Следы трав индейских

Глава IХ ЧТО ЕСТЬ ИСТИНА В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ?

В предыдущих главах шла речь о далеком прошлом Земли, об истории растительной жизни на ней. Не раз говорилось о том, что были-де какие-то представления о прошлом, а потом они оказывались ошибочными. В некоторых случаях ошибка была достаточно очевидна. Например, когда-то приняли остатки одноклеточных водорослей за пыльцу покрытосеменных. Был допущен просчет в классификации, который никто не берется оспаривать. В других случаях положение иное. Когда-то мысль о движении континентов просто не приходила серьезным ученым в голову. Потом одни стали мобилистами, а другие остались фиксистами. Потом к тем и другим прибавились сторонники расширения Земли. В этой книге читатель встретил сочувствие к мобилистским идеям, но скептик может заметить, что, наверное, и фиксисты не будут зря настаивать на заведомо чепуховых идеях. Такие же скептические вопросы могут возникнуть и по отношению к прочим мыслям о прошлом, которые разделяются всеми исследователями. Самый заядлый скептик может вообще заявить: «Кто все это видел? Кто мерил температуру на полюсе в раннем карбоне? Как можно доказать, что одна реконструкция прошлого верна, а другая ошибочна? Прошлого не вернуть, а значит, нечего упрекать кого-то в ошибках». Приходится признать правоту таких слов. Что-то окончательно доказать относительно прошлого действительно уже невозможно, ибо прошлое в самом деле невозвратимо. Все же из этого не следует, что все гипотезы о давно прошедших событиях равновероятны. Больше того, опыт истории науки убеждает, что и при изучении настоящего ничего нельзя окончательно доказать. Об этом хорошо писал П. А. Флоренский: «Век XIX ознаменовался в самом начале своем критикою знания, XX же производит критику методов знания. Итог этой критики — тот, что в настоящее время не нуждается уже в подробном объяснении мысль, высказанная ранее блестящим Стенли Джевонсом, а именно что «почти каждая проблема в науке принимает форму балансирования вероятностей»… Только бесконечный опыт мог бы дать достоверное знание; вероятность же в нашем знании и есть отражение потенциальной бесконечности опыта. Это относится и к физике, и к астрономии, и к химии, и в особенности к историческим дисциплинам».

О математическом выражении большей или меньшей вероятности какой-либо из конкурирующих гипотез пока не может быть речи. Приходится говорить о «субъективной вероятности» (в начале века ее называли «нравственной вероятностью»), о мысленном взвешивании каждым исследователем всех «за» и «против» определенной гипотезы. Взвешивая аргументы и контраргументы, недостаточно просто знать относящиеся к делу факты. Надо еще разбираться в обращении с фактами, в том, что называется принципами научного исследования. Об этих принципах и хотелось бы немного поговорить, когда читатель уже познакомился со «следами трав индейских».

Есть еще одна причина, почему уместен этот разговор. В последние десятилетия в географии, геологии, а до этого и в биологии начали распространяться антиисторические тенденции. В биологии они появились давно, почти сразу после становления эволюционной теории. Тогда биологи с увлечением рисовали многочисленные филогенетические древеса, а в историческом анализе видели цель и смысл чуть ли не любого биологического исследования. Массовые увлечения часто вызывают встречные тенденции. Так и случилось. В противовес историзму в биологии стал развиваться структурализм: «Будем изучать структуру, а с историей разберемся потом».

Тот же процесс начался в геологии сравнительно недавно. Бесконечные дискуссии о возникновении и истории континентов и океанов, происхождении нефти, механизмах горообразования и подобных вопросах вызвали стремление обойтись без этих проблем вообще. Были выдвинуты новые программы развития геологии, в которых исторической геологии отводилась роль завершающей главы, до которой надо добираться тогда, когда главные практические вопросы уже решены. Дескать, нет смысла спорить о происхождении нефти, надо учиться ее искать и добывать.

Дискуссия «историков» и «структуралистов» заняла уже не одну сотню страниц опубликованных статей и даже книг. Если правы структуралисты, то всё, о чем написано в этой книге, — развлекательное приложение к деловой части палеоботаники, которая вообще-то должна решать вопросы сопоставления разрезов и не тратить время на гипотезы о том, как вышли растения на сушу, как завоевали ее и что было потом с зеленым покровом Земли.

