Передмова

Ми розповідаємо історії, щоб розібратися. Це у нас у крові.

Лія Гіллз. Повернення до серця

Ідея сучасної праісторії вже давно висить у повітрі. У мене вона з’явилася, коли я вперше почав викладати курс історії світу в Університеті Маккуорі в Сіднеї 1989 року. Я вважав, що саме через такий курс буде найкраще підійти до вивчення історії людства. Я тоді досліджував і викладав російську та радянську історію, і мене турбувало, що навчання національної та імперської історії (Росія була як нацією, так і імперією) підсвідомо закладало думку, буцімто на базовому рівні людство просто складається з племен-суперників. Чи корисно розповідати про це у світі, який має ядерну зброю? Під час Карибської кризи я ще навчався у школі і яскраво пам’ятаю відчуття завислості на краю апокаліптичної прірви. Люди от-от могли знищити світ і себе. Я пам’ятаю, як часто міркував, чи є «там», у Радянському Союзі, діти, яким так само страшно. Зрештою, всі ми люди. У дитинстві я жив у Нігерії. Саме там у мене з’явилося дуже сильне відчуття суцільного й надзвичайно різноманітного людського співтовариства — почуття, яке посилилося, коли я підлітком вступив до Атлантичного коледжу, міжнародного вишу в Південному Уельсі.

Декілька десятиліть по тому, вже у статусі професійного історика, я почав міркувати над уніфікованим підходом до навчання історії людства. Чи міг я розповідати про спадок усього людства з пафосом і побожним благоговінням, притаманним історіям великих націй? Згодом я впевнився, що нам потрібна історія, де палеолітичні пращури й неолітичні фермери відігравали б таку саму важливу роль, як і керманичі, завойовники та імператори, які захопили історичний дискурс.

Зрештою я зрозумів, що моя ідея не нова. У 1986 році великий історик Вільям Макнілл обстоював думку про те, що писати історію «злетів і падінь усього людства» — «моральний обов’язок кожного професійного історика наших часів»1. Іще раніше, але в тому самому дусі Герберт Уеллс написав історію людства, як відповідь на бійню Другої світової війни.

Ми вже розуміємо, що не може бути миру для кожного окремо — може бути лише мир для всього світу, і не може бути індивідуального добробуту — лише добробут для всіх. Але спільного миру й добробуту не буде без спільних історичних ідей… Не маючи нічого, крім вузьких, егоїстичних і суперечливих націоналістичних традицій, раси й народи приречені на постійні конфлікти й руйнацію2.

Уеллс зрозумів іще дещо: тому, хто хоче викладати історію людства, найімовірніше, доведеться викладати історію всього на світі. Саме тому його «Нарис з історії» перетворився на історію Всесвіту. Щоб зрозуміти історію людства, доведеться зрозуміти, як виникли такі дивні створіння, — отже, дізнатися про еволюцію життя на планеті Земля — отже, дізнатися про еволюцію самої планети Земля — отже, дізнатися про виникнення й розвиток зір і планет — а отже, дізнатися й про виникнення та розвиток Усесвіту. Сьогодні ми можемо розповісти цю історію з науковою точністю, немислимою за часів Уеллса.

Уеллс шукав спільного знання, яке б об’єднало різні дисципліни й народи. Усі праісторії поєднують у собі багато знань — навіть праісторії націоналістичних історіографій. Найосяжніші з них можуть провести різними часовими осями через численні концентричні кола розуміння та ідентичності: від самого себе до родини й роду, далі до народу, мовної чи релігійної групи, до найширших кіл людства і життя й зрештою до ідеї про належність до Всесвіту або космосу.

Але дедалі активніші міжкультурні контакти останніх століть показали, як глибоко закорінені всі праісторії й релігії в традиціях і середовищах. Саме тому глобалізація й нові ідеї підірвали віру в традиційні знання. Навіть найвідданіші прибічники традицій починають бачити, що праісторія в кожного народу різна й розповідає дуже різні речі. Дехто став доволі агресивно, навіть жорстко захищати власні релігійні, племінні чи національні переконання. Багато хто просто втратив ці переконання та віру, а разом із ними — своє коріння і відчуття свого місця у Всесвіті. Втрата віри може пояснити повсюдну аномію — відчуття безцільності, безглуздості й навіть розпачу, завдяки якому сформувалося багато течій у літературі, мистецтві, філософії та науці ХХ століття. Націоналізм багатьом запропонував певне відчуття причетності, але в нинішньому глобально поєднаному світі очевидно, що, навіть поєднуючи громадян певної країни, він розділяє все людство.

Я написав цю книжку з оптимістичним сподіванням, що ми, сучасні люди, не приречені на вічну розрізненість і безглуздість. У серці творчого урагану сучасності визріває й народжується нова глобальна праісторія, сповнена сенсу, трепету й таємниць, як і будь-яка традиційна праісторія, але збудована на сучасному науковому підґрунті з багатьох царин знання3. Ця історія дуже далека від завершення, їй ще доведеться увібрати уроки й висновки старших праісторій про те, як жити добре, довго і самодостатньо. Але її варто вивчати, бо вона ґрунтується на глобальному спадку ретельно перевіреної інформації і знань, і це перша праісторія, яка охопить усі людські суспільства й культури. Це збірний глобальний проект, історія, яка відповідатиме уявленням про світ у Буенос-Айресі й Пекіні, у Лаґосі й у Лондоні. Сьогодні багато вчених займаються захопливою роботою: побудовою й поширенням цієї сучасної праісторії. Вони шукають там орієнтирів і відчуття спільної мети, яке дають усі праісторії, — але вже для глобалізованого світу сьогодення.

Уперше я почав викладати історію Всесвіту 1989 року. У 1991-му, намагаючись пояснити, чим займаюсь, я використав термін «велика історія»4. Я зрозумів, що намагаюся намацати основні напрямки новонародженої глобальної праісторії, лише повільно усвідомивши, як вона повинна виглядати загалом. Сьогодні великої історії навчають в університетах по всьому світу, а завдяки проекту Big History Project долучитися до її вивчення мають змогу ще й старшокласники.

Нам необхідно переосмислити минуле, якщо ми хочемо подолати глибокі глобальні виклики ХХІ століття й скористатися його новими можливостями. Ця книжка — моя спроба розповісти сучасну версію величезної, докладної, красивої й натхненної історії.

1 William H. McNeill, “Mythistory, or Truth, Myth, History, and Historians,” American Historical Review 91, no. 1 (Feb. 1986): 7.

2 H. G. Wells, Outline of History: Being a Plain History of Life and Mankind, 3rd ed. (New York: Macmillan,1921), vi.

3 Славетний біолог Е. О. Вілсон переконливо доводив життєву необхідність тіснішого переплетення сучасних наукових дисциплін; див. E. O. Wilson, Consilience: The Unity of Knowledge (London: Abacus, 1998).

4 Уперше я вжив цей термін у “The Case for ‘Big History,’” Journal of World History 2, no. 2 (Fall 1991): 223–38.

Вступ

Форми, що з’являються і зникають — і твоє тіло лише одна з них — це лиш відблиски танцю моїх кінцівок. Коли впізнаєш Мене в усьому, чого тобі тоді боятися?

Уявні слова індуїстського бога Шиви з книжки Джозефа Кемпбелла «Герой із тисячею облич»

Усі ці зовсім неможливі події, напевно, такі ж імовірні, як ті, що могли б коли-небудь статися, й будь-які інші, що зроду не ставалися.

Джеймс Джойс. Фіннеґанові поминки

Ми з’явилися в цьому Всесвіті не за власним бажанням, у часі й місці, яких теж не вибирали. Якусь мить ми, такі собі космічні світляки, летітимемо разом з іншими людьми, зі своїми батьками, з сестрами й братами, з дітьми, із друзями і ворогами. Ми подорожуватимемо разом з іншими формами життя від бактерій до бабуїнів, зі скелями, океанами й полярними сяйвами, з місяцями й метеорами, планетами й зорями, кварками й фотонами, надновими і чорними дірами, разом зі слимаками й мобільними телефонами в неймовірних просторах порожнечі. Ця кольорова різноманітна какофонічна і таємнича кавалькада продовжуватиме свій рух, навіть коли ми її полишимо. У віддаленому майбутньому до неї приєднуватимуться і залишатимуть її вже інші подорожні. Зрештою учасників меншатиме. За газильйони років від сьогодні вона розтане, як привид на ранішній зорі, розчиниться в океані енергії, з якої народилася.

Що ж це за дивний натовп, із яким нам доводиться подорожувати? Яке наше місце в цій кавалькаді? Звідки вона з’явилася, куди прямує і як зрештою зникне?

Сьогодні ми, люди, можемо розповісти про історію цієї кавалькади набагато більше, ніж будь-коли. Ми можемо з дивовижною точністю визначити, що розташовано ген-ген за мільярди світлових років від Землі й що відбувалося мільярди років тому. Нам це під силу, бо ми зібрали вже багато шматочків мозаїки знань і можемо уявити всю картину. Це дивовижне й дуже недавнє досягнення. Багато шматочків мозаїки нашого походження знайшли своє місце за мого життя.

Ми можемо скласти масштабні карти Всесвіту і його минулого завдяки, поміж іншим, своєму великому мозку — і, як усі тямущі організми, користуємось ним, аби створити внутрішні карти світу. З них складається певна віртуальна реальність, яка допомагає нам знайти власний шлях. Ми не здатні побачити світ безпосередньо в усіх його деталях; для цього потрібен мозок завбільшки з Усесвіт. Але ми можемо створити прості карти фантастично складної реальності, знаючи, що вони відповідають важливим аспектам реального світу. На всім відомій схемі лондонського метро немає більшості поворотів, але нею успішно користуються мільйони людей, щоб потрапити з одного кінця міста в інший. Ця книжка — своєрідна схема метро Всесвіту.

Люди відрізняються від усіх інших розумних тварин мовою — надзвичайно потужним засобом комунікації, що дає змогу обмінюватися індивідуальними картами світу й таким чином формувати більші, детальніші карти, створені спільними інтелектуальними потужностями. Такий обмін дозволяє порівнювати деталі своїх карт із деталями мільйонів інших. Саме так кожна група створює світогляд, де поєднуються спостереження, ідеї та думки багатьох поколінь, які жили протягом тисяч років. Піксель за пікселем завдяки колективному навчанню люди вибудовували все детальніші карти Всесвіту протягом 200 тисяч років свого існування як виду. Це означає, що одна маленька частка Всесвіту почала роздивлятися себе саму, — ніби Всесвіт почав поволі розплющувати одне око після довгого сну. Сьогодні завдяки глобальному обміну ідеями та інформацією, завдяки точності сучасної науки, завдяки новим дослідницьким інструментам (від часток, що розбивають атоми, до космічних телескопів), завдяки комп’ютерним мережам із колосальними обчислювальними потужностями це око бачить більше і більше.

Історія, розказана нам цими картами, — найвеличніша, яку лише можна уявити.

Малим я не міг нічого зрозуміти, поки не малював собі таку карту. Як і багато інших людей, я намагався поєднати ізольовані царини, які поволі вивчав. Література не мала нічого спільного з фізикою; я не бачив ніякого зв’язку між філософією і біологією, релігією і математикою або економікою і етикою. І я продовжував шукати певну структуру, своєрідну карту різних континентів і островів людського знання. Я хотів побачити, як усе компонується і стає на свої місця. Традиційні релігійні описи мене ніколи не влаштовували, бо, зростаючи в Нігерії, я дуже рано дізнався, що різні релігії пропонують різні й часто суперечливі пояснення, як світ став таким, яким він є.

Сьогодні ми спостерігаємо за появою нової системи розуміння глобалізованого світу. Її вибудовують, розвивають і поширюють тисячі людей із різних наукових галузей і країн. Поєднання їхніх розумінь може допомогти нам побачити речі, які годі побачити в межах одної дисципліни, й дозволяє подивитися на світ із вершини, а не з підніжжя. Ми бачимо зв’язки різних наукових перспектив, а отже, можемо глибше замислитися над такими широкими темами, як природа складності, природа життя й навіть природа нашого власного виду! Зрештою, останнім часом ми вивчаємо людей крізь багато різних дисциплінарних об’єктивів (антропологія, біологія, фізіологія, приматологія, психологія, лінгвістика, історія, соціологія), але жодна спеціалізація не дає індивідові можливості віддалитися й побачити людство в цілому.

Пошук праісторій, які можуть пов’язати різні типи знань, старий, як і саме людство. Мені подобається уявляти собі групу людей, що сиділи біля вогню на заході сонця сорок тисяч років тому. Я уявляю їх на південному березі озера Мунґо, в районі озер Вілландра у Новому Південному Уельсі, де було знайдено найстаріші людські рештки в Австралії. Сьогодні це батьківщина племен паакантжі, нґйямпаа і мутті мутті, але ми знаємо, що їхні предки жили в цьому регіоні не менше сорока п’яти тисяч років.

У 1992 році рештки одного з пралюдей (відомого як Мунґо-1), виявлені археологами 1968-го, нарешті повернули місцевій громаді аборигенів. Це була молода частково кремована жінка5. За півкілометра від місця першої знахідки знайшли залишки ще однієї особи (Мунґо-3), найімовірніше чоловіка віком близько 50 років. Він страждав на артрит і серйозну ерозію емалі, можливо, викликану постійним протяганням крізь зуби ниток, із яких робили сіті й мотузки. Його тіло було поховане дбайливо й поважно та посипане порошковою червоною охрою, добутою за двісті кілометрів від місця поховання. Чоловіка повернули на озеро Мунґо в листопаді 2017-го.

Обидві особи померли близько сорока тисяч років тому, коли нині сухі озера Вілландра були повні води, риби та молюсків і приваблювали безліч птахів і тварин, на яких можна було полювати або ставити пастки6. Життя навколо озера Мунґо тоді буяло.

У своїх уявних сутінкових розмовах при вогнищі я бачу хлопців і дівчат, старших чоловіків і жінок, батьків, бабусь і дідусів. Хтось загорнувся в хутро, а хтось гойдає колиску з малюком. Діти бігають одне за одним понад озером, а дорослі доїдають молюсків, свіжовиловлену рибу та раків і шматки смаженого валабі. Поволі розмова стає серйозною, і чутним залишається лише один голос — когось із найстарших. Як завжди довгими літніми днями й холодними зимовими ночами, літні люди переказують молодим те, про що дізналися від предків і вчителів. Вони питають про те, що завжди мене зачаровувало. Як утворилася земля з її пагорбами, озерами, долинами і ярами? Звідки взялися зорі? Коли жили перші люди і звідки вони взялися? А може, ми були тут завжди? Чи пов’язані ми якось із варанами, валабі й ему? (Люди озера Мунґо й сучасна наука на це останнє запитання відповідають однаково: рішучим «Так!»). Оповідачі викладають історію. Вони розповідають про те, як наш світ було створено потужними силами й істотами в далекому минулому.

Розказані протягом багатьох ночей і днів, ці оповіді описують засадничі ідеї народу озера Мунґо. Це ідеї з довгими ногами, ідеї, які допомагають стійко триматися шляху. Вони поєднуються, щоби сформувати величезну мозаїку інформації про світ. Деяким дітям здається, що певні історії складні й хитромудрі, їх годі втямити з першого разу. Але історії доводиться слухати від різних людей у різних формах, і діти звикають до них і до їхніх глибинних ідей. Діти виростають, і ці історії впинаються їм під шкіру. Тепер вони знають їх дуже точно, бачать їхню красу, тонкі деталі й сенси.

Коли вони говорять про зорі, краєвиди, вомбатів і валабі, про світ і своїх пращурів, їхні вчителі розгортають карту спільного світогляду, яка показує членам племені їхнє місце в багатому, прекрасному й іноді моторошному універсумі. «Ось те, чим ти є». «Ось звідки ти походиш». «Ось ті, хто існував до твого народження». «Ось єдине ціле, часткою якого ти є». «А ось обов’язки й завдання того, хто живе серед таких, як ти сам». Ці історії мають величезну силу, бо в них вірять. Люди вірять у їхню правдивість, оскільки вони спираються на цінні знання, отримані крізь часи й покоління від давніх пращурів. Їх уже сотні разів перевіряли на точність, достовірність і обґрунтованість, послуговуючись глибокими знаннями про людей, зорі, природу, рослини і тварин, доступних народу Мунґо, а також їхнім предкам і сусідам.

Карти, які створили предки, можуть стати в пригоді нам усім. Відомий французький соціолог Еміль Дюркгейм наполягав на тому, що карти, приховані в стародавніх історіях і релігіях, — фундаментальні для нашої самосвідомості. Без них, стверджував він, люди часом впадають у такий глибокий відчай і марноту існування, що це може призводити до самогубств. Не дивно, що майже в усіх відомих суспільствах історії походження світу стали серцем освіти. У палеолітичних суспільствах учні дізнавались історії свого походження від старійшин, а пізніші вчені пізнавали основні історії християнства, ісламу й буддизму в університетах Парижа, Оксфорда, Багдада і Наланди.

Цікаво, втім, що сучасній світській освіті бракує чіткої праісторії, яка пов’язувала б усі сфери знання. Може, саме тому відчуття дезорієнтації, розділеності й бездушності, описане Дюркгеймом, відчувається у всьому світі — у Делі й Лімі, в Лаґосі й Лондоні. Проблема в тому, що у глобально взаємопов’язаному світі так багато місцевих праісторій, які змагаються за довіру й увагу, що вони заважають одна одній. Тому більшість сучасних педагогів зосереджують увагу на частинах замість цілого, а студенти дізнаються про світ поступово, з розрізнених наукових дисциплін. Сьогодні люди навчаються того, про що наші предки з озера Мунґо ніколи не чули, — від алгебри до сучасної історії й уміння писати комп’ютерний код. Але нас, на відміну від людей з озера Мунґо, рідко заохочують поєднувати ці знання в єдину, цілісну історію — як глобуси в старих школах поєднали тисячі місцевих карт у єдину карту світу. Тому в нас лишається фрагментарне розуміння як реальності, так і людської спільноти, до якої ми всі належимо.

Сучасна праісторія

І все ж… помалу-помалу, але сучасна праісторія таки зароджується. Як і історії, що переповідалися на берегах озера Мунґо, наша сучасна праісторія зібрана пращурами, перевірена і випробувана поколіннями й тисячоліттями.

Звичайно, вона дуже відрізняється від більшості традиційних праісторій — частково тому, що вибудувалася не в певному регіоні чи культурі, а завдяки глобальній спільноті понад семи мільярдів людей, а отже, увібрала в себе знання з цілого світу. Ця праісторія призначена для всіх сучасних людей і побудована на глобальних традиціях нинішньої науки.

На відміну від традиційних праісторій, сучасній бракує бога-творця, але в ній є енергії й частки такі ж екзотичні, як і традиційні пантеони богів. Як і праісторії конфуціанства чи раннього буддизму, сучасна історія розповідає про Всесвіт, який просто є. Будь-яке відчуття сенсу з’являється не зі Всесвіту, а з людей. «Який сенс Усесвіту? — запитав Джозеф Кемпбелл, який вивчав міфологію і релігії. — А який сенс блохи? Вона просто існує, от і все — а ваш сенс у тому, що існуєте ви»7.

Світ сучасної праісторії нестабільніший, турбулентніший і набагато більший, ніж світ багатьох традиційних праісторій. Ці якості вказують на певні обмеження. Наша праісторія глобальна, але дуже молода, і тому їй не бракує молодечої сирості і сліпих плям. Вона виникла в дуже особливий період людської історії й сформувалася під впливом динамічних і потенційно руйнівних традицій сучасного капіталізму. Саме тому їй часто бракує глибшої чутливості до біосфери, яку можна побачити в праісторіях корінних народів.

Усесвіт сучасної праісторії неспокійний, динамічний, мінливий і величезний. Геолог Уолтер Альварес нагадує нам, наскільки він великий, запитуючи, скільки в ньому зір. У більшості галактик приблизно по 100 мільярдів зір, а Всесвіт налічує десь таку саму кількість галактик. Це означає, що у Всесвіті (глибоко вдихнули!) 10 000 000 000 000 000 000 000 (1022) зір8. Нові спостереження, проведені наприкінці 2016 року, натякають, що галактик у Всесвіті може бути набагато більше, так що не соромтеся додати ще кілька нулів. Наше Сонце — доволі звичайний член цієї величезної банди.

Сучасна праісторія ще не завершена. Додаються нові розділи й секції, старі частини необхідно перевірити чи підлатати, а потім зняти риштування й прибрати зайвий непотріб. Без дір однаково нікуди не подітися, отже, як і всі праісторії, наша ніколи не втратить ауру таємниці й страху. Але в останні кілька десятиліть наше розуміння Всесвіту, де ми живемо, стало всебічнішим, і тому наше відчуття його таємничості може навіть посилитися, оскільки, як писав французький філософ Блез Паскаль, «знання подібне до сфери: що більший його об’єм, то більший контакт із незнаним»9. Попри всі її недоліки й невизначеності, нам слід знати свою історію, так само, як людям із озера Мунґо слід було знати свої. Сучасна праісторія розповідає про долю всіх людей і тому може підготувати нас до величезних випробувань і можливостей, із якими ми всі стикаємося в цей ключовий момент історії планети.

В основі сучасної праісторії лежить ідея ускладнення. Як з’явився наш Усесвіт і як він створив величну кавалькаду речей, сил і істот, до складу якої входимо й ми самі? Насправді ми не знаємо, звідки походить Усесвіт і що існувало до нього. Але ми точно знаємо, що коли наш Усесвіт виник із густої піни енергії, він був надзвичайно простим. Простота досі залишається його базовою рисою. Адже більшість нашого Всесвіту — холодний темний порожній простір. Утім, в особливих і незвичайних середовищах, таких, як на нашій планеті, існувала досконала «зона Золотоволоски», схожа на кашу малого ведмежати з казки про Золотоволоску й ведмедів. Ця зона була не дуже гаряча й не дуже холодна, не надто щільна й не надто розріджена і якраз пасувала для розвитку складних структур10. У цій «зоні Золотоволоски» за мільярди років виникли дуже складні істоти і явища з рухомішими частинами й складнішими взаємозв’язками. Було б великою помилкою вважати, що складні речі обов’язково кращі, ніж прості. Але складність для людей справді важлива — по-перше, ми самі дуже складні, а по-друге, динамічне глобальне суспільство, в якому ми сьогодні живемо, — так само одне з надзвичайно складних явищ. Отже, зрозуміти, як виникли складні речі і які «умови Золотоволоски» дозволили їм виникнути — чудовий спосіб зрозуміти себе і довкілля.

Складніші речі з’являлися в ключових точках переходу. Найважливіші з них я буду називати порогами. Пороги оформлюють складну розповідь сучасної праісторії. Вони підкреслюють основні поворотні моменти, коли те, що вже існувало, переформатувалося чи ще якось змінилося, щоб створити дещо з новими, «найновітнішими» властивостями, рисами, яких ніколи раніше не існувало. У ранньому Всесвіті не було зір, планет і живих організмів. Потім, крок за кроком, почали з’являтися абсолютно нові речі. Зірки кувалися з атомів водню і гелію, нові хімічні елементи з’явилися всередині вмирущих зір, планети й місяці утворилися зі згустків льоду й пилу за допомогою цих нових хімічних елементів, а перші живі клітини розвивалися в родючих хімічних середовищах скельних планет. Ми, люди, — важлива частина цієї історії, тому що ми є продуктом еволюції й урізноманітнення життя на планеті Земля, але за свою коротку, зате визначну історію створили так багато абсолютно нових форм складності, що сьогодні, здається, очолили зміни довкілля. Поява чогось нового, складнішого й розмаїтішого завжди здається таким самим чудом, як народження дитини, бо Всесвіт загалом стає простішим і дезорганізованішим. Зрештою ця схильність до хаосу (вчені називають її ентропією) переможе, і Всесвіт перетвориться на своєрідний випадковий безлад без системи чи структури. Але до цього ще дуже, дуже далеко.

Тим часом ми, здається, живемо в енергійному молодому Всесвіті, сповненому творчості. Народження Всесвіту — наш перший поріг — настільки ж дивовижне, як і решта порогів нашої сучасної праісторії.

5 Про історію цих знахідок та дуже різне їх сприйняття археологами й тими, хто нині живе біля озера Мунґо, див. Andrew Pike and Ann McGrath, Message from Mungo (Ronin Films, 2014).

6 Дивовижна археологія Австралії у книжці: Mike Smith, The Archaeology of Australia’s Deserts (Cambridge: Cambridge University Press, 2013).

7 The Power of Myth, episode 2, Bill Moyer and Joseph Campbell, 1988, http://billmoyers.com/content/ep-2-joseph-campbell-and-the-power-of-myth-the-message-of-the-myth/.

8 Alvarez, A Most Improbable Journey, 33.

9 У: Fritjof Capra and Pier Luigi Luisi, The Systems View of Life: A Unifying Vision (Cambridge: Cambridge University Press, 2014), 280.

10 Про «принцип Золотоволоски» докладно див. Spier, Big History, 63–68 і далі.

Хронологія

У цій таблиці ви знайдете деякі фундаментальні дати сучасної праісторії. Ми вказали як приблизні абсолютні, так і перераховані дати, тобто такі, які б вийшли, якби Всесвіт виник 13,8 року, а не 13,8 мільярда років тому. Так легше збагнути хронологію. Зрештою, природний добір готував нас не до мільйонів чи мільярдів, і ми вирішили, що коротшу хронологію сприймати і розуміти буде набагато простіше.

Більшість дат, які стосуються подій, що відбулися понад кілька тисяч років тому, були встановлені лише в останні п’ятдесят років за допомогою сучасних хронометричних технологій, найважливішою з яких є радіометричне датування.

Подія

Приблизна абсолютна дата

Дата, поділена на 1 млрд років

Поріг № 1. Великий вибух: народження нашого Всесвіту

13,8 млрд років тому

13 років 8 місяців тому

Поріг № 2. Почали сяяти перші зорі

13,2 (?) млрд років тому

13 років 2 місяці тому

Поріг № 3. У велетенських умирущих зорях з’явилися нові елементи

Постійно від порога № 2 і до наших днів

Постійно від порога № 2 і до наших днів

Поріг № 4. Формується наше Сонце і Сонячна система

4,5 млрд років тому

4 роки 6 місяців тому

Поріг № 5. Найперші форми життя на Землі

3,8 млрд років тому

3 роки і 9 місяців тому

Перші великі організми на Землі

600 млн років тому

7 місяців тому

Астероїд нищить динозаврів

65 млн років тому

24 дні тому

Рід гомінінів відмежовується від роду шимпанзе

7 млн років тому

2,5 дня тому

Homo erectus (Людина прямоходяча)

2 млн років тому

17 годин тому

Поріг № 6. Перші свідчення про наш вид, Homo sapiens

200 тис. років тому

100 хвилин тому

Поріг № 7. Кінець останнього льодовикового періоду, початок голоцену, перші ознаки землеробства

10 тис. років тому

5 хвилин тому

Перші ознаки міст, держав, аграрних цивілізацій

5 тис. років тому

2,5 хвилини тому

Розквіт Римської імперії та імперії Хань

2 тис. років тому

1 хвилина тому

Починає зароджуватися зв’язок між різними зонами світу

500 років тому

15 секунд тому

Поріг № 8. Почалася революція викопних палив

200 років тому

6 секунд тому

Велике прискорення: людина виходить на поверхню Місяця

50 років тому

1,5 секунди тому

Поріг № 9 (?): Збалансований світоустрій?

За 100 років

За 3 секунди

Сонце вмирає

За 4,5 млрд років

За 4,5 року

Усесвіт впадає в темряву. Ентропія перемагає

Газильйони і газильйони років у майбутньому

Мільярди і мільярди років відсьогодні

Частина перша

Космос

1 Що було на початку: поріг № 1

Щоб зробити яблучний пиріг з нуля, потрібно спочатку винайти Всесвіт.

Карл Саґан. Космос

Так, мабуть, і було, коли народилась зоря,

У первісних обертах вихору зачаровані коні теплим поступом,

Іржучи тихо й радісно, зі стаєнь зелених своїх

Повиходили в поле співати хвалу.

Ділан Томас. Ферн Гілл

Ривковий початок праісторії

Бутстрепінг (від bootstrap — петля на заднику черевика) — це карколомне підважування самого себе, дуже-дуже сильно тягнучи за цю петлю. Ідея, що увійшла в жаргон комп’ютерників (через слова booting і rebooting — «завантаження» і «перезавантаження»), описує, як комп’ютер воскресає з мертвих і завантажує інструкції, котрі підкажуть користувачеві, що з ним робити далі. У прямому сенсі, звичайно, витягнути себе за петлю на черевику неможливо, оскільки, аби щось підняти, потрібен важіль. «Дайте мені важіль і точку опори, — казав грецький філософ Архімед, — і я переверну Землю». Але що могло підважити створення нового Всесвіту? Як можна підважити Всесвіт? Або ж, якщо на те пішло, — цілу історію виникнення нового Всесвіту?

