Можно
с уверенностью утверждать, что неведомое существо и персонаж нечеловеческой
внешности стояли на вооружении сказителей задолго до изобретения письменности.
Ангел и демон, призрак и вампир, дракон и птица Рух, циклопы Гомера
и безголовые люди Мандевилля – всё это часть классического наследия человечества.
Рассказ о том, как создавать таких существ, может быть воспринят почти как оскорбление
для нормального человеческого воображения.Однако в научной фантастике для гораздо более осведомлённой и технически продвнутой аудитории, чем та, с которой имел дело Гомер, мы стараемся придерживаться стандартов реализма (или, как минимум, правдоподобия). Это не значит, что у нас более высокие стандарты в этом отношении; в своё время боги Гомера и остров-кит Синдбада были такими же правдоподобными, как полёт на Луну и атомная энергия в наши дни. Просто наши стандарты основаны на лучшем знании материального мира.
Кроме того, у нас нет намеренной установки на то, чтобы привидение и его нематериальные родственники вышли, либо должны выйти из употребления. Компетентный, просвещённый, образованный материалист конца двадцатого века вполне может получать удовольствие от работ Шеридана ле Фаню или Лаймана Фрэнка Баума – не только с полным осознанием того, что это не правдивые истории, но и будучи выше необходимости доказывать свою непредубеждённость утверждением, что такие вещи могут быть возможными. Однако я ограничиваю свои комментарии довольно узкими рамками «строгой» научной фантастики, в которых я обладаю достаточной компетентностью, чтобы иметь собственное профессиональное мнение. Нас обвиняли в том, что мы с коллегами, ограничивая себя «научной точностью», сужаем круг идей, доступных нам для использования в сюжетах. Мой ответ, довольно жуткий с точки зрения математики, но оправданный по литературным стандартам, заключается в том, что квадратный корень из бесконечности на самом деле будет не намного меньше самой бесконечности, судя по справочникам. Наша главная мысль заключается в том, что для многих современных читателей нарушение автором законов термодинамики может испортить историю так же успешно, как Авраам Линкольн, меняющий свечи зажигания, в историческом романе.
Следовательно, если по сюжету мы отправляемся на Марс, транспортное средство должно действовать либо в соответствии с физическими законами, которые мы считаем известными в настоящее время, либо, как минимум, на основе более или менее убедительных экстраполяций этих законов. Более того, когда мы доберёмся туда, марсиане, не говоря уже об их комнатных собачках, верховых лошадях, стейках на ужин и ревматизме, не должны вызывать слишком резких эмоций на фоне того, что, хотелось бы надеяться, вместе представляют себе и автор, и читатель. Конечно, допустимо и даже желательно удивить читателя некоторыми из этих подробностей. Однако его реакцией на сюрприз должно быть желание корить себя за то, что он сам не смог предвидеть этот пункт, а не негодование по поводу того, что автор обратился к новой теме.
Отсюда следует, что «строгий» писатель-фантаст должен, как минимум, обладать представлением осведомлённого непрофессионала в области биохимии и экологии.
По-видимому, даже в этой ограниченной области существуют две основные линии поведения рассказчика, которому нужны персонажи, не являющиеся людьми, и другие внеземные формы жизни. Это не взаимоисключающие понятия: во многих отношениях они значительно перекрываются. Тем не менее, они описывают разные направления в подходах к решению проблемы, одно из которых принесёт больше пользы, если в голове автора уже есть хорошо проработанный основной сюжет, а другое окажется полезнее в ходе создания и развития самих возможностей сюжета.
В первом случае качества различных форм жизни уже в значительной степени предопределены: их требуют сюжетные события. Превосходные свежие примеры встречаются в некоторых романах Кейта Лаумера из цикла «Ретиф» – это металлические аборигены на колёсах из Куопа в «Войне Ретифа» и ещё более своеобразные лумбаганцы в «Выкупе за Ретифа».
Иными словами, если дикари с Фомальгаута VII собираются похитить героиню по воздуху, они должны быть способными летать с грузом в виде человеческого существа. Если герой собирается сбежать из запертого стального сейфа с помощью своего друга с Регула IV, друг должен обладать способностью либо пробивать, либо растворять сталь, либо, возможно, проникать в такие пространства и выходить из них через четвёртое измерение. Это часть стартовых условий для автора, который должен исходить из того, что творения его разума действительно обладают необходимыми способностями. Если он действительно добросовестен (или сильно беспокоится о том, что над ним могут посмеяться научные перфекционисты), фоном у него будет ещё и экосистема, в которой эти способности распространены повсеместно, и которую также составляют другие существа, поведение и способности которых вписываются в эту же картину.