О том, какой практический смысл имеет палеоботаника, в том числе и география вымерших растений, пойдет речь в последней главе. А сейчас вернемся к достоверности реконструкции прошлого, поскольку именно из-за недостоверности выводов больше всего нареканий на историзм. Я попробую показать, что отказ от историзма даже на начальной стадии исследования неизбежно ведет к грубым ошибкам. Но сначала надо познакомиться с тем, что предлагают структуралисты.

Вкратце структуралистский подход к проблемам, которым посвящены предыдущие главы, был бы примерно таким. Предлагается описывать осадочные толщи в том виде, как они предстают перед исследователем, не обращая внимания на гипотезы об условиях осадконакоплення, образе жизни тех животных и растений, остатки которых попадаются при описании. Потом надо по составу пород и спискам найденных в них окаменелостей сопоставить разрезы и оконтурить отдельные геологические тела. Опираясь на полученную схему строения земной коры, можно обрисовать площади распространения тех или иных ископаемых организмов по разным интервалам разреза. Лишь затем можно вводить в эту картину понятие времени, обращаться к реконструкции истории. Короче говоря, главный лозунг формулируется так: сначала изучение современной структуры земной коры, затем реконструкция истории, сначала пространственные характеристики, затем временные.

Все выглядит разумно. Мы и в самом деле вроде не можем, глядя на слои горных пород, наблюдать время, а выводим временные отношения слоев из их пространственных отношений. Чтобы окончательно в этом убедиться, надо понять, что такое время. Здесь-то и начинаются главные трудности структурализма, как, впрочем, и историзма. Вроде все понимают, что это такое, а когда дело доходит до введения времени в теорию естественнонаучных исследований, так все становится куда сложнее. Легче всего проблема решается тогда, когда есть часы, с показаниями которых можно сверять отдельные стадии процессов. А если часов нет? Где тогда взять понятие времени?

Изучая прошлое Земли, мы оказываемся практически без часов. О длительности геологических эпох можно составить представление с помощью радиологических методов (по распаду радиоактивных элементов). Этот метод появился еще в начале века. В 30-х годах к нему еще относились с недоверием и окончательно приняли лишь в послевоенные годы. Радиологические датировки дали возможность составить представление о длительности геологических периодов, с их помощью иногда сопоставляют разрезы. Для стратиграфии докембрия роль «абсолютных датировок» очень велика. Они широко применяются и для датировки новейших отложений, возрастом в первые десятки тысяч лет, где можно опереться на радиоуглеродный метод. В остальном «абсолютная геохронология» играет подсобную роль в определении относительного возраста геологических тел. Показательно, что современные стратиграфические представления о кембрийских и более молодых толщах сложились до появления абсолютной геохронологии. Еще в начале 30-х годов в капитальной сводке А. Грэбо «Принципы стратиграфии» приводились общие оценки возраста Земли от 48 млн. до 7 млрд. лет. Грэбо пришел к выводу, что подобные предположения преждевременны и почти бесполезны. Ведь при расхождении в оценках длительности подразделений почти в 150 раз сама шкала периодов, эпох и веков оставалась одной и той же.

Можно сделать вывод, что, стало быть, понятие времени действительно не слишком важно для геологии, раз такие противоречия во взглядах на возраст Земли не играли практической роли. Такой вывод вовсе не обязателен. Геология обходилась без часов, а понятие времени широко использовала. Что же за время такое без часов, как его представить?

Вкратце концепция времени без часов выглядит так. В мире без часов наблюдатель вынужден опираться на свое собственное время, которое А. Бергсон назвал психологическим и которое упрощенно можно представить как ощущение собственной изменчивости. В «психологическом времени» каждый человек без труда устанавливает отношения «раньше» и «позже». Далее наблюдатель заметит, что окружающие его объекты тоже меняются. Время этих объектов выступит как их изменчивость. Обычно мы употребляем понятие изменчивости, говоря о различиях объектов одного класса. То же понятие, отнесенное к одному объекту с условием, что порядок его изменчивости задается наблюдателем, его «психологическим временем», дает возможность ввести индивидуальное время объекта.

Наблюдатель отметит, что изменчивость объектов-индивидов различна, т. е. различны процессы, происходящие с разными объектами. В соответствии с классами объектов можно выделить классы процессов и тем самым классы времен. Учение о разнообразии объектов нередко совершенно точно называют типологией. Тогда концепцию времени, отражающую разнообразие объектов в их изменчивости, можно назвать типологической концепцией времени. Примерно такой смысл вкладывал В. И. Вернадский в понятие природного времени.

Мы можем отвлечься от своеобразия природных объектов и рассматривать их как некие физические тела, отличающиеся простейшими физическими свойствами — массой покоя, твердостью и т. п. Тогда будет упрощена и их изменчивость, которая обратится в физическое время. Наконец, можно говорить об абстрактной изменчивости вообще некоего абстрактного объекта, материальной точки классической механики. Время такого объекта, выражающееся в изменении его координат, будет ньютоновским абсолютным временем.

Сравнивая изменчивость самых разных объектов, т. е. их времена, наблюдатель заметит, что разные свойства ведут себя неодинаково. Одни свойства как бы попадают на записывающее устройство, так что изменчивость в этих свойствах записывается. Соответствующий аспект изменчивости объекта, его времени, закрепляется в структуре объекта — это темпофиксация. Так записывается изменяющаяся толщина дерева в его годичных кольцах (слоях прироста). Изменчивость других свойств или отделяется вместе с отделяющимися частями объекта (как шкура змеи при линьке), или оставляется на окружающих объектах (например, следы на песке сохранят усиливающуюся усталость пешехода) — это отделение времени, темпосепарация. Изменчивость третьих свойств никак не фиксируется, исчезает без следа. Запах первых на Земле цветов мы, наверное, уже не узнаем — это «растворение» времени, темподесиненция.

Введя понятия темпофиксации, темпосепарации и темподесиненции, можно понять главные проблемы, встающие перед исследователем прошлого. Он должен прочесть все записанное при темпофиксации, собрать и воссоединить все разбросанное темпосепарацией и найти способы реконструировать свойства, подвергшиеся темподесиненции. Насколько велики эти трудности, объяснять не требуется, а обойти их чисто структуралистским анализом нельзя по следующей причине.

Когда четыре мушкетера защищали бастион, они разложили ружья и бегали от одного ружья к другому. Ларошельцы решили, что в бастионе засел целый отряд, и послали за подмогой. Им не пришло в голову, что один человек стреляет поочередно из нескольких ружей в разных местах. Следопыта, который число отпечатков лап примет за число зверей, впору поднять насмех. Считать надо уметь. Пренебрежение темпофиксацией и темподесиненцией ведет именно к таким ошибкам в счете. Увидев на песчаниковой плите правильную цепочку следов, оставленных динозавром, палеонтолог не имеет права рассматривать каждый след как самостоятельный экземпляр, как он это сделает, найдя несколько раковин моллюсков. Каждый моллюск может оставить лишь одну раковину, а следов от динозавра может остаться сколько угодно.

Со структурной точки зрения множество слоев, заполнивших впадину, — это множество самостоятельных геологических тел. Если же помнить, что слои принадлежат одной впадине, фиксировали ее время и теперь отражают ее изменчивость, то мы уже не сможем считать слои независимыми. Это последовательные следы видоизменения одного объекта, а не множество независимых объектов. Для грамотного первого описания разреза геолог должен помнить об этом. Увидев слоистую толщу, он почти сразу заключает о ее осадочном происхождении и соответственно строит стратегию описания. Пусть самое первое его восприятие было действительно восприятием структуры, но дальше он уже будет действовать с генетической гипотезой в руках, поскольку порядок описания и дальнейшего исследования слоистой осадочной толщи совсем иной, чем расслоенной магматической интрузии.

Осознание необходимости исторических реконструкций на первых же шагах исследования объектов прошлого еще не означает знания, как это делать. Опять же не буду докучать читателю долгими рассуждениями, а сразу перейду к выводу. При реконструкции прошлого используется тот же принцип («типологических экстраполяции»), что и при изучении современных объектов. Мы говорили, что у сосны пыльца с двумя мешками, Это не значит, что ботаники собрали всю пыльцу со всех сосен. Они обошлись выборочными спорангиями на выборочных деревьях, а дальше экстраполировали данные по нескольким спорангиям одного дерева на все его спорангии, а данные по нескольким экземплярам вида — на весь вид.

Точно так же поступает химик, утверждая, что молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Никто не требует проверять это утверждение на всех молекулах. Мы открываем кран водопровода и знаем, что течет именно вода, а не пиво, не обращаясь к химическому анализу. Это тоже типологическая экстраполяция (в логике подобные суждения называют неполной индукцией, но здесь не место разбирать различия между обоими понятиями).

Несколько упрощая дело, можно сказать, что типологическая экстраполяция — это суждение о всех представителях данного класса объектов по результатам изучения выборочных представителей. Без этих суждений развитие науки моментально остановится. Можно показать, что все ошибки в науке (если исключить прямые ошибки в наблюдении) — это неверные типологические экстраполяции. Что касается наших суждений о прошлом, то это тоже типологические экстраполяции.

Мы говорим, что на плитке породы отпечатался лист и что это не игра природы. Выдвинув такую гипотезу (обычно она проскакивает незамеченной в мозгу палеоботаника, и он сразу уверенно относит отпечаток к листьям), мы можем ее проверить. Допустим, этот лист похож на лавровый. Мы знаем особенности жилкования современных лавровых листьев и строение его кожицы. Появляется возможность для типологических экстраполяции. Мы ищем на отпечатке характерный рисунок жилок и находим его. Если на отпечатке есть угольная корочка, то можно сделать препарат кутикулы и подтвердить определение.

Убедившись, что все признаки совпадают, мы делаем дальнейшие типологические экстраполяции. Можно начать искать в породе пыльцу лавра или искать другие подтверждения, что климат в том месте, где мы нашли отпечаток, был подходящим для лавра. Так шаг за шагом идет исследование. Каждый шаг дает основу для новых типологических экстраполяции, которые мы стараемся проверить. Иногда экстраполяции не оправдываются. Значит, неверно был выбран тот класс объектов, в сфере действия которого допустимы экстраполяции. Надо или относить объект, не оправдавший ожиданий, к другому классу, или менять саму классификацию (точнее, типологию).

Ошибки исторических реконструкций и ошибки в изучении современных объектов, как можно видеть, проистекают из одного источника — или плохой типологии объектов, или неправильного помещения данного объекта в хорошую типологию, или того и другого вместе. Кстати, то, что называют ошибкой наблюдения, проистекает из того же источника, о котором мы часто забываем.

К проблемам типологии, т. е. как лучше всего расклассифицировать и расчленить на части объекты исследования, нередко относятся с пренебрежением. По поводу К. Линнея рассказывают анекдот, что он, дескать, настолько был одержим манией все классифицировать, что не обошел вниманием даже туалеты жены. В биологии к систематикам относятся как к специалистам второго сорта, которые по недоразумению не занимаются молекулярными и тому подобными сверхсовременными исследованиями. Часто забывают, что любое тончайшее молекулярное исследование не стоит и ломаного гроша, если не знать того круга объектов, в пределах которого можно смело экстраполировать полученные сведения. Если же вспомнить, что львиная доля молекулярно-биологических исследований ведется на вирусах и бактериях, то становится не вполне понятным, из-за чего поднимают шум вокруг полученных результатов. Кто сказал, что полученные сведения имеют отношение к гораздо более высокоразвитым организмам, включая человека? На каком основании сплошь и рядом делаются столь широкие экстраполяции?

Читатель может упрекнуть меня и за слишком длинный экскурс в теоретические вопросы, и за не относящиеся к теме книги примеры, которые не раз приводились в этой главе? Все это сделано умышленно и по следующим причинам. Популярные книги, посвященные геологии, биологии, палеонтологии, обычно содержат результаты исследований, реже рассказывают о методах работы и еще реже о наиболее общих принципах, которыми руководствуются исследователи. Да и сами специалисты часто с пренебрежением относятся к анализу этих принципов, считая их излишним мудрствованием. Вести конкретное научное исследование, не задумываясь над фундаментальными научными принципами, можно лишь до поры до времени, пока не возникнут глубокие разногласия между исследователями или пока сама работа не коснется наиболее фундаментальных проблем.

Мне хотелось бы вступиться за «мудрствования», потому что попытки решить проблемы простым накоплением фактов не приводят к успеху. Люди убеждены, что если получен факт против какой-либо теории, то тем хуже для теории. Трудно представить противоположный вывод: тем хуже для факта. Тех, кто игнорирует этот факт, обвиняют в упрямстве и даже нечестности. Научная дискуссия перерастает в личную неприязнь и даже враждебность между учеными.

Среди исследователей прошлого Земли такие случаи не редкость. Люди не замечают, а часто просто не знают, что источник недоразумения не обязательно в моральных качествах противника, не в нежелании считаться с фактами, а в непонимании, что такое факт, каково его соотношение с теорией, что такое научная теория, что она может утверждать, а чего не может. Нельзя требовать от каждого исследователя, чтобы он был специалистом в философии науки и легко ориентировался в философской проблеме «что есть истина». Все же некоторое знакомство с современной философией вообще и философией науки в частности могло бы пусть не привести к решению самих проблем, а хотя бы правильнее поставить их.

Вернемся ненадолго к движению континентов и покрытосеменным. На чем основана уверенность фиксистов, что континенты не могли двигаться? Одни указывают на унаследованные структуры земной коры, например долгоживущие разломы, которые, как считается, уходят глубже того слоя, по которому скользят континенты. Если континенты движутся, то разлом не может держаться на одном месте. Надо принимать что-то одно: или движение континентов, или длительное существование на одном месте глубинных разломов. Другие указывают на то, что нет таких физических сил, которые могли бы сдвинуть о места континент и тащить его на тысячи километров, не раздробив на множество кусков. Ведь толщина континента — первые десятки километров, а ширина — тысячи километров. В масштабах Земли континент — кусок пленки, и тащить ее надо не по маслу.

Сторонники мобилизма тоже не могут себе чего-то представить без обращения к движению континентов: сходство очертаний и геологического строения материков по разные стороны от океанов, полосовые магнитные аномалии, распространение одних и тех же растений в Антарктике и Индии в позднем палеозое и многое другое.

Вдумаемся теперь в слова «не могу себе представить». По существу это означает несогласие с какой-то типологической экстраполяцией. Скажем, мы знаем свойства горных пород и «не можем себе представить», чтобы тонкая пленка континента могла скользить по более глубоко лежащим породам. Такая типологическая экстраполяция кажется недопустимой. Других она не пугает, а почему? Они считают, что там, на глубине, породы имеют иные свойства. Это тоже типологическая экстраполяция. Кто же лучше разбирается в типологии горных пород, какие вообще экстраполяции здесь допустимы и почему? То же и с растениями верхнего палеозоя. Почему одни и те же виды не могли в палеозое заселять тропики и Южный полюс? Только из-за того, что современные растения так не расселяются? Мы приписываем палеозойским растениям свойства современных, т. е. опять же делаем типологическую экстраполяцию. Справедлива ли она?

Теперь вспомним покрытосеменных. Нашли в Африке древнейшую пыльцу с подходящим строением оболочки. Разве из этого следует с необходимостью, что такой пыльцы не было у голосемянных? И кто сказал, что у древнейших покрытосеменных не могло быть какой-то совсем иной пыльцы, например похожей на пыльцу хвойных? Единственный возможный ответ на эти вопросы — «до сих пор мы такого не встречали», Что ж из того? Раньше мы не встречали растений с папоротниковидными листьями и семенами. Теперь о них (птеридоспермах) знает каждый студент-ботаник. Снова мы опираемся на типологические экстраполяции, которые вообще-то вовсе не обязательны.

Еще до того как палеоботаники изучили древнейшие меловые покрытосеменные, нашли и посмотрели в электронный микроскоп их пыльцу, ботаники строили филогенетические отношения между разными покрытосеменными, познакомившись лишь с современными формами. И сейчас, после этих находок, в филогенетике покрытосеменных главную роль играют не палеоботанические аргументы, а наблюдения над современными растениями. В их формах, структуре, химическом составе видят надежных темпофиксаторов, несущих в себе следы своей истории. Следы-то, может быть, они и несут, да читать их можно в разном порядке. Кто из ботаников как следует проанализировал принципы, позволяющие отличить правильное прочтение следов от ошибочного? Не было такого анализа, а были лишь споры по конкретным вопросам: какими были первые цветки, листья, стволы, где покрытосеменные появились, как расселялись и т. д.

Скучно становится читать материалы этих дискуссий. Невозможно отделаться от впечатления, что наблюдаешь ничейную позицию в шахматной игре, когда партнеры, не искушенные в теории шахмат, продолжают двигать фигуры. Этой аналогией я не хочу сказать, что не вижу смысла и в самих проблемах, и в тех конкретных исследованиях, которые с ними связаны. Проблемы существуют, они интересны, и исследования по ним осмысленны, но, когда от наблюдений переходят к выводам, полезно еще раз вспомнить о пробелах в наших знаниях. Надо представить себе и масштабы геологической истории, и объем геологической летописи. Надо осознать, как мало еще мы успели в ней прочесть и как много утратилось навсегда. Полезно вспомнить ошибки наших предшественников и то, как они настаивали на взглядах, кажущихся нам теперь наивными.

Поразмышляв не спеша обо всем этом, мы поймем, что еще не доросли до окончательных выводов, что прочесть полуистлевшие и разрозненные страницы можно и так и этак. Конечно, трудно действовать, не имея хорошей рабочей гипотезы. Против рабочих гипотез, пусть одной, кажущейся наиболее приемлемой, нет смысла и возражать. Принимать же гипотезу за нечто окончательно установленное — не выражение принципиальности и не научная смелость, а лишь выражение самоуверенности.