Підважувати праісторії не легше, ніж народження Всесвіту. Один із легких шляхів — проігнорувати проблему початку і вважати, що Всесвіт існував завжди. Тоді не треба нічого ні за що витягувати. Багато праісторій пішли саме цим шляхом. Так само зробило багато сучасних астрономів, серед яких ті, хто в середині ХХ століття підтримував теорію стаціонарного Всесвіту. Ця теорія полягає в тому, що Всесвіт загалом завжди був приблизно таким самим, як ми його бачимо зараз. Подібна, але трохи інша ідея: так, у момент створення велетенські сили буття таки рухали Всесвітом і творили все довкола, але відтоді мало що змінилося. Старійшини з озера Мунґо, мабуть, саме так і дивилися на Всесвіт — вони казали, що світ був створений їхніми пращурами десь таким, як зараз. Ісаак Ньютон вважав Бога «першопричиною всього» і стверджував, що Він був усюдисущим. Саме тому Ньютон думав, нібито Всесвіт загалом не дуже змінився, й написав, що Всесвіт — це «чуттєвий центр Створіння безтілесного, живого і розумного»11. На початку ХХ століття Ейнштейн був настільки впевнений, що у великих масштабах Усесвіт залишається незмінним, що додав до своєї теорії відносності спеціальну константу, аби можна було його таким прогнозувати.

Чи задовольняє нас ідея вічного або незмінного Всесвіту? Не зовсім — особливо якщо доводиться втягувати туди якогось творця, щоб запустити процес. «Спочатку не було нічого, а потім Бог створив…» Логічний збій очевидний, але деяким особливо мудрованим головам знадобилося багато часу, щоб це зрозуміти. Бертран Рассел у 18 років відкинув ідею бога-творця після того, як прочитав у автобіографії Джона Стюарта Мілля: «Мій батько вважав, що запитання “Хто мене створив?” відповіді не має, оскільки вона негайно викликає наступне запитання “А хто створив Бога?”»12.

Є ще одна загадка. Якщо бог достатньо могутній, щоби створити Всесвіт, то він напевне складніший, ніж цей Усесвіт. Отже, уявити творця — значить пояснити фантастично складний Усесвіт, просто уявивши дещо складніше, що просто… його створило. Схоже на обманку.

Стародавні індійські гімни, Веди, дещо перестрахувалися. «І не було тоді ані буття, ані небуття; і не існувало ні тверді земної, ні небес над нею»13. Можливо, все виникло зі своєрідної первинної напруги між буттям і небуттям, темним царством, яке ще нічим не було, але могло чимось стати. Може, тут, як у сучасному прислів’ї австралійських аборигенів, ніщо — не цілком ніщо14. Таку хитру ідею можна було б відкинути як неоднозначну, нелогічну і містичну, якби в ній не було чітких паралелей із сучасною ідеєю квантової фізики про те, що простір не буває повністю порожнім — він завжди повний можливостей.

Чи існує якийсь океан енергії або потенціалу, звідки певні форми виникають, як хвилі або цунамі? Проста і звична думка, що ідеї про абсолютний початок походять із нашого власного досвіду, дуже спокуслива. Щоранку ми всі відчуваємо, як свідомий світ із його формами, чуттями й структурами, здається, виринає з хаотичного й несвідомого. Джозеф Кемпбелл писав: «Як свідомість індивіда спочиває на морі ночі, куди він спускається в дрімоті й звідки таємниче прокидається, так і міфічний Усесвіт виливається з безчасся, спочиває в ньому й туди повертається, аби знов розчинитись»15.

Але, здається, все це занадто метафізично. Можливо, труднощі й логічні. Стівен Гокінґ стверджує, що запитання про початок просто неправильно поставлене. Якщо геометрія часопростору сферична, ніби земна поверхня, але з більшою кількістю вимірів, то запитання, що існувало до Всесвіту, схоже на пошуки відправної точки на поверхні тенісного м’яча. Тому на нього й не відповіси. Немає ніякого краю чи початку часу, як немає краю чи початку Землі16.

Сьогодні деяких космологів приваблюють інші концепції, які повертають нас до ідеї Всесвіту без початку й кінця. Можливо, наш Усесвіт є частиною безкінечного мультивсесвіту, де нові Всесвіти продовжують народжуватися з великих вибухів. Може, й так, але поки що ми не знайшли ніяких свідчень хоч про якісь події перед нашим, місцевим Великим вибухом. Здається, створення Всесвіту було настільки несамовите, що будь-яка інформація про те, звідки він узявся, витерлась. Якщо й існують якісь інші космологічні поселення, ми їх поки не здатні побачити.

Відверто кажучи, на сьогодні в нас немає кращих відповідей на запитання про абсолютний початок, ніж у будь-якого племені на зорі людства. Підважування Всесвіту досі схоже на логічний і метафізичний парадокс. Ми не знаємо, які «умови Золотоволоски» дозволили Всесвіту виникнути. Ми досі не змогли пояснити виникнення Всесвіту краще за Террі Пратчетта, який написав: «Поточний стан знань можна характеризувати так: спочатку було ніщо, а тоді воно вибухнуло»17.

Поріг № 1: квантове підважування Всесвіту

Вихідною точкою для найбільш поширеного нині уявлення про прапочаток є ідея Великого вибуху. Це одна з головних парадигм сучасної науки — як, наприклад, природний добір у біології чи тектоніка плит у геології18.

Лише на початку 1960-х років почали виникати початкові ключові фрагменти теорії Великого вибуху. Це сталося, коли астрономи вперше виявили космічне мікрохвильове фонове випромінювання (CMBR) — енергетичні рештки Великого вибуху, які досі є у Всесвіті. Хоча космологи ще б’ються над пошуком моменту виникнення Всесвіту, вони вже можуть розповісти вам неймовірну історію, яка почалася десь (затамуйте подих, сподіваюсь, я все точно написав) за одну мільярдну мільярдної мільярдної мільярдної частки секунди після появи Всесвіту (близько 10-43 секунди після часу нуль).

Коротше, все можна звести до того, що наш Усесвіт почався з точки, меншої за атом. Якого вона розміру? Мозок нашого виду еволюціонував, щоб мати справу з предметами людського масштабу, тому нам вельми складно уявити щось аж таке мале. Ось наочний приклад: у крапку наприкінці цього речення можна запхати мільйон атомів19.

У момент Великого вибуху Всесвіт був меншим за атом. У цій точці вмістилась уся енергія і матерія нинішнього Всесвіту. Повністю. Звучить приголомшливо і спершу абсолютно божевільно. Але всі нинішні докази промовисто свідчать, що цей дивний, малесенький і фантастично гарячий об’єкт таки існував приблизно 13,82 мільярда років тому.

Ми досі не розуміємо, як і чому він виник. Але квантова фізика запевняє нас, а пристрої, які прискорюють субатомні частки до високих швидкостей за допомогою електричних та електромагнітних полів, показують нам, що у вакуумі щось таки може з’явитися з нічого, хоча щоб це зрозуміти, слід комплексно розуміти ніщо. У сучасній квантовій фізиці годі точно визначити положення й рух субатомних часток. Це означає, що неможливо точно визначити, чи порожня певна ділянка простору: порожнеча постійно напружена, і в ній завжди може виникнути щось нове. Це і є оте «ні буття, ні небуття», описане в індійських Ведах. Здається, саме таке напруження й підважило наш Усесвіт20.

Сьогодні ми називаємо момент народження Всесвіту Великим вибухом, так наче Всесвіт, як і будь-яке людське немовля, заволав при народженні. Цей милий термін 1949 року вигадав англійський астроном Фред Гойл, якому ідея вибуху здавалася маячнею. На початку 1930-х, коли концепція Великого вибуху лише зароджувалася, бельгійський астроном (і католицький священик) Жорж Леметр назвав новонароджений Усесвіт «космічним яйцем» або «первісним атомом». Тим небагатьом ученим, які серйозно ставилися до цієї концепції, було ясно, що з такою кількістю стисненої енергії первісний атом мав бути незбагненно гарячим і шалено розширюватися, щоби зменшити тиск. Розширення триває — наче гігантська пружина, що розкручується останні тринадцять мільярдів років.

У перші миті після Великого вибуху дуже багато всього сталося. Найважливішим було утворення перших цікавих структур і сполук, перших об’єктів і енергій із виразно невипадковими формами і властивостями. Поява чогось зовсім нового з унікальними якостями — це завжди магія. Далі ми побачимо, що в сучасній праісторії це відбувається постійно, хоча те, що з першого погляду здається чарівним, може стати звичайним, коли починаєш розбиратися і розуміти, що цей новий об’єкт із новими властивостями не виник з нічого або з нікуди. Нові речі з новими властивостями виникають із давніших об’єктів і сил, перелаштованих по-новому. Нові властивості виникають саме через такі перелаштування: інакше розмістивши плитки, ми отримаємо новий малюнок мозаїки. Візьмемо приклад із хімії. Зазвичай ми вважаємо, що водень і кисень — це безбарвні гази. Але поєднайте-но два атоми водню й один атом кисню в певній конфігурації — і ви отримаєте молекулу води. Поєднайте багато таких молекул — і ви отримаєте абсолютно нову властивість, яку ми називаємо «водянистість», «рідинність». Бачачи нову форму або структуру з новими якостями, ми насправді бачимо перелаштування того, що вже існувало. Інновація — це виникнення. Якщо вважати виникнення персонажем нашої історії, він, мабуть, верткий, таємничий і непередбачуваний — несподівано вискочить з темряви і розверне сюжет у нових і дивних напрямках.

Перші структури та сполуки у Всесвіті саме так і з’явилися — коли об’єкти й сили, народжені внаслідок Великого вибуху, впорядкувалися по-новому.

Тієї найпершої миті, про яку в нас є певні дані, за якусь частку секунди після Великого вибуху, Всесвіт складався з чистої, безладної, недиференційованої, безформної енергії. Енергію можна уявляти як потенціал для певних подій, як можливість створювати чи змінювати. Енергія всередині первісного атома вражає: тамтешня температура була на багато трильйонів градусів вищою від абсолютного нуля. Спочатку був короткий період надшвидкого розширення, відомий як період інфляції. Розширення відбувалося настільки швидко, що більшу частину Всесвіту відкинуло далеко за бодай колись видимі межі. Отже, те, що ми бачимо сьогодні, — ймовірно, лише часточка Всесвіту.

Ще за мить швидкість розширення зменшилася. Бурхлива енергія Великого вибуху згасла, і поки Всесвіт продовжував розширюватися, розсіялася, розрідилася і ослабла. Середні температури впали й продовжували знижуватися далі, тому сьогодні переважна температура Всесвіту лише на 2,76 °С вища від абсолютного нуля. (Абсолютний нуль — це температура, за якої припиняються навіть найменші коливання). Ми не відчуваємо скаженого холоду, як і всі живі організми на планеті Земля, через те, що нас зігріває вогнище Сонця.

За екстремальних температур Великого вибуху можливим було майже все. Але коли температури почали падати, можливості звузилися. В хаотичному тумані охололого Всесвіту, немов примари, почали з’являтись окремі структури, які не могли існувати в шаленому казані самого Великого вибуху. Науковці називають ці зміни форми і структури фазовими змінами. Ми бачимо фазові зміни у повсякденному житті, коли пара втрачає енергію й перетворюється на воду (чиї молекули рухаються набагато менше), а потім вода перетворюється на кригу (в якої так мало енергії, що її молекули просто трохи коливаються на місці). Вода і крига можуть існувати лише у вузькому діапазоні дуже низьких температур.

Протягом однієї мільярдної мільярдної мільярдної мільярдної частки секунди після Великого вибуху сама енергія зазнала фазових змін. Вона розділилася на чотири дуже різні види. Сьогодні ми знаємо їх як силу тяжіння, електромагнітну силу та ядерну силу сильної та слабкої взаємодії. Слід познайомитися з цими дійовими особами, тому що саме вони сформували наш Усесвіт. Гравітація доволі слабка, але вона шириться на величезні відстані й завжди притягує об’єкти один до одного, тому її сила накопичується. Вона прагне зробити Всесвіт грудкуватішим.

Електромагнітна енергія має позитивну й негативну форми, тому часто самонейтралізується. Гравітація, попри свою кволість, масштабно формує Всесвіт. Але електромагнетизм домінує на рівні хімії та біології, й саме він тримає наші тіла купи. Третя й четверта сили називаються дуже банально — ядерними силами сильної і слабкої взаємодії. Їхня дія відчутна на дуже малих відстанях, отже, вони важливі в субатомних масштабах. Ми не відчуваємо дію цих сил безпосередньо, але саме вони формують усі нюанси нашого світу, визначаючи те, що відбувається глибоко всередині атомів.

Може, є ще якісь види енергії. У 1990-х роках нові дані про темпи розширення Всесвіту показали, що ці темпи ростуть. Сьогодні багато фізиків і астрономів підтримують ідею, яку висловив іще Ейнштейн: у просторі може існувати певна форма антигравітації, потужність якої зростає з розширенням Усесвіту. Маса цієї енергії зараз може становити до 70 % загальної маси Всесвіту. Але хоч вона й починає домінувати, ми ще не розуміємо, що таке ця енергія і як вона працює, тому фізики називають її темною енергією. Стежте за змінами опису цього явища, адже розуміння темної енергії — одне з найбільших завдань сучасної науки.

Матерія з’явилася першої секунди після Великого вибуху. Матерія — це те, що постійно переміщує енергія. Ще сто років тому науковці й філософи вважали, що матерія і енергія — це різні речі. Сьогодні ми точно знаємо, що матерія — це просто дуже стиснута енергія. Молодий Альберт Ейнштейн продемонстрував це у відомій статті 1905 року. Формула е = mc2, де е (енергія) дорівнює добутку маси (m) на квадрат швидкості світла (c2), вираховує кількість стисненої енергії в певній кількості матерії. Щоб зрозуміти, скільки енергії приховано в одиниці матерії, помножте масу матерії не на швидкість світла (більше мільярда кілометрів на годину), а на швидкість світла, помножену саму на себе. Ви отримаєте колосальну цифру, отже, під час декомпресії невеличкого шматочка матерії вивільниться неймовірно велика кількість енергії. Саме це відбувається, коли вибухає воднева бомба. У ранньому Всесвіті тривали протилежні процеси. Велетенські обсяги енергії стискались у невеличкі шматочки матерії, наче порошинки пилу — в марево. Показово, що нам, людям, вдалося відтворити цей процес у відносно невеликих масштабах усередині Великого адронного колайдера, розташованого поблизу Женеви. І так, елементарні частинки справді починають народжуватися в кипучому океані енергії.

А ми ще не дійшли до завершення першої секунди…

Перші структури

У хаотичному тумані енергії відразу після Великого вибуху почали з’являтися різні форми і структури. Цей туман енергії існує постійно, а от завдяки структурам, що з нього виникли, наша історія походження отримала форму та сюжетну лінію. Деякі структури й сполуки існуватимуть мільярди років, деякі — лише мить, але жодна з них не вічна й не постійна. Вони всі недовговічні, як хвилі на поверхні океану. З першого закону термодинаміки ми знаємо, що океан енергії існує завжди; він незмінний. З другого закону термодинаміки випливає, що всі новопосталі форми врешті-решт розчиняться в океані енергії. Форми мінливі, мов рухи танцю.

Окремі структури й форми виникли впродовж першої секунди після Великого вибуху. Чому? Чому Всесвіт — не просто випадковий потік енергії? Ось фундаментальне запитання.

Якби в нашій історії фігурував бог-творець, пояснити наявність структури було б дуже легко. Потрібно було б лише припустити (як роблять багато інших історій походження світу), що богу більше подобалася структура, ніж хаос. Але більшість версій сучасних праісторій відкидають ідею бога-творця, оскільки сучасна наука так і не знайшла жодного підтвердження його існування. У багатьох людей був досвід спілкування з богом чи богами, але всі відомості про такий досвід дуже неоднозначні й суперечливі, а сам досвід — унікальний. Ці відомості зазнали надто багато різних впливів, вони занадто розмиті й суб’єктивні, щоби стати об’єктивними, науковими доказами.

Тому сучасна праісторія повинна знайти інші способи пояснити виникнення структур і форм. І це нелегко, бо з другого закону термодинаміки ми знаємо, що рано чи пізно всі структури врешті-решт зруйнуються. Австрійський фізик Ервін Шрединґер писав: «Тепер ми розуміємо, що цей фундаментальний закон фізики — просто природне тяжіння речей до хаосу (його можна спостерігати серед книжок у бібліотеці чи стосу паперів і рукописів на письмовому столі), якщо ми їм не заважаємо»21.

Найголовніший поганець сучасної праісторії — безсумнівно, ентропія, очевидна загальна тенденція всіх структур розчинитися в хаосі. Ентропія — вірний слуга другого закону термодинаміки. Отже, якщо ми робимо ентропію одним із персонажів сучасної історії походження світу, уявімо її розпусною і безтурботною особою, байдужою до чужих болів і страждань, яка постійно ховає очі. Ентропія дуже і дуже небезпечна, і зрештою ми всі опинимося в її обіймах. Вона чигає наприкінці всіх праісторій. Вона зжере всі структури, всі форми, все до останньої зорі, галактики й найменшої клітини. У своїй книжці з міфології Джозеф Кемпбелл описав її дуже поетично: «Світ, як ми його знаємо… прагне лише одного кінця: смерті, розпаду, розчленування й відмирання всіх милих форм, яке розриватиме серце на шмаття»22.

Сучасна наука пояснює роль ентропії холодною мовою статистики. З міріадів способів упорядкування речей приголомшлива більшість неструктуровані, випадкові, невпорядковані й хаотичні. Більшість змін виглядає так, наче колоду з 1080 карт (це 10, за якою йдуть ще 80 нулів, тобто приблизна кількість атомів у Всесвіті) без упину тасують, сподіваючись, що колись усі тузи вишикуються один за одним. Це неймовірно рідкісне поєднання. Настільки рідкісне, що вам навряд чи коли-небудь пощастить його отримати, навіть якщо тасуватимете колоду протягом кількох життів Усесвіту. Переважно структури у ваших картах не буде — або буде, але дуже незначна. Уявіть, що ви скинули бомбу на будівельний майданчик, де повно цегли, бетонного розчину, електрокабелів і фарби. Які шанси побачити побудований і оздоблений будинок із прокладеними електросистемами, готовий для продажу новим мешканцям, після того як осяде пил вибуху? Світ магії може не зважати на ентропію, але наш світ, на жаль, ні. Саме тому більша частина Всесвіту, особливо велетенські порожнечі між галактиками, не має ні форми, ні структури.

Сила ентропії настільки потужна, що дуже важко уявити, як узагалі могли з’явитися хоч які-небудь структури. Але ми знаємо, що вони таки з’явилися. І з’явилися вони, здається, з дозволу тієї ж ентропії. Ніби в обмін на дозвіл поєднуватись у складніші структури ентропія зажадала податку на складність, який коштує Всесвіту неймовірної кількості енергії. Насправді, як ми побачимо, ентропія запросила багато різних податків на складність, чим стала схожою на російського імператора Петра І, який утворив спеціальний боярський консиліум, що вигадував нові й нові податки. Ентропії подобається ця оборудка, оскільки зрештою податки, сплачені всіма складними структурами, зроблять свій внесок у її темну справу — прискорять перетворення цілого Всесвіту на кашу. Кожна сплата такого податку ентропії породжує ще більше хаосу і відходів — так само, як забезпечення функціонування великого міста генерує грандіозну кількість сміття і тепла. Щосекунди ми сплачуємо ентропії її податки. Цей процес припиняється лише зі смертю.

То як же виникли найперші структури? На це запитання наука так і не знайшла впевненої відповіді, хоча має багато перспективних ідей.

На додаток до енергії і матерії після Великого вибуху з’явилися певні базові правила експлуатації. Вчені не розуміли, наскільки суттєвими і основоположними є ці правила, аж до наукової революції XVII століття. А сьогодні ми називаємо їх фундаментальними законами фізики. Саме вони пояснюють, чому шалені хаотичні енергії первинного атома не були аж такими безладними: закони фізики скерували зміни в певних напрямках і обмежили майже необмежений спектр інших можливостей. Закони фізики відфільтрували несумісні з ними стани Всесвіту, і кожної миті Всесвіт існував лише в одному з численних можливих станів, сумісних із правилами його експлуатації. Ці нові стани так само утворили ще більше правил, які скерували зміни в нових напрямках.

Така постійна фільтрація неможливих станів гарантувала наявність бодай мінімальної структурованості. Ми не знаємо, чому з’явилися ці правила й чому вони з’явилися саме такими. Ми навіть не знаємо, чи було виникнення правил неминучим. Можливо, інші всесвіти керуються іншими правилами. Можливо, в деяких усесвітах гравітація сильніша, а електромагнітні сили — слабші. Коли це так, їхні мешканці (якщо такі взагалі є) розповідатимуть зовсім інші праісторії. Можливо, якісь усесвіти проіснували мільйонні частки секунди, а ще якісь живуть набагато довше за наш. Можливо, в якихось усесвітах народилося безліч екзотичних форм життя, а ще якісь більше схожі на біологічні цвинтарі. Якщо насправді наш Усесвіт існує в якомусь мультивсесвіті, можна уявити, як при його виникненні кидається величезний кубик із подальшим оголошенням: «Окей, у цьому всесвіті в нас буде… гравітація… і електромагнітні сили… але електромагнітні сили будуть у… 1036 разів потужніші за гравітацію». (Це реальне співвідношення гравітаційних і електромагнітних сил, принаймні у нашому Всесвіті). Існування цих правил дає гарантію, що наш Усесвіт ніколи не буде повністю хаотичним. Щось цікаве точно повинно було десь виникнути.

Щойно зародилися окремі форми енергії, як одразу почали з’являтися й різні структури та сполуки. Коли енергія застигла в перших частках матерії, вони теж мали свої правила. За декілька секунд Великого вибуху з’явилися нейтрони, протони і електрони, основні складові атомів, а також протонні та електронні античастинки (тобто негативно заряджені протони і позитивно заряджені електрони) — і утворили те, що фізики називають матерією і антиматерією. Згодом температура Всесвіту впала до рівня, на якому легко утворювалася і матерія, і антиматерія, — і почалася скажена всесвітня гонитва на знищення, в якій матерія і антиматерія взаєморуйнувалися, вивільняючи колосальну кількість енергії. На наше щастя, малесенька дрібка речовини (можливо, одна частка на мільярд) таки вижила в цьому побоїщі. Частинки матерії, що лишилися, не могли повернутися у стан енергії через занадто низьку температуру. Саме з цих решток і утворився наш Усесвіт.

У міру того як падала температура, матерія урізноманітнювалася. Поведінка електронів і нейтрино визначалася електромагнітними силами і ядерними силами слабкої взаємодії. Протони і нейтрони, що формують атомні ядра, утворилися з триплетів дивних частинок, які називаються кварками, поєднаних ядерною силою сильної взаємодії. Електрони, нейтрони, кварки, протони і нейтрино… за лічені секунди Великого вибуху наш швидко охололий Усесвіт застиг у певних чітких структурах, кожна з яких мала власні новітні властивості. Але коли ураган Великого вибуху потроху вщухав, екстремальні енергії, необхідні для вивільнення цих первинних структур, зникали, й тому для нас різні форми енергії, а також протони і електрони здаються більш-менш вічними.

Отак із випадковості й необхідності й народилися перші прості структури. Закони фізики відсіяли багато інших можливостей — так було потрібно. Потім випадковість усе перелаштувала, виходячи з можливостей, які в неї залишилися. Так усе це й працює. Як пише нанофізик Пітер Гоффман: «Загартована фізичним законом, який додає їй необхідності, випадковість стає творчою силою, рушієм і збудником нашого Всесвіту. Вся краса, яку ми бачимо навколо, від галактик до соняхів — результат цієї творчої співпраці хаосу й необхідності»23.

Перші атоми

У перші кілька хвилин Великого вибуху, коли об’єдналися протони й нейтрони, з’явилося ще більше структур. Один протон — це ядро атома водню; пара протонів (із двома нейтронами) утворює ядро атома гелію. Всесвіт починає будувати перші атоми, але для злиття протонів потрібно багато енергії, оскільки через свої однакові позитивні заряди вони відштовхуються один від одного, а температура відразу після Великого вибуху падала дуже швидко, і з’єднати більше протонів для формування ядер більших атомів стало неможливо. Це пояснює фундаментальну особливість нашого Всесвіту: майже три чверті всіх його атомів — атоми водню, а більшість решти — атоми гелію.

Значно більше матерії становить темна матерія, речовина, якої ми ще не розуміємо, хоч і знаємо, що вона існує, бо її тяжіння визначає структуру й розподіл галактик. Отже, через кілька хвилин після Великого вибуху наш Усесвіт складався з величезних хмар темної матерії з тріскучою плазмою протонів і електронів усередині, серед якої плавали фотони світла. Сьогодні плазму можна знайти лише в ядрах зір.

Тепер нам потрібно зробити перерву й зачекати 380 тисяч років (майже удвічі довше за існування нашого виду на планеті Земля). Упродовж цього часу Всесвіт продовжував охолоджуватися. Коли температура впала нижче 10 тисяч градусів за шкалою Цельсія, фаза ще раз змінилася — мов пара, що перетворилась на воду. Щоб пояснити цю зміну фази, потрібно зрозуміти, що насправді тепло — показник руху атомів. Усі частки речовини постійно енергійно смикаються, наче знервовані малі діти. Температура — показник середнього рівня смикання. Смикання реальне. У відомій роботі, опублікованій 1905 року, Ейнштейн показав, що смикання атомів викликає хаотичну циркуляцію частинок пилу в повітрі. Коли температура падає, частинки смикаються щодалі менше, аж поки випадково не з’єднуються. Поки Всесвіт холонув, електромагнітна сила притягувала негативно заряджені електрони до позитивно заряджених протонів, аж доки рух електронів не сповільнився настільки, що вони почали рухатися по орбітах навколо протонів. Вуаля! Ми отримали перші атоми, базові складові всієї довколишньої матерії.

Як правило, ізольовані атоми нейтральні, оскільки позитивні й негативні заряди їхніх протонів і електронів урівноважуються. Тому, коли утворилися перші атоми водню й гелію, більша частина речовини у Всесвіті несподівано стала нейтральною, а тріскуча плазма розсіялася. Фотони, носії електромагнітної сили, тепер могли вільно текти крізь нейтральний туман атомів і темної матерії. Нинішні астрономи здатні виявити результати цієї фазової зміни, оскільки фотони, що вийшли з плазми, утворили тонкий фоновий потік енергії (космічне мікрохвильове фонове випромінювання), який і досі пронизує Всесвіт.

Наша історія перетнула перший поріг. Тепер у нас є Всесвіт. Він уже має певні структури з новими чіткими властивостями. В ньому є різні види енергії і матерії, що мають власний набір якостей. У ньому є атоми — і правила функціонування.

Доведіть!

Хоч би якою дивакуватою на перший погляд видавалася ця історія, ставитися до неї варто серйозно, бо вона має безліч доказів.

Першим доказом Великого вибуху стало відкриття, що Всесвіт розширюється. Якщо він і досі розширюється, логіка підказує, що певної миті в минулому він мав бути нескінченно малим. Ми знаємо, що Всесвіт розширюється, бо в нас є інструменти й методи спостереження, яких не було в народу озера Мунґо, хоча ми точно знаємо, що вони й без інструментів були дивовижними астрономами.

Більшість астрономів із часів Ньютона дійшли висновку, що Всесвіт, вочевидь, безмежний, бо якщо це не так, гравітація повинна була перетворити весь його вміст на однорідну киплячу масу, схожу на густе мастило у відстійнику. У ХІХ столітті в астрономів з’явилися досить точні інструменти для створення карт галактик і зір, і карти ці стали натякати на зовсім іншу картину Всесвіту.

Усе почалося з туманностей, нечітких розмитостей, які вчені побачили на своїх картах зоряного неба. (Тепер ми знаємо, що більшість туманностей — цілі галактики, кожна з яких має мільярди зір). Яка відстань до цих туманностей? Що вони таке? Вони рухаються? Згодом астрономи навчилися отримувати все більше і більше інформації про зорі зі світла, яке вони випромінюють. Так ми дізналися про відстань до них і про те, віддаляються вони чи наближаються.

В одному з найточніших методів вивчення руху зірок і туманностей для вимірювання швидкості їхнього руху використовується ефект Доплера (названий на честь австрійського математика ХІХ століття Крістіана Андреаса Доплера). Енергія рухається хвилями, а в будь-яких хвиль, як у тих, що на пляжі, є своя частота. Кожна хвиля досягає пікової точки з певною періодичністю, яку можна виміряти. Але якщо ви рухаєтеся, частота змінюється. Тим, хто виплив у океан, здається, що хвиль побільшало. Такий самий процес відбувається і зі звуковими хвилями. Коли певний об’єкт, як-от мотоцикл, із гуркотом до вас наближається, вам здається, що частота звукових хвиль збільшується, і ваші вуха сприйматимуть збільшену частоту як підвищену тональність. Коли він почне віддалятися, вам здаватиметься, що звук стає нижчим, оскільки тепер хвилі розтягуються. Байкер, звичайно ж, не рухається відносно мотоцикла, і для нього тональність звуку буде завжди постійна. Ефект Доплера — це позірна зміна частоти електромагнітних випромінювань, коли об’єкти зближуються або віддаляються.

Той самий принцип діє і щодо світла зір. Якщо зоря чи галактика наближається до Землі, здаватиметься, що частота її світлових хвиль збільшується. Наші очі сприймають високочастотне видиме світло як блакитне, тому ми кажемо, що воно змістилося в бік синього кінця електромагнітного спектра. А от якщо об’єкт віддаляється від Землі, нам здаватиметься, що частота його світла зміщується до червоного кінця спектра: астрономи називають це червоним зміщенням. Отже, за показниками зміщення частоти можна визначити, наскільки швидко рухається зоря чи галактика.