Летать на Фомальгауте VII может быть легче, чем на Земле. Возможно, там воздух плотнее, или гравитация слабее, или мышцы у местных жителей сильнее и лучше работают. На обычную эволюцию окажет влияние тот факт, что окажется возможным полёт более крупных животных, поэтому крупные летающие живые организмы будут представлены здесь гораздо шире, чем нам известно для Земли. Будут существовать плотоядные, травоядные и всеядные животные. Эти существа будут обладать самыми разнообразными средствами нападения и защиты. Короче говоря, там будет больше экологических ниш, доступных крупным летающим существам, и можно с уверенностью ожидать, что эволюция заполнит их.
Разумеется, как и на Земле, там будут существовать ограничения. Позвоночные летают уже около двухсот миллионов лет, что для большинства форм, занимающихся этим, означает примерно такое же количество поколений; но у нас на планете нет сверхзвуковых птиц. Даже насекомые, которые летают гораздо дольше, не приблизились к 1 Маху; летающий со скоростью восемьсот миль в час олений овод, появившийся в литературе в 1930-е годы, определённо был ошибочным наблюдением. Похоже, что наша биохимия не может поставлять энергию с такой скоростью, которая необходима для сверхзвукового полёта. Именно очевидное существование этих ограничений и заставляет автора предположить для планеты у звезды Фомальгаут иной набор ограничений.
Аналогичным образом на Регуле IV способность проникать в четвёртое измерение должна быть общей особенностью, и этот факт найдёт своё отражение в местной экологии. Возникнут приёмы игры в прятки между хищниками и добычей, по своей сути непостижимые для людей; следовательно, это станет сложнейшей задачей для воображения и речевых навыков писателя.
Если способность проникать в четвёртое измерение – это не тот ответ, который вы выбрали, то, возможно, могла бы развиться способность растворять железо – и это подразумевает, что на планете существует чистое железо при таких обстоятельствах, которые делают полезной способность растворять его. Или же...
Естественно, существует ограничение на время, которое любой автор может потратить на проработку таких деталей. Даже я, занимаясь писательством в свободное время и редко обременяя себя сроками исполнения, трачу на написание самой истории лишь часть этого свободного времени. В любой истории, какой бы она ни была, определённую часть контекста должен заполнить своим воображением сам читатель/слушатель. Делать за него абсолютно всё – это невозможно и нежелательно. На этой первой линии атаки время и усилия, необходимые для проработки деталей, разумно ограничены.
В этом отношении даже вторая линия, которая является моей любимой техникой, имеет свои ограничения. Тем не менее, она побуждает автора вначале подольше поработать с логарифмической линейкой. Так уж вышло, что мне больше всего нравится проработка физической и химической природы планеты или солнечной системы, а уже после этого я придумываю формы жизни, которые могли бы логичным образом эволюционировать в таких условиях. Сюжет (вполне очевидным образом, как отмечают некоторые критики) рождается позже. Моё оправдание использования этой общей техники, если оно нужно, включает два момента.
Во-первых, я нахожу её более интересной. Но для автора, который зарабатывает на жизнь писательством, этот момент будет значить меньше.
Во-вторых, нет ничего необычного в том, что природа планеты и её жизненные формы, когда они хорошо проработаны, подсказывают события сюжета или даже целую сюжетную линию, чего в ином случае никогда бы не пришло мне в голову. Этот факт должен в какой-то степени учитывать даже писатель, больше ориентированный на фэнтези, которого меньше волнует «реализм».
Должен признать, что реализм или, как минимум, систематичность – это главное соображение для меня; и, как я намекнул несколько страниц назад, когда привёл сравнение с Авраамом Линкольном, даже самая фантастическая история может вывести из себя самого терпимого читателя, если несоответствие окажется достаточно грубым; анахронизм – это всего лишь одна из многих форм несоответствия.
При конструировании жизни реализм такого рода должен существовать, как минимум, на двух уровнях: биохимическом и механическом.
То, что мы пока не знаем всех подробностей того, как функционируют даже простейшие формы жизни – это правда. Всё ещё можно оправдать создание для сюжетных целей такого существа, которое пьёт гидразин, и сказать, что никто не может доказать невозможность его существования. Однако, начиная с какого-то момента, я должен отбросить это как скатывание на лёгкий путь – иногда оправданное для целей повествования, но губительное для научной точности. Разумеется, некоторые факты о жизни известны очень хорошо, и для того, чтобы идти им наперекор, трубуются очень веское оправдание и очень убедительная логика.
Например, любая форма жизни преобразует энергию из одной формы в другую. На нашей собственной планете самые сильные и активные существа используют кислород из атмосферы для преобразования пищевых веществ в углекислый газ и воду. Химические реакции снабжают их необходимой энергией. Очевидно, что доступный кислород быстро израсходовался бы, если бы не существовало какой-то другой совокупности реакций для расщепления воды и углекислого газа (по факту на этой планете расщепляется вода) на замену тому, что было израсходовано. Для расщепления молекулы на её элементы требуется столько же энергии, сколько выделяется при её образовании из этих элементов (на самом деле её должно поступать ещё больше, потому что ни одна реакция не использует её полностью), и у любой экологической системы должна существовать долговременная энергетическая база. Как всем известно, на нашей планете этой базой является солнечный свет. Мне думается, здесь нет необходимости вдаваться в очень сложные подробности; в наши дни мало кто заканчивает среднюю школу, не имея хотя бы общего представления о фотосинтезе (хотелось бы в это верить).
Мимоходом у некоторых людей возникает мысль, что рыбы нарушают это основное правило и представляют собой своеобразный вечный двигатель, потому что «дышат водой». Это не так; рыбы используют газообразное простое вещество O2, образующееся обычным путём, в процессе фотосинтеза, и растворённое в воде, а не O из H2O. Поставщики аквариумов совершенно обоснованно продают воздушные насосы; они не эксплуатируют простодушных любителей рыбок.
С точки зрения химии, заменители свободного кислорода в реакциях с выделением энергии вполне возможны, и, насколько об этом можно судить, должны быть возможны с точки зрения биологии (и действительно, некоторые земные формы жизни используют иные реакции). Нет даже никакой химической необходимости в том, чтобы эти заменители были газами; но если по сюжету требуется утопить или удушить не-человеческого персонажа, очевидными газообразными кандидатами будут фтор и хлор. Первый может запускать реакции со значительно большим выходом энергии по сравнению даже с кислородом, тогда как хлор выгодно отличается от газа, на который мы все подсели. (Последнее кажется оправданным предположением в отношении нынешних читателей. Если это не так, пожалуйста, подойдите и представьтесь!)
Ни хлор, ни фтор не встречаются на этой планете в свободном виде; но, как уже указывалось, не было бы и кислорода, если бы земная жизнь не пополняла его запас постоянно за счёт фотосинтеза. Отмечалось, что оба этих газа представляют собой элементы с нечётными номерами и, следовательно, их запас во Вселенной меньше, чем у кислорода. Это вполне может быть правдой; но если бы какой-нибудь безумный учёный создал микроорганизм, способный фотосинтезировать свободный хлор из хлорид-иона в океане Земли, высвободить столько же этого газа, сколько у нас сейчас есть кислорода, оказалось бы не особенно сложным делом. Расщепление примерно десяти процентов соли в океане сделало бы своё дело. Современная биологическая инженерия, вероятно, ещё не совсем готова выполнить эту задачу, но если вы хотите использовать эту идею в сюжете, то милости просим. Я сам не планирую её использовать; история о безумном учёном уже устарела, если не считать откровенно политической литературы, и даже тема «микроба из космоса» за последние сорок лет была уже уработана в усмерть.
Как уже говорилось выше, с точки зрения химии нет никаких причин, по которым среди реагентов для производства энергии вообще должны присутствовать газы. Окисление фунта сахара азотной кислотой даст больше энергии, чем окисление того же фунта кислородом (если на первый взгляд это кажется невероятным, то вспомните энергию связи в молекуле N2, которая является одним из продуктов в первой реакции). Правда, концентрированная азотная кислота в чистом виде довольно жёстко действует на многие, если не на все живые ткани на Земле; однако мы как-то выдерживаем соляную кислоту в нашей собственной пищеварительной системе, пусть даже в достаточно сильно разбавленном виде, несмотря на рекламу антацидных таблеток. Я не вижу особых трудностей в том, чтобы придумать существо, способное накапливать и утилизировать в своём организме сильные окислители. Защитная слизь, используемая нашим собственным желудком, – это лишь одна из возможностей.
