Магия реальности. Откуда мы знаем что является правдой - Ричард Докинз

Приветствуем вас

Если есть живые существа на других планетах, как они могут выглядеть? Есть широко распространённое ощущение, что авторы научной фантастики немного ленятся, заставляя их быть похожими на людей с лишь несколькими изменёнными чертами — с большой головой, или дополнительными глазами, или, возможно, с крыльями. Даже когда они — не гуманоиды, наиболее фантастические инопланетяне, весьма очевидно, представляют собой лишь изменённые версии знакомых существ, как например пауки, осьминоги или грибы. Но, возможно, это не только лень, не только отсутствие воображения. Возможно, есть действительно веская причина полагать, что инопланетяне, если они вообще есть (а я думаю, они, вероятно, есть), не могли бы выглядеть для нас слишком непривычно. Вымышленных инопланетян общепризнанно изображают как пучеглазых монстров, поэтому я возьму глаза в качестве своего примера. Я мог бы взять ноги, или крылья, или уши (или даже задаться вопросом, почему у животных нет колёс!). Но я буду придерживаться глаз и буду стараться показать, что в действительности не лениво считать, что у инопланетян, если они существуют, вполне вероятно, есть глаза.

Иметь глаза довольно здорово, и это должно быть верным на большинстве планет. Свет распространяется практически по прямой линии. Где бы ни был свет, как например, при непосредственной близости от звезды, технически легко пп использовать лучи света, чтобы ориентироваться в пространстве, для навигации, чтобы определять местоположение объектов. Любая планета, на которой есть жизнь, наверняка находится поблизости от звезды, потому что звезда — очевидный источник энергии, необходимой для всего живого. Поэтому высока вероятность, что свет будет везде, где бы ни присутствовала жизнь; а где есть свет, весьма вероятно, будут эволюционировать глаза, потому что они столь полезны. Не вызывает удивления, что глаза эволюционировали на нашей планете независимо десятки раз.

Есть несколько способов сделать глаз, и я думаю, каждый из них эволюционировал где‑нибудь в нашем животном мире. Существует камерный глаз (слева вверху), который, подобно самой камере, представляет собой затемнённую полость с маленьким отверстием спереди, пропускающим свет, через линзу, которая фокусирует перевёрнутое изображение на экране — «сетчатке» — в задней части. Даже без линзы можно обойтись. Её функции выполнит обычное отверстие, если оно достаточно маленькое, но это означает, что будет проходить очень мало света, поэтому изображение изображение будет очень тусклым — кроме тех случаев, когда планета, окажется, получает намного больше света от своей звезды, чем мы получаем от Солнца. Такое, конечно, возможно, в этом случае у инопланетян действительно могли бы быть глаза с крошечными отверстиями. В человеческих глазах (справа напротив) есть линзы, чтобы увеличить количество света, фокусирующегося на сетчатке. Сетчатка в задней части покрыта клетками, чувствительными к свету, и сообщающими о нем мозгу через нервы. Все позвоночные обладают такими глазами, и камерный глаз независимо эволюционировал у множества других видов животных, в том числе у осьминогов. И конечно, также был изобретён человеческими конструкторами.

Пауки — скакуны (слева ниже) обладают причудливыми, как будто сканирующими глазами. Это что‑то вроде камерного глаза, за исключением того, что сетчатка, вместо того чтобы быть покрытой светочувствительными клетками ками, представляет собой узкую полосу. Полоса сетчатки прикреплена к мускулам, которые вертят ею, так чтобы «сканировать» картину перед пауком. Интересно, что это немного напоминает то, что делает телевизионная камера, поскольку у неё также есть лишь один канал, чтобы послать целое изображение. Она сканирует поперёк и вниз по прямой, но делает это так быстро, что картина, которую мы получаем, выглядит как единое изображение. Глаза паука — скакуна сканируют не так быстро, и они как правило концентрируются на «интересных» частях сцены, таких как мухи, но принцип тот же.

Кроме того, есть фасеточный глаз (справа внизу), который встречается у насекомых, креветок и различных других групп животных. Фасеточный глаз состоит из сотен трубочек, расходящихся от центра полусферы, все трубочки смотрят в немного разных направлениях. Каждая трубочка увенчана маленькой линзой, поэтому вы можете представить её как миниатюрный глаз. Но линза не формирует пригодное изображение: она только фокусирует свет в трубочке. Поскольку все трубочки воспринимают свет из разных направлений, мозг может комбинировать информацию от всех них, чтобы воссоздать изображение: изображение довольно грубое, но достаточно хорошее, чтобы позволить стрекозам, например, ловить на лету движущуюся добычу.

Наши наибольшие телескопы используют вместо линзы искривлённое зеркало, и этот принцип также применяется в глазах животных, особенно у морских гребешков. Глаз морского гребешка использует искривлённое зеркало, чтобы сфокусировать на сетчатке изображение того, что находится перед зеркалом. Это неизбежно загораживает часть света, как в аналогичных отражающих телескопах, но это не имеет слишком большого значения, так как большая часть света доходит до зеркала.

Этим списком практически исчерпываются способы создания глаза, которые учёные могут себе представить, и все они эволюционировали у животных на этой планете, большинство из них несколько раз. Держу пари, что, если есть существа на других планетах, которые могут видеть, они будут пользоваться разновидностью глаз, которые мы сочли бы знакомыми.

Давайте напряжём наше воображение На планете наших гипотетических инопланетян излучаемая от их звезды энергия, вероятно, будет будет простираться от радиоволн в длинноволновом конце до рентгеновских лучей в коротковолновом. Почему инопланетяне должны ограничиваться узкой группой частот, которые мы называем «светом»? Может быть, у них радио — глаза? Или рентгеновские глаза?

Хорошее изображение зависит от высокого разрешения. Что это означает? Наибольшее разрешение, при котором две точки могут быть ближе всего друг к другу, все ещё оставаясь отдельными друг от друга. Не удивительно, что длинные волны не годятся для хорошего разрешения. Длины световых волн измеряются в крошечных долях миллиметра и дают превосходное разрешение, но длины радиоволн измеряются в метрах. Поэтому радиоволны были бы непригодны для формирования изображений, хотя они весьма полезны для коммутации, поскольку могут быть модулированы. Модулированы — значит преобразованы, чрезвычайно быстро, контролируемым способом.

Как известно, ни у одного живого существа на нашей планете не эволюционировала естественная система передачи, модулирования или получения радиоволн: ей пришлось дожидаться человеческих технологий. Но, возможно, на других планетах есть инопланетяне, у которых естественным образом эволюционировала радиокоммуникация.

А как насчёт волн более коротких, чем световые волны — например, рентгеновских лучей? Рентгеновские лучи трудно сфокусировать, поэтому наши рентгеновские аппараты формируют скорее тени, а не истинные изображения, но не исключено, что какая‑нибудь форма жизни на других планетах обладает рентгеновским зрением.

Любое зрение зависит от распространения лучей по прямой, или хотя бы предсказуемой, линии. Бесполезно, если они разбросаны каждый каждый в своём направлении, как лучи света в тумане. Планета, постоянно окутанная плотным туманом, не способствовала бы эволюции глаз. Вместо этого, она могла бы благоприятствовать использованию некоторого вида эхолокационных систем, подобно «сонару», который применяется летучими мышами, дельфинами и подводными лодками, созданными человеком. Речные дельфины чрезвычайно искусны в использовании гидролокатора, потому что их вода полна грязи, которая в воде является аналогом тумана. Сонар эволюционировал по меньшей мере четырежды у животных на нашей планете (у летучих мышей, китов, и двух отдельных видов пещерных птиц). Было бы не удивительно обнаружить сонар, эволюционировавший на другой планете, особенно на той, что окутана постоянным туманом.

Или, если у инопланетян эволюционировали органы, которые могут обращаться с радиоволнами в целях коммуникации, у них, возможно, также эволюционировал бы настоящий радар, чтобы ориентироваться в пространстве, а радар работает в тумане. На нашей планете есть рыбы, развившие способность ориентироваться, используя искажения электрического поля, которое сами они и создают. Фактически этот приём эволюционировал дважды независимо, у группы африканских рыб и у совершенно отдельной группы южноамериканских рыб. У утконосов в клювах есть электрические датчики, которые ловят электрические возмущения в воде, вызванные мускульной активностью их добычи. Легко представить себе форму инопланетной жизни, развившую электрическую чувствительность, аналогичную рыбе и утконосу, но на более передовом уровне.