У 1814 році молодий німецький науковець Йозеф фон Фраунгофер створив перший науковий спектроскоп — спеціальну призму, яка розщеплює частоти світла зір так само, як скляна призма розщеплює світло на кольори веселки. Фраунгофер виявив, що у спектрів сонячного світла на певних частотах є тонкі темні лінії, такий собі космологічний штрих-код. Два інші німці, Ґустав Кірхгофф і Роберт Бунзен, зрештою провели лабораторне дослідження, яке виявило, що певні елементи випромінюють або поглинають світлову енергію певної частоти. Темні лінії, вочевидь, були наслідком поглинання світла сонячного ядра атомами різних елементів у прохолодніших зовнішніх зонах Сонця. Зменшення потоку енергії на цих частотах залишило темні лінії на спектрі випромінювання. Ми називаємо їх лініями поглинання. Різні елементи утворюють різні послідовності ліній поглинання. Наприклад, певні схеми характерні лише для вуглецю чи заліза. Якщо зоряне світло зміщується в червоний кінець спектра, всі ці лінії теж туди змістяться — ми навіть можемо виміряти, наскільки далеко. Це такий собі астрономічний еквівалент поліцейського радара.

На початку ХХ століття американський астроном Весто Слайфер завдяки цьому методу виявив, що випромінювання на диво великої кількості астрономічних об’єктів належить саме до червоного спектра, отже, вони всі віддаляються від Землі — ще й досить швидко. Таке групування було дуже дивним. Про справжнє значення цього явища ми дізналися пізніше, коли інший американський учений, Едвін Габбл, поєднав попередні висновки з даними про відстань до віддалених об’єктів.

Оцінити відстань до зір і туманностей досить складно. Теоретично ще греки розуміли, що для астрономічних спостережень можна використовувати метод паралакса. Необхідно протягом кількох місяців обертання Землі навколо Сонця спостерігати, чи рухаються певні зірки в нічному небі відносно інших зірок. Якщо рухаються — можна за допомогою тригонометричних вимірювань визначити, наскільки далеко вони від нас. На жаль, навіть найближча до Сонця зоря, Проксима Центавра, розташована настільки далеко (близько чотирьох світлових років від Землі), що людина не здатна вловити жоден її рух без точних приладів. Лише у ХІХ столітті астрономи змогли визначити відстань до найближчих зір за методом паралакса. І все одно ті об’єкти, які вивчав Весто Слайфер, були набагато віддаленішими.

На щастя, на початку ХХ століття Генрієтта Лівітт, астрономка з Гарвардської обсерваторії, знайшла спосіб виміряти відстань до віддалених зірок і туманностей, використовуючи специфічний клас зір, відомих як цефеїди. Їх яскравість змінюється з чіткою регулярністю. (Полярна зоря належить саме до класу цефеїд). Виявивши просту залежність між частотою видозмін і світністю (яскравістю) зорі, Лівітт таким чином змогла розрахувати абсолютну яскравість цефеїд. Порівнявши абсолютну яскравість із видимою з Землі, вона змогла обчислити відстань до цієї зорі, оскільки кількість світла зменшується на квадрат відстані, яку воно проходить. Завдяки цьому чудовому методу науковці отримали астрономічні об’єкти з абсолютною світністю, яких і потребував Едвін Габбл, щоб зробити два принципові відкриття про наш Усесвіт.

На початку ХХ століття майже всі астрономи вважали, що Всесвіт обмежується лише нашою галактикою — Чумацьким Шляхом. У 1923 році Габбл за допомогою одного з найпотужніших у світі телескопів, що стояв у лос-анджелеській обсерваторії Маунт-Вілсон, побачив, що змінні цефеїди в галактиці Андромеди, яка тоді називалася туманністю, настільки далекі, що не можуть належати до нашої галактики. Отже, він довів підозри певних учених про те, що Всесвіт набагато більший, ніж Чумацький Шлях, і в ньому багато інших галактик, окрім нашої.

Іще дивовижніше відкриття Габбл зробив, коли почав вимірювати відстань до багатьох віддалених об’єктів за допомогою змінних цефеїд. У 1929 році він установив, що майже всі галактики від нас віддаляються, а в найвіддаленіших об’єктів найбільші червоні зміщення. Інакше кажучи, що далі від нас об’єкт, то швидше він віддаляється. А це означало, що весь Усесвіт розширюється. Бельгійський астроном Жорж Леметр уже висловлював щодо цього певні підозри, але в нього були лише теоретичні обґрунтування. За його словами, якщо Всесвіт досі розширюється, колись у минулому весь його вміст мав бути стиснений у неймовірно малу точку, яку він називав первинним атомом.

Більшість астрономів були просто ошелешені ідеєю Всесвіту, що розширюється, і вирішили, що Габбл припустився якоїсь помилки в розрахунках. Учений і сам не був повністю впевнений у власному відкритті. Ейнштейн був настільки переконаний у стабільності Всесвіту, що, додаючи таку собі космологічну константу, грався з рівняннями загальної відносності так, щоб за ними можна було прогнозувати стабільність Усесвіту.

Почасти скептичне ставлення науковців до відкриття виправдовувалося тим, що в розрахунках Габбла справді були певні проблеми. Він вирахував, що розширення Всесвіту почалося лише два мільярди років тому, а астрономам на той час уже було відомо, що Земля і вся Сонячна система набагато старші. Почасти саме з цієї причини більшість учених декілька десятиліть вважали ідею розширення Всесвіту доволі цікавою, але, найімовірніше, — помилковою. Більшість віддавала перевагу альтернативній ідеї стаціонарного Всесвіту, яку 1948 року запропонували Герман Бонді, Томас Ґолд і Фред Гойл. Так, погодилися стаціонаристи, галактики справді віддаляються одна від одної, але водночас утворюється й нова матерія, і тому у великих масштабах щільність Усесвіту майже не змінюється.

Проте зрештою докази схилилися на користь розширення Всесвіту. У 40-х роках Вальтер Бааде, який працював у обсерваторії Маунт-Вілсон у Лос-Анжелесі (де свого часу працював і Габбл), виявив, що існує два типи змінних цефеїд і вони дають різні оцінки відстані. За оновленими розрахунками Бааде, Великий вибух стався понад 10 мільярдів років тому (за найновішими оцінками це трапилося приблизно 13,82 мільярда років тому). Таким чином, проблему з хронологією було усунуто. Зараз ми не знаємо жодного астрономічного об’єкта, старшого за 13,82 мільярда років.

Остаточний доказ з’явився в середині 60-х, коли було відкрито космічне мікрохвильове фонове (воно ж реліктове) випромінювання. Це випромінювання виділилося при утворенні перших атомів, приблизно за 380 тисяч років після Великого вибуху. Саме реліктове випромінювання стало ключовим доказом на користь Усесвіту, що розширюється. Чому?

У 40-х роках деякі фізики і астрономи були вражені даними Габбла й намагалися з’ясувати, що повинно було б відбуватися, якби Великий вибух і справді стався. Яким би був Усесвіт на початку, якщо все було стиснуто до розмірів первинного атома? Якщо Габбл і Леметр мали рацію, первісний Усесвіт мав бути дуже щільним і гарячим, а при розширенні дуже швидко охолодитися. Що повинно було відбуватися з матерією і енергією в таких екстремальних умовах? Упродовж Другої світової війни Мангеттенський проект розробки атомної бомби заохотив науковців до проведення досліджень із фізики надвисоких температур. Наприкінці 40-х років фізик російського походження Джордж Ґамов скористався висновками Мангеттенського проекту, аби з’ясувати, що могло відбуватися у Всесвіті одразу після Великого вибуху. Вони з колегою Ральфом Алфером висунули гіпотезу, що Всесвіт повинен був зрештою охолонути до температур, за яких стає можливим формування атомів. Після утворення перших атомів мала вивільнитися велетенська кількість енергії — коли фотони розсіялися із зарядженої плазми передатомної ери й почали вільно протікати крізь нейтральний всесвіт. Учені погоджувалися, що рештки цього енергетичного спалаху ще можна помітити, хоча частота випромінювання зменшилася майже до нуля, оскільки воно розсіялося по цілому Всесвіту, який розширюється. Якби науковці придивилися пильніше, вони б виявили на температурах, близьких до абсолютного нуля, певне випромінювання, що розповсюджувалося в усіх напрямках. Але переважно цю ідею вважали божевільною, і ніхто не розпочав пошуки низькотемпературного випромінювання, що пронизало увесь Усесвіт.

У 1964 році прогнозовану Ґамовим радіацію випадково виявили двоє радіоастрономів у лабораторії Бел Лабс у Голмделі, штат Нью-Джерсі. Арно Пензіас і Роберт Вілсон побудували високоточну радіоантену для комунікації зі штучними супутниками. Щоб усунути перешкоди, вони охолодили приймач до температури, приблизно на 3,5 градуса вищої за абсолютний нуль. Залишився загадковий гул низькотемпературної енергії. Здавалося, він ішов звідусюди, тому вчені вирішили, що джерелом цього випромінювання точно не був потужний зоряний вибух. Спочатку вони запідозрили якусь несправність приймача, вигнали пару голубів, що оселилися в рогоподібній антені, відчистили її від посліду, але це нічого не дало. (На жаль, голуби не полишали спроб повернутися до своєї старої домівки в антені, і зрештою їх просто застрелили). Поряд, у Принстоні, група вчених на чолі з Робертом Діке також почала пошуки реліктового випромінювання, прогнозованого Ґамовим. Почувши про те, що знайшли Пензіас і Вілсон, вони зрозуміли, що їх обскакали. Обидві команди науковців домовилися разом продовжувати дослідження і описати результати відкриття у статтях. Вони вважали, що це якраз могли бути рештки енергії, що залишилися після Великого вибуху, як і передбачав Ґамов.

Відкриття космічного мікрохвильового фонового випромінювання переконало астрономів, що Великий вибух — це наше реальне минуле, оскільки всепроникної радіації не могла пояснити жодна інша теорія. Один із найпотужніших способів переконати науковців у слушності своєї теорії — висунути якусь дивну теорію або прогноз, що зрештою таки справдиться. Як виявилося, Всесвіт таки розширюється й бере свій початок від Великого вибуху.

Зараз у нас є потужні докази того, що Всесвіт виник саме внаслідок Великого вибуху. Залишається з’ясувати ще багато подробиць, але основна ідея вже міцно закріпилась як перший розділ сучасної історії походження нашого світу. Ось він, бутстреп. І оскільки квантова фізика дозволяє об’єктам з’являтися з вакууму, можна сказати, що Всесвіт, здається, справді народився з такого собі родючого ніщо24.

11 Richard S. Westfall, The Life of Isaac Newton (Cambridge: Cambridge University Press, 1993), 259. Пізніше Ньютон змінив свою думку про ідею Всесвіту як «чуттєвий центр Бога», але зберіг уявлення про те, що Бог був «усюдисущим у прямому сенсі».

12 Bertrand Russell, “Why I Am Not a Christian,” lecture given at Battersea Town Hall, London, March 1927.

13 Цит. у: Christian, Maps of Time, 17.

14 Deborah Bird Rose, Nourishing Terrains: Australian Aboriginal Views of Landscape and Wilderness (Canberra: Australian Heritage Com- mission, 1996), 23.

15 Joseph Campbell, The Hero with a Thousand Faces, 2nd ed. (Princeton, NJ: Princeton University Press, 1968), 261.

16 Stephen Hawking, A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes (London, Bantam, 1988), 151. [укр. пер.: Гокінг С. Коротка історія часу. — К.: К.І.С., 2015].

17 Дякую Елізі Боган за цю цитату з Terry Pratchett, Lords and Ladies (London: Victor Gollancz, 1992).

18 Класичний текст про парадигми: Thomas Kuhn, The Structure of Scientific Revolutions, 2nd ed. (Chicago: University of Chicago Press, 1970). [укр. пер.: Кун Томас. Структура наукових революцій. — К.: Port-Royal, 2001].

19 Peter Atkins, Chemistry: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2015), loc. 722, Kindle.

20 Lawrence Krauss, A Universe from Nothing: Why There Is Something Rather than Nothing (New York: Simon and Schuster, 2012).

21 Erwin Schrödinger, What Is Life? And Mind and Matter (Cambridge: Cambridge University Press, 1967), 73.

22 Campbell, The Hero with a Thousand Faces, 25–26.

23 Peter M. Hoffmann, Life’s Ratchet: How Molecular Machines Extract Order from Chaos (New York: Basic Books, 2012), loc. 179, Kindle.

24 Детальніше про цю ідею див. Krauss, A Universe from Nothing.

2 Зорі й галактики: пороги № 2 і 3

Людство зліплене із зоряного пилу.

Гарлоу Шейплі. Краєвид з далекої зорі

Завдяки Великому вибуху ми отримали Всесвіт, але впродовж кількох сотень мільйонів років він був дуже простим. Під поверхнею тим часом юрмилися нові цікаві можливості, й зрештою в темряві почали світитися зорі й галактики. Вони додали до нашої п’єси нових персонажів з особливими властивостями й формами складності, які поведуть Усесвіт через другий поріг підвищення складності. Щоб пояснити, як з’явилися ці величні нові об’єкти, повернімося до початку.

Вільна енергія: рушійна сила складності

У перші секунди і хвилини Великого вибуху Всесвіт був у вільному термодинамічному падінні. У ці кілька яскравих моментів енергії вистачало, щоб утворити і знищити будь-які екзотичні форми енергії та речовини. Але від різкого падіння температур енергія і речовина завмерли в кількох простих структурах. У печі Великого вибуху сили й частинки стабілізувалися, як випалені глиняні горщики. Завдяки шаленій енергії Великого вибуху і кільком простим правилам виникли такі структури, як протони та електрони, що виявилися навдивовижу стійкими, оскільки температури, за яких вони виникли, навряд чи коли з’являться знову в охололому Всесвіті.

Потім швидкий спуск уповільнився — так ніби Всесвіт падав із термодинамічної гори в долину. Кут нахилу вирівнявся, температури почали падати не так різко, а темп змін знизився, бо скелясте термодинамічне обличчя раннього Всесвіту поступилося місцем рівному горбкуватому ландшафту, де температури могли як рости, так і падати. Закріпити структури в одному стані стало дуже важко, оскільки вони могли змінитися навіть за невеликого потепління. Атоми всередині перших зір, приміром, розщепилися, коли температура піднялася вище 10 000 °С.

У таких не вельми передбачуваних умовах комплексні структури потребували для стабілізації додаткового закріплення. Таке закріплення забезпечували контрольовані невипадкові потоки енергії. Зорі тримаються купи завдяки потокам енергії, що генерується в їхніх ядрах. Живі організми, такі як ми з вами, тримаються купи завдяки тонким і точним потокам енергії, керованим складними метаболічними процесами в наших клітинах. Післявибуховому Всесвітові необхідні були неабиякі зусилля, щоб творити й підтримувати нові складні структури. Ось чому між формою, складністю і спрямованими або структурованими потоками енергії існує глибокий зв’язок.

Структуровані потоки енергії — це швидше інтуїтивний опис, ніж науковий жаргон. Але він приводить нас до ось якої ідеї: теорія термодинаміки розділяє абсолютно хаотичні, випадкові енергетичні потоки та енергетичні потоки, в яких є напрямок, структура і когерентність, — здатні виконувати певну роботу. Структуровані потоки енергії ще називають вільною енергією, а неструктуровані — тепловою. Різниця нечітка. Насправді йдеться про різні ступені когерентності або хаотичності/випадковості. Втім, різниця між вільною й тепловою енергією фундаментальна для нашої праісторії.

За першим законом термодинаміки ми знаємо, що загальна кількість енергії у Всесвіті не змінюється. Вона стала. Здається, наш Усесвіт при народженні отримав фіксований потенціал для утворення нових речей. Отже, перший закон насправді говорить нам про первинний океан можливостей. Другий закон термодинаміки говорить, що все виникле з океану можливостей може бути більш або менш структурованим, наче брижі на поверхні струмка. Але ми повинні розуміти, що більшість виниклого дуже мало структурована, а далі структурованості буде ще менше. Це тому, що більшість можливих упорядкувань енергії та матерії мають мало (або взагалі не мають) структури, і якщо ви таки її випадково знайдете, вона зазвичай швидко розпадеться.

Хорошою ілюстрацією буде водоспад. Його початкова структура зрештою зникає. Молекули води на самому вершечку рухаються не так хаотично, як при вільному падінні. Вони рухаються в певному напрямку, наче коти, що повзуть поряд, притискаючись близенько один до одного. Це тому, що, на відміну від молекул газу, які рухаються відокремлено, молекули рідини утримує разом електромагнітна сила. Тому гравітація може пересувати їх щільними групами, як солдатів на марші. Коли вода зривається через край скелі, потенційна енергія перетворюється на кінетичну, тобто енергію руху. Це скоординований рух в одному напрямку. Він структурований, а отже, можна сказати, що енергія, яка його рухає, — вільна енергія. А вільна енергія, на відміну від хаотичної теплової енергії молекул газу, може виконувати корисну роботу, бо має певну структуру та форму і може підштовхувати речі в одному напрямку, а не пхати їх урізнобіч25. За потреби потік вільної енергії можна скерувати на турбіну й генерувати електрику. Завдяки вільній енергії все впорядковується. Це швидкий, невпинний кролик-енерджайзер нашої праісторії.

Але, на відміну від енергії загалом, вільна енергія нестала. Вона нестійка, наче пружина, що розкручується. Виконуючи роботу, вільна енергія втрачає і структуру, і здатність виконувати роботу далі. Коли вода у водоспаді б’ється об скелю на дні, вона перетворюється на розсіяну, некогерентну теплову енергію. Кожна молекула починає рухатися більш-менш незалежно. Енергія насправді нікуди не поділася, вона залишається на місці (перший закон термодинаміки). Але молекули розлітаються врізнобіч і більше не можуть рухати турбіну своєю енергією. Вільна енергія перетворилася на теплову. Другий закон термодинаміки повідомляє нам, що зрештою, дуже скоро, вся вільна енергія перетвориться на теплову.

Теплова енергія, мов той п’яний даїшник, скеровує енергію куди попало і створює хаос. Вільна енергія поводиться, як тверезий даїшник — спрямовує енергію за конкретними маршрутами й підтримує порядок. На щастя для нас, завдяки основним правилам функціонування в ранньому Всесвіті було трохи вільної енергії. Корячись правилам, енергія рухалася потрібними напрямками й лишала хоч якусь мінімальну структурованість.

Галактики й зорі: поріг № 2

Завдяки роботі вільної енергії з’явилися перші великі структури: галактики й зорі. Найважливішим джерелом вільної енергії для цього розділу праісторії була гравітація. Вона, мов космологічна вівчарка, любить збирати отару й тримати її купи. До її отари потрапили прості форми матерії, які утворилися з Великим вибухом. Гравітація і матерія забезпечили «умови Золотоволоски» для виникнення зір і галактик.

Вивчення реліктового випромінювання показало, що в ранньому Всесвіті було дуже мало масштабної структурованості. Згадайте легке павутиння туману з атомів водню і гелію, що ширяли в теплій ванні темної матерії, пронизаної фотонами світла. І все це мало приблизно одну температуру. Ми знаємо, що ранній Усесвіт був однорідним, оскільки можемо виміряти різницю температур у реліктовому випромінюванні. Вчені дізналися, що в найгарячіших частинах раннього Всесвіту було лише на одну соту градуса тепліше, ніж у найхолодніших. Не було жодних перепадів температур, ніяких водоспадів енергії, завдяки яким могли б з’явитися нові структури. Просто зараз ви можете створити набагато більш значущу різницю температур, потерши пальцем по лобі.

Потім гравітація почала видозмінювати цей малоперспективний матеріал на щось цікавіше. Поки Великий вибух розширював кордони простору врізнобіч, тяжіння намагалось об’єднати енергію і матерію.

Центральною ідеєю ньютонівського розуміння Всесвіту була саме ідея гравітації, яка потім стала ще й однією з ключових ідей наукової революції. Саме Ньютону вдалося пояснити, як функціонує сила тяжіння, в одній із своїх фундаментальних праць усіх часів — «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» («Математичні начала натуральної філософії»), опублікованій у 1687 році. Ньютон вважав гравітацію універсальною силою тяжіння, яка діє між усіма об’єктами, що мають масу. Два з половиною століття по тому Ейнштейн довів, що енергія так само зазнає дії сили тяжіння, оскільки енергія — це, власне, те, з чого утворилася матерія.

Ейнштейну належить іще одне важливе передбачення щодо гравітації: це одна з форм енергії, а отже, як електромагнітна сила і звукова енергія, вона повинна утворювати хвилі. Але Ейнштейн підозрював, що гравітаційні хвилі дуже непомітні і їх навряд чи зможе хтось виявити. У вересні 2015 року на підтвердження дивовижних досягнень сучасної науки гравітаційні хвилі таки було виявлено одразу двома гігантськими апаратами, один із яких стояв у Луїзіані, а інший — у штаті Вашингтон. Керували обома апаратами в Лазерно-інтерферометричній обсерваторії гравітаційних хвиль (LIGO). У 2017 році троє науковців, які зробили визначний внесок у цей проект, отримали Нобелівську премію з фізики. Гравітаційні хвилі, зареєстровані LIGO, утворилися приблизно 100 мільйонів років стому, коли в одній віддаленій галактиці на південному небі сталося зіткнення двох чорних дір. (У ті часи наша Земля належала динозаврам). Кожен детектор LIGO розщепив промені світла навпіл і відправив їх перпендикулярно один до одного вгору і вниз по двох чотирикілометрових трубах із дзеркалами на кожному кінці. Коли промені повернулися після майже трьохсот проходжень, час їх повернення відрізнявся. Крихітні гравітаційні хвилі розтягнули тунелі в одному напрямку і зменшили в іншому на відстань, набагато меншу за ширину протона. Тепер, коли астрономи точно знають про існування гравітаційних хвиль, вони сподіваються використати їх для вивчення Всесвіту по-новому.

З погляду гравітації ранній Всесвіт був занадто гладким. Потрібно було зробити його скупченим. Ця тенденція гравітації до переоблаштування Всесвіту пояснює, чому ми можемо бути впевнені, що в ранньому чистому Всесвіті ентропія була дуже низькою. Плями ентропії виникли в наступні кілька мільярдів років. Коли процес пішов, гравітації знадобилося лише кілька сотень мільйонів років, щоб перетворити однорідний туман раннього Всесвіту на безладний і грудкуватий простір, повний зір і галактик.

Ньютон показував, що сила тяжіння зростає там, де маси об’єктів більші, а самі об’єкти розташовані ближче. Саме тому Земля набагато сильніше за вас притягує об’єкти, а вас притягуватиме слабше, коли будете далі від її поверхні — скажімо, на Міжнародній космічній станції. Тепер зосередьмося на невеликому кубі частинкового туману, який існував у ранньому Всесвіті. Уявімо, що темна матерія і атоми зовсім випадково дещо сильніше концентруються в одному куті куба, ніж в іншому. За законом Ньютона сила тяжіння буде сильнішою в тому куті, де щільність часток буде вищою, матерія тут буде стискатися сильніше, і різниця між щільнішою і порожнішою ділянками буде зростати. Саме так, упродовж мільйонів років, куб за кубом, гравітація зробила Всесвіт зернистішим і грубішим.

Коли гравітація щільніше притискає атоми один до одного, вони починають бурхливіше рухатися й частіше зіштовхуються. Це призводить до збільшення температури у хмарах матерії, оскільки в менших об’ємах простору концентрується більше тепла. (Той самий принцип пояснює, чому шина колеса теплішає, коли ви її накачуєте). Поки більша частина Всесвіту холонула, грудкуваті хмари матерії знову почали нагріватися. Врешті-решт деякі хмари стали такими гарячими, що протони більше не могли утримувати електрони. Атоми розпалися, створюючи всередині кожної хмари заряджену плазму й потріскуючи електрикою, яка колись пронизувала цілий Усесвіт.

У міру того як через гравітацію збільшувався тиск, щільні ділянки ставали ще щільнішими, ядра там нагрівалися, і гравітація почала відновлювати високі енергії первинного Всесвіту. Приблизно на позначці в 10 мільйонів градусів протони вже мають дуже багато енергії й зіштовхуються так несамовито, що долають відштовхування однакових зарядів. Перейшовши цю межу, вони починають поєднуватися в пари за допомогою сильної ядерної взаємодії, яка відбувається лише на дуже малих відстанях. Пари протонів утворюють ядра гелію так само, як це вже колись було одразу після Великого вибуху.

Після злиття протонів частина їхньої маси перетворилася на чисту енергію — як ми вже бачили, навіть крихітна кількість речовини містить колосальну кількість енергії. Така сама велетенська кількість енергії вивільняється під час вибуху водневої бомби, що, як і будь-яка зоря, заряджається завдяки процесу злиття. Отже, поки ядро щільної хмари матерії перетинає критичний поріг температури приблизно десять мільйонів градусів, трильйони протонів починають зливатися в ядра гелію, працюючи, мов піч, звідки вивільняється колосальна кількість енергії. Одного разу розпалившись, ця піч горітиме, поки стане вільних протонів для продовження злиття.

Колосальна кількість енергії, вивільнена через злиття, підігріватиме ядро, аж поки воно не розшириться й не стиснеться назад під дією гравітації. Тепер уся нова структура стабілізується на мільйони або мільярди років. Народилась зоря.

Усесвіт, де є галактики й зорі

Але не одна. У кожній хмарі матерії виникли мільярди зір, і ці велетенські зоряні міста, які ми сьогодні називаємо галактиками, почали сяяти й освітлювати темряву молодого Всесвіту.

Усесвіт, де є галактики й зорі, дуже відрізняється від Усесвіту перших атомів. Тепер у нього є не лише дрібна, а й велика структура, і ми можемо сказати, що він загалом став складнішим. Між галактиками є темні пусті ділянки, всередині галактик — щільні й дуже освітлені. Галактики заповнені матерією і енергією, а простір між ними залишається порожнім і холодним. Найцікавіші речі вже не розмазані, наче марево, а сконцентровані на величезних галактичних аркушах і нитках, схожих на павутиння. У кожної галактики власна специфічна структура. Більшість із них спіральні, як наш Чумацький Шлях, із сотнями мільярдів зірок, що повільно обертаються навколо щільного ядра, де зазвичай є чорна діра. Та часом галактики зіштовхувалися й утворювали нові «неправильні галактики». Сила тяжіння об’єднувала їх у кластери, а ті — у суперкластери, створюючи зоряні архіпелаги, що тягнуться по цілому Всесвіту.

Окремі зорі, в яких теж є і структура, і новітні специфічні властивості, цятками розсипані по всьому Всесвіту, наче гарячі родзинки в холодному пудингу. У кожної зорі є гаряче ядро, де протони зливаються воєдино, генеруючи енергію, яка протистоїть силі тяжіння. Зовнішні шари стискають ядро і забезпечують його протонним паливом. Історія життя зорі залежатиме перш за все від її маси при народженні: скільки речовини вона містить на початку. Масивні зорі генерують більший гравітаційний тиск, отже, вони набагато гарячіші, ніж зорі з малими масами. Саме тому вони дуже швидко спалюють своє паливо і гаснуть за кілька мільйонів років. Зорі з меншими масами горять повільніше — багато малих зір горітимуть набагато довше, ніж досі існує Всесвіт.

Такий неоднорідний Усесвіт мав більше різноманітних середовищ, більший потенціал творення і багато енергетичних градієнтів. Існували градієнти світла, температури і щільності, якими протікала вільна енергія, ніби вода водоспадом. Кожна зоря вливала енергію в холодні довколишні простори, генеруючи потоки тепла, світла і хімічної енергії, з якої десь поряд могли утворитися нові форми складності. Це саме ті потоки вільної енергії, завдяки яким на планеті Земля процвітає життя.

Гравітація почала процес перетворення речовини на зорі, зливаючи докупи протони й долаючи бар’єр, створений їхніми позитивними зарядами. Така схема траплятиметься нам знову і знову. Процес дещо схожий на приготування кави, яка допомагає щоранку зібратися докупи. Хіміки називають цей початковий спалах енергії активаційним; це енергія запаленого сірника, з якого починається пожежа. Певний вид енергії щось змінює, аби вивільнити інші потоки вільної енергії, набагато потужніші за енергію активації. У процесі формування зір гравітація забезпечувала енергію активації для злиття, формування самих зір і для всього того, що відбувалося далі.

Але тут є загадка. Що робити з другим законом термодинаміки? Ентропія терпіти не може структурованості — тож чому вона дозволяє з’являтися дедалі складнішим структурам?

Якщо придивитися уважніше до енергетичних потоків, ми побачимо, що складні структури, такі як зорі, дорого платять за свою складність. Погляньте на енергію, що виділяється при злитті. По-перше, ця енергія підтримує життя зорі, запобігаючи її руйнуванню. Це такий собі гонорар, сплачений ентропії, податок на складність. Коли зоря припиняє генерувати енергію, вона руйнується. Ідея податку на складність допомагає пояснити важливе явище, зафіксоване астрофізиком Еріком Чейссоном: грубо кажучи, складніші явища потребують щільніших потоків енергії, більше енергії на грам на секунду. Наприклад, за його розрахунками щільність потоку енергії, яка протікає крізь сучасне людське суспільство, десь у мільйон разів більша за щільність енергії, що протікає крізь Сонце, а щільність енергії, що тече через більшість живих організмів, — десь між двома цими крайніми точками. Що складнішою стає сутність/об’єкт, то, здається, більше ентропія вимагає від неї енергії; складніші речі повинні знаходити великі й складні потоки вільної енергії й керувати ними. Не дивно, що складніші речі й процеси важче утворювати і важче підтримувати їхню життєдіяльність. І зовсім не дивно, що зазвичай вони швидко розпадаються на простіші складники. Саме ця ідея червоною ниткою проходить по всій сучасній історії, і їй є що розповісти про сучасні людські суспільства26.

Ентропії подобається ця оборудка, оскільки енергія, що підтримує життєдіяльність зорі, як і енергія водоспаду, зрештою викидається в космос і руйнується, розчиняючись у ньому. Таким чином, поки зоря складнішає, вона допомагає ентропії перетворювати вільну енергію на теплову й руйнувати її. Саме це ми спостерігатимемо впродовж усієї сучасної праісторії. Ускладнення — не перемога над ентропією. Парадокс у тому, що потоки енергії, які підтримують складні речі (включно з нами всіма), допомагають ентропії в її темній справі поступового руйнування всіх форм порядку і структури.

Нові елементи й хімічне ускладнення: поріг № 3

За мільярд років після Великого вибуху Всесвіт, наче мале дитя, вже почав викидати доволі цікаві коники. Але з точки зору хімії все було занадто нудно. Він складався лише з водню і гелію. Переступивши через третій поріг складності, ми отримали нові форми речовини — решту елементів періодичної таблиці. Усесвіт із понад 90 окремими елементами може набагато більше, ніж Усесвіт, у якого є лише водень і гелій.

Водень і гелій з’явилися першими, бо вони найпростіші. Ядро водню складається з одного протона, отже, ми кажемо, що його атомний номер — 1. У гелію в ядрі два протони, і його атомний номер — 2. Приблизно за 380 тисяч років після Великого вибуху, коли з’явилося космічне мікрохвильове фонове випромінювання (яке ми зараз називаємо реліктовим), де-не-де траплялися вкраплення літію (атомний номер 3) і берилію (атомний номер 4). І на тому все. Лише ці елементи утворилися в казані Великого вибуху.

Найсприятливіші умови для народження нових елементів із більшим ядром доволі прості: дуже багато протонів і дуже високі температури. Такі високі, які існували лише в перші миті після Великого вибуху. Ці температури утворюватимуться всередині драматичного, конфліктного світу вмирущих зірок, коли вони, виснажені й позбавлені стабільності, врешті-решт розпадуться через нездатність сплачувати ентропії податки на складність.

Щоб зрозуміти, як саме у своїх передсмертних судомах зорі продукують нові елементи, необхідно зрозуміти, як саме вони жили і старіли.

Зорі живуть мільйони, мільярди років, і ми неспроможні спостерігати за їхнім старінням. Тому стародавні астрономи племені майя, народу з озера Мунґо і греків з Афін, які спостерігали за зірками неозброєним оком, не могли розповісти нам історію їхніх життя і смерті. Наше сучасне розуміння спирається на дослідження, що проводилися по всьому світу за допомогою інструментів та інформації, отриманої лише протягом останніх двох сторіч. Сучасні астрономи тепер обмінюються матеріалами по мільйонах зір на різних етапах їхнього життя. Як сказав англійський учений Артур Еддінґтон, астрономія — це прогулянка лісом, де ростуть саджанці, зрілі дерева і стародавні, близькі до смерті ветерани27. Вивчення цих дерев на різних етапах їхнього життєвого циклу дає нам можливість встановити, як вони народжувалися, росли, мужніли, старіли і вмирали.

В астрономів є фундаментальна мапа, яка дає змогу зібрати воєдино колосальні масиви інформації щодо зір — діаграма Герцшпрунґа — Расселла. Це такий собі астрономічний еквівалент глобусів, які колись стояли в кожному класі. Вона, як і глобуси, допомагає звести докупи і зрозуміти дуже багато розрізненої інформації.

Діаграма Герцшпрунґа — Расселла, створена близько 1910 року, показує класифікацію зір за двома основними властивостями. Перша властивість, відображена на вертикальній осі, — їхня власна яскравість, або світність, що відповідає реальній кількості енергії, яку зоря випускає в космос, порівняно з нашим Сонцем. Другою властивістю є колір, який показує температуру поверхні зорі в градусах Кельвіна. Цей параметр зазвичай відображається на горизонтальній осі. Оскільки обидва параметри змінюються впродовж життя зорі, графік може допомогти нам зрозуміти біографії різних типів зір. Основні відмінності історій їхнього життя залежать головним чином від іще одного параметра: маси хмари матерії, з якої вони утворилися. Біографія зір із високою масою відрізняється від біографії зір із низькою28.

На діаграмі Герцшпрунґа — Расселла найяскравіші зірки, що випромінюють найбільшу енергію, як-от Сиріус, розташовані вгорі. Зазвичай вони наймасивніші. Найменш світні зорі, наприклад наша сусідка Проксима Центавра, показані внизу. Наше Сонце (світність якого дорівнює одиниці) розташоване посередині. Зорі з високою температурою поверхні ви побачите ліворуч, а найхолодніші — праворуч.

Ця діаграма має три цікаві ділянки. Перша, головна послідовність, перетинає всю діаграму широкою викривленою смугою з верхнього лівого кута в нижній правий. Більшість зір проведе 90 % свого життя у певній точці головної послідовності. Де саме — залежатиме від маси, але всі зорі в головній послідовності генерують свою енергію за допомогою злиття протонів у ядра гелію. Саме це відбувається зараз і в нашому Сонці. Ця зірка середнього віку досі лежить у головній послідовності. У правому верхньому куті діаграми ви побачите червоних гігантів — таких як Бетельгейзе, розташована на одному з кінців сузір’я Оріона. Ці зорі старішають. Вони вже майже повністю використали запас протонів у своїх ядрах і зараз підживлюють свої печі, спалюючи інші, більші ядра. Їхні поверхні доволі прохолодні, оскільки вони розширилися до близько двохсот радіусів нашого Сонця. Але вони випромінюють колосальну кількість світла, бо неймовірно великі, а отже, їхнє місце на діаграмі — майже на самому вершечку. Третя важлива ділянка діаграми — у нижньому лівому куті. Тут зібралися білі карлики. Колись вони були червоними гігантами, аж поки втратили більшість зовнішніх шарів і назовні лишилося розжарене щільне ядро.

Коли зорі стають дуже старими, вони врешті-решт вичерпують запас вільних протонів, а їхні ядра починають заповнюватися золою від сплавлених — ядрами гелію. Для злиття ядер гелію потрібна набагато вища температура, ніж для злиття поодиноких протонів, тому печі в ядрах поступово припиняють свою роботу. Коли це відбувається, гравітація перемагає, і зоря колапсує під власною масою. Але навіть це ще не кінець історії. Після колапсу вона знову нагрівається, бо через дію гравітації тиск знову підвищується. Далеко від ядра зовнішні шари зорі розширюються і охолоджуються, щоб зберегти рівновагу системи. Ці зовнішні холодніші шари здаються нам червоними, тому ми називаємо такі зорі червоними гігантами. Коли наше Сонце досягне цієї стадії, воно розшириться десь у двісті разів і випарить внутрішні планети включно з Землею.

Якщо в червоного гіганта достатньо маси, гравітація стисне його так щільно, що ядро стане дуже гарячим і знову розпочнеться злиття ядер гелію у важчі ядра, такі як вуглець (шість протонів) і кисень (вісім протонів). Зоря воскресла, але злиття ядер гелію — процес складніший, ніж злиття протонів, і він генерує менше енергії, тому в зір на цій стадії значно менша тривалість життя. Дуже великі зорі пройдуть через декілька стадій дедалі шаленішого розширення і скорочення. Вуглець і кисень об’єднаються, щоб утворити нові елементи — від магнію до кремнію й заліза. Поки зоря нагрівається, починає працювати ще один механізм, який перетворює нейтрони на протони, що створюватимуть нові типи ядер. Зрештою ядро зорі стане велетенською залізною кулею, вкритою шарами інших елементів.

Саме тут і закінчується життєвий шлях зорі, бо генерувати енергію за допомогою злиття ядер заліза неможливо. Наприкінці вибух зриває зовнішні шари більшості зір, і вони перетворюються на білих карликів, розташованих у лівому нижньому куті діаграми Герцшпрунґа — Расселла. Білі карлики — такі собі зоряні зомбі, чиє серце вже не палає. Вони вкрай щільні, здебільшого не більші від Землі, але важать, як Сонце. Вам би не вдалося підняти й чайної ложки матеріалу, з якого складаються білі карлики, бо такий об’єм важить не менше тонни29. Білі карлики ще досить гарячі — їхні тіла будуть вистигати мільярди років. Але свою роботу з постачання навколишньому середовищу нових елементів вони вже виконали. Деякі білі карлики вмирають видовищніше — у великих вибухах наднових, якщо вони всмоктуються в сусідні зорі. Ці вибухи настільки гарячі, що в них може виникнути багато елементів періодичної таблиці. Видовищна вибухова смерть білих карликів утворює зорі, які ми називаємо надновими типу 1а. Вони всі вибухають приблизно за однієї температури, отже, бачачи таку наднову, ми знаємо її світність і можемо точно визначити відстань до неї. Наднові типу 1а дають змогу астрономам оцінювати відстані в сотні разів далі, ніж змінні цефеїди.

Зорі з масою, що більш ніж у сім разів перевищує масу нашого Сонця, також закінчують своє життя доволі ефектно. Їхній вибух відомий під назвою наднової швидкого колапсу ядра. Після того як ядро перетворилося на кулю заліза, більшу за наше Сонце, центральна піч згасне востаннє й назавжди. Гравітація з шаленою силою вмить розчавить ядро, утворюючи енергії і температури вищі, ніж будь-коли за життя зорі. Зоря вибухне надновою і дуже швидко випроменить стільки енергії, скільки може випромінювати ціла галактика. Лише за кілька хвилин вона створить решту елементів періодичної таблиці й викине їх у відкритий космос. Мабуть, найвідоміший приклад наднової колапсу ядра лежить у самому серці Крабоподібної туманності. Бетельгейзе може стати надновою будь-якої миті в наступний мільйон років.

Більшість надгігантів, відкинувши свої зовнішні шари спалахом наднової, стиснеться так сильно, що протони і електрони поєднаються і утворять нейтрони. Тепер увесь цей масивний пухир розчавиться і перетвориться на нейтронну зорю, об’єкт, де нейтрони притиснуті один до одного так щільно, як частки атомного ядра. Це дуже незвичайна і надзвичайно щільна форма матерії, оскільки більшість атомів складається переважно з порожнечі. Нейтронна зоря діаметром лише 20 кілометрів важитиме вдвічі більше за наше Сонце, а чайна ложка нейтронного матеріалу з такої зорі буде важити мільярди тонн30. Існують певні докази того, що багато важких елементів періодичної таблиці могли утворитися не в стандартних наднових, а в шалених злиттях нейтронних зірок.

Нейтронні зорі обертаються дуже швидко, наче попереджувальні маяки. Уперше їх виявили 1967 року завдяки серії швидких спалахів енергії. Обертові нейтронні зорі відомі як пульсари. Незабаром після того, як відкрили перший пульсар, у серці Крабоподібної туманності було помічено ще один — залишки наднової, яку китайські астрономи спостерігали ще в 1054 році. Пульсар із Крабоподібної туманності розміром приблизно як місто, і обертається він із швидкістю 30 обертів на секунду.

У надмасивних зір може бути ще одна, ще дивніша, розв’язка. Ядро надмасивної зорі може вибухнути зсередини так сильно, що ніщо не зможе протистояти колапсові, і зоря перетвориться на чорну діру, найщільніший з відомих об’єктів. Ще Ейнштейн передбачав існування чорних дір — об’єктів із такою щільністю, що ніщо не може уникнути їхнього тяжіння, навіть світло. Ось чому ми так мало знаємо про їхню внутрішню будову. Чорні діри — дуже дивні астрономічні монстри, але доказів їхньої реальності вже достатньо. Найпевніше, перші зорі нашого Всесвіту були величезними. Дуже ймовірно, що більшість із них колапсували у великі чорні діри, і саме ці діри могли стати такими собі гравітаційними зернами, навколо яких сформувалися галактики, наче перли навколо піщинки. У наші дні астрономи здатні виявити великі чорні діри в центрі більшості галактик, включно з нашою. Їхні потужні гравітаційні поля можуть усмоктати в свої пащі багато навколишніх зір. Тільки-но зоря перетинає кордон чорної діри (так званий горизонт подій), вона починає випромінювати колосальну кількість енергії. Це дуже схоже на передсмертний крик. З таких криків утворюються дуже яскраві об’єкти, які називаються квазарами.

Кордон чорної діри, горизонт подій — точка неповернення. Саме по ньому пролягає межа наших знань, оскільки з пащі чорної діри годі вирватися будь-якій інформації. Можна оцінити лише масу об’єкта, що утворив чорну діру, а також її обертання. Однак Стівен Гокінґ довів, що завдяки ледь вловимим квантовим ефектам із чорних дір таки випромінюється невеличка кількість енергії. Можливо, звідти просочується ще й якась інформація, але ми поки що не знаємо, як її прочитати.

Отак по-різному вмирущі зірки збагачували й запліднювали молодий Усесвіт. Викувані у вмирущих зорях і наднових елементи періодичної таблиці збиралися у величезні хмари пилу між зорями; атоми об’єднувалися в прості молекули й під дією своєрідного бродіння варили нові форми матерії.

Ми так багато знаємо про зорі, бо астрономи знайшли спосіб дізнатися, що відбувається всередині зір, розташованих за мільйони світлових років від Землі. Ми вже побачили, як багато інформації вчені можуть отримати з аналізу зоряного світла. Але видиме світло становить лише невелику частку всієї енергії, яку випромінюють зорі та галактики. Сучасні телескопи дозволяють науковцям вивчати випромінювання всіх частот електромагнітного спектра — від найдовших і найледачіших радіохвиль до найтонших гіперактивних гамма-променів. Завдяки комп’ютерам ми можемо обробляти гігантські масиви інформації з надзвичайною точністю, а космічні телескопи на кшталт «Габбла» відкривають можливості спостерігати за Всесвітом, уникаючи викривлень і перешкод, спричинених атмосферою Землі. Ці новітні наукові іграшки постачають нам шалену кількість інформації про галактичне довкілля.

Старі інструменти, такі як оптичні телескопи й спектроскопи, також надзвичайно важливі. Лінії поглинання, виявлені спектроскопами, розповіли нам про елементи всередині зірок та їхні пропорції. Хочете знати кількість золота на Сонці? Наведіть спектроскоп на Сонце, вивчіть лінії поглинання золота і виміряйте, наскільки вони темні. Ви дізнаєтеся, що золото становить менше однієї трильйонної від маси Сонця. Але Сонце надзвичайно велике, тому якщо ви якимось чином зможете налагодити видобуток цього золота, то станете страшенно багатим, оскільки там його набагато більше, ніж на Землі.

Астрономи можуть встановити температуру поверхні зорі за кольором (або частотою) світла, яке вона випромінює. Отже, ми знаємо, що температури поверхні можуть бути від 2500 до 30 000 К. Ми вже бачили, що астрономи можуть обчислити ще й загальну кількість світла, яке випромінює зоря (її світність), вимірявши очевидну світність і розрахувавши, наскільки яскравішою вона буде при наближенні. Ці два показники — температура поверхні і світність — є базовими ввідними даними для діаграми Герцшпрунґа — Расселла. І, нарешті, якщо нам відома світність зорі, ми переважно можемо обчислити її масу. Схожі методи допомагають нам обчислювати відстані, розміри, напрямки руху і кількість енергії цілих галактик.

Ці методи за останні п’ятдесят років перевернули наше розуміння зір і галактик. Вони допомогли нам зрозуміти, як еволюціонують зорі й галактики, як вони руйнуються і як саме збагачують Усесвіт хімічними елементами. Саме це й була критична «умова Золотоволоски» для побудови складних молекул, що сформують нові типи астрономічних об’єктів, такі як Земля і Місяць.

25 «З молекулярної точки зору підняття ваги передається всім її атомам, що рухаються в одному напрямку. Робота — це передача енергії, яка використовує рівномірний рух атомів в оточенні». Peter Atkins, Four Laws that Drive the Universe (Oxford: Oxford University Press, 2007), 32.

26 Див. Chaisson, Cosmic Evolution, and Spier, Big History.

27 Andrew King, Stars: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2012), 49.

28 Ibid, 59.

29 Ibid, 59.

30 Ibid., 66.

3 Молекули й місяці: поріг № 4

Насправді є лише атоми й порожнеча.

Демокріт

Ти на Землі. Тут нічим не зарадиш.

Семюел Беккет. Ендшпіль

Від зоряного пилу до молекул

Ми вже побачили, як бурхливі процеси за участі екстремальних енергій і за керівництва основних законів функціонування Всесвіту створювали галактики, зорі й нові елементи. Усе це робилось як космологічний еквівалент скульптур, вирізаних ланцюговою пилкою, — а гравітація була таким собі віртуозним скульптором, який цією пилкою орудував. Ця груба скульптура забезпечила поряд із зорями появу нових середовищ, де вже могла з’явитися скульптура витонченіша. Щоб зрозуміти ці нові типи структур, нам необхідно перевести погляд із дуже великих речей на дуже малі. Слід сфокусуватися на відношеннях між атомами.

Хімічна складність залежить від дрібних потоків електромагнітної енергії, які можуть виконувати нанороботу з перегрупування окремих атомів і молекул. Але такі точні потоки вільної енергії поширені тільки в захищених і рідкісних «середовищах Золотоволоски». Від високих температур молекули і атоми вибухатимуть, тому в межах зір хімічна складність неможлива. Оскільки для неї необхідна певна енергія, вона так само неможлива у мертвій зоні глибокого космосу. Здається, найкращим буде середовище неподалік від зорі, але не надто близько — ділянки зі стійкими, але слабкими потоками вільної енергії.

Ми, люди, відчуваємо гравітацію, але в наносвіті, де царюють атоми, її сила не така вже й важлива. Вона не має особливого значення навіть для такого дріб’язку, як бактерії або водомірки, що набагато більше переймаються місцевими електричними зарядами й поверхневим натягом води. На молекулярному рівні все вирішує електромагнітна сила. Це сила, яка склеює або розділяє атоми і молекули. Молекули і атоми рухаються в липкому світі електромагнітних гачків, зондів, приманок і ласо.

Хімія зародилася всередині галактичних пилових хмар, оскільки вони наповнені новими елементами. Навіть сьогодні близько 98 % маси міжзоряних пилових хмар складається з водню і гелію. Але серед атомів водню і гелію розсипані атоми всіх інших елементів періодичної таблиці. Астрономи чомусь вважають усі елементи, важчі за гелій, металами, тому стверджують, що чим більше вмирає великих зір, тим металевішим стає Всесвіт. Так само ми можемо сказати, що Сонце металевіше, ніж попередні покоління зір, оскільки до його складу входить більше металів.

Завдяки спектроскопам ми можемо дізнатися, які елементи є в галактичних хмарах і скільки їх там. Також спектроскопи здатні ідентифікувати молекули, кластери атомів, пов’язаних між собою електромагнітними силами. Вони можуть розповісти, наприклад, чи є у хмарі молекули води, льоду або силікатів, що складаються здебільшого з кремнію та кисню й становлять більшу частину пилу і гірських порід на Землі. Тепер ми знаємо, що в галактичних пилових хмарах є багато простих молекул, серед яких і амінокислоти (будівельні блоки білків), котрі мають вирішальне значення для життя на Землі.

Хімія — це дисципліна, що досліджує, як електромагнітні сили творять молекули і як об’єднуються й рекомбінуються атоми, щоби сформувати калейдоскопічне матеріальне різноманіття нашого світу.

Хімічні рандеву: як поєднуються атоми

Атоми крихітні. Мільйон атомів вуглецю можна запхати у крапку наприкінці цього речення. Вони майже повністю порожні. У кожного є маленьке ядро, що складається з протонів (позитивно заряджених частинок) і нейтронів (частинок, які не мають заряду), об’єднаних ядерною силою сильної взаємодії. Майже вся решта атома вільна. Орбітами навкруги ядер із шаленою швидкістю обертаються хмари електронів, приблизно по одному на кожен протон ядра. На початку ХХ століття Ернест Резерфорд, один із піонерів сучасної ядерної фізики, назвав ядро атома «мухою в кафедральному соборі».

Масштаб, який окреслив Резерфорд, дуже близький до реального. Але він писав це до початку розвитку сучасної квантової фізики, яка показала, що навіть його метафора не зовсім коректна. Електрони мізерні, і їхня маса становить приблизно 1/1836 маси протона. Квантова фізика дала зрозуміти, що ми ніколи не зможемо визначити їхню точну швидкість або положення. Ми можемо дуже приблизно визначити положення електрона, але точно сказати не зможемо ніколи, оскільки будь-яка спроба знайти його вимагатиме використання енергії (уявіть, що потрібно буде посвітити на нього ліхтариком), а електрони настільки легкі, що енергія, яка використовується для їхнього виявлення, змінить їхню швидкість і траєкторію. Ось чому квантові фізики складають мапи орбітальних електронів у вигляді «туману ймовірності», який густішає на певних відстанях від ядра і розріджується на інших. «Туман імовірності» займає більшість атомного собору і навіть може просочитися за його стіни31.

Сенс хімії — в описі рандеву і війн усередині цих туманів імовірності. А відбувається там багато чого. Утворюються й руйнуються сполуки між протонами та електронами, старі зв’язки рвуться, нові — налагоджуються, а результатом стає виникнення абсолютно нових форм матерії. Уся ця діяльність відбувається просто тому, що електрони мають негативний заряд, через який відштовхуються один від одного, але притягуються позитивним зарядом протонів у «рідному» чи сусідньому атомі. Хіміки вивчають це загравання і суперництво, а також зв’язки й напругу, що виникають, коли електрони перекидаються до сусідніх атомів і утворюють молекули, поєднуючи від кількох до мільйонів і мільярдів атомів у сполуки, набагато складніші, ніж найскладніші зорі. Кожна молекулярна сполука має специфічні властивості, тому можливості хімії здаються нескінченними. Утім, в усіх загравань і двобоїв є власні правила поведінки і функціонування (іноді такі самі перекручені, як і правила людського залицяння), і саме вони визначають, яким чином електромагнітна сила нарощуватиме хімічну складність.

Ключовими гравцями є електрони. Як і люди-коханці, електрони непередбачувані, непостійні і завжди відкриті до кращих пропозицій. Вони ширяють навколо протонів по різних орбітах, кожна з яких співвідноситься з власним енергетичним рівнем. За першої ж можливості електрони прямують до найближчої до ядра орбіти, де витрачатимуть найменше енергії. Але кількість місць на кожній орбіті обмежена, і якщо на внутрішніх орбітах уже все заповнено, слід шукати собі притулку на зовнішній. Якщо на зовнішній орбіті кружляє правильна кількість електронів — усі щасливі. Це ситуація так званих благородних газів — гелію або аргону, які ви знайдете угорі праворуч на періодичній таблиці. Вони не поєднуються з іншими атомами, оскільки більш-менш задоволені своїм статус-кво.

Але якщо зовнішні орбіти атома не заповнені, усе дуже незручно, проблемно й напружено. Подальша нескінченна штовханина за місце пояснює дуже багато процесів і явищ у хімії. Деякі електрони дезертирують і тікають до сусідніх атомів. У цьому випадку атом, який вони залишили, втрачає негативний заряд і може об’єднатися з атомом, який має зайвий електрон, щоб утворити іонний зв’язок. Саме так утворюється сіль із атомів натрію, чий зовнішній електрон зазвичай намагається втекти, і хлору, який часто шукає додатковий електрон, щоб заповнити місце на своїй зовнішній орбіті. Іноді електрони почуваються найбільш комфортно, обертаючись навколо одразу двох ядер, і ядра розподіляють свій заряд у ковалентному зв’язку. Саме так поєднуються атоми водню та кисню, щоб утворити молекулу води. Але новостворена молекула однобока, з двома малими атомами водню, приліпленими до однієї сторони великого атома кисню. Ця дивна форма нерівномірно розподіляє негативні й позитивні заряди над поверхнею і дезорієнтує атоми водню, які часто притягуються до атомів кисню в сусідніх молекулах. Саме через такі слабкі водневі зв’язки молекули води можуть злипатися в краплі. Водневі зв’язки відіграють фундаментальну роль у хімії життя, оскільки часто пояснюють поведінку генетичних молекул, таких як ДНК. У металах електрони поводяться зовсім інакше.

Вуглець, у чиєму ядрі шість протонів, — Дон Жуан атомної романтики. На зовнішній орбіті він зазвичай тримає чотири електрони, але місця там вистачає для восьми. Отже, атом вуглецю однаково радітиме, якщо забрати в нього ці чотири електрони з зовнішньої оболонки, якщо до них додати ще чотири і якщо дати йому розділити ці чотири електрони з іншим атомом. Варіантів багато — і тому вуглець може формувати складні молекули у вигляді кіл, ланцюгів та інших екзотичних фігур. Така віртуозність пояснює, чому вуглець дуже важливий для хімії життя.

Базові правила хімії здаються універсальними. Ми це знаємо завдяки спектроскопам, які показали, що багато відомих нам земних простих молекул існують і в міжзоряних пилових хмарах. Але міжзоряна хімія виглядає досить просто: жодна міжзоряна молекула з нині виявлених не налічує більше ста атомів. І це не дивно, адже в просторі атоми розташовані далеко один від одного, тому їм важко зачепитися. Крім того, через низькі температури бракує енергії активації, яка спонукає атоми до довгострокового партнерства. Але в міжзоряній хімії найбільше вражає те, що вона здатна генерувати не лише прості молекули, з яких народжуються планети, як-от молекули води чи силікати, але й багато базових молекул життя — наприклад, амінокислоти, складові білків. Справді, ми тепер знаємо, що у Всесвіті багато простих органічних молекул, і це збільшує ймовірність існування життя за межами Землі.

Поріг № 4: від молекул до супутників, планет і Сонячної системи

Прості хімічні молекули, що обертаються навколо молодих зір, створили «умови Золотоволоски» для нашого наступного порога складності, забезпечивши будматеріал для абсолютно нових астрономічних об’єктів: планет, супутників і астероїдів. Планети були хімічно багатшими й набагато прохолоднішими за зорі, тому саме там утворилися ідеальні «середовища Золотоволоски» для складної хімії. І принаймні на одній планеті (нашій), а можливо, й на багатьох інших, завдяки хімії зрештою зародилося життя.

Люди довго знали лише про одну систему — Сонячну. Але у 1995 році астрономи виявили екзопланети — планети, що обертаються навколо інших зір нашої галактики. На них вказали невеликі коливання в русі зір або незначні зміни їхньої світності при проходженні планет поряд. Відтоді ми знаємо, що в більшості зір є свої планети, а отже, лише в одній нашій галактиці можуть існувати десятки мільярдів планетарних систем різних типів. До середини 2016 року астрономи зуміли розпізнати понад три тисячі екзопланет. За наступні кількадесят років вивчення інших планетних систем дасть нам краще уявлення про їхні найпоширеніші конфігурації. Незабаром ми зможемо вивчати їхню атмосферу і зрозуміємо, скільки з них може бути придатними для життя. Наразі ми вже знаємо, що багато планет приблизно такі самі великі, як і Земля. Багато з них обертаються на такій відстані від своїх зір, яка уможливлює існування рідкої води, найважливішого інгредієнта для життя.

Відкриття екзопланет доводить, що пороги № 3 і 4 перетиналися вже багато разів, а вперше їх було перейдено біля планети, яку ми, найімовірніше, ніколи не виявимо і не побачимо. Всесвіт тоді був іще зовсім молодим. Але в нас є багато відомостей про те, як виглядає такий перехід.

Формування планетних систем — безладний і хаотичний процес, побічний продукт зоретворення в хімічно збагачених ділянках космосу. Мільярди років після Великого вибуху міжзоряний простір був заповнений хмарами речовини, яка містила багато різних хімічних елементів. Майже 98 % цих хмар становили водень і гелій, але найважливішу роль відіграли решта 2 %. Як і в ранньому Всесвіті, гравітація робила ці хмари зернистішими. У нашій ділянці силі тяжіння, найімовірніше, допоміг вибух найближчої наднової, який приблизно 4567 мільярдів років тому добряче струснув усе, що тут було, й розпочав стиснення і ущільнення велетенської хмари газу та пилу. Наднова залишила по собі візитівку — характерні радіоактивні матеріали в метеоритах, що пролітають Сонячною системою.

На певній стадії стиснення і ущільнення хмара розлетілася на багато сонячних туманностей, в одній з яких і сформувалося наше Сонце. Воно зжерло 99,9 % усієї речовини в пиловій хмарі. Але зараз нас цікавлять саме рештки, кільця сміття, що оберталися навколо молодого Сонця. Що сильніше гравітація стискала сонячну туманність, то швидше крутився вир газу, пилу й крижинок — аж поки відцентрові сили не розкачали його, наче тісто для піци, утворивши тонку площину нашої Сонячної системи. Зараз ми можемо спостерігати такі самі протопланетні диски в сусідніх ділянках утворення зір, тому знаємо, що вони дуже поширені.

Обертовий диск речовини перетворився на планети, супутники і астероїди завдяки двом процесам. Перший — це хімічний поділ. Бурхливі вибухи заряджених часток молодого Сонця, відомі як сонячний вітер, здували легші елементи, такі як водень і гелій, далеко від внутрішніх орбіт, і так виникли дві окремі ділянки. Зовнішня ділянка молодої Сонячної системи, як і весь Усесвіт, складалася здебільшого з первинних елементів, водню і гелію, а от внутрішня, де пізніше сформуються скелясті планети (Меркурій, Венера, Земля і Марс), втратила дуже багато водню і гелію, але натомість отримала рідкісне хімічне різноманіття. Кисень, кремній, алюміній і залізо становлять понад 80 % земної кори. Кальцію, вуглецю і фосфору дещо менше. На Землі водень відіграє другорядну роль, а гелію взагалі майже нема.

Другим процесом, який сформував нашу Сонячну систему, була акреція (нарощення). На різних орбітах навколо молодого Сонця повільно збиралися грудочки речовини. У загазованіших віддалених ділянках цей процес, певно, проходив спокійніше. Гравітація зібрала матерію у велетенські газові планети на кшталт Юпітера і Сатурна, які складалися здебільшого з водню та гелію з невеликими домішками пилу і криги. У внутрішніх ділянках акреція була жорсткішою і хаотичнішою, бо тут було більше твердої речовини. Частки пилу і льоду склеювалися й утворювали кам’яні й крижані грудочки, які ширяли по орбіті й іноді розбивали одна одну на шматки чи злипалися докупи. Потім з’явилися ще більші об’єкти, такі як метеори й астероїди, і на кожній з орбіт вони врізались один в один або об’єднувалися, стаючи такими великими, що їхня сила тяжіння почала підбирати більшість залишків. Зрештою ці процеси породили планети, які ми бачимо сьогодні, рознесені на різних орбітах навколо Сонця.

Але такий опис не дає уявлення про хаотичність і жорсткість процесу акреції. Деякі об’єкти сходили з орбіти або переходили на іншу, збиваючи молоді планети й місяці або взагалі розбиваючи їх на друзки. Велетенська протопланета Юпітер свого часу мігрувала ближче до Сонця, трощачи на своєму шляху гравітаційним полем зародки інших планет і перетворюючи їх на те, що потім стало поясом астероїдів. Незвичайні нахил і ротація Урана, найімовірніше, є результатом грандіозного зіткнення з якимось іншим великим тілом, а зубчасті форми багатьох астероїдів — це шрами від брутальних зіткнень на початку історії нашої Сонячної системи.

Зіткнення тривали ще довго — навіть коли Сонячна система вже більш-менш стабілізувалася. Треба зауважити, що наш Місяць утворився внаслідок зіткнення молодої Землі з протопланетою розміром із Марс (Теєю), яке сталося приблизно за 100 мільйонів років після народження Сонячної системи. Через це зіткнення на навколоземну орбіту потрапили велетенські хмари матерії, які, вочевидь, кружляли, як кільця навколо Сатурна (теж, до речі, можуть бути рештками розбитого супутника), аж поки завдяки акреції не сформувався Місяць.

За 5 мільйонів років Сонячна система більш-менш набула нинішнього вигляду, і такий лад виявився достатньо стабільним. Мільярди планетних систем нашої галактики, найімовірніше, виникали приблизно так само, хоча зараз конфігурації у всіх систем дуже різні. Усі планети значно холодніші, ніж зорі, хімічно багатші і різноманітніші. Тому саме на планетах утворюються «умови Золотоволоски», де є можливість народження нових форм складності. Зрештою принаймні на одному такому об’єкті (а може, й не на одному) зародилося життя.

Планета Земля

Наша Сонячна система лежить у галактиці, яку ми називаємо Чумацьким Шляхом, у зоряному передмісті, на околиці одного з її галактичних рукавів — рукава Оріона. Чумацький Шлях — один із членів групи п’ятдесяти галактик, відомої під неромантичною назвою «Місцева група». Місцева група лежить у зовнішніх областях скупчення Діви, де нараховується близько тисячі галактик. Це частина Місцевого надскупчення, до якого входять сотні галактичних груп. Щоби проїхатися Місцевим надскупченням зі швидкістю світла, знадобиться не менше ста мільйонів років. У 2014 році науковці зрозуміли, що Місцеве надскупчення — частина велетенської космічної імперії, яка містить, можливо, сотні тисяч галактик, і щоб перетнути цю імперію на швидкості світла, знадобиться чотириста мільйонів років. Ця імперія має назву Ланіакея (з гавайської — «неосяжні небеса»). Зараз це найбільша відома структурована одиниця у Всесвіті. Ми припускаємо, що Ланіакея побудована навколо каркаса темної матерії, тяжіння якої утримує всі ці галактики разом при постійному розширенні Всесвіту.

Тепер нам доведеться вирушити назад, у передмістя Ланіакеї, у Місцеву групу, до своєї галактики, в рукав Оріона, де ми знайдемо нашу планету. Після її акреційного утворення великий скульптор останнім рухом ланцюгової пилки створив її самобутню внутрішню структуру. Геологи назвали цей процес диференціацією.

Молода Земля нагрівалася й плавилася. Її нагрівали шалені зіткнення у процесі акреції, радіоактивні елементи, що лишилися після розпаду наднової, з матеріалу якої утворилася більшість нашої Сонячної системи, і дедалі більший тиск при збільшенні розмірів. Зрештою молода Земля так нагрілася, що майже цілком розплавилася у в’язку масу, потім розрідилась і розшарувалася відповідно до щільності різних складових, набувши нинішньої структури.

Важчі елементи, здебільшого залізо, нікель і трохи кремнію, потонули в гарячих розплавлених породах і утворили в центрі Землі металеве ядро. При обертанні планети ядро почало генерувати магнітне поле, яке захищало поверхню від шкідливих заряджених частинок сонячного вітру. Легші породи, такі як базальти, зібралися над ядром, утворюючи на глибині три тисячі кілометрів другий шар — ділянку напівтвердої породи, змішаної з газом і водою, що відома нам як мантія. Саме звідси походить лава, що вивергається вулканами. Найлегші породи, переважно граніти, випливли на поверхню, де застигли й затверділи, утворивши третій шар: тонкий, наче яєчна шкаралупа, — кору, яку сьогодні вкривають океани й материки. Під океанами земна кора часом буває завтовшки лише п’ять кілометрів, але під континентами її товщина може сягати й п’ятдесяти. Особливо цікавий хімічний склад кори. Тут можна знайти тверді речовини, рідини й гази, і все це неодноразово підігрівалося і охолоджувалося вулканами, астероїдними ударами, нещадним сяйвом молодого Сонця й остаточною конденсацією перших океанів Землі. Тут і в мантії завдяки високим температурам і циркуляції елементів утворилися близько 250 нових мінералів32. Гази, зокрема й вуглекислий газ і водяна пара, викидалися з мантії через вулкани і тріщини на поверхні, утворюючи четвертий шар — першу атмосферу Землі. Кору і атмосферу збагачували гази, вода, складні молекули та інші матеріали, привнесені астероїдами і кометами.

Гаряча, розплавлена серцевина підтримувала динамічний розвиток молодої Землі: енергія центру проходила через планету, нагрівала та перемішувала її верхні шари. Так з’являлися циркулювальні потоки м’яких порід у мантії й подзьобана численними вулканами поверхня. Розжарене ядро досі видозмінює зовнішні шари планети. Сьогодні ми можемо відстежувати рух поверхні за допомогою систем GPS і знаємо, що літосферні плити рухаються зі швидкістю, з якою ростуть нігті. Найшвидші з них щороку пересуваються на 25 см.

Геологи розробили свою систему поділу історії Землі на певні періоди, найбільший із яких — еон. Першим еоном був гадейський, або гадей («пеклоподібний»). Він тривав близько 4 мільярдів років з моменту утворення Землі. Після нього почався архей. Той, кому пощастило б потрапити на нашу планету під час гадею, побачив би, що вона добряче потерпає від руйнувань акреції. Вибоїни, тріщини й розлами на поверхні Місяця та інших планет свідчать про те, що 4–3,8 мільярда років тому внутрішні ділянки Сонячної системи зазнавали масивних «бомбардувань» астероїдами та іншими об’єктами-приблудами. Цей процес, відомий як Пізнє важке бомбардування, найімовірніше, спричинили зсуви орбіт Юпітера і Сатурна, які розкидали різногабаритні об’єкти в усі боки Сонячної системи. Зараз більшість астероїдів зосереджена між Юпітером і Марсом, отже, це можуть бути залишки планети, якій так і не вдалося добудуватися через руйнівну гравітацію Юпітера. Нам відомі приблизно три тисячі астероїдів. Більшість із них невеликі, але це доволі суттєвий обсяг вільної матерії, досі здатної бомбардувати планети внутрішніх областей системи33.

Вивчення Землі: сейсмографічне і радіометричне датування

Хай там у що нас примушує вірити Голлівуд, а ми таки не можемо копати надто глибоко. Найглибше нам вдалося зануритися приблизно на дванадцять кілометрів — десь на 0,2 % відстані до ядра Землі. Цю дірку пробурили на Кольському півострові на північному заході Росії в межах геологічного дослідження. Про те, що відбувається всередині планети, ми знаємо завдяки іншому майстерному науковому трюкові, геологічному еквівалентові рентгену. Землетруси створюють поштовхи, які проходять через нутрощі Землі. Сейсмографи вимірюють ці поштовхи в різних місцях на поверхні. Порівнюючи результати з різних регіонів планети, можна обчислити швидкість хвиль поштовхів і відстань, яку вони пройшли. Ще ми знаємо, що різні типи поштовхів проходять із різною швидкістю крізь різні типи матеріалу: деякі можуть проходити лише крізь тверді породи, інші — ще й крізь рідини. Отже, якщо відстежувати ці поштовхи численними сейсмографами, можна дізнатися багато нового про внутрішній склад Землі.

Визначити вік Землі так само, як і багато інших дат, розкиданих по всій нашій історії, стало можливо лише у другій половині ХХ століття завдяки дуже важливим науковим надбанням.

Перші кроки до сучасної історії планети були зроблені в XVII столітті. Саме тоді деякі піонери сучасної геології зрозуміли, що можна визначити порядок подій в історії Землі, навіть не уявляючи, коли саме все відбувалося. У XVII столітті Ніколас Стено, данський священик, який жив в Італії, показав, що, ретельно вивчаючи осадові породи, можна визначити порядок нашарування різних кам’яних порід. Усі осадові породи залягають шар за шаром, тому ми знаємо, що з самого низу лежать найстарші шари. Все, що вище — найпевніше, молодше.

На самому початку XIX століття англійський геолог Вільям Сміт показав, що однаковий набір порід з’являється у скельних утвореннях у різних місцях. Якщо обґрунтовано припустити, що подібні скам’янілості мали виникнути приблизно в один час, у всьому світі можна визначити шари порід, закладені одночасно. Усі ці принципи дали змогу геологам ХІХ століття відтворити приблизну хронологію розвитку Землі.

Саме ця хронологія досі стоїть за сучасними системами геологічного датування, яке починається з кембрійського періоду — першого, у скам’янілостях якого є породи, видимі неозброєним оком.

Але тоді ніхто не знав, коли саме тривав цей період, і багато геологів втратили надію, що коли-небудь визначать точне датування різних пластів. У 1788 році Джеймс Гаттон писав: «Ми не знаходимо жодного залишку початку, жодної перспективи кінця»34. Навіть на початку ХХ століття єдиним способом абсолютного датування події був пошук запису, де вона згадувалася. І це означало (як зазначив Герберт Уеллс, коли спробував написати сучасну праісторію відразу після Першої світової війни), що абсолютні часові рамки можуть сягати не далі кількох тисяч років.

Уеллс не знав про деякі відкриття, що зрештою покращили методологію датування. Ключем до них стала радіоактивність, форма енергії, виявлена Анрі Беккерелем у 1896 році. В атомах із великими ядрами, таких як уран, відштовхувальна потужність багатьох позитивно заряджених протонів може дестабілізувати ядро аж до спонтанного розпаду з випроміненням високоенергетичних електронів, фотонів або навіть цілих ядер гелію. Після розпаду ядра його шматки перетворюються на різні елементи з меншою кількістю протонів. Наприклад, уран поступово перетворюється на свинець. У 1910-х роках Ернест Резерфорд виявив, що навіть коли час розпаду одного ядра невідомий, у великих обсягах, що сягають мільярдів і мільярдів ядер, радіоактивний розпад відбувається регулярно і можна передбачити, коли саме це станеться.

Кожен ізотоп певного елемента (в ізотопів однакова кількість протонів, але різна кількість нейтронів) розпадається з різною, але постійною швидкістю — отже, ми можемо точно визначити, скільки часу знадобиться для розпаду половини атомів ізотопу. Наприклад, період напіврозпаду урану-238 (92 протони і 146 нейтронів) — 4,5 мільярда років, а урану-235 (92 протони і 143 нейтрони) — лише 700 мільйонів років.

Резерфорд зрозумів, що радіоактивний розпад може стати своєрідним геологічним годинником, якщо буде можливість виміряти рівень розпаду певного ізотопу. У 1904 році він спробував дослідити розпад зразків урану і дійшов висновку, що вік Землі — п’ять мільйонів років. Загалом учений міркував правильно, але визначений вік планети був дуже суперечливим, оскільки вона виявлялася набагато старшою за усталені менше ста мільйонів років.

Згодом дедалі більше геологів почали погоджуватися, що Земля може бути набагато старшою, ніж вони колись думали. Але технічно виміряти період радіоактивного напіврозпаду було маломожливо. Проблему вирішили наприкінці 40-х років завдяки методам, розробленим у межах Мангеттенського проекту, де виготовляли першу атомну бомбу. Щоб створити бомбу, необхідно було розділити різні ізотопи урану й виділити чисті зразки урану-235. Американський фізик Віллард Ліббі допоміг розробити технологію виділення й аналізу різних ізотопів урану, і саме вона стала поворотною в обчисленні періоду радіоактивного напіврозпаду.

У 1948 році команді Ліббі вдалося встановити точне датування матеріалу, взятого з гробниці фараона Зосера з музею Метрополітен35. Вони використовували вуглець-14, радіоактивний ізотоп вуглецю з періодом напіврозпаду 5730 років, надзвичайно корисний при вивченні таких органічних матеріалів, як дерево. Різні радіоактивні матеріали розпадаються з різною швидкістю в різних зразках і речовинах. Для геологів особливо важливим був розпад урану до свинцю, а завдяки різниці швидкості напіврозпаду різних ізотопів урану можна було проводити перехресний контроль датування36. У 1953 році Клер Петтерсон визначив вік залізного метеорита через період напіврозпаду урану до свинцю. Він слушно припустив, що метеорити були створені з первинного матеріалу молодої Сонячної системи, тому можуть вказувати на вік самої Сонячної системи. Згідно з його обчисленнями, Землі приблизно 4,5 мільярда років — набагато більше, ніж установив Резерфорд. Ми й досі користуємося даними Петтерсона.

Окрім радіометричних, з’явилися й інші методики датування, які можна використовувати для перехресної перевірки. Вік у межах останніх кількох тисячоліть можна визначити за допомогою річних кілець на стародавній деревині — наприклад, остистій сосні, тривалість життя якої може сягати декількох тисяч років. У астрономів свої методики датування історії Всесвіту, а біологи виявили, що ДНК розвивається досить стабільними темпами, тому можна приблизно окреслити дату, коли саме два види відокремлюються від спільного предка, порівнявши відмінності в їхніх геномах. Саме завдяки методам, що спираються на ретельне вивчення таких процесів, як радіоактивний розпад, а також завдяки розробці нових точних вимірювальних інструментів у нас є хронологія, на якій сьогодні побудована сучасна праісторія.

Досі ми спостерігали за ускладненням цікавих, але неживих об’єктів і систем. Попереду — найфундаментальніший з усіх порогів — поява життя. Далі ми зіткнемося з абсолютно новим типом і рівнем складності, а також із цілою низкою нових концепцій ідей — інформацією, метою й навіть (зрештою) свідомістю.

31 Peter Atkins, Chemistry: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2015), loc. 788, Kindle.

32 Robert M. Hazen, “Evolution of Minerals,” Scientific American (March 2010): 61.

33 John Chambers and Jacqueline Mitton, From Dust to Life: The Origin and Evolution of Our Solar System (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2014), 7.

34 Doug Macdougall, Why Geology Matters: Decoding the Past, Anticipating the Future (Berkeley: University of California Press, 2011), 4.

35 Doug Macdougall, Nature’s Clocks: How Scientists Measure the Age of Almost Everything (Berkeley: University of California Press, 2008), 58–60.

36 Tim Lenton, Earth Systems Science: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2016), loc. 1297, Kindle.

Частина друга

Біосфера

4 Життя: поріг № 5

Життя та інформація: новий тип складності

Пообідавши, я до самого вечора розмірковував про життя. Просто подумайте, яка дивна штука це життя! Знаєте, воно не схоже ні на що інше — якщо ви мене розумієте.

П. Ґ. Вудгауз. Мій друг Дживз

У серцевині кожного життя — не вогонь, не теплий подих і не «іскра життя», а інформація, слова, інструкції… Якщо ви хочете зрозуміти, що таке життя насправді, треба відкинути всі ці резонуючі, пульсуючі желе і божу глину й думати про інформаційні технології.

Річард Докінз. Сліпий годинникар37*

Відоме нам життя виросло з екзотичних хімічних середовищ, багатих на різноманітні елементи, що існували на молодій планеті Земля майже чотири мільярди років тому. Якщо життя існує десь іще, воно може виглядати для нас настільки дивно, що ми навряд чи зуміємо його розпізнати. Але на планеті Земля життя будується з мільярдів мудрованих молекулярних наномашин. Вони взаємодіють у захисних бульбашкових структурах, які ми вважаємо цеглинками життя — базових структурних, функціональних і біологічних одиницях усіх відомих живих організмів. Ці захищені бульбашки називаються клітинами (від латинського cella — «комірка», «маленька кімната»).

Клітини — це найменші одиниці життя, які можуть самостійно розмножуватися. Вони виживають, отримуючи тонкі потоки живлення та енергії з довкілля.

Життя колосально вплинуло на нашу планету, тому що живі організми відтворюються, розмножуються, поширюються й урізноманітнюються. За 4 мільярди років гігантська армія живих організмів повністю видозмінила Землю і утворила на поверхні планети біосферу: тонкий прошарок, що складається з живих створінь і всього, що сформувалося ними, змінилося завдяки ним і залишилося після них.

Найдивніше і трохи моторошне в житті те, що хоча клітина схожа на божевільне змагання з боротьби в багнюці серед мільйонів молекул, у цілому складається враження, що в неї є певна мета існування і вона вперто до цієї мети йде. Щось усередині кожної клітини примушує її діяти так, наче вона виконує наперед складений план. План доволі простий: 1) залишитися живою, незважаючи на ентропію і непередбачуване середовище; 2) створити багато, дуже багато копій, які робитимуть те саме. І так відбувається від клітини до клітини, покоління за поколінням. Саме тут, у цих пошуках одних результатів та уникненні інших, і є витоки бажання, турботи, мети, етики й навіть любові. Можливо, навіть початок сенсу — якщо сенс означає здатність сортувати значущість різних подій і знаків. У чому сенс цієї великої білої акули, що крутиться поза мною?

Поява (чи, може, ілюзія) цілеспрямованості — дещо абсолютно нове. Її немає в інших складних сутностей, які ми бачили досі. Чи можемо ми сказати, що в зір є мета? А в планет чи скель? Чи навіть у Всесвіту? Ні, не можемо, принаймні в межах сучасної праісторії. Але з живими сутностями все зовсім інакше. Вони не хочуть бездіяльно підкорятися правилам ентропії; натомість, як усі вперті діти, вони огризаються й намагаються вести перемовини. Вони не просто закріплюють утворені структури, як протони і електрони. Вони не живуть за рахунок запасів енергії, як зорі, що перемелюють цілу комору протонів, виниклу при їхньому народженні, а потім розпадаються, коли комора спорожніє. Живі організми постійно шукають нові потоки енергії в довкіллі, щоб підтримувати себе у складному, але нестабільному стані. Це не схоже на поведінку скелі. Це більше схоже на перелітного птаха. Живі організми постійно залишаються у повітрі (з точки зору термодинаміки), забираючи вільну енергію, потрібну для хитромудрих хімічних процесів перебудови атомів і молекул у сполуках, необхідних для підтримки власного життя. Коли вони більш не спроможні сплачувати ентропії податки на складність, вони падають і розбиваються.

Енергія і життя! Якось у Австралії я спостерігав, як мої діти перетворювали енергію бутербродів із паштетом на шалену енергію руху по всьому саду. Ми навіть можемо виміряти швидкість, із якою вільна енергія (наприклад, бутербродів із паштетом) перетворюється на енергію розмови, енергію бігу і зрештою — на теплову енергію, з якою ентропія підбирається до нас дедалі ближче. У середньому кожна людська істота споживає приблизно 2500 калорій на день, себто десь 10,5 мільйона джоулів (одиниці виміру роботи або енергії; одна калорія становить 4,184 джоуля). Розділіть цю цифру на 86 400 секунд на добу, і вийде, що кожна людина пускає в хід близько 120 джоулів щосекунди. Отже, «потужність» людини — 120 ват, трохи більше, ніж у багатьох традиційних лампочок38.

Життя зі своїми нескінченними спробами протистояти ентропії являє собою новий тип і новий рівень складності. Теоретики іноді називають сутності цього рівня комплексними адаптивними системами. На відміну від уже бачених складних фізичних систем, складові яких поводяться передбачувано, згідно з основними правилами роботи Всесвіту, у компонентів складних адаптивних систем, здається, своя воля. Вони дотримуються додаткових правил, які важче виявити і сформулювати. Більш того, комплексні адаптивні системи, такі як, наприклад, бактерії, ваш собака чи мультинаціональні компанії, діють так, наче кожен їхній компонент — агент із власною волею, який постійно пристосовується до діяльності багатьох інших компонентів. І це призводить до надзвичайно складної і непередбачуваної поведінки39.

Використовуючи слово «агент», я непомітно ввів нову ідею, яка згодом стане для нас надзвичайно важливою, — ідею інформації. Агенти реагують на інших агентів, вони реагують на інформацію про те, що відбувається навколо, й на інформацію про діяльність інших агентів. Якщо ми вважатимемо інформацію ще одним персонажем своєї сучасної праісторії, ми повинні знати, що вона працює під прикриттям або таємно, маніпулюючи подіями, але не виходячи на відкрите світло. Енергія викликає зміни, тому ви постійно бачите її за роботою, а от інформація їх скеровує — часто під прикриттям. Сет Ллойд якось сказав: «Щоби щось зробити, необхідна енергія. Аби встановити, що саме зроблено, потрібна інформація»40.

У своїй найбільш загальній формі інформація складається з правил, які впливають на результати шляхом обмеження можливостей. Одне з найвідоміших визначень інформації — «відмінності, які створюють іще більше відмінностей»41. Правила визначають, які саме зміни з усіх імовірних варіантів насправді можливі в певний момент у певному місці, і саме так створюють відмінності. Інформація починається з законів фізики, базових операційних правил Усесвіту. Закони фізики скеровують зміни в потрібне русло — як скерували силу тяжіння до утворення перших зір. Інформація в цьому найзагальнішому сенсі обмежує можливості й зменшує хаотичність. Саме тому здається, що більше інформації означає менше ентропії, менше потенціалу для безладу, який вона так полюбляє. Ця інформація універсальна: це правила, вбудовані в кожну найменшу дрібку матерії і енергії. Гравітації не треба було пояснювати, що і як робити: вона просто виконувала свою роботу.

Однак у повсякденні термін інформація означає дещо більше, ніж правила. Інформація — це правила, сприйняті особою, агентом чи предметом — по суті, певною комплексною адаптивною системою. Така інформація виникає тому, що багато важливих правил не універсальні. Подібно до законів людських суспільств, вони змінюються відповідно до місця й моменту. З розвитком Всесвіту з’явилися нові середовища — глибокий космос, галактичні пилові хмари й поверхні скельних планет. У цих середовищах власні, не універсальні правила. Місцеві правила слід виявляти, розшифровувати й вивчати — так само, як слід дізнаватися, яким боком дороги їздять місцеві, перед подорожжю, наприклад, до Монголії (правим, до речі).

Комплексні адаптивні системи можуть вижити лише в дуже специфічних середовищах, отже, їм необхідно навчитися виявляти і розшифровувати як місцеві, так і універсальні правила. А це нові навички. Усі форми життя потребують механізмів для тлумачення місцевої інформації (наявність певних хімічних складових, певні температурні умови, рівень кислотності тощо) для відповідного реагування (Обійняти, з’їсти чи втекти?) Філософ Деніел Деннетт пише: «Тварини не просто травоїди чи м’ясоїди. Вони… інформоїди»42. Насправді всі живі створіння інформоїди. Усі вони споживають певну інформацію, і саме механізми для зчитування місцевої інформації та реагування на неї (очі й щупальця чи м’язи й мозок) є найскладнішим елементом живих організмів.

Місцеві середовища нестійкі, тому живі організми повинні постійно контролювати свої внутрішні та зовнішні середовища, щоби вчасно виявляти значні зміни. Постійно ускладнюючись, організми потребують дедалі більше інформації, оскільки складніші структури мають більше рухомих частин і зв’язків між ними. Бактерія E. coli, яка, ймовірно, буяє у вашому кишечнику, поки ви це читаєте, виділяє для руху і сприйняття близько 5 % своїх молекулярних ресурсів. А от у вашому тілі за сприйняття чи рух від мозку до очей і від нервових тканин до м’язів прямо чи опосередковано відповідає більшість органів43. Сучасна наука — передова широкого спектра систем збору та аналізу інформації, який починається з простих чутливих елементів ранніх одноклітинних організмів.

Ентропія, звичайно, не зводить з усього цього своїх недобрих очей. Якщо більша складність означає більше інформації, то при ускладненні й збільшенні обсягу інформації ентропія разом зі своєю невизначеністю і безладом зменшується. І вона це помітить. Вона вже потирає руки, уявляючи енергетичні податки і збори, які може стягувати за складність і збільшення інформації44. Справді, багато хто стверджував, що ентропія насправді дуже любить ідею життя (і може створити всі мови для його виникнення в багатьох кутках Усесвіту), оскільки життя руйнує вільну енергію набагато ефективніше, ніж не-життя.

Пояснити витоки життя на Землі і з’ясувати, чи може подібне виникнути в інших місцях нашого Всесвіту — одні з найскладніших завдань, що стоять перед сучасною наукою. Поки що ми знаємо про існування лише однієї планети з життям. Астробіологи розшукують життя в космосі за допомогою Програми пошуку позаземних цивілізацій (SETI), розпочатої в 1960 році, але досі нічого не знайшли. Зараз ми обмежені лише вивченням походження життя на Землі. Але навіть це для нас невимовно важко, бо треба визначити, що відбувалося на нашій планеті майже чотири мільярди років тому, коли вона була зовсім іншою.

Що таке життя

Маючи лише один зразок, дуже складно навіть дізнатися, що ж воно таке — життя. Що відрізняє життя від не-життя? Життя так само важко визначити, як складність або інформацію, а на межі між життям і не-життям, здається, ще й існує якась темна, незрозуміла зона.

Більшість сучасних визначень життя на Землі розповідатимуть вам про такі п’ять рис живих організмів:

Живі організми складаються з клітин, оточених напівпроникними мембранами.

Їм властивий метаболізм — механізми, які використовують потоки вільної енергії з довкілля для переналаштування атомів і молекул у складні й динамічні структури, необхідні для виживання.

Вони можуть пристосуватися до мінливих середовищ шляхом гомеостазу, використовуючи інформацію про своє внутрішнє і зовнішнє середовище та механізми, які дозволяють реагувати на зміни.

Вони можуть відтворюватися й завдяки генетичній інформації утворювати майже точні копії себе самих.

Але копії відрізняються від своїх батьків невеличкими дрібницями, і таким чином за довгі покоління риси живих організмів поволі змінюються в процесі еволюції й адаптації до мінливого середовища.

Поговорімо про кожну з цих рис по черзі.

Усі живі організми на Землі складаються з клітин. Кожна клітина складається з мільйонів складних молекул, які взаємодіють між собою багато разів на секунду, прокладаючи шлях крізь водянисте солоне хімічне місиво, повне білків, у клейкій субстанції під назвою цитоплазма. Цитоплазма обмежена своєрідною хімічною огорожею, клітинною мембраною, яка контролює те, що надходить усередину і виходить назовні. Як і стіни середньовічного міста, мембрана має ворота і охоронців, котрі вирішують, хто з молекулярних мандрівників може входити чи виходити — і коли. Клітини справді схожі на міста. У своїй книзі про клітини Пітер Гоффманн писав:

Там є бібліотека (ядро, де зберігається генетична інформація), енергостанції (мітохондрії), великі траси (мікротрубочки й актинові мікроволокна), вантажівки (кінезин і динеїн), смітники (лізосоми), міські мури (мембрани), пошта (апарат Гольджі) та багато інших структур, що виконують життєво важливі функції. Усі ці функції здійснюються молекулярними машинами45.

Усі живі організми залежать від ретельно керованих потоків вільної енергії. Зупиніть потік — і вони помруть, як обложене місто вмирає від голоду. Але якщо потік занадто потужний, вони також помруть — як місто під повітряним бомбардуванням. Отже, енергетичними потоками потрібно керувати дуже обережно. Зазвичай клітини приймають і використовують енергію в мінімальних дозах, електрон за електроном або протон за протоном. Потужність цих потоків замала, щоб завдавати шкоди, але її вистачає для активації й керування багатьма цікавими хімічними процесами. Етимологічно слово «метаболізм» походить від слова metabole, тобто «зміна», «перетворення». Воно нагадує про те, що клітини ніколи не стабільні, їхні процеси не стоять на місці. Як птахи в польоті, вони використовують енергетичні потоки, щоб пристосуватися до постійно мінливих умов.

Живі організми повинні постійно все відстежувати й пристосовуватися до змін у середовищі. Цю постійну корекцію називають підтриманням гомеостазу. Щоби зберегти певну рівновагу за мінливих обставин, клітини повинні постійно обробляти, завантажувати та розшифровувати інформацію про внутрішнє і зовнішнє середовище, обирати найкращу реакцію, а потім відповідати, реагувати.

Слово «гомеостаз» означає «стояння, нерухомість» — антонім «змінності». Але це значення має сенс, коли під «нерухомістю» розуміти існування посеред нескінченного молекулярного урагану клітинного середовища.

Хоч би якими неймовірними були всі ці здібності, вони нікого не цікавили б, якби живі організми з’явилися і зникли, мов бризки океанської хвилі. Можливо, так і було на якихось інших планетах, що крутяться навколо якихось інших зір. Можливо, так було навіть у дуже ранні періоди земної історії. Але сьогодні на нашій планеті живі організми не лише витримують скажений вихор урагану змін і ентропії — вони навіть здатні створювати власні копії, й коли певні клітини відмирають (а рано чи пізно відмирають усі), інші заступають на їхнє місце. Репродуктивність — це здатність утворювати життєздатні копії клітин. Репродуктивність означає, що шаблон для відтворення організму (по-сучасному кажучи геном) може вижити навіть після смерті істоти. Геном — це така собі інструкція з використання, де зберігається інформація про те, скільки і яких білків необхідно для будівництва точної копії батьківської клітини, а також базові правила складання. Сьогодні більшість такої інформації зашифровано в молекулах ДНК, але на зорі життя на планеті ця інформація, вочевидь, зберігалася в РНК, молекулярній кузині ДНК, яка й зараз виконує багато важких обов’язків.

Хоча шаблони відтворення більш-менш безсмертні, відтворювальний процес, на жаль, далекий від ідеалу. І це насправді добрі новини, оскільки внаслідок дрібних помилок при копіюванні шаблони поволі змінюватимуться, а це і є ключ до еволюції та адаптації. Крихітні генетичні зміни дають життю неабияку стійкість і опірність, оскільки дозволяють видам пристосовуватися до мінливих середовищ, випадково утворюючи нові видозмінені шаблони. Коли середовище знову міняється, міняються й правила, що визначають, який шаблон виживе, а який — щезне.

Цей механізм Чарльз Дарвін назвав природним добором. Ідея природного добору — підвалина сучасної біології, оскільки саме він є надзвичайно потужною рушійною силою ускладнення. Природний добір відсіює деякі генетичні варіанти, залишаючи лише сумісні з місцевими правилами, і є певним фіксатором, мов фундаментальні закони фізики, тому що відбирає невипадкові структури й закріплює їх як шаблони. Але в біологічному царстві саме місцеві правила певних середовищ, а не загальні закони фізики визначають, хто виживе, а хто — ні. Біологічні правила набагато вибагливіші. Можете не сподіватися, що жираф виживе під водою.

Подібно до механізмів, які породжували перші структури Всесвіту, природний добір пов’язує необхідність і можливість. Варіативність дає багато можливостей, а природний відбір за допомогою місцевих правил відбирає ті можливості, які зможуть бути ефективними в місцевих умовах. Ось як Чарльз Дарвін визначив це у своїй книзі «Про походження видів»46*:

Чи… можна в такому випадку вважати неймовірним, [що] інші варіації, корисні в якомусь відношенні для кожної істоти у великій і складній життєвій битві, з’являться в довгій низці поколінь? І якщо такі варіації з’являються, то (пам’ятаючи, що народжується набагато більше особин, ніж може вижити) чи можемо ми сумніватися, що особини з хоча б найменшою перевагою перед іншими матимуть більше шансів на виживання і продовження свого роду? З іншого боку, ми можемо бути впевнені, що будь-яка варіація, хоч скільки-небудь шкідлива, буде нещадно знищена. Збереження сприятливих індивідуальних відмінностей і варіацій і знищення шкідливих я і називаю природним добором.

Ідея Дарвіна у світлі досягнень сучасної генетики і спадковості пояснює творчість життя, його здатність упродовж багатьох поколінь досліджувати можливості, під’єднуватися до нових джерел енергії і будувати нові типи структур. Вона пояснює, як у біологічній царині завдяки повторюваним алгоритмам процесів після відсіву від безлічі варіацій можуть виникати структури приголомшливої складності, — крок за кроком і покоління за поколінням, протягом мільйонів і мільярдів років.

Ідея природного добору шокувала сучасників Дарвіна, бо не мала нічого спільного з ідеєю бога-творця47, фундаментальною для християнської праісторії, за якою жила переважна більшість людей у вікторіанській Англії. Сам Дарвін і його дружина Емма теж дуже переживали, що після смерті можуть потрапити в зовсім різні місця. Але механізм, описаний Дарвіном, справді виявився фундаментальним для історії життя. Візьмемо для прикладу зябликів, які живуть і розмножуються на одному з Галапагоських островів, куди Дарвін подорожував молодим. На тамтешніх деревах ростуть горіхи з твердою шкаралупою. Зяблики, чиї дзьоби найспритніше ламають шкаралупу, частіше виживатимуть і матимуть більше потомства. Зачекайте кілька поколінь і ви побачите, що у всіх зябликів на цьому острові будуть такі дзьоби. Згодом «природа» (тобто правила довкілля) відбирає пристосованіших індивідів, і виникає новий вид. Дарвін вказував, що саме так працює механізм біологічної еволюції. Оце і є його «фіксатор складності»; саме так, крок за кроком, життя створює складніші організми й системи.

«Умови Золотоволоски» для виникнення життя

То як же вперше зародилось життя в різноманітних сприятливих умовах, що існували на ранній Землі?48

Дарвін не знав, що механізми, подібні до природного добору, коли випадкові зміни відфільтровуються місцевими природними умовами, більш-менш працюють і у світі, де ще немає життя. Там, де є складні суміші хімічних речовин і багато вільної енергії, одні молекули спонукають формування інших, які зрештою приводять до створення молекул, із яких почалася реакція. Це називається автокаталітичний цикл — реакція, компоненти якої прискорюють або каталізують виникнення інших компонентів циклу включно з вихідними інгредієнтами, і таким чином цикл може повторюватися сам собою.

Запустіть один із таких циклів, і його компонентів буде вироблятися дедалі більше, поки він витягує дедалі більше поживної енергії й поки інші, менш успішні, реакції не почнуть «голодувати». Якщо з’явиться новий тип поживної енергії, цикл навіть може дещо видозмінюватися. Усе йде до того, що виживатиме найуспішніша хімічна реакція. Тут ми бачимо вже дещо схоже на життя — те, що може виживати й відтворюватися, живлячись енергією із власного оточення. «Перш ніж ми побачимо вправний репродуктивний механізм, — писав Деніел Деннетт, — ми повинні отримати вправні клітини-персистери, стабільні структури, які триматимуться достатньо довго, щоби зчитати й засвоїти необхідні зміни»49.

Ідея хімічної еволюції допоможе нам принаймні в загальних рисах пояснити, як саме виникли передумови життя на молодій Землі.

Хімічна еволюція може відбуватися лише в середовищі, де можливі численні хімічні експерименти. А такі середовища трапляються надзвичайно рідко. То які вони, найбільш сприятливі умови, «умови Золотоволоски» для хімічної експериментальної роботи? І чому саме на молодій Землі їх було так багато?

По-перше, наша Сонячна система розташована в правильному місці галактики. Навколо зір, що населяють її околиці, пилові хмари доволі бідні на корисні хімічні речовини і сполуки. Зорі, розташовані близько до галактичного бізнес-центру, потерпають від ударних хвиль шалених спалахів чорних дір у ядрі галактики. А наша Сонячна система розмістилася дуже вдало. Її орбіта на дві третини відстані віддалена від середини Чумацького Шляху і лежить якраз у центрі «поясу життя».

По-друге, хімічні процеси активніші за низьких температур. Ранній Усесвіт був занадто гарячим для об’єднання атомів у молекули — так само, як і внутрішні ділянки зір. Різноманіття хімічного складу можливе лише в невеликому спектрі відносно низьких температур, у сприятливих зонах, розташованих не надто близько до зорі. Орбіта Землі проходить приблизно посередині «зони життя». Орбіти Венери й Марса розташовані, відповідно, на внутрішньому й зовнішньому краях цієї зони. Але зараз ми вже знаємо, що на далеких від Сонця супутниках, наприклад, на супутнику Сатурна Енцеладі, є свої внутрішні печі й набір речовин, що робить його придатним для зародження життя. У 2017 році науковці виявили, що океани на Енцеладі виробляють водень, саме той газ, який живив деякі ранні організми на планеті Земля50.

Третьою «умовою Золотоволоски» для насиченого хімічними речовинами середовища є наявність рідини. У газоподібних станах атоми сновигають, наче гіперактивні діти, і їх дуже важко утримати в стабільному стані хоч якийсь час, щоби зчепити з іншими атомами. У твердих середовищах є протилежна проблема: атоми майже не рухаються. Рідини для них — наче бальні зали, а рідка вода з її водневими сполуками, що нашіптують звабливих пісеньок, — найпрекрасніший зал. Атоми можуть плисти у вальсі, танцювати танго чи вистрибувати польку, але електрони все одно встигатимуть змінювати партнерів, якщо зустрінуть когось привабливішого. Наявність рідини залежить від хімічного складу, рівня температури і тиску. Вода може залишатися в рідкому стані за доволі невеликого спектрf температур (більшість води у Всесвіті має форму криги). Але за тих самих температур можуть існувати і гази, і тверді матеріали. Це дає дуже широкі можливості для хімічних перетворень. Отже, ми можемо передбачувати наявність цікавих хімічних процесів на планетах із середньою температурою поверхонь між 0 і 100 °С, тобто між точкою замерзання й точкою кипіння води. Такі випадки трапляються вкрай рідко, але нашій Землі пощастило розташуватися на правильній відстані від Сонця, щоб мати запаси рідкої води.

Четвертою «умовою Золотоволоски» є хімічна різноманітність. Який сенс у правильних температурах, якщо у вас є лише водень і гелій? Навіть сьогодні, навіть у найбільш хімічно багатих зонах галактик водень і гелій становлять 98 % усієї атомної матерії. А для ефективних хімічних процесів потрібні ті рідкісні середовища, де є ще й інші елементи періодичної таблиці. У нашій Сонячній системі таке різноманіття можна знайти лише на скелястих планетах, близьких до Сонця, оскільки молоде і гаряче Сонце давно випалило весь водень і гелій із внутрішніх орбіт системи, залишивши біля себе концентрований дистилят решти елементів періодичної таблиці.

Коли молода Земля вистигла, рідкий мул із різноманітними хімічними сполуками затвердів і сформував уламки скель, тверді матеріали, що складалися з різних перемішаних простих молекул. Перші мінерали на Землі, найімовірніше, також з’явилися у формі простих кристалів — графіту й діамантів51.

У такому хімічно насиченому середовищі багато простих молекул, із яких будується життя, можуть формуватися більш-менш спонтанно. Ми говоримо саме про прості молекули, в яких число атомів не сягає сотні: амінокислоти, з яких складаються всі білки, нуклеотиди, основа всього генетичного матеріалу, вуглеводи або цукри, часто вживані як батареї для зберігання енергії, і жирні фосфоліпіди, з яких будуються клітинні мембрани. Сьогодні такі молекули не виникають спонтанно, бо атмосферний кисень їх розірве. Але в атмосфері ранньої Землі майже не було вільного кисню, тому ці прості молекули могли утворюватися від кількох зарядів енергії активації.

У 1952 році, прагнучи це продемонструвати, молодий аспірант-хімік із Чиказького університету Стенлі Міллер створив лабораторну модель ранньої земної атмосфери, помістивши суміш води, аміаку, метану і водню в замкнену систему колб і труб. Він розігрів суміш і зарядив її електричними зарядами (лабораторними еквівалентами вулканів і електричних бур), щоб забезпечити певний заряд енергії активації. За декілька днів Міллер виявив рожевий бульйон із амінокислот. Тепер відомо, що інші прості органічні молекули, включно з фосфоліпідами, також можуть формуватися в таких середовищах. Учені й сьогодні користуються результатами досліджень Міллера, хоча ми вже знаємо, що в ранній атмосфері домінували не метан і водень, а водяна пара, вуглекислий газ і азот.

Відтоді ми дізналися, що багато з цих молекул можуть утворюватися навіть у менш хімічно придатному середовищі міжзоряного простору, тому багато простих органічних молекул, можливо, прибули на Землю в готовому вигляді з кометами або астероїдами. Наприклад, Мерчисонський метеорит, який упав на Землю поблизу Мерчисона (Австралія) в 1969 році, приніс із собою амінокислоти й кілька хімічних основ, які ми знаходимо в ДНК. Такі метеорити були частішим явищем на ранніх етапах історії Землі, ніж зараз, тому можна припустити, що рання Земля вже була засіяна різноманітними зернами життя й була готова відтворювати їх далі.

Але більшість молекул усередині клітин, наприклад, білків чи амінокислот, мають складнішу структуру, ніж ці прості молекули. Вони складаються з полімерів, довгих тендітних ланцюжків молекул, а формування полімерів — процес дуже непростий. Він потребує чітко визначеної кількості енергії активації й такого середовища, де молекули можуть об’єднатися у правильному порядку. Одне таке середовище ранньої Землі, яке могло створити належні умови для утворення полімерних ланцюгів, розташоване в субокеанських отворах, де гаряча речовина з надр планети просочується крізь океанське дно. Ці осередки були захищені від сонячної радіації й від шаленого бомбардування поверхні. Там вистачало хімічних елементів, було багато води й відбувалися належні перепади температури та кислотності, оскільки гаряча хімічно збагачена магма постійно просочувалася й насичувала холодну океанську воду. Лужні джерела, виявлені лише недавно, у 2000 році, забезпечують особливо перспективні середовища, а пористі породи, що утворюються в цих отворах, мають крихітні захищені сховища для хімічних експериментів — на кшталт колб і трубок Міллера. Можна навіть відшукати глинисті поверхні з регулярними молекулярними структурами, які створюють фізичні або електричні шаблони, на яких атоми утворюють регулярні структури і тримаються, поки не утворять полімерні ланцюги.

Від збагачених хімічних середовищ до життя: останній універсальний спільний предок Лука

Життя з’явилося на ранніх етапах історії Землі — отже, створити прості форми життя не так уже й важко там, де існують правильні умови. Але точно визначити, коли саме з’явилося життя, непросто, бо перші організми жили понад 3 мільярди років тому, бо вони були мікроскопічними й бо скелі, де вони були поховані, вже давно щезли від ерозії. Тепер найкращим прямим доказом найдавнішого життя на Землі є мікроскопічні скам’янілості, знайдені 2012 року у віддаленому західноавстралійському регіоні Пілбара. Виявилося, що вони складаються з бактерій, які жили приблизно 3,4 мільярда років тому52. У вересні 2016 року в журналі Nature з’явилася стаття з описом знайдених у Гренландії скам’янілостей віком 3,7 мільярда років, схожих на коралоподібні строматоліти53. Якщо вони справді те, чим їх усі вважають, життя зародилося набагато раніше, ніж ми думали, — незабаром після закінчення Пізнього важкого бомбардування, приблизно 3,8 мільярда років тому. На початку 2017 року, спираючись на виявлені в північному Квебеку викопні утворення, вчені висловили припущення, що життя могло з’явитися ще раніше — 4,2 мільярда років тому. Тепер нам доведеться почекати й подивитися, чи підтвердиться ця гіпотеза54.

Біологи ще не мають повної картини розвитку перших живих організмів. Але більшість етапів цього процесу вже відомі і зрозумілі.

Науковці називають останнього універсального спільного предка Лукою (від англ. LUCA, last universal common ancestor), але точно не знають, як саме він міг виглядати. Лука жив раніше, ніж найраніші життєформи, які нам досі вдавалося відкрити, і в нього було багато спільних рис із організмами, відомими як прокаріоти — одноклітинними, генетичний матеріал яких не захищений ядром. Сьогодні прокаріотів можна знайти у двох із трьох великих доменів організмів, еубактеріях і археях. (Третій домен, до якого належить наш вид, називається еукаріоти).

Ми ніколи не знайдемо жодних викопних решток Луки, оскільки він насправді є гіпотетичним створінням, такою собі збірною картинкою першого живого організму — ніби поліцейський ескіз злочинця в розшуку. Утім навіть такий портрет допоможе нам зрозуміти, як почалося життя.

Лука міг бути майже живим, але не зовсім живим. Такий собі зомбі на межі між життям і нежиттям. Насправді це не така вже й дивна ідея, як може спершу здаватися. Віруси, наприклад, теж не зовсім живі, бо вони не цілком відповідають нашому визначенню живої істоти. У них немає метаболізму, в них надзвичайно крихкі мембрани, тому навіть не зовсім ясно, чи можемо ми зарахувати їх до клітин. Це просто трохи ускладнені пакетики з генетичним матеріалом, які чіпляються до складніших організмів. Вони захоплюють іншу клітину, беруть керування метаболізмом на себе і використовують його для самовідтворення. Коли у вас грип, віруси відкачують енергію з метаболічної системи комунікацій. Не знайшовши клітин для захоплення, віруси припиняють роботу і впадають у щось схоже на анабіоз. Деякі клітини живуть глибоко у скелях і мають надзвичайно повільний метаболізм; вони живуть на крихітних дозах води й необхідних речовин. Вони здатні повністю й надовго припинити життєдіяльність, прямо як той рок-гітарист Готблек Дез’ято із «Ресторану на краю Всесвіту» Дугласа Адамса, який цілий рік був мертвим, щоб не платити податки. Податки, яких уникають ці організми, — це, звичайно, ентропійні податки на складність. Лука, найімовірніше, жив у схожій проміжній зоні.

Фотороботи Луки створювалися шляхом визначення декількох сотень, найпевніше, дуже давніх генів, які досі існують у більшості сучасних прокаріотів. Знаючи, які типи білків вони виділяють для забезпечення життєдіяльності, ми можемо зрозуміти, в якому типі середовища розвивався Лука55.

Портрет Луки (точніше, його родини, оскільки ми говоримо про мільярди організмів) може змінюватися разом із змінами середовища. У нього був свій геном, отже, він міг відтворюватися. І він еволюціонував. Йому могло бракувати власної мембрани й метаболізму. Стінки його клітин, вочевидь, складалися з пористої вулканічної породи, а метаболізм залежав від геохімічних потоків енергії, якими він не міг керувати. Білки, які створював Лука, підказують, що він жив на краю лужних океанічних джерел, можливо, у дрібних порах лавоподібних порід і живився енергією від перепадів температур, кислотності й потоків протонів і електронів. Хімічні нутрощі Луки, мабуть, просто вихлюпувалися в теплу воду із земних надр — лужну, отже, з надлишком електронів. Назовні вулканічних пор, які Люка мав за домівку, текла прохолодніша океанська вода з підвищеною кислотністю, отже, з надлишком протонів. Невеликий перепад електричного поля між домівкою Луки й зовнішнім світом, ніби заряджена батарейка, забезпечував достатньо вільної енергії для запуску метаболізму, забору живлення ззовні і очищення від відходів.

Ось як описував Луку один із піонерів дослідження зародження життя Нік Лейн:

Він [Лука] був не вільною живою клітиною, а скельним лабіринтом мінеральних клітин, відгородженим каталітичними стінками, що складалися із заліза, сірки і нікелю, і живився природними градієнтами протонів. Перше життя було пористою скелею, яка генерувала складні молекули і енергію, — аж до появи білків і самої ДНК56.

Попри свою простоту порівняно із сучасними організмами, Лука вже мав багато точних біохімічних ґаджетів, зокрема багато інструкцій для метаболічних і репродуктивних апаратів сучасних клітин. Імовірно, в нього був геном на базі РНК, а значить, він міг відтворюватися правильніше й точніше, ніж прості хімічні сполуки, і тому, найпевніше, швидко еволюціонував. Він також використовував живильні потоки енергії для утворення АТФ (аденазинтрифосфату), тієї самої молекули, яка займається транспортуванням енергії в сучасних клітинах.

Від Луки до прокаріотів

Лука та його родичі вже виконали найважчу частину роботи, необхідної для еволюції перших справжніх живих організмів. Але в Луки не було мембрани, яку можна брати з собою всюди, хай куди б потрапила клітина, і метаболізму, який не був би прив’язаний до енергетичних потоків вулканічних джерел. Не було в нього, здається, й комплексного розвиненого репродуктивного механізму сучасних організмів, основою якого є найближчий родич РНК — подвійна спіраль ДНК. Сьогодні ми знаємо, що повинно було розвиватися, але не розуміємо, як саме воно розвивалося.

Пояснити еволюцію захисних мембран клітини неважко. Вони створені з довгих ланцюгів фосфоліпідів, які в належних умовах легко переконати утворити нашарування, що сформують напівпроникну бульбашкоподібну структуру. Імовірно, як стверджував Теренс Дікон, автокаталітичні реакції еволюціонували й нашаровували фосфоліпіди дуже повільно, молекулу за молекулою. Якщо це справді так, неважко уявити родича нашого Луки, який поволі сплітав собі мембрану57.

Пояснити, як клітини розвинули механізми репродукції й живлення, набагато складніше, але ці механізми настільки фундаментальні й елегантні, що варто зрозуміти, як саме вони працюють.

Розвиток нових способів використання енергетичних потоків, щоб клітини могли віддалитися від вулканічних отворів, означав створення еквівалента електричної мережі, до якої молекули могли під’єднуватися, коли йшли у своїх справах. Головну роль у цьому процесі відіграли ферменти (ензими) — спеціальні молекули, що можуть діяти як каталізатори, прискорюючи реакції клітин і зменшуючи енергію активації, необхідну для запуску діяльності. Нині ензими відіграють найважливішу роль у всіх клітинах. Більшість їх — білки, утворені з довгих ланцюгів амінокислот. Дуже важливою є точна послідовність амінокислот, котра визначає, як саме білок складатиметься у форму, необхідну для виконання конкретної роботи. Ензими проходять крізь молекулярний субстрат, шукаючи відповідну цільову молекулу, до якої пасуватимуть, мов гайковий ключ до гайки чи болта. Потім вони випускають енергетичні мікроімпульси, щоб зачепити, пов’язати і розчавити або розщепити молекулу або зв’язати її з іншими молекулами. Більшість реакцій у вашому тілі ніколи не відбулися би без дії ферментів. Інакше їм знадобиться така потужна енергія активації, що вона пошкоджуватиме клітини.

Щойно фермент надав потрібного вигляду своїй молекулярній мішені, він відпадає від неї і йде на пошуки інших молекул, які підкорятимуться його волі. Дія ферментів може вимикатися або вмикатися іншими молекулами, які до них приєднуються і трохи змінюють їхню форму. Як і мільярди транзисторів у комп’ютері, ферменти керують фантастично складними реакціями, які проходять усередині клітини.

Ферменти отримують необхідну енергію для виконання своєї роботи з клітинного еквівалента електричної мережі. Найпевніше, ця система розвинулася на дуже ранніх етапах історії життя. Енергію ферментам і решті клітини доставляють молекули АТФ, аденозинтрифосфату, — імовірно, ця молекула важко працювала вже за часів Луки. Ферменти разом з іншими молекулами викачують енергію АТФ, розриваючи невеликі групи атомів і випускаючи енергію, яка і зв’язує їх із молекулою. Зруйнована і виснажена молекула (тепер вона стала АДФ — аденозиндифосфатом) прямує до спеціальних молекул-генераторів, які підзаряджають її, відновлюючи втрачені атоми. Молекули-генератори заряджаються завдяки надзвичайному процесу, який називається хеміосмос. Відкрили його в 1960 році, але працює він безперервно з часів Луки. Усередині кожної клітини поживні молекули розбиваються, щоб віддати свою енергію.

Певна частина цієї енергії йде на перегін протонів ізсередини клітини (де їхня концентрація низька) назовні (де вона висока). Це схоже на підзарядку батареї. Завдяки цьому процесу утворюється електричний градієнт між внутрішнім і зовнішнім зарядом клітини з напругою, аналогічною тій, яку Лука, ймовірно, використовував у лужних отворах. Щоб керувати нанороторами, спеціальні мембранні молекули-генератори (АТФ-синтази — для обізнаних) використовують напругу, створену протонами, що повертаються ззовні. Як на конвеєрі, ротори заряджають АДФ-молекули, відновлюючи групу молекул, яку вони втратили, а потім заряджена, відновлена АТФ повертається у клітину й чекає, доки інші молекули під’єднаються й підзарядяться енергією, необхідною для подальшої роботи.

Така елегантна клітинна електромережа існує в усіх сучасних клітинах. Завдяки її утворенню клітини стали незалежними від енергетичних потоків вулканічних отворів, а прокаріоти поширилися по всьому світовому океану, витягуючи енергію з поживних молекул і використовуючи їх для створення АТФ, які могли постачати необхідну енергію для підзарядки внутрішніх «органів» клітини.

Ці слабкі потоки енергії підтримують складні внутрішні структури клітин так само, як злиття протонів підтримує структуру зір. Завдяки їм перші живі клітини теж змогли виплатити ентропії податки на складність, оскільки в клітин, як і у зір, дуже багато енергії йде на підтримку функціонування складних структур. Але так само як і в зорях, багато енергії витрачається дарма, бо жодна реакція не проходить зі стовідсотковою ефективністю. Звичайно, ентропія полюбляє цю втрачену енергію. І у зорях, і у клітинах концентровані потоки енергії необхідні, щоб задовольнити жагу ентропії до енергії й подолати універсальну тенденцію всіх речей до деградації.

У живих організмах енергія має ще одну функцію, якої не було в зорях: вона створює копії клітин. Ці копії дозволяють клітинам тікати від ентропії, зберігаючи свої складні структури навіть після того, як окремі клітини вмирають. Нащадки Луки розвинули елегантні та ефективні методи репродукції, якими досі користуються всі живі створіння. Ці методи залежать від ключової молекули, молекули ДНК, чию структуру описали в 1953 році Френсіс Крік і Джеймс Вотсон, спираючись на попередні дослідження, проведені Розаліндою Френклін. Розуміння еволюції дуже залежить від розуміння роботи ДНК, тому до цієї чудової молекули варто придивитися пильніше.

ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) дуже близька до РНК (рибонуклеїнової кислоти). Обидві вони полімери, тобто довгі ланцюги однакових молекул. Але, на відміну від білків, що утворюються з низки амінокислот, і мембран, які формуються з фосфоліпідів, ДНК і РНК утворилися з довгих низок нуклеотидів. Це молекули цукру, до яких приєднуються невеликі групи молекул, відомі як основи. Існує чотири типи основ: аденін (А), цитозин (Ц), гуанін (Г) і тимін (Т). (В РНК замість тиміну урацил (У)). І тут починається магія. Як виявили Крік і Вотсон, ці чотири основи, мов букви алфавіту, несуть у собі величезну кількість інформації. При формуванні ланцюгів молекули ДНК або РНК пов’язуються між собою. При цьому залишки азотистих основ випинаються, утворюючи довгі низки, що складаються з основ А, Ц, Г і Т-типів (або У — у випадку РНК). Кожна група з трьох літер є кодом певної амінокислоти або зберігає інструкцію, що робити далі (наприклад: «Припинити зчитування»). Отже, послідовність ТТА означає «Додати в молекулу амінокислоти лейцин», а ТАГ виконує функцію крапки і означає «А тепер припиняємо копіювання».

Інформацію молекул ДНК і РНК можна зчитати і скопіювати, оскільки основи люблять зв’язуватися за допомогою водневих зв’язків, які досить легко утворюються і руйнуються. Але зв’язуються вони лише дуже специфічними способами. А поєднується лише з Т (або У — у випадку РНК), а Ц з Г. Спеціальні ферменти розкривають ділянки ДНК, які відповідають певному гену або коду конкретного білка, і кожна база притягує свою протилежність, щоби створити новий короткий ланцюг РНК-нуклеотидів, комплементарний до вихідного. Новостворений сегмент перекидається до великої молекули-рибосоми, такої собі білкової фабрики. Рибосома зчитує послідовність трійок літер і одну за одною виштовхує відповідні амінокислоти саме в тому порядку, що необхідний для утворення певного білка, який потім потрапляє у клітину для виконання своєї роботи. Саме так рибосоми можуть виробляти всі ті тисячі білків, необхідних для клітини.

Остання порція магії полягає в тому, що молекули ДНК і РНК можуть використовувати ці механізми копіювання для створення власних копій і копій усієї інформації, яку містять. Основи, які випинаються зі своїх цукрово-фосфатних ланцюгів, потрапляють у клітинний субстрат і захоплюють свої комплементи. Так, Ц (цитозин) завжди утворює зв’язок лише з Г (гуаніном), а А (аденін) — лише з Т (тиміном) або У (урацилом) — у випадку РНК. Новододані основи притягують нові молекули цукру, що поєднуються між собою, формуючи новий ланцюг, точне доповнення першого. У ДНК ці два комплементарні ланцюги зазвичай переплітаються, тому ДНК переважно існує у вигляді подвійного ланцюга або спіралі, схожої на пару звивистих сходів. Спіраль може переплітатися так щільно, що акуратно упаковується всередині кожної клітини й розпаковується, лише коли необхідно зчитати чи скопіювати генетичну інформацію. Втім, РНК за нормальних умов існує як одинарний ланцюг, і, як білок, вона здатна складатися в певні форми і діяти як фермент.

Ця невелика різниця між РНК і ДНК надзвичайно важлива, оскільки вона означає, що, на відміну від ДНК, котра здебільшого функціонує лише як сховище генетичної інформації, РНК може і зберігати інформацію, і робити хімічну роботу. Це водночас апаратне і програмне забезпечення. Саме тому більшість дослідників вважають, що коли на Землі ще жив Лука, саме РНК була носієм більшості генетичної інформації. Найімовірніше, Лука жив у світі РНК. Але зберігання інформації в РНК менш захищене, ніж у ДНК, оскільки там ця інформація постійно зазнає ударів жорстокого внутрішнього світу клітини, тоді як подвійні низки ДНК захищають свою дорогоцінну інформацію від вихору за її за межами. У світі РНК генетичну інформацію можна легко втратити чи знищити. Справжня еволюція почалася лише після розвитку світу ДНК нащадками Луки, справжніми прокаріотами, які домінують у сучасному світі мікроорганізмів.

Маючи власні мембрани, незалежний метаболізм і точніший та стабільніший генетичний механізм, перші прокаріоти нарешті могли залишити вулканічні отвори, де народилися, і поширитися океанами ранньої Землі. Імовірно, їм це вдалося вже 3,8 мільярда років тому.

Кожен прокаріот — це ціле царство приголомшливої складності. Мільярди молекул пропливають через густу хімічну суспензію, а їх по тисячу разів на секунду штовхають і тягнуть інші молекули, наче туристів на багатолюдному ринку, сповненому торговців, рекламодавців і кишенькових злодіїв. Якби вас помістити в одну з цих молекул, ви б зрозуміли, наскільки там жахливо. Ферменти почали б на вас полювати і вас змінювати. Можливо, зчіплювали б вас із іншими молекулами, щоб утворити команду, яка нишпоритиме по базарах і вишукуватиме нові можливості. Уявіть собі мільйони подібних взаємодій у кожній клітині щосекунди, і ви матимете уявлення про бурхливу діяльність, яка впливала навіть на найпростіші клітини в ранній біосфері.

Це вже новий світ і новий щабель складності. Як і зорі з планетами, сформовані на етапі хаотичних змін, клітини зрештою досягли певної стабільності, коли змогли протистояти дрібним коливанням середовища і пристосовуватися до змін. Клітини досягли тимчасового балансу; те саме відбуватиметься з цілими видами, порядками і групами видів. Але статичного балансу не було і не буде ніколи. Він завжди був динамічним, завжди підтримувався постійними переговорами між живими організмами та мінливими середовищами і завжди перебував під загрозою раптового зриву.

37 Цит. за: Річард Докінз. Сліпий годинникар. Харків: КСД, 2018. — Тут і далі примітки перекладачки.

38 І метафори, і розрахунки взяті звідси: Peter Hoffmann, Life’s Ratchet: How Molecular Machines Extract Order from Chaos (New York: Basic Books, 2012), loc. 238, Kindle.

39 John Holland, Complexity: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2014), 8. Комплексні адаптивні системи містять «нестатичні елементи. Ці елементи, які зазвичай називаються агентами, навчаються або пристосовуються у відповідь на взаємодію з іншими агентами».

40 Seth Lloyd, Programming the Universe (New York: Knopf, 2006), 44.

41 Gregory Bateson, цит. у Luciano Floridi, Information: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2010), loc. 295, Kindle.

42 Daniel C. Dennett, Kinds of Minds: Towards an Understanding of Consciousness (London: Weidenfeld and Nicolson, 1996), 82.

43 David S. Goodsell, The Machinery of Life, 2nd ed. (New York: Springer Verlag, 2009), loc. 700, Kindle.

44 «Будь-який процес, що утворює структуру, нарощує приховані дані, притаманні цій структурі, й знижує ентропію (зменшення кількості мікростанів)». Цит. за Anne-Marie Grisogono, “(How) Did Information Emerge?,” у From Matter to Life: Information and Causality, ed. Sara Imari Walker, Paul C. W. Davies, and George F. R. Ellis (Cambridge: Cambridge University Press, 2017), chapter 4, Kindle.

45 Hoffmann, Life’s Ratchet, loc. 3058, Kindle.

46 Цит. за: Чарльз Дарвін. Про походження видів. — Львів : ЛА «Піраміда», 2009.

47 Сила дарвінівської думки і її здатність вражати і обурювати добре описана тут: Daniel Dennett, Darwin’s Dangerous Idea: Evolution and the Meaning of Life (London: Allen Lane, 1995).

48 Чудовий опис «умов Золотоволоски» для збагаченої хімічної системи можна знайти тут: Jeffrey Bennett and Seth Shostak, Life in the Universe, 3rd ed. (Boston: Addison-Wesley, 2011), chapter 7.

49 Daniel C. Dennett, From Bacteria to Bach: The Evolution of Minds (New York: Penguin, 2017), 48.

50 Science 356, no. 6334 (April 14, 2017): 132.

51 Robert M. Hazen, “Evolution of Minerals,” Scientific American (March 2010): 58.

52 Peter Ward and Joe Kirschvink, A New History of Life: The Radical New Discoveries About the Origins and Evolution of Life on Earth (London: Bloomsbury Press, 2016), 65–66.

53 Allen P. Nutman et al., “Rapid Emergence of Life Shown by Discovery of 3,700-Million-Year-Old Microbial Structures,” Nature 537 (September 22, 2016): 535–38, doi:10.1038/nature19355.

54 Nadia Drake, “This May Be the Oldest Known Sign of Life on Earth,” National Geographic, March 1, 2017, http://news.national geographic.com/2017/03/oldest-life- earth-iron-fossils- canada-vents-science/?WT.mc_id=20170606_Eng__bhptw&WT.tsrc=B HPTwitter&linkId=38417333.

55 Madeline C. Weiss et al., “The Physiology and Habitat of the Last Universal Common Ancestor,” Nature Microbiology 1, article no. 16116 (2016), doi:10.1038/nmicrobiol.2016.116.

56 Nick Lane, Life Ascending: The Ten Great Inventions of Evolution (New York: W. W. Norton, 2009), loc. 421, Kindle.

57 Терренс Дікон описує це як автоклітину; Grisogono, “(How) Did Information Emerge?”

5 Дрібне життя й біосфера

А тоді, намагаючись вималювати перед Естою і Рахель історичну перспективу… Чако розповів їм про Жінку-Землю. «Уявіть собі, — сказав Чако, — що наша Земля, якій чотири мільярди шістсот мільйонів років, — це сорокашестирічна жінка... Ціле дотеперішнє життя Жінки-Землі пішло на те, щоб земля стала такою, якою ми її бачимо. За цей час розділилися океани і виросли гори. Жінці-Землі було одинадцять, — вів далі він, — коли з’явилися перші одноклітинні організми».

Арундаті Рой. Бог дрібниць58

Біосфера складається із самої Землі і з життя на ній59. Слово «біосфера» придумав австрійський геолог Едуард Зюсс (1831–1914). Зюсс розглядав Землю як серію взаємопроникних сфер, що перекривають одна одну. До цих сфер входять атмосфера (сфера повітря), гідросфера (сфера води) і літосфера (тверді верхні рівні Землі, земна кора і верхні шари мантії). Але геолог Володимир Вернадський (1863–1945) першим почав стверджувати, що сфера життя змінила історію планети так само потужно, як і неживі сфери. Можна сказати, що біосфера — це тонка жива оболонка, яка огортає Землю (а також рештки і відбитки живих тканин). Ця оболонка тягнеться з найглибших глибин океанів до поверхні і вище, в нижні шари атмосфери. У 70-х роках Джеймс Лавлок і Лінн Марґуліс довели, що біосферу можна розглядати як систему з безліччю механізмів зворотного зв’язку, які дозволяють їй самостабілізуватися за відсутності великих потрясінь. Лавлок назвав цю величезну саморегуляційну систему Ґея, на честь грецької богині Землі.

Геологія: як функціонує планета Земля

Життя на планеті з’явилось не зразу, тому ми почнемо розглядати її спочатку як суто геологічну систему, як сцену і декорації, куди згодом прийдуть актори. Так легше зрозуміти складну драму, яку пізніше гратимуть живі організми.

Жорстокі процеси акреції та диференціації, які викували молоду Землю, залишили по собі хімічно багату кулю матерії, розділеної на різні шари. Усередині було гаряче напівтверде ядро здебільшого із заліза й нікелю, що створювало захисне магнітне поле навколо Землі. Ядро огортала мантія — шар газу, води й напівтвердого каменю завтовшки три тисячі кілометрів. Найлегші породи піднялися на поверхню і утворили земну кору. Гази і водяна пара просочувалися через вулкани, щоб створити першу атмосферу і океани Землі. Метеори й астероїди доставляли нові вантажі гірських порід, мінералів, води, газів і органічних молекул.

Близько 3,8 мільярда років тому, коли бомбардування з космосу зменшилося, головним рушієм геологічних змін стало тепло, сховане в ядрі Землі. Жар просочувався крізь мантію, до земної кори і в атмосферу, зрушуючи кожен шар, перетворюючи його хімічно, переміщуючи величезні кількості речовини й газу довгими повільними конвекційними циклами. Рушійною силою геологічної еволюції нашої Землі (як і еволюції зірок) були передусім прості процеси, що відбувалися завдяки початковому невідновлюваному запасу енергії. Земля змінювалася, виділяючи тепло ядра крізь мантію і кору у відкритий космос.

Жар ядра досі зумовлює більшість геологічних процесів і продовжуватиме робити це ще протягом мільярдів років. Але до 1960-х років учені не розуміли, як працює ця величезна геологічна машина. Нове розуміння геології ґрунтувалося на одній з найважливіших парадигм науки: тектоніці плит.

Люди почали отримувати уявлення про поверхню Землі лише в останні п’ять сотень років, відколи почали плавати навколо світу. Але більшість і далі були впевнені, що загалом географія світу більш-менш стала. Вулкани можуть вивергатися, ріки — змінювати свої русла, але розташування континентів і океанів, гір і річок, пустель, снігових капелюхів і каньйонів, поза сумнівом, незмінне. Втім, дехто почав у цьому сумніватися. Як показав Дарвін, життя дуже сильно змінилося впродовж еонів, а отже, почали накопичуватися докази того, що історія нашої планети — це теж історія глибоких змін.

У 1885 році Едуард Зюсс припустив, що близько двохсот мільйонів років тому всі континенти були з’єднані в один суперконтинент. Зараз ми знаємо, що все саме так і було. Три десятиліття по тому Альфред Веґенер, німецький метеоролог, який проводив дослідження у Гренландії, зібрав багато доказів на підтвердження ідеї Зюсса. Веґенер опублікував ці докази в 1915 році, у розпал Першої світової війни, у книжці, названій (можливо, з натяком на «Походження видів» Дарвіна) «Про походження континентів і океанів». Якщо Дарвін говорив про еволюцію живих істот, то Веґенер — про еволюцію материків і океанів та механізм, який назвав континентальним дрейфом. Поєднані колись у єдиний суперконтинент Пангея, або Пан-Гея (з грецької — «всеземний», «уся Земля»), згодом континенти почали поступово розходилися і переміститися на свої нинішні позиції.

У Веґенера було чимало доказів. На карті світу частини суходолу виглядають так, наче колись вони пасували одна до одної. Люди помітили це ще на перших картах світу, створених у XVI столітті. Незадовго до 1600 року голландський картограф Абрагам Ортеліус зауважив, що Америку, схоже, «відірвало» від Європи якоюсь катастрофою60. На сучасній карті світу помітно, що плече Бразилії чудово вписується в пахву Західної та Центральної Африки, а Західна Африка виглядає так, ніби щільно вписується у величезну дугу Карибського моря. У 1960-х роках геологи зрозуміли, що все пасує ще краще, якщо зосередитися на краях континентальних шельфів.

Веґенер показав, що в Південній Америці й Центральній та Південній Африці знаходили майже однакові скам’янілості стародавніх рептилій. Німецький учений початку ХІХ століття Александр фон Ґумбольдт, один із перших, хто написав сучасну наукову праісторію, також помітив подібність між прибережними рослинами Південної Америки та Африки61. Потім були ще скелясті нашарування із Західної Африки і Бразилії, які були подібні до дрібниць. Як метеоролога, Веґенера особливо цікавили кліматичні свідчення. У Тропічній Африці можна знайти викриваючі подряпини і вибоїни рухомих льодовиків. Чи могла Тропічна Африка колись нависати над Південним полюсом? У Гренландії Веґенер знайшов скам’янілості тропічних рослин. Щось у глибокому минулому, безсумнівно, пересувалося на великі відстані.

Але для отримання гарної наукової гіпотези потрібно дещо більше, ніж просто свідоцтва-натяки. Видання книжки під час Першої світової війни не допомогло справі Веґенера, а через те, що він був німцем і не геологом, мало хто з геологів у англомовному світі сприйняв його ідеї серйозно. Невже цілі континенти справді можуть пливти просторами океанів? Веґенер не мав ані найменшого уявлення, яка сила могла примусити континенти рухатися, і для багатьох професійних геологів відсутність пояснень була вагомою причиною, щоб відсахнутися від подібної гіпотези. У листопаді 1926 року теорію Веґенера про континентальний дрейф повністю відкинула впливова Американська асоціація промислових геологів. Здавалося, теорії настав кінець.

Але декілька науковців залишилися заінтригованими. Британський геолог Артур Голмс у 1928 році стверджував, що нутрощі Землі можуть бути достатньо гарячими й поводитись, як малорухлива субстанція, як лава. Якщо це так, можливо, саме рух речовини всередині Землі й примушує дрейфувати цілі континенти. Але аж до 50-х років не знайшлося ніяких доказів того, що Веґенер, Голмс чи будь-хто інший із їхніх прихильників мав геологічну інтуїцію.

Саме тут у нашій історії з’являється сонар (слово походить від абревіатури англійської назви «визначення місця розташування і дальності за допомогою звукових хвиль», SОund Navigation And Ranging). Технологія сонарів дозволяє виявляти та визначати положення об’єктів під водою за відбитими від них сигналами й аналізом хвиль, що повертаються. Відомо, що на ехолокацію здатні багато тварин, серед яких дельфіни і кажани. Людська технологія сонарів, як і радіометричне датування, була продуктом воєнної науки — спроб виявити ворожі підводні човни. Гаррі Гесс, професор геології у Принстоні, був військово-морським командиром під час Другої світової війни, і використовував сонар для відстеження німецьких підводних човнів. Після війни він вирішив скористатися сонаром, щоб скласти карту морського дна, яке доти залишалося незвіданою територією для морських геологів. Більшість вважала, що морське дно складається з плоского мулу, змитого з континентів. Натомість Гесс виявив ланцюги вулканічних гір, що проходять через Тихий океан. Ніхто з геологів такого не очікував. Виявивши у 50-х роках такий самий ланцюг у центрі Атлантичного океану, він почав розробляти теорію, щоб пояснити ці серединноокеанічні хребти. У цьому йому допомагав палеомагнетизм, або ж вивчення магнетизму океанського дна. Вже було відомо, що раз на декілька сотень тисяч років північний і південний магнітні полюси Землі мінялися місцями. Ці перекиди залишили свої сліди у лаві, яка просочилася через океанське дно і набула переважного магнітного спрямування, коли вони затверділи. При вимірюванні магнітної орієнтації гірських порід по різні боки вулканічних хребтів північ і південь при віддаленні від хребтів часто мінялися місцями. Це здивувало Гесса.

Згодом він зрозумів, що підводні гірські ланцюги утворює магма, що просочується крізь тріщини в океанічній корі. Це було розумно, бо океанічна кора тонша, ніж континентальна, тому гаряча магма легко пропікає її наскрізь. Підіймаючись крізь тріщини в корі, магма її розширювала, утворюючи новий ландшафт поверхні морського дна, позначений тогочасною магнітною орієнтацією. Перемінний магнетизм серединноокеанічних порід давав можливість датувати формування підводних гірських хребтів.

Саме серед цих відкриттів і ховався секрет рушійної сили дрейфу континентів, яку марно шукав Веґенер. Гірські хребти, континенти і океанське дно виникли і пересувалися завдяки гігантським покладам розжареної магми, що підіймалася з мантії Землі і протискалася крізь щілини в корі. Магму нагрівали радіоактивні елементи й жар земного ядра, де утримувалося дуже багато енергії з запасів часів акреції й землеутворення. Саме там, у розпеченому ядрі, й ховалася рушійна сила, яку не могли знайти вчені. Подібно до процесів злиття в зорях, тепло, що виходить із центру Землі, керує найважливішими геологічними процесами на її поверхні.

Тепер у нас є безліч доказів того, що земна кора (як океанічна, так і континентальна) розбита на окремі плити, що штовхають одна одну, коли напіврозплавлена магма, на якій вони плавають, пересуває їх з місця на місце. Гаряча магма вирує і циркулює під земною корою, наче окріп у каструлі. Саме ці конвекційні течії напіврідкої породи й лави переміщують тектонічні плити, що плавають над ними. Детальні дослідження палеомагнітних смуг дали змогу вченим простежити рух плит за сотні мільйонів років і отримати надзвичайно точне уявлення про зміну географії Землі протягом останнього мільярда років. Сьогодні ми знаємо, що саме цей рух утворив такі суперконтиненти, як Пангея, а потім розірвав їх на кілька шматків у циклічному процесі, який, імовірно, почався на початку протерозою, приблизно два з половиною мільярди років тому. Доти, вочевидь, великих континентів не було. Але деякі геологи припускають, що механізм тектоніки плит запустився набагато раніше. Завдяки доказам із часів гадейського еону ми знаємо, що вже 4,4 мільярда років тому, коли на планеті вирізнилися шари різної структури, тривав певний варіант тектоніки62.

Як і космологія Великого вибуху, тектоніка плит стала потужною єднальною ідеєю. Вона пояснює зв’язок між багатьма різними процесами — від землетрусів до утворення гір та руху континентів. Завдяки їй ми розуміємо, чому так багато бурхливих геологічних подій відбувається там, де зіштовхуються тектонічні плити, прокладаючи свій шлях повз, над чи під одна одною. Тектоніка плит також пояснює, чому поверхня Землі така динамічна й чому вона постійно оновлюється приходом нових матеріалів із мантії, тоді як поверхневий матеріал заглиблюється в Землю.

Щоб детально зрозуміти, як саме працює тектоніка плит, треба сфокусуватися на кордонах між ними. У районі дивергентних меж (країв плит, що розходяться), про які писав Гаррі Гесс, матеріал мантії здіймається і розводить плити врізнобіч. Місця, якими плити сходяться, називаються конвергентними межами. Якщо щільність двох плит приблизно однакова — наприклад, якщо обидві вони гранітні й континентальні, — то вони ставатимуть дибки, наче два моржі, що б’ються за самку. Саме так утворилися Гімалаї; останні п’ятдесят мільйонів років швидка індійська плита рухалася на північ від Антарктики і врізалася в азійську. Але якщо у двох конвергентних плит різна щільність (скажімо, одна складається з важкої базальтової океанічної кори, а друга — з легшої гранітної континентальної), історія буде геть іншою. У зоні субдукції важча плита «пірне» під легшу. Вона рухатиметься вниз, наче зірваний ліфт крізь бетонну підлогу, несучи матеріал кори назад у мантію, де він розчиниться. Під час спуску низхідної плити в мантію завдяки тертю генерується стільки тепла, що воно може розтопити кору над плитою, розщепити її і випхати назовні нові вулканічні гірські ланцюги. Саме так формувалися Анди, коли тихоокеанська плита пірнула під плиту, що переносила західне узбережжя Південної Америки.

І нарешті, існують трансформні межі. У цьому випадку плити проходять одна повз одну й труться боками, наче два шматки наждачного паперу, які штовхають у протилежних напрямках. Плити рухаються, поки через тертя не утворюється сильний тиск, під дією якого одна або обидві плити нахиляються. Саме завдяки такому процесу підтримується постійний тиск у районі розлому Сан-Андреас на західному узбережжі Північної Америки. (Живучи в Сан-Дієґо, іноді доводилося відчувати тремтіння землі, і я, як багато мешканців у Каліфорнії, вирішив застрахуватися від землетрусів).

Циркуляція матеріалів між атмосферою, поверхнею Землі і мантією сильно впливає на хімію верхніх шарів Землі. Завдяки їй утворилися нові види гірських порід і мінералів. Доки на Землі почало процвітати життя, хімічні процеси в мантії вже створили цілих півтори тисячі різних видів мінералів63. Завдяки тектоніці плит Земля набула виняткової хімічної і геологічної динамічності.

Тектоніка плит впливала й на температуру поверхні молодої Землі, а ми вже бачили, наскільки важливою була правильна температура для історії життя. Дві основні сили визначають середню температуру на поверхні планети: тепло від внутрішніх процесів і тепло від Сонця. Усе це ми приблизно можемо розрахувати. Але саме завдяки складу атмосфери можна визначити, скільки тепла затримується на поверхні Землі, а скільки викидається у відкритий космос. Особливо важливу роль відіграє частка парникових газів. Вуглекислий газ і метан захоплюють і утримують енергію сонячного світла, а не відбивають його назад у космос. Що більший вміст парникових газів, то теплішою стає Земля. А що контролює їхній вміст?

Астроном Карл Саґан (один із найвеличніших новаторів сучасної праісторії) вважав це питання життєво важливим, оскільки відповідь на нього може допомогти розв’язати іншу загадку. Такі зорі, як наше Сонце, з віком випромінюють дедалі більше енергії, а отже, кількість енергії, яка з роками досягає нашої планети, постійно збільшується. Коли Земля була юною, Сонце випромінювало на 30 % менше енергії, ніж сьогодні. То чому ж молода Земля не була кулею криги, надто холодною для зародження життя — як нинішній Марс? Карл Саґан назвав цю проблему «парадоксом слабкого молодого Сонця».

Виявилося, що рівень парникових газів у ранній атмосфері був достатньо високим, щоб зігріти юну Землю і створити можливість для народження й розвитку життя. У першій атмосфері Землі майже не було вільного кисню, але було багато парникових газів, зокрема водяної пари, метану і вуглекислого газу, які виривалися з мантії крізь вулкани або ж доставлялися на планету астероїдами. Теплична атмосфера була ще однією важливою «умовою Золотоволоски» для життя на молодій Землі.

Але наскільки стійкою була ця рання атмосфера? Ширше кажучи — що саме забезпечило можливість Землі утримувати поверхню в магічному температурному діапазоні 0–100 °С, коли Сонце почало випромінювати дедалі більше енергії? У 1970-х роках Джеймс Лавлок і Лінн Марґуліс стверджували, що, найімовірніше, існують потужні механізми саморегуляції, які тримають поверхню Землі в межах «умов Золотоволоски». Як ми вже знаємо, вони називали ці механізми Геєю. Гея складалася із сукупності взаємозв’язків між геологією Землі та її живими організмами, які підтримували на планеті умови, придатні до життя. Більшість науковців дуже скептично ставляться до гіпотези Геї. Але ясно одне: у біосфері справді існують певні механізми реакції, багато з яких діють як термостати для часткового регулювання температури земної поверхні. Деякі з них геологічні, інші діють через живих організмів.

Один із найважливіших термостатів суто геологічний, і почав він свою роботу ще задовго до появи життя на Землі. Він пов’язує в собі тектоніку і ерозію — ще одну рушійну силу планетарних змін. Поки тектоніка зводить гори, ерозія їх трощить. Потоки вітру, води, хімічних елементів і сполук різної природи руйнують гірські утворення, і завдяки гравітаційному градієнту вони опиняються на океанському дні. Саме через ерозію гори зараз не вищі, а тектоніка пояснює, чому вони досі не розсипалися й не перетворили поверхню на суцільну рівнину. Звичайно, ерозія сама по собі є побічним продуктом тектоніки, оскільки і вітер, і дощі з’являються завдяки внутрішнім процесам у земних надрах. Утворення гір може навіть прискорювати ерозію, оскільки гравітація перетворює високі гірські річки на руйнівні потоки, які швидко видовбують свої русла і переносять ґрунти до океану.

Пояснимо, як працює геологічний термостат. Вуглекислий газ, один з найпотужніших парникових газів, розчиняється в опадах і досягає Землі у вигляді вуглекислоти. Вона розчиняє матеріал у гірських породах, а побічні продукти цих реакцій, які містять багато вуглецю, змиваються в океан. Певна частина вуглецю застигає у вигляді карбонатних порід. У зонах субдукції, де тектонічні пластини занурюються назад у мантію, частина цього вуглецю (здебільшого у вигляді вапняку) повертається в мантію на мільйони, навіть мільярди років. Саме так тектонічний конвеєр видаляє вуглець із атмосфери і зрештою зменшує загальний рівень вуглекислого газу, що призводить до кліматичного похолодання. Сьогодні ми знаємо, що в мантії поховано набагато більше вуглецю, ніж є на поверхні Землі чи в її атмосфері.

Звичайно, якщо так у мантії буде поховано надто багато вуглекислого газу, Земля почне замерзати. Але цього не відбувалося переважно завдяки другій половині геологічного термостату. Під впливом тектоніки плит (механізм, якого, найімовірніше, немає на крижаному Марсі) вуглекислий газ може повернутися в атмосферу крізь дивергентні зони, де матеріал із мантії (зокрема захований вуглекислий газ) піднімається на поверхню через вулкани64. Дія двох половинок цього механізму збалансована: при високих температурах випадає більше опадів, що прискорюють ерозію і переміщення вуглецю в мантію, але коли Земля занадто сильно охолоджується, кількість опадів зменшується, в мантію потрапляє менше вуглекислого газу, його рівень збільшується, оскільки він накачується через вулкани, і поверхня знову зігрівається. Протягом чотирьох мільярдів років геологічний термостат поступово пристосувався до теплішання нашого Сонця65.

Наскільки нам відомо, на інших планетах Сонячної системи подібного механізму немає. Спостерігаючи за станом Венери, можна припустити, на що перетвориться Земля, якщо в атмосфері накопичуватиметься занадто багато вуглекислого газу. В нинішній атмосфері Венери його дуже багато, і, можливо, ця планета постраждала від парникового ефекту. Її поверхня настільки гаряча, що там не лише випаровується вода, а й плавиться свинець. Марс пішов іншим, теж хибним шляхом. Він виявився занадто малим, щоб його гравітація утримувала парникові гази, і вони поступово витекли в космос. Планета вистигла, і вода на ній зараз переважно існує у формі криги. Марсохід «К’юріосіті» під час своїх походів поверхнею Марса виявив, що мільярди років тому поверхнею червоної планети текли потоки води й навіть, можливо, існувало багато простих форм життя. Але ті часи давно минули. Хай там як, ні на Марсі, ні на Венері, здається, немає тектоніки плит, і це позбавляє їх головного компонента кліматичного термостата, який є у нас. Марс замалий, щоб утримати внутрішнє тепло, яке рухає тектонічними плитами, а Венера, випаривши всю свою воду, позбавила тектоніку водного змащування, яке допомагає плитам рухатися повз, над і під одну одну66.

Геологічний термостат — далеко не ідеальний механізм, і були часи, коли він міг зламатися з фатальними наслідками для біосфери. Але зрештою розвинулися інші, резервні термостати. Вони були створені завдяки діяльності живих організмів. Отже, тепер нам потрібно повернутися до ролі життя в біосфері, оскільки на геологічну сцену Землі вже вийшли живі організми й почали досліджувати та перетворювати її численні екологічні кути і закутки.

Єдність життя

Попри глибокі відмінності між тиранозавром Tyrannosaurus rex і бактерією E. coli, у найважливіших аспектах життя надзвичайно цілісне. У наші часи всі живі організми генетично пов’язані. Вони забезпечені однаковими механізмами й приладами, які, наче комп’ютерні підпрограми, виконують основні завдання. У клітинах основні завдання — розщеплення поживних молекул, споживання їхньої енергії або хімічних компонентів і передача енергії навколишнім атомам. Тому на клітинному рівні не так просто відчути різницю між людиною і амебою.

Сьогодні, порівнюючи величезні послідовності основ аденіну (А), цитозину (Ц), гуаніну (Г) і тиміну (Т) в ДНК, біологи можуть відстежувати генетичні відносини між усіма живими організмами. Основне правило одне: що більше відхилень між двома геномами, то давніше існував їхній спільний предок і то більше часу пройшло, відколи їхні шляхи розійшлися. Ми приблизно знаємо, з якою швидкістю врізноманітнюються різні типи геномів. Отже, ми можемо з деякою певністю сказати, що спільний предок людей і шимпанзе жив приблизно сім або вісім мільйонів років тому, а генетичні шляхи людей і бананів розійшлися більше восьмисот мільйонів років тому. Порівняння ДНК різних істот дає змогу побудувати набагато деталізованіші й, можливо, точніші родові дерева, ніж ті, що базуються тільки на палеонтологічному літописі.

Сьогодні біологи поділяють усі живі організми на три великі домени: археї та еубактерії, які складаються лише з одноклітинних прокаріотів, і еукаріоти, що складаються зі складніших одноклітинних організмів, а також багатоклітинних організмів, таких як ми. Сучасна класифікація побудована на таксономічних (класифікаційних) засадах, запропонованих Карлом Ліннеєм, шведським біологом XVIІI століття, який першим поділив усіх живих істот на ієрархічні класи. Найнижчий таксономічний ранг — вид організмів, який описує однакових особин. Потім іде рід, тобто група близькоспоріднених видів. Люди, наприклад, належать до роду і виду Homo sapiens; рід Homo складається з наших нині вимерлих предків Homo habilis (Людина вміла) та Homo erectus (Людина прямоходяча), також відомої як Homo ergaster (Людина працююча). Подальші таксономічні рівні починають сильно розгалужуватися в порядку зростання — родина, ряд, клас, відділ, царство і домен. Отже, можна сказати, що люди належать до виду sapiens, роду Homo, родини Hominidae, ряду приматів, класу ссавців, відділу хребетних, царства тварин і домену еукаріотів.

Перші живі організми почали дуже швидко розрізнятися, оскільки вийшли на нову еволюційну територію. Серед них, мабуть, вижило і багато зомбі. Ось один опис дивного світу раннього життя з нової історії життя на Землі:

Уявіть собі велетенський зоопарк, де є живі істоти, майже живі істоти і істоти, які еволюціонують до стану живих. Хто там живе? Багато різних видів амінокислотних створінь, давно зниклих і тому безіменних. Можна уявити складні хімічні сполуки. Увесь цей велетенський паноптикум живого і майже живого існував би в одній процвітаючій, брудній, конкурентній екосистемі — у час найбільшої різноманітності життя на Землі67.

У певний час раннього архею (який почався чотири мільярди років тому) репродуктивні механізми стали точнішими, гени стабільнішими, а межі між живим і майже живим — чіткішими. Саме тоді почався природний добір, у дарвінівському сенсі. Після започаткування життя не було жодних гарантій, що воно триватиме. Можливо, на Марсі й Венері теж колись існували найпростіші форми життя. Але навіть якщо це так, життя на обох планетах незабаром згасло. Навіть на Землі тривання тонкого прошарку життя протягом майже чотирьох мільярдів років залежало від правильної комбінації численних умов.

Прокаріоти: світ одноклітинних

Перші живі організми, найімовірніше, належали до домену археїв, хоча організми з іншого домену, еубактерії, також з’явилися досить рано. Обидва домени складаються лише з прокаріотів, дрібних одноклітинних без ядра й інших спеціалізованих клітинних органел. Упродовж семи восьмих усієї історії життя й до приблизно 600 мільйонів років тому на Землі домінували прокаріоти. Якщо десь у своїй галактиці ми раптом надибаємо живі організми, нам навряд чи пощастить потиснути їм руку. Ми, найпевніше, розглядатимемо їх у мікроскоп.

Вони настільки малі, що можуть зібрати вечірку з сотні тисяч своїх друзів і витанцьовувати в крапці на кінці цього речення. Кільця і низки генів прокаріотів вільно плавають у солоному молекулярному субстраті своєї цитоплазми, тому їхня ДНК постійно зазнає ударів і штовханини, як і все інше в цитоплазмі, і може легко пошкодитись або змінитися. Фрагменти генетичного матеріалу можуть навіть проникати крізь мембрани клітин і мігрувати в інші клітини. У світі прокаріотів багато генетичних ідей поширюються «на сторону», між непов’язаними особами, і переходять вертикально, від предка до нащадка. Прокаріоти торгували генами, як ми сьогодні торгуємо акціями. Тому говорити про окремі види у світі прокаріотів набагато важче, ніж у нашому світі.

Прокаріоти і сьогодні домінують у біосфері. На вашому тілі і всередині вас, мабуть, більше прокаріотичних клітин, ніж клітин з вашою власною ДНК. Але ми на них не зважаємо (поки вони не спричиняють головний біль чи застуду), оскільки вони набагато менші, ніж наші власні клітини. Цей велетенський тіньовий світ, невидимий фронт прокаріотів, відомий нам як мікробіом.

Донедавна вчених дуже спокушала думка, що історія одноклітинних організмів дуже нудна й перші два-три мільярди років історії біосфери можна легко пропустити. Але сьогодні ми знаємо, що певні явища і речі в сучасній біосфері годі зрозуміти без розуміння набагато довшого періоду дрібного життя. Упродовж еволюції прокаріоти навчилися багатьох фокусів, які дозволили їм засвоїти багато нових середовищ, і ми, люди, досі користуємося деякими біохімічними методами, честь відкриття яких належить прокаріотам.

Усі прокаріоти здатні обробляти інформацію. У певному сенсі вони здатні навіть навчатися. У їхні мембрани вбудовані тисячі молекул-датчиків, які фіксують перепади світла і кислотності, відчувають їжу чи отруту неподалік, а також розуміють, коли вгатяться у щось тверде. Ці сенсори зроблені з білків, у яких, як і в усіх ферментів, є активний центр, що захоплює певну молекулу ззовні або реагує на зміни світла, кислотності чи температури. Щойно ці білки щось виявляють, їхня форма дещо змінюється й решті внутрішнього населення клітини надходить про це сигнал. Наприклад, у бактерії E. сoli, яку вивчали вздовж і впоперек, є чотири різні типи молекул-датчиків, вбудованих у мембрану. Усі разом вони здатні розпізнати до п’ятдесяти різних типів сприятливих і небезпечних речей та явищ навколо клітини68. Тільки-но датчики щось знаходять, клітина може зробити вибір — наприклад, дозволити певним молекулам проникнути крізь мембранні стінки (бо ті схожі на їжу) чи триматися від них подалі (бо схожі на отруту). Механізм прийняття рішень дуже простий. Він будується на невеликій кількості вхідних даних і вимагає лише відповідей так/ні. «Впустити цю молекулу чи ні?» «Фу-ух, щось тут стає занадто гаряче! То як, тікатимемо?» Але навіть найпростіші датчики, по суті, чітко зображають довкілля клітини. Після рішення про втечу в клітині активуються всі складові, відповідальні за контроль руху. У багатьох бактерій це своєрідні обертальні щупальця або джгутик, що діє, як пропелер. У Е. coli шість цих джгутикоподібних придатків, вбудованих у мембрани. Кожен із придатків утворений із двадцяти різних компонентів і може обертатися сотні разів на секунду. Вони підзаряджаються за рахунок градієнта протонів по всій мембрані. За потреби джгутики можуть обертатися разом, щоб рух клітини був упорядкованішим69. Зв’язок між датчиками в мембрані і джгутиками означає, що, по суті, у Е. coli є короткочасна пам’ять. Вона може тривати кілька секунд, але цього достатньо, щоби скомандувати: «Навкруги все спокійно, нічого не роби!» або «Щось тут не так, джгутику, бігом руш!». Короткочасна пам’ять ґрунтується на дуже дрібних змінах у датчиках і хімічних сполуках, які вони виділяють.

Таке обладнання для обробки інформації дуже просте, але вже на цьому рівні в ньому є три головні компоненти будь-якого біологічного механізму обробки інформації: введення, обробка, видача.

Управління інформацією дало прокаріотам більше можливостей контролювати місцеві потоки енергії. Згодом прокаріоти розвинулися і почали отримувати й розподіляти енергію та керувати нею в багатьох різноманітних середовищах земного океану. Перші прокаріоти, найімовірніше, були гемотрофами. Це означає, що вони отримували енергію з геохімічних реакцій між водою і скелями, звідки вивільнялися такі прості речовини, як сірководень і метан, хімічна енергія, якою вони могли б живитися70. Але легкозасвоюваних хімічних елементів, які випромінювали крихти енергії, у ранньому океані було дуже мало; багато їх можна було знайти лише в рідкісних середовищах типу субокеанічних отворів. Такі обмеження дуже звужували можливості розвитку життя на Землі. Доволі рано деякі прокаріоти навчилися харчуватися іншими прокаріотами. Це були перші гетеротрофи біосфери, такий собі прокаріотичний еквівалент хижаків типу тиранозавра. Ми з вами теж гетеротрофи; ми отримуємо харчову енергію, споживаючи інші організми, а не харчуємося хімічними елементами. Але навіть поїдання інших організмів має свої обмеження, якщо вся біосфера залежить від енергетичного ланцюга, закріпленого в океанах.

Фотосинтез: енергетична золота жила і революція

Близько 3,5 мільярда років тому з’явилася еволюційна інновація, що дозволила деяким організмам отримувати живлення від енергії Сонця, — фотосинтез. Це була перша енергетична золота жила для прокаріотів.

Фотони сонячного світла мають у тисячі разів більше енергії, ніж стомлені старі фотони реліктового випромінювання. Можливість отримувати енергію з цього колосального потоку повністю змінила правила гри. Відтепер хоч життя й продовжуватиме переробляти всю використану речовину (звідси інтерес учених до циркуляції вуглецю, азоту та фосфору), запаси енергії здаються більш-менш безмежними71. Тепер у живих клітин було достатньо енергії для реорганізації себе і свого оточення на зовсім новому рівні. Вони стали ширше розповсюджуватися, і життя забуяло на порядок сильніше.

Як саме живі організми використовують сонячне світло? Існує кілька типів фотосинтетичних реакцій, які перетворюють сонячне світло на біологічну енергію з різним ступенем ефективності і різними побічними продуктами. Всі вони використовують енергію фотонів, які щойно прибули із Сонця, щоб підштовхнути електрони всередині світлочутливих молекул — скажімо, хлорофілу. Поштовх для електронів виявляється таким шоком, що вони вистрибують із рідних атомів, метушаться, звиваються і зрештою потрапляють у полон до білків. Білки ланцюжком проводять ці високоенергетичні електрони крізь клітинні мембрани. Це створює в мембранах електроновий перепад, який використовується для зарядження молекул АТФ, що переносять енергію. Це той самий процес хеміосмосу, але цього разу енергія для підзарядки АТФ приходить не з живильних молекул, а від велетенського генератора в небі, від Сонця.

Це перша стадія всіх форм фотосинтезу. На другій стадії отримана енергія використовується в серії складних різноефективних реакцій для виконання внутрішньої роботи у клітині або для формування молекул вуглеводів, які здатні запасати енергію на майбутнє. Ранні форми фотосинтезу не виділяли кисень як побічний продукт. Усім добре жилося і працювалося і у світі без вільного кисню. Енергія сонячного світла, можливо, використовувалася для захоплення електронів із сірководню (газ із запахом протухлих яєць) або з атомів заліза, розчинених у ранньому океані.

Навіть найпростіші ранні форми фотосинтезу забезпечили революційно нові способи постачання енергії, а кількість життя в ранніх океанах могла збільшитися до 10 % від сьогоднішнього рівня72. Прокаріоти, які вирішили жити за рахунок фотосинтезу, мали жити поблизу океану або в нього на узбережжі. Багато організмів формували коралоподібні структури, строматоліти, які почали заселяти рифи на краях континентів, збираючись мільйонами організмів на товстих шарах своїх померлих предків. Строматоліти досі існують у декількох специфічних середовищах типу затоки Шарк неподалік від західного берега Австралії. Сьогодні це рідкісні організми, але від своєї появи (понад 3,5 мільярда років тому) і аж до 500 мільйонів років тому — тобто протягом понад половини історії нашої планети — вони були однією з найбільш видимих форм життя на Землі. Якби на нашу планету тоді висадилися прибульці в пошуках життя, вони б зустріли строматолітів. Якщо ми знайдемо життя на якійсь скелястій планеті в іншій зоряній системі, ми, може, теж їх там зустрінемо.

Згодом у організмів під назвою ціанобактерії почали з’являтися нові форми фотосинтезу, завдяки яким ціанобактерії змогли отримувати більше енергії, використовуючи воду і вуглекислий газ як первинну сировину. Витягти електрони з молекул води було набагато важче, ніж захопити їх із сірководню чи заліза. Але якщо вам вдалося, то ви отримаєте більше енергії, бо вода нею таки багатша. Використовуючи енергію сонячного світла, ці складні фотосинтезатори знерухомлювали молекули води і викрадали електрони з їхніх атомів водню. Потім захоплені електрони додавалися до молекул вуглекислого газу, щоб отримати молекули вуглеводів — велетенські енергозберігальні комори. Кисень зі зруйнованої молекули води викидається, як відходи. Загальною формулою цього киснегенерувального процесу фотосинтезу буде Н2О + СО2 + енергія сонячного світла → CH2O (вуглеводи, які виступають як запасники енергії) + О2 (молекули кисню, що виходять в атмосферу). Кисневий фотосинтез був набагато ефективнішим, ніж ранні форми фотосинтезу, але навіть під час нього організмам вдавалося отримати лише 5 % енергії сонячного проміння — менше, ніж отримують найефективніші сучасні сонячні панелі. Фотосинтез сплачує ентропії суттєвий податок на сміття тією енергією, що марно витрачається всередині клітини, а також енергією і матеріалами, що виносяться киснем.

Киснетворний фотосинтез, який у наші часи відбувається в усіх ціанобактеріях, міг виникнути вже три мільярди років тому. Про це свідчать короткі «спалахи» збільшення рівня кисню ще до кінця архейського еону, два з половиною мільярди років тому. Але спочатку будь-який кисень, що потрапляв у атмосферу, швидко поглинався атомами заліза, сірководню або вільними атомами водню, бо кисень — крадій електронів, що поєднується з будь-яким елементом, у якого є запасні. Саме тому атоми, в яких кисень украв вільні електрони, називаються окисленими. (Атоми з вільними електронами називаються відновленими, а багато хімічних реакцій із залученням обох процесів називаються окислювально-відновлювальними реакціями). Важливим доказом еволюції перших ціанобактерій є зникнення осадових порід, багатих на пірит (залізний колчедан, або «золото дурнів», що, як і залізо, іржавіє під дією вільного кисню), приблизно 3 мільярди років тому. Але здатність поглинати кисень у цих організмів звичайно ж була обмеженою — і приблизно 2,4 мільярда років тому рівень атмосферного кисню почав дуже швидко зростати: від менше за 0,001 % від сьогоднішнього рівня до 1 % або навіть більше.

Поява багатої на кисень атмосфери близько 2,5 мільярда років тому («велика киснева катастрофа») трансформувала біосферу. Підвищення рівня кисню змінило хімічний склад не лише біосфери, а й верхніх шарів земної кори. Виняткова хімічна енергія вільного кисню дала поштовх новим хімічним реакціям, завдяки яким утворилося багато нових мінералів, які ми знаємо сьогодні73. У найвищих шарах атмосфери атоми кисню поєднувалися і формували трьохатомні молекули озону, О3. Шари цих молекул утворили навколо земної кулі щит, який досі захищає поверхню від небезпечного сонячного ультрафіолетового випромінювання.

Захищені озоновим екраном, деякі водорості вирішили вийти з води і вперше колонізувати земні простори. Доти континенти, оповиті сонячною радіацією, яка знищувала будь-які бактерії, що наважилися перетнути кордон води і суходолу, були більш-менш стерильними.

Нарощування обсягів кисню в атмосфері виявилося сильним ударом для живих організмів, оскільки для більшості з них кисень був отрутою. Вищий рівень кисню викликав те, що біологиня Лінн Марґуліс назвала «кисневим голокостом». Багато прокаріотів зникли, а ті, що не вимерли, відступили до захищених середовищ у глибокі шари океану з дуже малим вмістом кисню або ж навіть у скелі.

Зростання рівня кисню збило роботу земних термостатів. Механізмів для поглинання його надлишків іще не було, тому подальше нарощування обсягів загрожувало вийти з-під контролю. Вільний кисень руйнував атмосферний метан, один з найпотужніших парникових газів, а фотосинтезувальні ціанобактерії споживали величезну кількість іншого важливого парникового газу — вуглекислого. На початку протерозою, коли рівень кисню зростав, а парникових газів — падав, Земля почала замерзати. Це був перший льодовиковий період на нашій планеті. Льодовики поширювалися від полюсів до екватора, земля ставала білою, білий колір сильніше відштовхував сонячне світло й через це планета ще більше замерзала, бо всі процеси проходили по замкненому колу. Зрештою більша частина океанів і континентів укрилася товстою кригою. Першій етап Гуронського льодовикового періоду, який називається Макганьєнським зледенінням, тривав приблизно 100 мільйонів років, від 2,35 до 2,22 мільярда років тому.

Життя на планеті опинилося на волосину від загибелі. Організми, для яких кисень виявився отруйним, зникли або сховалися в глибинах океанів. Але навіть ті, кому вдавалося впоратися з киснем, дуже страждали у світі, де океани і суходіл укриті кригою, яка затримувала сонячне світло, необхідне для фотосинтезу. Життя висіло на волосині, а більшість його форм лишилися під льодом і тулилися навколо теплих вогнищ субокеанських вулканів.

Але Земля не пішла шляхом Марса й не стала занадто холодною для життя — бо робота геологічного термостата, керованого тектонікою плит, тепер поповнилася додатковими біологічними методами, які спиралися на діяльність фотосинтезувальних організмів. Льодовики блокували фотосинтез, і виробництво кисню скоротилося. Під льодовиками тим часом океанічні вулкани продовжували накачувати океанські товщі вуглекислим газом та іншими парниковими газами. Вони накопичувалися під шарами криги, доки зрештою пробились назовні, й поверхня Землі знову почала нагріватися. Вміст кисню різко зменшився до 1–2 % від обсягу атмосфери й довго, майже мільярд років, залишався низьким, поки клімат був достатньо теплим. Древні термостати Землі, здавалося, відновили свою роботу і впоралися із значним вмістом атмосферного кисню, який виробляли ціанобактерії.

Еукаріоти поспішають на допомогу

Чи довгостроковим було таке рішення? Чи не штовхали ці механізми біосферу до крайнощів — або в екстремальний холод, або в екстремальну спеку? Якщо так, то чому клімат залишався більш-менш стабільним упродовж цілого мільярда років — між двома мільярдами і мільярдом років тому? Бо на допомогу прийшла біологія, яка розвинула нові типи організмів, здатних підтримувати роботу земних термостатів і всотувати кисень із повітря. Ці організми, перші клітини-еукаріоти, не лише допомогли стабілізувати глобальну температуру, а й стали провісниками біологічної революції, яка зрештою дасть можливість з’явитися на світ таким великим організмам, як ми з вами.

Досі всі живі організми були одноклітинними прокаріотами з доменів археїв чи еубактерій. Поява третього домену життєвих форм, еукаріотів, має для нас велике значення, оскільки всі великі організми, зокрема ми з вами, побудовані з клітин-еукаріотів. Вони стали першими клітинами, які змогли систематично живитися киснем, використовуючи його шалену хімічну енергію в процесі дихання, яким ми користуємося й досі. Дихання, антипод фотосинтезу, — це спосіб вивільнити сонячну енергію, захоплену і накопичену в клітинах завдяки фотосинтезу. На відміну від фотосинтезу, що використовує енергію сонячного світла й перетворює вуглекислий газ та воду на енергозберігальні вуглеводи, вивільняючи кисень як відходи, при диханні використовується хімічна енергія кисню, щоб поцупити енергію, що зберігається у вуглеводах, а відходами стають вуглекислий газ і вода. Ось загальна формула дихання: СН2О (вуглеводи) + О2 → СО2 + + Н2О + енергія.

Як і фотосинтез для прокаріотів, розвиток дихання еукаріотами можна вважати енергетичною золотою жилою, оскільки воно дало новим організмам доступ до колосальної хімічної енергії кисню, але в маленьких, слабких дозах, які не розірвали їх на шмаття. Дихання дає нам енергію вогню без його руйнівної сили. За розумного підходу до використання кисню диханням можна отримати з органічних молекул щонайменше в десять разів більше енергії, ніж попередніми некисневими способами розщеплення поживних молекул74. Після збільшення енергії для живлення метаболізму рівень первинної продукції, тобто приросту кількості живих організмів, утворених за певний час зеленими рослинами або ціанобактеріями з простих неорганічних компонентів, міг зрости приблизно в 10–1000 разів75.

Генетичні дані свідчать, що перші еукаріоти розвинулися приблизно 1,8 мільярда років тому76. Поширюючись і споживаючи щораз більше кисню, вони накачували атмосферу продуктом своєї життєдіяльності — вуглекислим газом. Саме тут ми бачимо початок нового біологічно контрольованого планетарного термостата. Еукаріоти почали видаляти більшу частину атмосферного кисню, утвореного ціанобактеріями. Це може допомогти зрозуміти, чому впродовж більшої частини протерозою клімат був досить стабільним. Насправді він був аж настільки стабільним, що палеонтологи навіть охрестили період між двома мільярдами й мільярдом років тому «мільярдом нудних років».

Сучасні біологи вважають відмінність між клітинами прокаріотів і еукаріотів одним із фундаментальних рубежів у біології. Клітини еукаріотів значно більші, ніж більшість прокаріотів. Вони можуть бути в 10–100 разів ширшими, а отже, їхній загальний об’єм може бути більшим у 1000 разів. В еукаріотів мембрани формуються не лише навколо клітини, а й усередині, створюючи окремі відсіки для різних процесів — як приміщення в будинку. Це дає можливість спеціалізації, внутрішнього розподілу праці, неможливого у прокаріотів. В одному з таких відділів, у ядрі, зберігається захищений генетичний матеріал усіх еукаріотів. Справді, слово «еукаріоти» походить від грецького слова, що означає «оболонка», «ядро». Через те що еукаріотична ДНК зберігається в захищеному контейнері ядра, вона стабільніша, ніж ДНК прокаріотів. Крім того, еукаріоти можуть зберігати більшу кількість генетичного матеріалу, а також легше його копіювати, а це означає більше генетичних ігор і різноманітних розгалужень. Так можна пояснити, чому еукаріоти почали розвиватися і еволюціонувати ще азартніше, ніж прокаріоти. В еукаріотів багато внутрішніх органел, таких собі первинних версій серця, печінки й мозку. Найважливішими з них є мітохондрії, якими деякі еукаріоти користуються для отримання запасів енергії з кисню, та хлоропласти, завдяки яким клітини інших еукаріотів отримують енергію сонячного світла шляхом фотосинтезу.

В еукаріотів також розвинулися нові здібності обробляти інформацію і контролювати власне тіло — отже, вони вже мали складніші реакції на зміни в середовищі77. Одноклітинний еукаріот парамеція (туфелька) має один спритний трюк для боротьби з перешкодами. Якщо вона у щось врізається, вона задкує, повертається на кілька градусів і знову рухається вперед, повторюючи всі ці назад-уперед, ніби поганий водій, який намагається припаркуватися паралельно, доки не зникне перешкода. По суті, це таке собі мапування середовища, щоби знати, що робити далі. Парамеція використовує інформацію про оточення, щоб орієнтуватися у світі, уникати небезпек і знайти енергію та живлення.

Як же відбувалася еволюція перших еукаріотичних клітин? Біологиня Лінн Марґуліс довела, що вони еволюціонували не через конкуренцію, а через злиття двох прокаріотичних видів. Співпраця двох різних видів — доволі звичайне явище, яке називається симбіозом. Сьогодні люди підтримують життєво важливі симбіотичні відносини з пшеницею, рисом, худобою, вівцями і багатьма іншими видами. Але Марґуліс говорила про значно радикальніший тип симбіозу: коли давно незалежні бактерії, зокрема предки сучасних мітохондрій, зрештою оселялися всередині клітин організмів, наприклад, із домену археїв. Марґуліс назвала цей механізм ендосимбіозом. Спочатку її ідеї здавалися божевільними, оскільки вона суперечила деяким найфундаментальнішим уявленням про еволюцію шляхом природного добору. Але більшість науковців зараз прийняли її аргументи.

Найважливішим свідченням ендосимбіозу є той незвичайний факт, що деякі органели всередині еукаріотів мають власну ДНК, і ця ДНК значно відрізняється від генетичного матеріалу в ядрі. Марґуліс зрозуміла, що органели, які розподіляють енергію в тілах тварин (скажімо, мітохондрії), і хлоропласти, які керують фотосинтезом в еукаріотичних рослинах, виглядають як колись незалежні прокаріотичні клітини. Як вони опинилися всередині інших клітин — поки неясно. Деякі вчені стверджують, що подібне злиття — вкрай рідкісне явище. Коли це так — навіть якщо бактерієподібні організми для Всесвіту звичне явище, великі організми, як люди, найімовірніше, — рідкість, оскільки принаймні на нашій планеті лише еукаріоти можуть утворювати такі великі організми.

Відкриття ендосимбіозу може розповісти нам більше про історію життя. Еволюція далеко не завжди будується на конкуренції. Вона далеко не завжди відбувається шляхом постійного розходження, як при утворенні видів. Ми також можемо спостерігати співпрацю, симбіоз і навіть взаємопроникнення. Це означає, що слід переглянути стару традиційну метафору про древо життя, оскільки навіть якщо ми й далі поділятимемо життя на три домени, все одно рано чи пізно доведеться визнати, що еукаріоти, третій домен, розвинулися не через розходження, а шляхом сходження і взаємопроникнення археїв та еубактерій — так, наче дві гілки древнього дерева зрослися знову.

Хай як дивно, еукаріоти приховали в рукаві ще один козир — секс. Як і всі види, вони передають свої гени нащадкам. Більшість просто розщеплюється навпіл і передає генетичний матеріал шляхом безстатевого розмноження. Але, як ми вже знаємо, гени прокаріотів можуть виходити за межі клітини такими собі шматками-дезертирами ДНК та РНК і знаходити нові домівки всередині інших клітин. Прокаріотичні клітини діляться генами, як люди — книжками з бібліотеки. Але еукаріоти вирішили, що їм потрібен інший, складніший спосіб передачі генів, — і передають їх лише своїм нащадкам і ніколи — чужинцям.

Генетичний матеріал еукаріотів зберігається в захищеному сховищі ядра. Він видається лише за найсуворіших умов, за правилами, менш випадковими й упорядкованішими, ніж правила прокаріотів, і ці правила впливають на розвиток еукаріотичних клітин. Коли еукаріоти формують зародкові клітини — яйцеклітини і сперматозоїди, клітини, з яких утворюватимуться їхні нащадки, — вони не лише копіюють ДНК. Спочатку вони їх добряче перемішують. Вони обмінюють частину свого генетичного матеріалу з іншою особиною свого виду, щоб нащадок двох батьків отримав випадковий набір генів — одну половину від одного з батьків, а другу — від другого. Як генетичний, так і фізичний механізми цього химерного танцю витончено складні. Але нагородою за цю складність повинен був стати новий еволюційний поворот. У кожному поколінні гарантовано відбувалися незначні випадкові генетичні варіації, бо навіть якщо більшість генів ідентична (зрештою, обоє батьків — представники одного виду), дрібна решта однаково вносила різноманітність. Що більше було варіантів на вибір, то більше можливостей отримувала еволюція. Саме тому еволюція дуже прискорила свій поступ за останній мільярд років. Нудний мільярд протерозою підготував ґрунт і шляхи для захопливіших часів — фанерозойського періоду, ери великого життя.

58 Цит. за: Рой А. Бог дрібниць. — Львів, ВСЛ, 2018.

59 Думки щодо біосфери див. тут: Vaclav Smil, The Earth’s Biosphere: Evolution, Dynamics, and Change (Cambridge: MIT Press, 2002), Vladimir Vernadsky, The Biosphere (Göttingen, Germany: Copernicus, 1998), foreword by Lynn Margulis. Коротку історію біосфери див.: Mark Williams et al., “The Anthropocene Biosphere,” Anthropocene Review (2015): 1–24, doi: 10.1177/2053019615591020.

60 Christian, Brown, and Benjamin, Big History, 46.

61 Andrew Wulf, The Invention of Nature: The Adventures of Alexander von Humboldt, the Lost Hero of Science (London: John Murray, 2015), loc. 2368, Kindle.

62 Jeffrey Bennett and Seth Shostak, Life in the Universe, 3rd ed. (Boston: Addison-Wesley, 2011), 130.

63 Robert M. Hazen, “Evolution of Minerals,” Scientific American (March 2010): 63.

64 Bennett and Shostak, Life in the Universe, 134.

65 David Grinspoon, Earth in Human Hands: Shaping Our Planet’s Future (New York: Grand Central Publishing, 2016), 204.

66 Обговорення цих механізмів див.: ibid., 44 і далі.

67 Peter Ward and Joe Kirschvink, A New History of Life: The Radical New Discoveries About the Origins and Evolution of Life on Earth (London: Bloomsbury Press, 2016), 64.

68 Dennis Bray, Wetware: A Computer in Every Living Cell (New Haven, CT: Yale University Press, 2009), loc. 1084, Kindle.

69 Опис узято з: Gerhard Roth, The Long Evolution of Brains and Minds (New York: Springer, 2013), 70.

70 Andrew Knoll, Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on Earth (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2003), 20; чудова книжка про приголомшливе різноманіття прокаріотичних метаболічних систем. Про найдавніші організми, що живилися від енергетичних потоків, див.: Olivia P. Judson, “The Energy Expansions of Evolution,” Nature: Ecology and Evolution 28 (April 2017): 1–9.

71 Tim Lenton, