как раз и есть тест умственного развития. А чем старше ребенок, тем меньше говорит нам его рисунок об его умственном развитии. Вот нам сейчас показывают замечательный рисунок, который имеет отношение к умственному развитию. Это рисунок старшего подростка, 15-летнего мальчика, и про умственное развитие он ничего не скажет. Кроме того, что, по всей видимости, оно в норме, не ниже нормы. Видите, рисунок на очень хорошем уровне. Но хороший уровень рисунка в 12-15 лет или у взрослого человека говорит вовсе не о хорошем общем умственном развитии, — оно может быть хорошее, а может быть и плохое, — он говорит просто о том, что человек этим занимался.А. Г. Получил навык.А. В. Учился, да.А. Г. Или у него есть способности.А. В. Да. Но зато чем дальше, тем больше это нам говорит об эмоциональных особенностях, об особенностях личности характера. Вот смотрите, на этом рисунке изображен очень могучий мужчина.А. Г. А это тот же самый тест Гуденаф, да? "Нарисуй человека"?А. В. Вы знаете, это тест, который по-русски переводится также. По-английски один тест называют "draw-a-Man", другой тест называют "draw a Person". Хотя по-русски и то, и другое — "человек".А. Г. Понятно.А. В. И этот вариант разработан другим ученым, тоже женщиной, Карен Маховер, уже в конце 40-х лет — начале 50-х. Инструкция та же самая. Но, если Гуденаф давала эту инструкцию детям, и оценивала уровень их умственного развития, и разработала критерий, позволяющий оценить уровень умственного развития, то Маховер давала эту инструкцию взрослым людям и разработала критерии, позволяющие оценивать эмоциональные особенности, особенности личности, характера, отношения к определенным сферам. А потом стали уже интерпретировать и детские рисунки с использованием критериев Маховер. Правда, детские, но не совсем для маленьких детишек. Скажем, рисунок шестилетнего ребенка можно, а четырехлетнего не получится.А. Г. Ещё нет навыка, он ещё не может адекватно выразить...А. В. Да. Поэтому и там, и там рисунок о многом говорит. Но о разном. Если посмотреть на рисунок этого мощного мужчины, то как, на ваш взгляд, выглядит автор этого рисунка?А. Г. Я думаю, что это щуплый, прыщавый подросток, небольшого роста, которого в школе...А. В. Замечательно. Но с ростом, правда, здесь вы немножко ошиблись, он высокий. Но он действительно щуплый, он явно ощущает свою недостаточную мужественность. И она для него очень значима. Там и чисто сексуальная символика есть: ширинка подчеркнута, очень так четко выделена. И более отдаленные признаки мужественности — могучие плечи, могучие руки, одна из них сжата в кулак. А при этом, скажем, в том же рисунке, если вы обратили внимание, глаза за черными очками.А. Г. А можно посмотреть этот рисунок?А. В. А глаза, видите, глаза за черными очками.А. Г. В определенной степени, да.А. В. От силы, от уверенности в себе редко люди прячут глаза. И идея такая вряд ли возникнет. У него есть потребность как раз закрыться, заслониться. Не так, как вот на том первом рисунке, где было несуществующее животное, выражавшее потребность защититься. Нет, здесь не видно потребности в защите. А вот закрыться, чтобы не очень видели, что у меня внутри, это нужно.

Кстати, вы правильно сказали, что он щуплый. Но на самом деле он мог бы быть накаченным — таким же, как он нарисовал себя. Он мог бы и на самом деле собой заняться в этом направлении. А вот что личностно он щуплый и сомневающийся в своей мужественности, это всё равно бы осталось. Таких много накаченных, они вроде мощные, могучие. Но почему? Не потому, что он уверен в себе, не потому, что он чувствует себя действительно хозяином жизни. А потому, что он чувствует себя внутри-то тем маленьким и слабым, каким он был раньше. А этим торсом он как бы демонстрирует себя миру.

Здесь есть ещё одна особенность, уже из совершенно другой области. Посмотрите, какое огромное количество мелких деталей и сколь они тщательно вырисованы. Вот тут уже можно вполне серьезно выдвинуть не такую слабую гипотезу, которую надо очень и очень проверять, а весьма надежную гипотезу о том, что у человека есть повышенная, по сравнению со средним уровнем, педантичность, аккуратность; мы называем это "вязкость", то есть он застревает на чем-то. Дело в том, что если нет этого качества у человека, он просто не сможет так одинаково шнурочки рисовать или пуговки. Он начнет, а потом они у него начнут меняться. Для этого нужно очень большое терпение, пунктуальность. Ну, на бытовом языке это называется "занудность". Вот об этом можно сделать уже очень уверенное предположение.

Есть ещё одно качество, о котором тоже с очень большой уверенностью можно сделать предположение. Человек нам очень многое показывает. Он показывает, какой он есть или каким бы хотел быть. Тут и татуировка на руках. Я сначала сказал про огромное количество единообразных деталей. Но здесь ещё к тому же очень много и разнообразных деталей. Если бы он был просто таким "вязким занудой", то он бы ограничился этими однообразными деталями. Он всё время ищет, чем бы ещё себя снабдить. И это трактуется точно так же, как если человек на себя всё это наденет. Он может не рисковать надеть на себя. Что мы подумаем? Что для него очень важно впечатление, которое он производит. На нашем языке это называется "демонстративность". Он стремится себя подать, себя продемонстрировать. Для него очень важно, как он выглядит в глазах окружающих. Может быть, даже важнее, чем какой он есть на самом деле. Важнее создать свой образ в глазах окружающих, чем, скажем, самому на самом деле стать таким.

Вот нам показали этот профиль. Посмотрите, здесь уже совсем другое впечатление. Вот как бы вы сформулировали впечатление, которое он производит?А. Г. А возраст какой?А. В. 14 лет, мальчик.А. Г. Я затрудняюсь здесь какие-нибудь предположения сделать.А. В. Впечатления не о мальчике, а просто, какое впечатление на вас производит этот рисунок?А. Г. Ну, такая ярко выраженная агрессия с некой ущербностью при этом.А. В. Так это называется на вашем простом языке. Так вот на нашем простом языке это называется точно так же. На нашем профессиональном простом языке — агрессивность, да, просто те же самые слова. Мрачность. Кстати, когда я смотрю на этот рисунок, то поначалу тоже думаю не в этих словах, не в словах "агрессивность" и так далее, а скорее "злобный, мрачный". Потом мне важно это перевести на свой язык, на профессиональный, чтобы соотнести со всем рядом исследований, выполненных по поводу этого. Потому что исследования всё-таки про агрессивность, а не про злобность.

