Как работает мозг

Где-то далеко за пределами нашей Солнечной системы летят сквозь межзвездное пространство фонограф и золотая пластинка с написанной символами инструкцией на конверте. Они прикреплены к космическому зонду «Вояджер-2», запущенному в 1977 году, чтобы передавать обратно на Землю фотографии и данные с других планет нашей Солнечной системы. Теперь, когда зонд уже миновал Нептун и его захватывающая научная миссия выполнена, он несет с собой межпланетную визитную карточку землян, предназначенную первому внеземному существу на просторах космоса, которому она попадет в руки.

Записал эту пластинку астроном Карл Саган; он отобрал изображения и звуки, которые наилучшим образом описывают наш биологический вид и его достижения. На пластинке содержится приветствие на 55 человеческих языках и на одном «языке китов», двенадцатиминутное попурри из звуков, включающих в себя крик ребенка, поцелуй и энцефалограмму мозга влюбленной женщины, а также девяносто минут музыки, в которые вошли мелодии из разных уголков мира: мексиканские марьячи, перуанские свирели, индийские мелодии рага, колыбельная индейцев навахо, песня обряда инициации девочки из племени пигмеев, мелодия в исполнении японской флейты шакухачи, Бах, Бетховен, Моцарт, Стравинский, Луи Армстронг, песня Johnny В. Goode в исполнении Чака Берри145.

Кроме этого, на диске записано послание мира от нашего вида к космосу. По иронии судьбы, достойной фильма в жанре черной комедии, послание зачитал Курт Вальдхайм, который в то время был генеральным секретарем ООН. Через несколько лет историки выяснили, что во время Второй мировой войны Вальдхайм служил офицером разведки в подразделении германской армии, которое осуществляло жестокие репрессии против балканских партизан и занималось депортацией еврейского населения города Салоники в нацистские лагеря смерти. Вернуть «Вояджер» на Землю уже нет никакой возможности, так что эта злая шутка о нас будет вечно кружиться по орбите вокруг центра галактики Млечный Путь.

Напряги извилины!

В любом случае, решение отправить грампластинку в путешествие на зонде «Вояджер» было неплохой идеей – хотя бы из-за вопросов, которые оно подняло. Действительно ли мы одни во Вселенной? А если нет, то есть ли у инопланетных форм жизни разум и желание исследовать космическое пространство? А если есть, то смогут ли они правильно интерпретировать наши звуки и изображения или воспримут наши голоса примерно так же, как мы воспринимаем звуки, издаваемые модемом, а графические изображения людей на обложке пластинки – как изображения каркасных фигур? А если они все поймут правильно, как они ответят? Проигнорируют послание? Прилетят поработить нас или съесть нас? Или вступят в межпланетный диалог? В передаче «В субботу вечером в прямом эфире» была юмористическая сценка, в которой долгожданный ответ из далекого космоса содержал только одно предложение: «Пришлите еще Чака Берри».

Это вопросы, которые годятся не только для долгих ночных дискуссий в комнате университетского общежития. В начале 1990-х годов НАСА выделило сто миллионов долларов на десятигодичную программу «Поиск внеземных цивилизаций» (Search for Extraterrestrial Intelligence, сокращенно SETI). Ученые должны были пытаться уловить с помощью радиоантенн сигналы, которые могли бы исходить только от внеземных цивилизаций. Как и следовало ожидать, некоторые конгрессмены были против программы. Один из них заявил, что «искать маленьких зеленых человечков с деформированными головами» – это пустая трата государственных денег. Чтобы минимизировать «фактор насмешек», в НАСА переименовали проект в «Исследование микроволн высокого разрешения», однако было уже слишком поздно, и Конгресс лишил проект финансирования. В настоящее время он финансируется из средств частных лиц, в числе которых – Стивен Спилберг.

Против SETI выступали не только невежды, но и некоторые известные во всем мире биологи. Почему они вообще участвовали в этой дискуссии? Проект был основан не только на астрономических данных, но и на некоторых постулатах эволюционной теории – в частности, касающихся эволюции интеллекта. Действительно ли формирование интеллекта неизбежно, или это была лишь счастливая случайность? На знаменитой конференции 1961 года астроном и сторонник SETI Фрэнк Дрейк отметил, что количество внеземных цивилизаций, которые могли бы с нами контактировать, можно оценить с помощью следующей формулы:

(1) (Количество звезд в галактике) х

(2) (Доля звезд с планетами) х

(3) (Количество планет в одной Солнечной системе со средой, способной поддерживать жизнь) х

(4) (Доля таких планет, на которых действительно возникает жизнь) х

(5) (Доля обитаемых планет, на которых возникают разумные формы жизни) х

(6) (Доля разумных обществ, имеющих возможность и желание общаться с другими мирами) х

(7) (Продолжительность существования каждой технологически развитой цивилизации в состоянии, позволяющем устанавливать контакт).

Собравшиеся на конференции астрономы, физики и инженеры не смогли оценить фактор (6) без помощи социолога или историка. Тем не менее они с уверенностью говорили о факторе (5), доле обитаемых планет, на которых возникают разумные формы жизни. Они решили, что это число – сто процентов146.

Обнаружение разумной жизни где-нибудь в другой точке космоса было бы самым захватывающим открытием в истории человечества. Так почему же биологи портят всем удовольствие? Потому что они понимают: ярые сторонники SETI рассуждают, исходя из донаучных народных поверий. Вековые религиозные догматы, викторианская идеализация прогресса и современный светский гуманизм в равной степени заставляют неправильно интерпретировать эволюцию как внутреннее стремление к усложнению, кульминацией которого становится появление человека. Постепенно нарастает напряжение – и появляется интеллект: внезапно, как попкорн на сковороде.

Эта религиозная доктрина получила название «Великой цепи бытия» – от амебы к обезьяне и от обезьяны к человеку. И по сей день многие ученые бездумно используют такие слова, как «высшая» и «низшая» формы жизни, эволюционная «шкала» и эволюционная «лестница». Парад приматов – от длиннорукого гиббона до ссутулившегося пещерного человека и далее до прямоходящего современного человека – стал одним из символов поп-культуры, и мы все понимаем, что имеет в виду девушка, когда она говорит, что рассталась с парнем, потому что он не слишком развитый. В произведениях фантастики вроде «Машины времени» Г. Уэллса, сериях «Звездного пути» и рассказов из «Жизни мальчишки» эта тенденция распространяется на наших потомков: их изображают человечками с огромной лысой головой в прожилках вен и паукообразными телами. В историях вроде «Планеты обезьян», после того как человечество взорвало себя в мелкие клочки или задохнулось от собственных загрязняющих веществ, на место царей природы, воспользовавшись случаем, выходят обезьяны или дельфины.

Дрейк выразил свои предположения в письме к Науке, в котором защищал идею SETI от выдающегося биолога Эрнста Майра. Майр отмечал, что только один из пятидесяти миллионов видов на Земле сумел развиться до состояния цивилизации, поэтому вероятность, что при наличии жизни на той или иной планете хотя бы один из видов будет обладать интеллектом, может быть очень мала. Дрейк ответил:

Первый вид, у которого появились разумные цивилизации, обнаружит, что он – единственный подобный вид. Будет ли он удивлен? Кто-то должен быть первым, и если ты первый, это ничего не говорит о том, у скольких еще видов была или есть возможность эволюционировать до разумных цивилизаций, или будет такая возможность в будущем… Подобным образом, среди многих цивилизаций одна должна первой создать электронные технологии, и какое-то время она будет единственной. Разве может быть иначе? Имеющиеся факты говорят о том, что планетарные системы должны существовать в достаточно благоприятных условиях в течение нескольких миллиардов лет, чтобы на них сформировался вид, использующий технологии147.

Чтобы понять, почему подобные рассуждения так противоречат современной теории эволюции, давайте рассмотрим аналогию. Человеческий мозг – восхитительно сложный орган, который развился только у одного вида. Хобот слона, который может складывать бревна, выдергивать деревья, поднимать монетки, вытаскивать занозы, посыпать своего обладателя пылью, откачивать воду, служить аквалангом и даже писать карандашом – еще один пример сложного органа, который развился только у одного вида. Мозг и хобот – продукты действия одного и того же эволюционного фактора: естественного отбора. Представьте, что астроном с Планеты Слонов защищает проект SETT – «Поиск внеземных хоботов» (англ. – SETT, the Search for Extraterrestrial Trunks):

Первый вид, у которого появился хобот, обнаружит, что он – единственный подобный вид. Будет ли он удивлен? Кто-то должен быть первым, и если ты первый, это ничего не говорит о том, у скольких еще видов была или есть возможность эволюционировать до появления хобота, или будет такая возможность в будущем… Подобным образом, среди многих видов, обладающих хоботом, один должен первым начать посыпать себя пылью, и какое-то время он будет единственным. Имеющиеся факты говорят о том, что планетарные системы должны существовать в достаточно благоприятных условиях в течение нескольких миллиардов лет, чтобы на них сформировался вид, обладающий хоботом.

Подобные рассуждения кажутся нам абсурдными, потому что слон предполагает, что эволюция не просто так породила хобот у одного вида на этой планете, а стремилась к тому, чтобы хобот появился у нескольких счастливых видов, причем все остальные виды ждали этого и надеялись на это. Слон всего лишь стал «первым» и на «некоторое время» единственным его обладателем, а у других видов есть «возможность», хотя для ее реализации, возможно, потребуется несколько миллиардов лет. Конечно, нам не свойственно такое почтительное отношение к хоботам, поэтому мы понимаем, как сформировался хобот. Благодаря случайно сложившимся у предков слонов предпосылкам (большой размер, определенные особенности ноздрей и губ), определенным факторам отбора (проблемам, связанным с поднятием и опусканием огромной головы) и простому совпадению развился хобот как приемлемое решение для данных организмов на данном этапе. У других животных не развился и не разовьется хобот, потому что для их тела и их условий жизни он не будет полезным решением. Может ли это произойти еще раз на нашей планете или где-то еще? Может, но доля планет, на которых в данный период времени образуется необходимое сочетание факторов, по-видимому, мала: она уж точно составляет меньше ста процентов.

Мы занимаем шовинистскую позицию в том, что касается нашего мозга, поскольку считаем его целью эволюции. А это просто нелепо, и о том, почему это нелепо, уже многие годы говорит Стивен Джей Гулд148. Во-первых, естественный отбор не делает ничего, что хотя бы отдаленно напоминало бы намеренное стремление к формированию интеллекта. В основе естественного отбора лежат различия в коэффициентах выживания и воспроизводства организмов в данной среде. Со временем эти организмы приобретают строение тела, которое позволяет им приспособиться к выживанию и воспроизводству в данной среде; никакая сила не влечет их к чему бы то ни было кроме одного: достижения успеха здесь и сейчас. Когда организм меняет среду обитания, его потомство меняется соответственно новой среде, однако те организмы, которые остались в изначальной среде, могут и дальше жить припеваючи без всяких изменений. Жизнь – это ветвистое дерево, а не шкала и не лестница, и живые организмы – это кончики веток, а не нижние ступеньки. У каждого живущего ныне организма с момента зарождения жизни на Земле было одинаковое количество времени, чтобы эволюционировать: у амебы, утконоса, макаки-резусы – да, и у того Ларри, который снова оставил вам сообщение на автоответчике с просьбой о еще одном свидании, тоже.

Но, может спросить поклонник SETI, разве не правда, что животные со временем становятся сложнее? Не станет ли интеллект кульминацией их развития? По многим линиям эволюции животные действительно становились более сложными организмами. Жизнь начиналась с самого простого, поэтому, какой бы момент времени мы не взяли, сложность самых сложных существ, живущих на Земле, просто не могла не увеличиться за эоны лет. Однако по многим линиям этого не произошло. Организмы достигают оптимального состояния и сохраняют его – зачастую на сотни миллионов лет. А те организмы, которые все же становятся более сложными, не обязательно становятся при этом умнее. Они становятся более крупными, или быстрыми, или ядовитыми, или плодовитыми, или более чувствительными к запахам и звукам, или более способными летать выше и дальше, или лучше строить гнезда или плотины – одним словом, делать то, что им больше всего нужно. Смысл эволюции в цели, а не в средствах ее достижения, а стать умнее – это всего лишь одно из средств.

И все же, разве это не неизбежно, что многие организмы должны пойти путем развития интеллекта? Ведь очень часто разные линии развития сходятся в одном решении – как сорок разных групп животных, у которых сформировалась сложная структура глаза. Говорят, что нельзя быть слишком богатым, слишком стройным или слишком умным. Почему же тогда человеко-подобный интеллект не может стать тем решением, которое было бы общим для множества организмов на нашей планете и в других уголках Вселенной?

Действительно, эволюция могла бы много раз привести разные виды к человекоподобному интеллекту; вероятно, этот аргумент можно даже использовать для обоснования программы SETI. Однако, рассчитывая вероятность успеха, недостаточно думать о том, как здорово быть умным. С точки зрения теории эволюции, рассуждая таким образом, мы заслуживаем того самого обвинения, которое консерваторы всегда предъявляют либералам: они указывают на преимущество, но забывают включить в расчет издержки. Организмы не могут эволюционировать в сторону всех возможных улучшений одновременно. Если бы они могли это сделать, каждое существо уже обладало бы скоростью пули, мощностью локомотива и способностью перемахивать через небоскребы одним прыжком. Организм, который выделяет часть своего материала и энергии одному органу, должен забрать их у другого органа. У него должны быть более тонкие кости, меньше мышечной массы или меньше яиц. Органы эволюционируют только тогда, когда их преимущества перевешивают издержки149.

У вас есть карманный персональный компьютер – такой, как Apple Newton? Это такой портативный прибор, который распознает рукописный ввод, хранит в памяти номера телефонов, редактирует текст, отправляет факсы, напоминает о важных событиях и выполняет много других функций. Это чудо техники, которое помогает организовать дела. Но у меня такого помощника нет, хотя я вообще любитель технологических новинок. У меня не раз возникало искушение купить КПК, но меня смущали четыре вещи. Во-первых, эти устройства достаточно большие. Во-вторых, для них нужны аккумуляторы. В-третьих, нужно время, чтобы научиться их использовать. В-четвертых, их сложность делает простейшие действия (такие, как поиск нужного номера в телефонной книжке) медленными и неуклюжими. Поэтому я обхожусь записной книжкой и авторучкой.

С теми же неудобствами столкнулось бы любое существо, получившее возможность приобрести мозг, как у человека. Во-первых, мозг достаточно большой. Крупная голова младенца с трудом проходит через таз женщины. Из-за этой особенности строения нашего тела многие женщины умирают во время родов; с ней же связана и характерная для женщин «вихляющая» походка, из-за которой с биомеханической точки зрения женщины менее эффективно передвигаются, чем мужчины. Кроме того, тяжелая голова, болтающаяся на тонкой шее, делает нас более уязвимыми к смертельным травмам в результате несчастного случая – например, падения. Во-вторых, мозгу нужна энергия. Нервная ткань с точки зрения метаболизма просто ненасытна; наш мозг составляет всего два процента от веса тела, но при этом потребляет двадцать процентов его энергии и питательных веществ. В-третьих, чтобы научиться использовать мозг, нужно время. Огромную часть своей жизни мы либо являемся детьми, либо сами растим детей. В-четвертых, выполнение простейших задач может быть замедленным. Мой первый научный руководитель занимался математической психологией и хотел смоделировать передачу информации в мозге, измеряя время реакции на громкие звуки. Теоретически суммарное время передачи информации от нейрона к нейрону должно составлять миллисекунды. Тем не менее опыты показали, что время от стимула до реакции включает в себя 75 миллисекунд, уходящих неизвестно на что. «О чем же можно столько думать, ведь нам всего-то нужно, чтобы он нажал на кнопку», – ворчал мой руководитель. Менее продвинутые животные могут действовать гораздо быстрее; некоторые насекомые кусают обидчика быстрее, чем за миллисекунду. Возможно, именно в этом и заключается ответ на риторический вопрос в рекламе спортивного снаряжения: «Ай-кью человека в среднем 107. Ай-кью речной форели – 4. Так почему же человек не может поймать речную форель?»150

Интеллект предназначен не для всех, точно также, как и хобот; и здесь есть над чем задуматься поклонникам проекта SETI. Впрочем, я не выступаю против поиска внеземного разума; моя тема – разум земной. Ошибочное убеждение в том, что интеллект – это некая высокая цель эволюции, неразрывно связано все с тем же ошибочным убеждением, что это некая Божественная сущность, или чудесная материя, или всеобъемлющий математический принцип. Мышление – это орган, биологическое устройство. Мы обладаем своим мышлением потому, что его структура позволяет достигать результатов, преимущества которых перевешивают издержки в жизни африканских приматов плиоценовой и плейстоценовой эпох. Чтобы понять себя, нам нужно знать, как, зачем, где и когда произошел этот эпизод в нашей истории. Ответы на эти вопросы и будут темой данной главы.