Огарок во тьме. Моя жизнь в науке - Ричард Докинз

редких мест, где на занятиях по анатомии студенты до сих пор своими руками проводят вскрытия. Загвоздка с анатомией – по крайней мере в тех подробностях, в которых ее преподают на лучших медицинских факультетах, – в том, что ее множество фактов представляет собой отдельные обрывки информации, сопротивляющиеся попыткам нанизать их на единую повествовательную нить, за которую сможет зацепиться память. Конечно, общие понятия человеческой анатомии имеют функциональный смысл, который помогает их преподавать, но мельчайшие подробности того, какой именно нерв проходит выше или ниже какой артерии, – подробности буквально жизненно важные для хирурга – приходится попросту зазубривать. Если в них и есть функциональный смысл (я думаю, что должен быть), он зарыт глубоко в хитросплетениях эмбриологии и трудноразличим.

Студентам-зоологам приходится проще, чем медикам, но так было не всегда. В 1965 году Питер Медавар приводил один из восьми билетов с экзамена по сравнительной анатомии, проходившего в i860 году в Университетском колледже Лондона:

Какие особые образования позволяют летучим мышам летать в воздухе? Каким образом в этой легкой стихии удерживаются галеопитеки, летяги и тагуаны? Сравните структуру крыла летучей мыши, птицы и вымершего птеродактиля; объясните структуры, посредством которых кобра раздувает шею, а летучий дракон летает в атмосфере. Какие структуры позволяют змеям подскаивать над землей, а рыбам и головоногим – впрыгивать на палубу из вод? И каким образом удерживаются в воздухе летучие рыбы? Объясните природу, способ построения и применение волокнистых парашютов у паукообразных и гусениц, а также коконов, в которые укутаны их детеныши, и опишите элементы скелета, которые поддерживают передние и задние крылья у насекомых, и мускулы, которые ими двигают. Опишите структуру, способы присоединения и основные разновидности форм ног у насекомых и сравните их с полыми членистыми конечностями нереид и трубчатыми ногами люмбрицид. Как расположены мускулы, движущие твердые щетинки стилярий, кутикулу аскарид, трубчатые ножки пенталасмиса, колеса коловраток, ножки морских звезд, мантии медуз и трубчатые щупальца ацин? Как эндопаразиты осуществляют миграции, необходимые для их развития и метаморфоз? Как распространяют свое потомство по океану коралловые полипы и губки? И наконец, как микроскопические несокрушимые простейшие распространяются по озерам земного шара?[142]

Медавар цитировал этот несуразный экзаменационный билет, дабы опровергнуть распространенное представление, что наука по мере своего развития становится все более труднодоступной для освоения – ведь учить приходится все больше и больше. Медавар в характерно вызывающем тоне отвечал, что на самом деле нам приходится учить меньше, чем нашим викторианским предшественникам, так как бесчисленные разрозненные факты оказались объединены довольно немногочисленными общими принципами, величайший из которых завещал нам Дарвин.

Медавар, этот смеющийся кавалер[143] разума, был в чем-то прав, но, как с ним часто случалось, несколько преувеличивал. Следовало бы признать, что все-таки большинство сегодняшних статей в журналах Nature и Science способны прочесть лишь специалисты в соответствующих областях. Тем не менее сплетать факты в единую осмысленную историю – весьма полезно для запоминания, и я стал пользоваться этим приемом еще в начале своей преподавательской карьеры в Оксфорде и Беркли, а особенно он пригодился на индивидуальных консультациях в Оксфорде. Когда я говорил, что у адаптационизма есть педагогические преимущества, я имел в виду именно это. В преподавании я применяю его так: рассматриваю задачу, с которой сталкивается животное, с точки зрения инженера. Затем привожу различные варианты решений, которые инженер бы мог измыслить, перечисляя плюсы и минусы каждого. Наконец, я подвожу к решению, которое в действительности установил естественный отбор. Таким образом складывается цельное повествование, которое запоминается без усилий.

Я проверил эту методику во вторых главах книг “Слепой часовщик” (пример эхолокации у летучих мышей) и “Восхождение на гору Невероятности” (пример паутины) и для наглядности повторю здесь эти примеры. Начнем с летучих мышей. Задача летучих мышей – находить путь в темноте. Дневную охоту в воздухе присвоили птицы, так что летучим мышам пришлось охотиться по ночам. Здесь возникла проблема. Ночью темно. Инженер мог бы придумать несколько решений, у каждого из которых были бы свои недостатки: испускать собственный свет, как некоторые глубоководные рыбы; ощупывать дорогу длинными усиками, как телифоны; развить острый слух, как совы, – чтобы малейший шорох выдавал добычу, – или острое обоняние, как кроты, или острое осязание, как звездоносы, или, наконец, эхолокацию: издавать громкие звуки и ориентироваться по эху. Из всех этих решений летучие мыши избрали эхолокацию. Они замеряют время, через которое слышат эхо собственного ультразвукового писка, и вычисляют положение (и скорость изменения положения) препятствий и добычи.

Но такое решение рождает новые проблемы. Измерять время от звука до эха выходит точнее, если звук короче. Но чем более краток и отрывист звук, тем труднее сделать его громким, а громким он быть должен, поскольку эхо весьма слабо. Удастся ли инженеру найти оптимальное решение? Один из вариантов – не делать звук отрывистым. Пусть звук длится дольше, но меняется его высота: за каждый писк можно проехаться на октаву вверх (или вниз). Писк оказывается достаточно долгим, а значит, может звучать громко. Кратким остается лишь время звучания каждой частоты. Когда отдается эхо, мозг “знает”: звуки повыше относятся к ранней части писка, пониже – к поздней. Физик Артур Кук (который возглавлял мой оксфордский колледж, когда я писал книгу “Слепой часовщик”) во Вторую мировую войну работал над сверхсекретным британским проектом радара (тогда он назывался не radar, a RDF), и как-то за ужином он рассказал мне, что проектировщики радаров использовали тот же метод для “чирикающего” радара (радара с внутриимпульсной частотной линейной модуляцией). Другой вариант инженерного решения – воспользоваться эффектом Доплера (тем самым, из-за которого кажется, что сирена уезжающей вдаль скорой помощи звучит все ниже). И некоторые летучие мыши пользуются им для отслеживания движущейся цели, например, насекомых.

Переходим к следующей инженерной задаче. Повторюсь, эхо неизбежно оказывается намного тише исходного звука, и есть опасность его не расслышать. Возможные решения: до предела повысить громкость писка и/или чувствительность ушей. Но эти решения мешают друг другу. Чрезвычайно чувствительное ухо легко оглушить чрезвычайно громким звуком. С той же проблемой сталкивались и проектировщики радаров в начале Второй мировой, и снова Артур Кук рассказал мне за ужином о том, какое решение нашли инженеры: они разработали приемо-передающий радар. И – вы не поверите – некоторые летучие мыши применили точно такое же решение. При помощи специальных мускулов, отводящих косточки, по которым звук идет от барабанной перепонки, вы временно отключаете уши непосредственно перед тем, как запищать. Сразу после писка расслабьте эти мускулы, чтобы ухо восстановило полную чувствительность к тому времени, как раздастся