Здесь ярко выраженный, конечно, негативизм, противопоставление себя окружению, в данном случае конкретно мне. Ведь этот рисунок делается по моему указанию, по моей просьбе.А. Г. Но он стоит-то в профиль. Вот это странно.А. В. Это-то как раз очень типично для негативизма.А. Г. Да?А. В. Он отвернулся, он не желает со мной общаться, и его персонаж не желает со мной общаться, он полуотвернулся, и бывает, что рисуют со спины совсем. Это более выраженный признак негативизма. Сжатые кулаки. И смотрите, в отличие от предыдущего, здесь тоже присутствует неуверенность в себе. Но здесь это совсем явно, здесь ему даже скрытие не удается. Вы правильно сказали насчет ущербности, и при этом он настолько сильно её ощущает, что он вовсе её не может скрыть. Там есть хотя бы эта внешняя защита. А здесь и внешней защиты нет, а есть только агрессия. Причем, агрессия тоже очень такая аккуратная, чтобы не получить самому. Например, если он не хочет рисовать, — а он не хочет, иначе бы он такое не нарисовал мне, — он бы мог сказать: "Не буду". Но это сказать он не рискует. Это очень острый подростковый кризис.А. Г. Я бы стал фантазировать совсем в другую сторону и сказал, что он из очень небогатой семьи и что у него давно не было новой обуви. Потому что из всего рисунка только лицо своё собственное и вот кроссовки — что там, кеды — он вырисовал с определенной тщательностью.А. В. Вы знаете, каждая часть тела имеет прямое значение и может быть подчеркнута в связи с этим прямым значением. И тогда ваша гипотеза вполне имеет право на существование. Но кроме того, есть ещё и символическое значение. Ноги — это ещё опора. И у него проблема в том, что у него недостаточное ощущение устойчивости в мире. Вы знаете, говорят: "Крепко стоит на ногах". Вот если он полагает, что он очень плохо, слабо стоит на ногах, то опять же могут оказаться подчеркнуты ноги.

И если вы видите, эта фигура ещё немножко падающая. Что заставляет меня, скажем, скорее склониться ко второй гипотезе, что здесь это идёт в символическом значении, а не в прямом. Хотя ещё раз повторяю, обязательно надо рассмотреть и ту, и другую версии. Причем, вашу очень просто проверить: во-первых, посмотреть на его обувь, потом спросить у родителей.А. Г. Очень жаль, что нам времени мало остается. Как быть, когда на одной картинке вдруг возникают детали, которые явно противоречат друг другу? Бывает же такое.А. В. Сплошь и рядом. Потому что опять же, как в самом начале вы сказали, может быть, он вчера посмотрел такую-то картину, и поэтому у него этот образ. Всегда могут оказаться совершенно случайные вещи. И каждая деталь может говорить об очень разных вещах. Об одном, другом, третьем, четвертом, пятом. Пять гипотез я могу выдвинуть на основе одной и той же детали. Я беру другую деталь, она говорит о каких-то других пяти вещах, возможно, говорит, может быть, и не говорит. Две из них совпали. И тогда я говорю, что это, возможно, случайность, а вот эти две, может быть, — я пока ничего больше не говорю — не случайность. Если ещё один признак работает, тогда я говорю: "О, почти наверняка это не случайность".

Но иногда есть очень яркие, вот такие, как здесь, например, детали. Посмотрите, мощно вырисованы ноги, лопата, человек очень старался. А вот голова практически не поместилась. Маловажная деталь. Вот такое вряд ли может быть случайностью. Это уже почти наверняка называется "очень высокая импульсивность", то есть отсутствие планирования, контроля за своими действиями. А в данном случае — посмотрите, какая эмоциональная нагрузка, судя по этому нажиму, — это очень мощная эмоциональная нагрузка. Можно думать уже и о психическом отклонении. Предварительно думать, но обязательно надо проверить именно этот вопрос — подробно, по-разному, уже более надежным методом. Потому что импульсивность точно есть.А. Г. В вашей собственной практике рисуночные тесты, если оценивать в процентах от рабочих гипотез, какое место занимают? Ну, скажем, насколько вы полагаетесь на них, насколько они вам необходимы?А. В. Предварительная информация у меня идет просто вся в рисуночных тестах. А вот дальше — проверка этих гипотез, там очень много разных тестов используется. Но в итоге получается, что рисунок человека используется чаще, чем все остальные методы, потому что его я всегда использую. Кстати, в опросах американской ассоциации тоже выяснилось, что вообще чаще всего из всех тестов практические психологи используют рисунок человека.А. Г. Практические психологи, хочу я подчеркнуть, и обращаюсь к аудитории, как бывает иногда в рекламах. Не пробуйте повторять это дома! Это всё-таки удел профессионалов. Потому что так можно и себя довести до чего угодно, и ребенка. А. В. Очень ценный комментарий потому, что деталь может говорить о самых разных вещах. А может не говорить ни о чем вообще. А мы начнем делать выводы.А. Г. Да, безумно любопытно. Скажите, пожалуйста, а вот в наш век компьютеризации не появилось искушение давать им готовые части, готовые детали рисунка с тем, чтобы они их компилировали вместе...А. В. Сейчас есть большое количество тестов дорисовывания. Это не просто компилирование, но дается начало, которое можно очень по-разному...

gordon: Поисковое поведение животных

12.11.2003 12:39, 186 месяцев назад

Участники:

  • Валентин Анатольевич Непомнящих– кандидат биологических наук, г. Борок, Ярославская обл.
  • Александр Аркадьевич Жданов– доктор физико-математических наук

Александр Гордон: Доброй ночи! Человек научился справляться с задачами, которые нужно поставить перед интеллектом "искусственным", пока в кавычках, пока в двойных кавычках, когда эти задачи хорошо формализованы. И этот, с позволения сказать, интеллект находится в хорошо организованной искусственной среде. И примеры тому, скажем, шахматные компьютеры, которые иногда выигрывают у людей, находясь с ними на одном уровне, скажем так, игры. Но когда речь идет о создании машины или интеллекта, который должен поставить не четко сформулированную формальную задачу, да еще в среде, совершенно незнакомой, неформализованной, не искусственной, вот здесь мы пока сталкиваемся с огромными трудностями, а без этого об искусственном интеллекте, подобном человеческому, речи, конечно, идти не может. Это первый шаг, который нам предстоит сделать и с которым очень хорошо справляются все живые организмы на земле, включая бактерий. Почему у них это получается, а у нас пока не очень, мы сегодня и попробуем поговорить. Итак, почему?Валентин Непомнящих: Да, действительно, почему? Представим себе такую задачу. На некую планету послан робот, точнее – автономный робот, то есть такой, который не нуждается в управлении со стороны человека. И пусть перед ним поставлена очень расплывчатая задача, которую на самом деле любой геолог поймет: нужно пройти по некоторой территории и собрать геологические образцы – скажем, с наибольшим содержанием урана. При этом заранее никак не оговаривается, какое содержание следует считать большим, а какое – маленьким. Нужно это решить по ходу дела. Естественно, времени у робота мало, запасов энергии тоже мало, поэтому способности обучаться, если даже они есть у предполагаемого робота, мало чем ему помогут. Он должен на ходу пользоваться какими-то правилами поиска, которые можно назвать эвристиками. И здесь, конечно, имеет смысл посмотреть, как животные решают задачи поиска.

Есть такое насекомое – ручейник, личинка которого живет на дне водоемов и строит домик-трубку из песка и других материалов. Личинка фактически как раз решает задачу, о которой мы говорим. Трубку построить нужно очень быстро, потому что она нужна для дыхания и защиты от хищников. А если трубка повреждена частично, например, обрезана в эксперименте, то её нужно быстро восстановить, и у личинки нет времени разбираться и проводить исследование, как распределен материал в водоеме или в экспериментальной установке: где частицы материала более подходящие, а где – менее подходящие. Нужно просто собирать материал. Тем не менее, она с этой задачей справляется.