Таким образом, для наших форм жизни в принципе возможно много химических источников энергии; но следует быть в достаточной степени знакомым с теми химическими реакциями, которые будут использованы. Из воды или оксида железа хорошее топливо не выйдет ни при каких разумных обстоятельствах; общеизвестно, что с их участием происходят некоторые реакции с выделением энергии, но для них требуются особые и маловероятные реагенты вроде натрия или фтора, – а если у нас есть эти реагенты, мы могли бы получить гораздо больше энергии при использовании их вместе с другими веществами.
Если мыслить более фундаментально, солнечный свет – это не единственный допустимый энергетический фундамент экологической пирамиды. Однако он, безусловно, наиболее вероятный, если предположить, что у рассматриваемой планеты есть солнце. Помните, что источник энергии должен быть не только достаточно большим в количественном отношении; чтобы жизнь могла зародиться и эволюционировать до сложных форм, он должен быть свободно доступным как в пространстве, так и во времени. Можно представить себе в этой роли и радиоактивность и необузданный вулканический жар, но первая из них требует довольно необычных условий, если она должна быть доступной повсеместно. Вулканизм, если считать Землю наглядным примером, как правило, ограничен в пространстве в любой момент времени и во времени в любом отдельно взятом месте, и это довольно удручающее сочетание. Кроме того, радиоактивная энергия в самой прямой своей форме поступает в виде квантов с высокой энергией, что создаёт дополнительную трудность для проблемы молекулярной архитектуры – это будет рассмотрено далее.
Выглядит вполне очевидным, что жизнь в дополнение к своей потребности в энергии должна обладать сложной структурой. Ей приходится делать слишком многое, чтобы быть простой машиной. Организм должен быть способным поглощать химические вещества, необходимые для получения энергии, и осуществлять с желаемой скоростью реакции, в которых они участвуют. Он должен развивать и восстанавливать свою собственную структуру (специально сконструированные бессмертные и неуязвимые существа допустимы, но определённо выпадают за рамки этого обсуждения). Он должен воспроизводить свою собственную структуру и, следовательно, сохранять в деле полный набор спецификаций, который сам по себе также должен быть воспроизводимым.
Какими бы мистическими, символическими или фигуральными ни были черты сходства между пламенем свечи и живым существом, явные различия между ними, на мой взгляд, представляют собой непреложное требование высочайшей сложности для последнего.
На Земле эту сложность создают, среди всего прочего, полимеры из фосфатов, сахаров и азотистых оснований, известные широкой публике за свои технические данные как ДНК и РНК, полипептидные и полисахаридные структуры, участвующие во многих процессах, и, возможно, важнейшие среди всего этого водородные связи, которые создают структурные связи, способные к изменениям по мере необходимости и позволяющие обойтись без температур, достаточно высоких, чтобы разрушить основную структуру.
Я не вижу причин, по которым работу многих из них не могли бы выполнять иные соединения углерода, хотя я не могу навскидку нарисовать формулы альтернативных соединений. Функции в целом зависят от формы молекул или, что, наверное, будет честнее, от формы окружающих их силовых полей; предполагается, что другие вещества могут воспроизводить их с достаточной точностью.
Я испытываю довольно сильное сомнение в том, что были бы функциональными более незатейливые замены, предлагаемые различными авторами, вроде замены углерода на кремний, хотя, конечно, я не могу быть уверенным в том, что этого не могло бы случиться. Нам известен тот факт, что на Земле, где кремния во много раз больше, чем углерода, жизнь использует последний. Объяснения, которые можно выдвинуть для этого факта, я воспринимаю также как объяснения того, почему кремний не будет функционировать в формах жизни. (Если говорить предметно, то атомы кремния достаточно велики, поэтому взаимодействуют с кислородом по четырём осям, и в результате этого образуют твёрдые кристаллические нерастворимые макромолекулярные структуры – обычный набор силикатных минералов. Атом углерода меньшего размера, способный вступать в реакцию не более чем с тремя атомами кислорода одновременно, сохраняет возможность образования реагирующего с водой газообразного диоксида углерода.) Правда, некоторые земные формы жизни вроде хвощей, стеклянных губок и фораминифер используют соединения кремния в своих опорных структурах, но не в процессах активной жизнедеятельности, за очень редким исключением.
Ещё я сомневаюсь, что какой-то другой элемент смог бы взять на себя роль водорода, который я склонен считать «самым» необходимым элементом жизни вместо более популярного углерода. Механизм жизни сложен, но у него должно быть то, что можно было бы назвать «движущимися частями» – это структуры, которые должны менять свою форму или соединяться то так, то иначе. Химическая связь, достаточно слабая, чтобы её можно было изменить, не затрагивая остальных частей механизма, выглядит совершенной необходимостью – трудно было бы спроектировать бензиновый двигатель, если бы не существовало пружин, а для открытия клапанов в каждом цикле был бы нужен резак. Водородная связь (я не собираюсь объяснять, что это такое; если вы не знаете, загляните в любой учебник начального курса химии) – это единственная известная мне вещь, которая удовлетворяет данную потребность на молекулярном уровне.
Это, однако, не такая уж большая проблема для научной фантастики. Примерно 999 из каждых 1000 атомов во Вселенной – это атомы водорода; даже на Земле, которая представляет собой, видимо, один из самых бедных водородом объектов в наблюдаемой части космоса, есть всё необходимое для обширного собрания форм жизни. Подозреваю, что в общем и целом автору будет проще использовать для изобретённых им форм жизни водород, чем подбирать ему надёжную замену.
Чтобы закончить обсуждение на уровне фундаментальной структуры, следует признать, что возможны очень сложные структуры электрических и магнитных полей, отличные от тех, которые дают в готовом виде атомы и молекулы. В данный момент будет действительно необходимо прибегнуть к оправданию «мы не можем сказать, что это невозможно». Лично я стал бы разрабатывать такие формы жизни лишь в том случае, если бы мой сюжет потребовал от них каких-то способностей, несовместимых с обычными ситуациями, вроде путешествия по телефонному проводу или существования без защиты и в солнечной фотосфере, и в пещере на Плутоне. С этого места простой научный реализм исчезает, и как эксперт я должен вам откланяться. Дело не в том, что я выше этого, – просто сделать это так же хорошо, как и я, смог бы практически кто угодно.
Другая принципиальная основа правдоподобия форм жизни лежит в области простой механики, и она основана на здравом смысле в гораздо большей степени, чем биохимия. Например, вопреки существованию калотов Эдгара Райса Берроуза, быстро бегающее существо с гораздо большей вероятностью будет обладать небольшим количеством длинных ног, чем множеством коротких. Независимо от того, будет ли на планете X мышечная ткань сильнее или слабее, чем на Земле, приложение мышечного усилия будет эффективнее при меньшем количестве более продолжительных взмахов. Даже если эволюционная основа по какой-то причине начинала с десяти ног (например, при увеличенной гравитации), я бы ожидал, что у организма, специализирующегося на скорости, разовьются до большей длины две или, возможно, четыре из них, а остальные либо дегенерируют по ходу смены поколений, либо им будет найдено иное применение.
Исходя из того же общего принципа, если существо питается травой или её местным экологическим эквивалентом, то у него, вероятнее всего, будет не так уж и много мозгов. Если ему не нужно ловить пищу или лазать по деревьям, у него не будет никакого эквивалента руки – короче говоря, любая анатомическая часть организма должна быть либо полезной этому существу в его текущей жизни, либо быть дегенеративным остатком чего-то полезного для его отдалённых предков. Среди земных форм жизни найти исключения из этого правила трудно, и они могут быть лишь кажущимися; мы просто не знаем назначения спорного органа. Старым примером такого рода был «парус» на спинах некоторых пермских рептилий, который в настоящее время считается устройством для контроля температуры.
Помимо того, что какое-то образование полезно само по себе, оно должно было приносить хоть какую-то пользу и на ранних стадиях своего развития; трудно поверить, что к появлению полностью развитого уха могла бы привести единственная мутация, но какая-то способность ощущать колебания давления явно была бы полезной для животного. Должны были существовать живые существа, демонстрирующие развитие на всём пути от чуть более чувствительного осязания до существующего в настоящее время органа, способного обнаружить и распознать поступь тигра в лесу, шумящем на ветру – или фальшивящую флейту в оркестре.
То же самое относится к глазу. В настоящее время на Земле есть живые существа со светочувствительными органами, образующими ряд от простого красного пятнышка у одноклеточной эвглены через камеру-обскуру со сложной сетчаткой (у некоторых головоногих моллюсков) и завершающийся органом, оснащённым линзой и радужной оболочкой, с ограниченной дифракцией и автоматической фокусировкой, как у большинства млекопитающих и птиц. Существуют также примеры параллельной эволюции, которые оказались достаточно хороши, чтобы помочь своим обладателям выживать на всём протяжении их пути: сложные мозаично-линзовые глаза членистоногих и, как я слышал, есть, как минимум, один организм, который сканирует изображение одной линзы, перемещая в пространстве единственный нерв сетчатки.*