Я, собственно говоря, и хотел начать с того, чтобы представить вам этого ручейника. Я думаю, уже сейчас можно показать его домик, чтобы это было видно. Домик – это просто трубка. Ручейники того вида, о котором я говорю, могут делать домики из песка или из плоских частиц или каких-нибудь листьев. Здесь показан домик из песка, но на самом деле личинки "любят" частицы большего размера, чем песчинки, и при этом предпочитают плоские частицы. Причина такого предпочтения проста. Они сшивают частицы белковой нитью – паутиной. Естественно, чем больше частицы, тем меньше швов между ними, тем меньше затраты паутины, и меньше, следовательно, затраты энергии. Соответственно, личинкам желательно выбрать там, где они находятся в момент поломки домика, такие частицы, которые позволят им сэкономить эту нить.

Мы проводили эксперименты, чтобы изучить, как личинки это делают. Это чисто лабораторные эксперименты, но, поскольку личинка почти слепая и не использует зрение во время поиска, лабораторный эксперимент довольно хорошо имитирует то, что происходит в ручье. Александр Жданов: В данном случае речь идет о том, что ручейник должен найти крупную частицу, да? В.Н. Да, он должен, говоря человеческим, антропоморфным языком, "решить", какие частицы достаточно крупные, а какие можно отбросить. Для того чтобы упростить наблюдение, мы использовали вместо песка скорлупки, кусочки яичной скорлупы, большие и маленькие. Ручейник должен был выбирать между этими скорлупками. Вот как он это делает. Поскольку ручейник слепой, он должен ощупать частицу передними ногами (можно показать, как это он делает) и оценить ее размер, форму, гладкость и многие другие параметры. Мы будем говорить пока просто о размере и форме. В конце концов, ручейник цели достигает. Вот здесь показан готовый уже домик, он сделан, как видите, из частиц примерно одинакового размера.А.Г. А вы предлагали ему совсем разные частицы? От очень мелких до очень больших?В.Н. Да, разные. Они различались по площади в восемь раз (по длине стороны, соответственно, они различались меньше). Ручейник не всегда использует самые большие частицы, бывают ошибки, но в целом он умеет делать правильный выбор и очень быстро. А.Г. Но поскольку время ограничено, это значит, что он не перебирает все песчинки или все кусочки для того, чтобы понять, какие частицы отбирать.В.Н. Совершенно верно. Вот в этом-то как раз его секрет. Он может частицу взять и за угол, и за широкую сторону. И он должен в каждый момент времени решать, стоит ли с ней дальше возиться или нет. Полное обследование частицы занимает несколько минут. Ручейник должен каждую сторону ощупать, проверить, есть ли там грязь, есть ли там трещины. Но ручейники, как правило, этого не делают. Они могут частицу быстро покрутить и выбросить, а могут оценивать долго. Почему это происходит?

С точки зрения внешнего наблюдателя, ручейник генерирует своего рода гипотезы. Например, если ему попадается хорошая, большая частица и он прикрепит ее к домику, а следующая частица будет плохая, то ручейник будет ощупывать её очень долго. Это выглядит так, будто ему хочется, чтобы частица была хорошая. Именно такое ощущение создается у наблюдателя. Ручейнику жалко расстаться с частицей. Потом он её все равно выкинет, но время он потеряет. Вроде бы совершенно неразумное поведение. С другой стороны, тоже есть довольно неразумное поведение: когда ручейнику попадается мелкая частица, он ее выбрасывает и начинает искать рядом другие частицы (напомню, что ручейник все делает вслепую). Если теперь он найдет крупную частицу, но схватит ее за угол, то дальше уже не станет её проверять, а выбросит. То есть ручейник ведет себя так, как будто он верит, что после плохого будет тоже плохое. Что получается?А.Ж. Валентин Анатольевич, можно я здесь немножко прерву. Если смотреть на это насекомое, как на распознающую систему, то здесь напрашивается такой аналог: процесс распознавания требует некоторого управления. Этот процесс можно прекратить раньше, можно продолжить измерительные эксперименты, но потратить лишнюю энергию на эти эксперименты – уменьшить риск ошибки, но потратить энергию. Все время надо...А.Г. Балансировать. А.Ж. В этом заключается баланс: как бы поменьше сделать экспериментов, но как бы повысить риск правильного распознавания. Да? А.Г. И где здесь оптимум тогда получается?А.Ж. Вот то, что ручейник делает, показывает, что он как-то этот оптимум нащупал и эту стратегию он и проводит. Как в данном конкретном случае. В.Н. Я бы сказал так (конечно, это мое личное мнение): можно, конечно, попытаться найти этот оптимальный баланс, используя те средства, которые есть у ручейника. Баланс между затратами энергии и использованием самых лучших частиц. Но я хочу напомнить, что у ручейника ситуация не такая, чтобы искать оптимум, ему нужно просто быстро найти приличные частицы. То есть, ему достаточно решить задачу удовлетворительно, а вовсе не оптимально. И, может быть, алгоритм поиска, о котором я говорил, не нацелен на оптимизацию поведения, а нацелен на то, чтобы просто решить задачу удовлетворительно.А.Ж. То есть, если я правильно понимаю, речь идет о том, что здесь мы наблюдаем не выработку алгоритма поиска, а применения алгоритма уже готового. Алгоритм сам, видимо, был найден раньше. Но этот алгоритм обеспечивает эффективный поиск нужной частицы. Да? То есть, результатом поиска является не алгоритм поведения, а результатом является поиск крупных частиц.В.Н. Да, поиск в буквальном смысле. А.Г. Насколько я понял, ключевым словом в вашем рассуждении было слово "сценарий", то есть ручейник действует по какому-то сценарию, выстраивает гипотезу о том, что будет дальше.В.Н. Да, и делает это на основании, в общем-то, случайного события. Случайно ему попадается либо большая частица, либо малая. На основании этого краткого отдельного события, опять-таки антропоморфным языком говоря, ручейник выстраивает гипотезу о том, что и дальше будут попадаться однотипные (либо большие, либо малые) частицы. Это предсказание распространяется не только на одну следующую частицу, и результат этого предсказания получается такой: когда частицы разного размера смешаны совершенно случайно, то протокол эксперимента показывает, что прикрепления частиц и отказы от них следуют сериями. То есть, имеется тенденция повторять прикрепления одно за другим. А после отказа появляется тенденция повторять отказы.

Но, несмотря на это, общий результат поиска все же таков, что ручейник все-таки прикрепляет в основном приличные частицы. Почему он использует такой алгоритм, почему такие гипотезы выдвигает? Дело в том, что в природе не бывает случайного распределения чего бы то ни было. В реальных ручьях и плоские частицы и круглые, и мелкие и крупные не перемешаны случайно. Наоборот, однородные частицы собраны в определенных местах, в зависимости от течения, в зависимости от глубины. Поэтому, если ручейник где-то находит хорошие частицы, то в реальной жизни это означает, что здесь нужно остаться и искать дальше. Мы провели такой эксперимент, который бы при систематическом исследовании среды завел бы ручейника в тупик. Просто он не смог бы найти то, что ему нужно. Можно показать, как это выглядело: экспериментальная установка, которая представляла собой просто небольшой коридор, который весь был засыпан песком, но на одном его небольшом участке вперемешку с песком были и скорлупки. А.Ж. Валентин Анатольевич, правильно ли я понимаю, что речь идет вот о чем. Алгоритм, который отрабатывает ручейник, построен не на той гипотезе, что искомые частицы распределены равномерно случайно, а он построен на гипотезе, что эти частицы в среде распределены неравномерно. А.Г. Произвольно сгруппированы. В.Н. Где-то они собраны...А.Ж. Эти события, что называется, коррелируют между собой. В.Н. Да, алгоритм поиска базируется на этой гипотезе, которую откуда-то знает ручейник, точнее, его поведение "знает". Мы, может быть, к этому еще вернемся, а в эксперименте происходит вот что.

Если бы ручейник попал за пределы участка со скорлупой и стал бы проверять каждую песчинку, то он увяз бы в песке и в буквальном, и в переносном смысле, потому что песчинок в коридоре – тысячи. Но ручейник действует иначе. Если он находится на участке со скорлупой и находит скорлупку, то он ее приклеивает, а затем начинает ощупывать частицы вокруг себя. Есть два варианта результатов этого поиска. Либо он находит, в конце концов, еще скорлупку, приклеивает её и процесс повторяется, а ручейник остается на месте. Или же ему выпадает такая неудача, что вместо скорлупки он находит несколько песчинок подряд. Сначала ручейник с ними долго возится, потому что, как я говорил, он "ждет" чего-то от них. Потом это опробование каждой очередной частицы становится все короче и короче, и, в конце концов, ручейник сдвигается с места и начинает ползти. И вот когда он натыкается на скорлупку во время такого движения, шансов на то, что он не то что ее прикрепит, а даже просто станет ее пробовать, осматривать, вернее, ощупывать, гораздо меньше. Даже если он и берет скорлупку, то может ее бросить тут же, не успев разобраться, а что это такое.А.Г. Ничего хорошего он не ждет от нее.В.Н. Да ничего хорошего не ждет.А.Ж. То есть, он уже чего-то ожидает, он уже какую-то гипотезу выдвинул.В.Н. Что получается в результате? Ручейник может выйти за пределы участка со скорлупой и двигаться дальше по коридору. Еще раз повторю, что если бы он начал пробовать песчинки в коридоре, то застрял бы там надолго. Но, как правило, ручейник их не пробует, а очень быстро пробегает этот коридор, потому что не ждет ничего хорошего. Конечно, он иногда может взять какую-то песчинку и тут же бросить ее. Иногда может даже приклеить, если она более плоская, чем другие. Но это исключения, и ручейник, в конце концов, возвращается на участок со скорлупой. И здесь, когда он натыкается на скорлупку, то чаще всего ее берет. Но, тем не менее, из-за того что он двигается и "ничего хорошего не ждет", ручейник может и проскочить несколько раз этот участок. Но опять-таки, эксперименты с десятками личинок показывают, что они в целом, строят свои домики на этом участке и строят из скорлупок. Другими словами, эта не очень, казалось бы, рациональная стратегия предсказания по единичным событиям позволяет ручейникам в целом выигрывать.

Мы это проверяли, построив математическую модель, где правила поведения, о которых я говорю, были заложены в программу. И модель подтвердила, что этих правил достаточно для того, чтобы ручейники собирались и строили именно на том участке, где есть скорлупки. Здесь, естественно, возникает такой вопрос: когда мы моделируем, мы вводим правила, но это ничего не говорит о механизме управления поведением, то есть о том, откуда берутся эти правила. Единственное, что можно здесь сделать, с моей точки зрения, – это предложить следующую аналогию.

Есть динамические системы, так называемые нелинейные системы (одна из них здесь изображена), поведение которых может быть очень сложным – несмотря на то, что сама система описывается очень простым уравнением. В зависимости от величины параметра "А" (показано на рисунке), переменная в уравнении может изменяться сложным образом, как периодически, так и не периодически. И поведение системы оказывается одновременно и случайным, и предсказуемым. Оно случайно в том смысле, что невозможно предсказать, в какой момент времени произойдет переход от больших значений переменной к малым значениям. В то же время, поведение системы упорядочено: мы видим, что большие и малые значения идут друг за другом сериями.

Здесь есть аналогия с ручейником, у которого реакции тоже повторяются сериями. Пусть эта аналогия поверхностная, но пока я буду на ней, так сказать, настаивать. Далее, если некий внешний сигнал (некая положительная величина) прибавляется к параметру "А", то затем переменная надолго увеличивается, несмотря на то, что сигнал – коротенький. Это – еще одна аналогия с ручейником: одна частица может надолго изменить его поведение. Конечно, такого простого уравнения недостаточно для того, чтобы моделировать поведение целого ручейника. Все-таки его поведение сложнее: он и берет частицы, и крутит их. А.Ж. Но вы сейчас моделируете какую-то одну составляющую.В.Н. Да, и мы решили пойти несколько более простым путем: моделировать не ручейника, а некую условную инфузорию, которая движется в условном пространстве и находит там участки с пищей. Пища – это просто химические вещества, которые инфузория может в буквальном смысле всасывать. Никакого сложного пищевого поведения здесь не нужно. Когда на эту инфузорию не действуют никакие сигналы, то её поведение определяется единственным уравнением, а траектория её движения получается такая, что в ней чередуются почти прямые пробеги с петлями. Эти петли (опять-таки с точки зрения внешнего наблюдателя), можно интерпретировать как отыскивание какого-то места в пространстве. А.Ж. То есть, идет такой локальный поиск, который чередуется с крупными перемещениями в попытке найти какое-то или более богатое "месторождение". В.Н. На данном этапе, когда нет никаких сигналов, искать, собственно говоря, нечего. Я хотел бы подчеркнуть, что это поведение, чередование таких спонтанных поисков на одном месте...А.Ж. Очень красивая картинка. Этот спонтанный поиск, эти вот петли, узлы такие. И длинные эти пробеги. Очень красиво. В.Н. Это поведение на самом-то деле типично для многих животных. И не только инфузорий, но и для червей, для насекомых – для таких животных, не слишком крупных, для которых можно построить экспериментальную установку, в которой нет никаких сигналов, освещение и все внешние факторы распределены равномерно.

Теперь мы вводим в это пространство пищу: у нас есть три участка, на слайде это можно показать. На одном участке концентрация пищи маленькая, на другом – большая, а между ними находится пустой участок. И вот наша условная инфузория начинает поиск с бедного участка. В какой-то момент ей не везет, не попадается пищевых веществ. В результате инфузория перестает описывать петли на этом участке и начинает двигаться прямо. Здесь работает простая система, показанная раньше, которая из одного режима поведения переходит в другой режим: вместо больших значений переменной, которые обеспечивают поворот, теперь наблюдаются малые значения, соответствующие прямому пробегу. Поэтому инфузория теперь летит прямо, пролетает пустое место и попадает на богатый участок. Конечно, она может и уйти из богатого участка. Однако на богатом участке пища сосредоточена плотнее, там меньше вероятность серии неудач, и поэтому, в конце концов, инфузории скапливаются на богатых участках.

Так, собственно, поступают и реальные инфузории – я хотел бы подчеркнуть сходство поведения модели с реальными организмами. Мало того, с помощью такой простой системы можно добиться еще более богатого поведения, если добавить к ней разные сенсоры, разные органы чувств. Вот на следующем слайде, например, показана ориентация...А.Ж. А можно остановиться на этом слайде на секундочку. Хочется обратить внимание на то, что эта картинка характерна не только для инфузорий, для рассматриваемых здесь объектов, а это вообще житейская картина. Когда мы обсуждали в передаче наши проблемы, возникла очень хорошая аналогия с человеком, который тоже ищет, где лучше и где глубже. Допустим, он ищет в пределах своего города, находит все, что может, а когда решает, что все здесь уже найдено, то он совершает какую-ту миграцию.А.Г. Скачок в пространстве.А.Ж. Да. И там опять начинает локальный поиск. После чего может последовать опять такой длинный бросок куда-то. Очень интересно. То есть, этот алгоритм реализуется, видимо, на многих, на разных уровнях управления, для разных объектов, и мне он кажется очень интересным.В.Н. Вот здесь я хотел бы добавить, что, конечно, этот алгоритм, это порождение гипотез действительно аналогично у разных организмов. Но это не значит, что механизм порождения гипотез всегда один и тот же. Пока что мы рассматриваем поведение очень простенького уравнения. Вся проблема-то в том, что в таком виртуальном пространстве, такую виртуальную инфузорию довольно легко имитировать. А вот когда речь идет о животном уже с нервной системой, сложной, которое не просто двигается, но еще манипулирует предметами, решает задачу не просто поиска в физическом пространстве, а поиска в каком-то пространстве возможностей, все становится сложнее. Понятно, что в этих случаях работает более сложная система. Аналогией здесь, может быть, полезно руководствоваться, но сама аналогия не является моделью.

Я продолжу, чтобы закончить с этой инфузорией. Здесь показана ее ориентация на источник запаха. Источник показан кружком, а инфузория двигается к нему такими вот зигзагами. Почему так происходит? Дело в том, что мы ввели в модель сенсор, который воспринимает разницу между раздражением на данный момент времени и предыдущий момент времени. Чем больше эта разница, тем больше подавляется тенденция модели к поворотам. Собственно говоря, таков же механизм ориентации у реальных инфузорий и бактерий. Что делает наша инфузория? Вместо того чтобы все время корректировать свой путь к источнику запаха, она генерирует гипотезы, хотя это звучит как преувеличение. Вот пример: если разница между последовательными раздражениями положительна, то инфузория бросается прямо вперед, хотя это может увести ее в сторону от источника запаха.

А.Г. "Что-то пахнет, по-моему, там". И рванула, да?В.Н. Да. И она опомнится только тогда, когда рассогласование между направлением движения и целью будет очень сильным. Затем она скорректирует свое движение, может быть, опять неточно. Но, в конце концов, она приходит к этому источнику. Расчеты показывают, что на самом деле такое поведение экономнее и быстрее, чем если бы она все время пыталась... А.Г. Идти по прямой к этой цели.В.Н. Да. Она просто тратила бы время на постоянную коррекцию своего движения. Кроме того, модель также предполагала, что во время поворота, как любое физическое тело, инфузория движется медленнее, чем когда она летит прямо. Но это...А.Ж. А вот во время такого большого броска, она уже не принимает решений, да? То есть она просто отрабатывает уже принятое решение совершить бросок.В.Н. Да, и в этой модели, в этой динамической системе происходит это очень просто, потому что сигнал подавляет переменную, управляющую поворотом, так что инфузория не может повернуть. А когда наступает сильное рассогласование, сигнал становится отрицательным. И тогда система начинает снова работать. Она снова начинает искать. И снова выбирает какое-то направление.

Когда инфузория достигает цели, она там не останавливается, а начинает обыскивать окрестности источника запаха (на этом рисунке это, может быть, не очень сильно выражено). Результат этого поведения такой: если в пространстве есть много других источников, и некоторые издают более сильный запах, то у инфузории есть шанс найти другой, лучший источник.

Этот способ ориентации, на самом деле, существует и у реальных бактерий, они ориентируются с помощью именно таких бросков. Здесь серой полосой показан разрыв в градиенте запаха, как и бывает в реальной жизни. Но наша инфузория тоже проскакивает разрыв...А.Ж. Разрыв – это что?В.Н. Например, разрыв может быть в воде: турбулентность воды или какое-то течение вызывает...А.Г. Ну, или ветер в другую сторону...В.Н. Если в воздухе – то это ветер.

Когда наша инфузория сориентирована примерно на источник, естественно, активность динамической системы подавлена и поворот не осуществляется. Поэтому, если разрыв узкий, она его просто пролетает. Если же он широкий, инфузория переходит к блужданию. Но блуждание приводит её либо по ту сторону разрыва, которая удалена от источника, либо на ту сторону, которая к источнику ближе. В последнем случае все хорошо... А.Ж. То есть, если бы она решения принимала постоянно, она бы в этой полосе запуталась бы сразу...В.Н. Она бы не знала, что там делать.А.Г. А так, маршем ее берет.В.Н. Либо она должна знать карту местности, которой у нее нет, либо пользоваться каким-то другим алгоритмом. А как действовать на пустом месте, собственно...А.Ж. Разумно.А.Г. Более чем...В.Н. Для инфузории даже очень разумно. И, наконец, её поведение оказывается еще богаче, если приделать еще один сенсор, который подавляет повороты при касании с твердой поверхностью, с препятствием. Препятствие пропускает запах, но не пропускает инфузорию. Происходит очень интересная вещь, которая поразила даже нас – тех, кто делал эту модель: повороты происходят реже. И кончается тем, что инфузория скользит вдоль этого препятствия в ту или в другую сторону, пока его не обойдет.А.Г. Потому что она чувствует постоянный сигнал? В.Н. Она чувствует сигнал, который не дает ей уйти в другую сторону. И кроме того, поскольку она скользит по стенке, повороты происходят с небольшой вероятностью. Поэтому она, грубо говоря, не мельтешит вдоль стенки, не теряет время, чтобы ходить туда-сюда, и, в конце концов, обходит это препятствие, если оно не бесконечно длинное. Опять-таки, это поведение наблюдается у простых животных: и червей и инфузорий. А.Ж. Не только у простых, я вам скажу. Я примерно так же тоже обхожу препятствие. В.Н. Особенно, когда задумаешься над какой-нибудь научной проблемой, это так...А.Ж. Или забор высокий.В.Н. Еще раз скажу, что, конечно, это – простая модель. Какой бы продуктивной она не казалась в качестве аналогии, она не может объяснить поведение животных, решающих более сложные задачи. Здесь нужна исследовательская работа с роботами. Получается, собственно говоря, взаимодействие между этологией – наукой о поведении, и робототехникой. Если я говорю, что я умею делать радиоприемники, то мне могут сказать: возьми да и сделай. Если я говорю, что понимаю, как ведет себя животное, то разумно потребовать, чтобы я запрограммировал робота. Но тут-то и выясняется, что наши теории недостаточны для этого, хотя этология существует уже 50 лет, а поведение животных изучается больше ста лет. На самом деле существующие теории поведения очень ограничены. Они не позволяют воспроизвести адаптивное поведение животных в роботе, и отсюда сразу видно, что наши знания ограничены. Это приходится признать.

Получается, что работа с роботами оказывается, с точки зрения биолога, новым инструментом исследований, который позволяет проверять наши знания.А.Г. Это, в общем, довольно идеальный инструмент. Это в каком-то смысле лучше, чем знаменитая дрозофила. Потому что здесь можно плодить популяции, если говорить об эволюции этих искусственных объектов, как у нас шла речь в одной из программ. То есть у исследователя время не ограничено...

А что же с аниматами? Я просто хочу напомнить, что здесь, у нас, время программы ограничено, как время поиска у ручейника.А.Ж. Я бы хотел здесь поговорить, дополнить рассказ Валентина Анатольевича о том, что интересен вопрос: а как же вырабатывается эта стратегия поведения у организма? Это то, о чем думали мы. И здесь, мне кажется, что многие ответы можно найти вот каким путем. Если встать на место нервной системы организма и оказаться в тех условиях, в которых находится она, то из этих условий просто логически вынужденно будет следовать и структура, и функция, и алгоритмы, по которым должна работать эта система. Я и хочу рассказать о результатах попытки такого вывода, это то, чем мы занимаемся. Покажите, пожалуйста, первый слайд.

Представим себя на месте управляющей системы. Что это такое? Вот есть любой организм – это некоторое тело, или некоторый объект, который является, по сути, частью среды. Если мы говорим о том, что этот организм управляем, значит, внутри него есть управляющая система, которая является частью этого организма. Причем будем рассматривать только такие организмы и такие объекты, где управляющая система лежит именно внутри организма, а не руководит им по телеметрии.

Из этой картинки сразу же следуют цели управления, то есть те цели, которые старается достигнуть система управления. Мне кажется, что здесь существуют две главные цели. Первая цель – это обеспечить выживание организма. Иначе, если этого нет, не о чем говорить, все разваливается, и как такового этого тела не существует.

И вторая цель – это накопить знания, потому что управляемый организм, управляемый объект препятствует разрушению агрессивным воздействиям среды не за счет своей твердости, как алмаз: "Вот стою тут и буду сопротивляться". Он препятствует разрушению за счет того, что ведет себя активно, он совершает некоторое воздействие на среду. И через эту среду к организму возвращается реакция совершенно другого типа. Например, если ребенок хочет есть, то он кричит, и приходит мама с бутылочкой молока. Или, скажем, мы что-то бросаем вверх, а в результате падает плод с дерева. Организму надо еще найти и понять эти реакции на его собственные действия.

Значит, для того чтобы обеспечить выживание, нужно знание: как это действие сопряжено с этим результатом? Поэтому я бы здесь выделил эти две цели управления. Может быть, даже цель накопления знания первична. Если мы хотим исследовать какое-то неизвестное пространство и сделаем для этого такого робота, который бы накопил знания, нам надо подумать о том, как он выживет, нам надо обеспечить его выживание.

Из этой же картинки сразу, наверное, следует (в грубом виде) алгоритм такого поиска. Нервная система должна найти обратные связи через среду. Это очень хорошая мысль, которую петербургский ученый Владимир Левченко когда-то красиво сформулировал. Среди всех действий, которые может совершать организм, есть такие, которые уходят в бесконечность и никуда не возвращаются, никогда к нам не вернутся. Надо найти те воздействия, которые через среду к нам вернутся, на наши датчики. И вот этот поисковый алгоритм нам надо найти.

Вы помните, как Максвелл в свое время предложил своего демона, которого помещал внутрь черного ящика и, пользуясь этим приемом, он логически рассуждал, что же там должно происходить. Давайте мы сейчас с вами, подобно этому демону, погрузимся внутрь этого кружка нервной системы и посмотрим, что же она должна делать, если она находится в этих условиях.

Покажите, пожалуйста, следующий слайд. Исходное условие – это автономность системы управления, как я уже сказал. То есть мы находимся внутри тела. Второе условие – это дискретность, то есть у нас есть дискретные входы. Вот эти канальчики, по которым поступает дискретная информация. И есть дискретные выходы. Может быть, их много. Но это дискретные кнопочки, которые мы можем нажать. То есть, то, что является выходом нервной системы – это пучок волокон, через которые идут бинарные сигналы, точно так же, как и через вход. Их может быть много, миллионы рецепторов, но через них поступают бинарные сигналы.

И вот перед нами есть экран с входящей информацией, на котором мы видим входящие сигналы. И есть целый, так сказать, набор кнопочек, на которые нужно нажимать.

Представим себя внутри, в этой черной комнате с экраном, на который нам проецируется информация из окружающего мира. Первая задача, которую система должна решить – как в этом потоке входной информации научиться узнавать что-то знакомое. Например, сказать: "Ага, вот это красное пятно я уже когда-то видел". И когда этот момент произойдет, тем самым произойдет некое формирование образа (вот этого пятна) и акт его распознавания – "я его распознал". Теперь система его будет узнавать всегда, когда она его увидит, она его распознает. Это первое. Поэтому на этой схеме, которая сейчас видна, первый блок в нервной системе – это формирование и распознавание образов.А.Г. Для того чтобы распознать, все-таки надо каким-то образом повлиять на это красное пятно для того, чтобы сделать заключение о том, что это такое. Ведь недостаточно просто сенсорно считать. А.Ж. Вы правильно говорите, но задачу: "Узнать это пятно" – можно решить, как бы не влияя на него в некотором смысле слова. То есть, если у вас несколько раз повторяется эта конфигурация, вы можете даже не воздействовать на нее, но узнавать: "Вот это лицо я уже видел неоднократно в толпе". А.Г. Но кто это, я не знаю.А.Ж. Я пока не знаю. Второе. Теперь надо найти, как я могу своими выходными воздействиями повлиять на это красное пятно. Ну, естественно, если у вас никаких знаний нет, вы начинаете что-то случайно перебирать. Наконец, вы находите, что вот это действие позволяет это пятно убрать. А вот это действие позволяет его вызвать. Это то, вообще говоря, с чего начинает ребенок. Какие действия он находит первыми? Как игрушку взять, а следующее действие, он что находит? Как ее бросить. Как маму вызвать? Как маму отогнать. Как это получить? Как от этого избавиться? Потому что он имеет дело с бинарными сигналами и бинарными объектами, и бинарными действиями. Либо я вызываю этот образ, либо я его вытесняю.

Эта связь образов, наших действий и обратной реакции на них уже есть знания. И если эти знания статистически достоверны, то есть связи не первый раз повторяются, если я понимаю, что, видимо, всегда это действие вызывает такой-то эффект, то я должен запомнить это, мне нужна память. Мы это называем базой знаний. В базе знаний записываются сведения о том, как действия влияют на образы. Естественно, для того чтобы хранить образы, нужна еще память образа, где хранится эта конструкция, эти найденные мною образы.

Хорошо. Предположим, у меня эти знания накапливаются, то есть, сидя в этой черной комнате, наблюдая за входами и выходами я себе в блокноте, в конце концов, записываю, как эти действия влияют на эти образы. Предположим, у меня этих знаний накопилось много. Могу ли я управлять теперь ими? Могу, но я не знаю – зачем. Что здесь хорошо? Что здесь плохо? Мне нужны какие-то качественные критерии. Для этого в каждом организме есть такой блок или подсистема, которую мы назвали аппаратом эмоций. Может быть, мы ошибаемся, и биологи нас поправят, но такая вещь должна быть. А.Г. Она и есть.А.Ж. Она, в общем-то, есть, судя по всему. Это аппарат, который задает качественную окраску этим образам. Это очень хитрый, очень сложный, очень многофункциональный аппарат, который на самом деле решает много задач. Одна из них – это соотнести эти сформированные образы с теми целевыми функциями. Это происходит примерно так. Видимо, есть некоторая шкала, напоминающая термометр, и указатель на этой шкале. Один из моих студентов удачно назвал это штуку "хорошометром". То, что она есть, я могу сейчас доказать.

Если я сейчас спрошу: Валентин Анатольевич, вам сейчас как? Вы скажите, да так, ничего. На четверку, может быть, с плюсом. То есть на огромный комплекс распознанных в этот момент образов вы как-то отреагировали, сжали, свернули и превратили все это в одну оценку. И этих оценок у каждого из нас штук десять – слов-то в русском языке не так и много, чтобы выразить наше состояние.А.Г. В русском больше, чем в любом другом все-таки.А.Ж. Да, но не 50. От "очень плохо", от "безобразно" до "хорошо", "так себе", "прекрасно", "великолепно", вот, собственно, и всё. Примерно десяток-другой оценок. Это одна из этих функций.

Так вот, мне теперь надо понять, как влияет на эту оценку то, что вы распознаете появление того или другого образа на экране входной информации. Если каждый раз уже знакомое нам красное пятно вызывает у меня отрицательное ощущение, падение этого "хорошометра", значит, это что-то такое плохое. Значит, с помощью тех знаний, которыми я уже обладаю в своем блокнотике, в своей базе знаний, я буду каждый раз при появлении этого пятна делать что-то такое, чтобы оно исчезло, наконец, с глаз долой. А если этот объект, другой образ, для меня полезен, если он каждый раз вызывает повышение "хорошометра"? Скажем, это опять знакомая нам мама с бутылочкой молока, и я нашел здесь какие-то кнопочки, нажав на которые, я вызову появление мамы? Сразу же поднимется мой "хорошометр", значит, я буду стараться этим пользоваться.

Я вам примерно рассказал алгоритм управления.

Подождите секундочку с этим слайдом. В целом, есть еще один блок, который я бы сюда добавил, это блок вывода новых знаний из старых. То есть, если система такая умная, что она уже из накопленной совокупности каких-то знаний может вывести какие-то гипотезы, предположения, то этот блок тоже есть. Но, по всей видимости, вывод новых знаний тоже происходит через среду. Это отдельный разговор, потому что здесь речь идет о языке. То есть, это связано с тем, что я должен сам испытать свою базу знаний. Я должен сам себе представить в уме: "Ага, в этой ситуации, а что если я побегу туда, а получится вот что". То есть я сам себе как бы подаю на свою базу знаний какие-то сигналы. "А что если я вот этот цилиндр рассеку плоскостью, может быть, даже нарисую получившееся сечение графически: вот что получится". То есть, я как бы разговариваю сам с собой, испытываю свою базу знаний и вывожу какие-то новые знания. Вот, пожалуй, грубое описание всех подсистем и всех основных задач, которые должна решать система управления.

И мне кажется, что...А.Г. Простите, перебью. Здесь везде бинарная логика.А.Ж. Да.А.Г. Повсюду?А.Ж. Здесь никогда нельзя что-то очень сильно утверждать.А.Г. Потому что когда вы стали говорить про вывод новых знаний, тут вопрос...А.Ж. Вы понимаете, нервная система дискретна. Всюду бегают однотипные сигналы. Дискретное число входов, рецепторов, дискретное число выходов. Дискретные сигнальщики. Но там есть и некоторые непрерывные величины. Например, частоты. Например, размеры синусов. Они могут иметь какие-то значения. То есть там есть нечто аналоговое, что имеет, по всей видимости, важный смысл. Я могу даже предположить – какой. Может быть, к этому просто можно будет вернуться. То есть дискретная техника не отражает природы. Это очень интересные моменты, связанные уже с немножко другими вопросами. Давайте мы их сейчас опустим. Будем предполагать, что система все-таки дискретна.

Теперь бы хотелось показать, что можно сделать на основании такой системы управления. Можно строить вполне конкретные реальные системы. Они будут работать. И мы делаем такие системы. Мы делаем даже прикладные системы. А потом я, может быть, скажу несколько слов о том, что не все так просто, что здесь есть на самом деле проблемы. Есть проблемы математические, а есть проблемы принципиальные. Покажу на примере, может быть, близком к тому, о чем говорил Валентин Анатольевич: на примере с мобильным роботом.

Предположим, что существует робот – он пока виртуальный. Но он сделан так, что его можно превратить в железный. Пусть у него есть минимальное количество датчиков. Это три визуальных датчика. Он может видеть наличие препятствия в трех секторах. Робот получает бинарный сигнал: есть препятствие или нет. Три тактильных датчика спереди, один тактильный датчик сзади. Робот – это тележка с управляемым колесом, у него есть очень простой привод, он может ехать вперед, назад, либо поворачивать влево, вправо.

Покажите, пожалуйста, следующий слайд.

Поместим мы этого робота в среду, в которой случайным образом расположены препятствия. Препятствия стандартные. И попробуем смоделировать очень простую ситуацию. Вот "хорошометр", как я говорил, который сделан таким образом, чтобы робот испытывал неприятные ощущения при соприкосновении тактильных датчиков с препятствием.

Запустим робота в это пространство, пусть он обучается и ползает. Мы с вами тем самым смоделируем ситуацию, когда ребенок учится ползать по квартире, натыкаясь на препятствия. Он их видит, но он не понимает опасности столкновения и может удариться о предмет, испытав неприятные ощущения. Со временем этот ребенок поймет, что препятствие лучше обходить, чем на него натыкаться. И этот процесс мы попробуем смоделировать. Сейчас здесь на этом клипе показано, как почему-то он остановился. Показаны начальные движения робота, он еще совершенно ничего не знает и совершает какие-то случайные такие движения в пространстве.

Что должен робот понять? Он должен понять сам, самостоятельно, что соударяться с препятствием – это плохо, потому что это больно. Мы ему этого не говорим, он должен это понять сам.

Второе, что препятствие лучше обходить, чем на них натыкаться. То есть от него надо отворачивать, когда я его вижу. И он еще должен понять, как же ему это делать. У него есть 7 вариантов действия, но он не знает, какое из них надо применять. И он это тоже находит сам. Вот эти задачи он должен решить.

Если бы мы наблюдали за этим роботом достаточно долго (у нас просто нет сейчас этой возможности), мы бы увидели, как постепенно число соударений становится меньше и меньше. Покажите, пожалуйста, следующий клип. Я просто покажу уже следующую фазу поведения робота. А.Г. Научившегося уже...А.Ж. Вот здесь мы видим уже, когда он достаточно поумнел для того, чтобы не ударяться лбом в препятствие. Вы видите, что он видит препятствие: сектор, изображенный впереди робота – это его поле зрения. И он вовремя отворачивает от препятствия, как только его заметил. То есть он решил эти задачи, он понял, что ударяться – это больно. Второе, он понял, что надо поворачивать. И третье, он понял, как это надо делать, где надо сдавать задним ходом, где надо поворачивать руль вправо, где надо поворачивать руль влево. То есть он учится у нас на глазах.

Я вам могу эту программу запустить, она достаточно долго работает. Он у нас на глазах выработал такой способ поведения. На самом деле это достаточно интересно.

Если мы будем ставить перед этим роботом другие задачи (из этого угла переехать в тот, или, скажем, найти какие-то полезные батарейки, чтобы подзарядиться и т.д.), эти задачи можно будет решать на базе этого робота. Спасибо, оставьте, пожалуйста, эту картинку. На этом графике показано число соударений робота с препятствиями в единицу времени. Видно, что это число уменьшается со временем. То есть по мере того, как робот обучается, число соударений уменьшается до нуля.

Хотелось бы еще два слова сказать о том, что (пожалуйста, следующий слайд покажите), эта система управления построена на специальных нейроноподобных элементах. Потому что мы пытались все-таки до конца идти этим путем и смоделировать нервную систему не только по ее функциям, но и по ее устройству. Разработали несколько специальных моделей нейронов. Это не те нейроны, которые используются в современных искусственных нейросетях. Это такие нейроны, которые ищут корреляцию входных сигналов, причем обучаются без учителя, самостоятельно. И самый простой из этих нейронов показан на этой картинке. Из этих нейронов можно собрать все подсистемы управляющей системы, о которой я говорил. И блок формирования распознавания образа, и базу знаний, и принятие решений, и аппарат эмоций. То есть можно собрать всю эту систему управления.

Это не есть система распознавания, как в обычных нейросетях. Эта система, о которой я говорю, есть система управления, которая адаптивно управляет роботом. Там есть блок распознавания, но это только один из блоков.А.Г. Увеличение количества нейронов ведет к уменьшению времени эксперимента или нет?А.Ж. Ну, конечно. Безусловно, здесь очень много зависит от количества этих нейронов. Минуточку, еще назад, пожалуйста, вернитесь, не забегайте. Вот здесь показан кусочек базы знаний, в данном случае – это трехмерная матрица, где каждый нейрон получает информацию об условии, которое было, о действии, которое он совершил, и о результатах, которые из этого получились. И некоторые нейроны, те, которые как бы поймали закономерные эти троечки – условия, действие и результат – они обучились, я их там выделил желтым светом. В.Н. А они способны переучиваться? А.Ж. Это зависит от того, как вы этот нейрон устроите. Я считаю, что биологические нейроны в своем зрелом возрасте плохо переучиваются.В.Н. То есть получается, что число всякого рода форм поведения, которое ваша система способна выучить, определяется числом нейронов в ней. Пока есть свободные нейроны, до тех пор она учится? А.Ж. Даже не совсем так. В каком-то смысле так, но не все нейроны будут обучены к концу жизни. И тут, как ни странно, на основании такой схемы можно устроить практически полезные системы. Вот на этом слайде показан прототип системы управления для активной подвески автомобиля, где система адаптируется к свойствам этого автомобиля. Предполагается, что эта подвеска оснащена некоторым активным элементом, который может автомобиль подталкивать вверх-вниз, при этом управляющая система со временем понимает, как это делать. Внизу нарисована база знаний, которую эмпирическая система получила, она отражает свойства данного конкретного автомобиля: как этот автомобиль реагирует на то или другое воздействие. Пользуясь этими знаниями, система может так аккуратно управлять этой подвеской, что она сглаживает нежелательные колебания и заставляет автомобиль двигаться так, как вам надо.

Вот слева график: это сильные колебания автомобиля, обычного автомобиля при наезде, скажем, на препятствие. Справа мы видим гораздо более гладкую кривую. Очень интересная, такая практически полезная вещь.В.Н. А можно вам вопрос? С какой скоростью она учится? Скажем, можно сопоставить её скорость обучения со скоростью обучения водителя: вот человек купил новый автомобиль, и он к нему приспосабливается. И ваша система...А.Ж. Наверное, можно сопоставить. Конечно, здесь очень много зависит от процессора, от различных деталей, и т.д. Можно обучаться с нуля, можно заставить переучивать некую среднюю базу знаний, заранее, скажем, накопленную. Тут очень много различных вариантов. Но в принципе, естественно, есть период, когда она учится, больше учится, чем управляет. Но постепенно доля управления становится больше, чем доля обучения.

Покажите, пожалуйста, следующую картинку. Примерно похожая адаптивная система управляет угловым движением спутника. Я хочу обратить внимание, что в эту систему не закладывается математическая модель объектов в том виде, как это обычно делается. Там нет системы дифференциальных уравнений, где какие-то коэффициенты надо было бы уточнить. Тут совсем нет этой системы. Здесь знание – это, скорее, некоторое отображение из множества в другое множество. Из множества образов, множества действий, множества образов, которые отражают результаты. Это еще связано с оценками. И вот эти отношения элементов этих множеств система и находит. База знаний имеет именно такой смысл.

В данном случае, очень полезная система, потому что точную математическую модель космического аппарата, его углового движения, построить очень трудно, потому что вы не можете на Земле очень точно померить различные коэффициенты, которые входят в эту модель, потому что вы не можете воспроизвести вакуум, не можете произвести невесомость на Земле. Не можете воспроизвести перепады температуры, еще что-то.

В конце концов, что-то может сломаться в космосе, или заклинить, и реакция этого объекта на то или другое воздействие будет не такой, как вы заложили в модель. И качество будет другое.

А вот эта системка может прямо по ходу дела адаптироваться именно к тому объекту, который вы ей дали.А.Г. У нас очень мало времени. Я прошу прощения, я бы хотел, чтобы вы напоследок задали те вопросы, на которые у вас пока нет ответов. Для того чтобы понять, куда вместе вы можете идти дальше. Я имею в виду две науки.А.Ж. Если вы запустите третий клип в это время, я сейчас покажу связь. Здесь видно, как на верхнем графике объект, который должен выправляться, становится глаже по мере того, как база знаний справа заполняется. Обратите внимание, внизу – действие. Вы видите эти две моды: поисковый режим, небольшой разброс пробных действий. Он сменяется резкими широкими скачками.

Посмотрите, как этот поиск постепенно будет сходиться, и по мере того как знаний становится все больше и больше, верхняя кривая, в конце концов, станет другой: посмотрите, как аккуратно он управляет отдельными слабыми толчками. Это похоже на то, как ребенок учится ездить на велосипеде. Вначале есть какие-то грубые, несуразные движения, он падает. Но постепенно он находит правильные маневры. И вот он еще едет, дергая руль, и потом вдруг он едет уже ровно.А.Г. И все-таки...В.Н. И собственно, тогда вопрос: возвращаясь к ручейнику, можно ли на основе этой системы управления создать робота, который выработал бы такую же или похожую, столь же эффективную или столь же неэффективную систему поиска, как у ручейника? Как вам это представляется на основании моего рассказа, который ничего не говорит о механизмах, а говорит только о правилах поведения?А.Ж. Я думаю, что поведение нашей системы, которое я сейчас показал, предшествует той тактике поведения, которую демонстрирует ручейник – это выработка элементарных рефлексов. Но следующие модели поведения уже, видимо, будут сравнимы с ручейником. Хотя на графике, который мы видели последним, показано, как мода небольших колебаний сменялась широкими пробными скачками.А.Г. Да, график получался очень схожий с тем, что....В.Н. Переключение между двумя модами.А.Ж. Мы это обнаружили, на самом деле, буквально в течение последнего часа, это сходство. Наверное, оно неслучайно. Здесь надо просто посмотреть.А.Г. Я думаю, что на этом мы остановимся. Надеюсь, что сходство неслучайно. И хочу напомнить, что передача эта междисциплинарная. Я бываю абсолютно счастлив в тот момент, когда удается свести людей, которые представляют две разные профессии, с тем, чтобы выработать общую стратегию поиска... В.Н. ...Истины. А.Г. ...того, что нам так необходимо. В.Н. Спасибо вам, что вы нас свели.

Страницы: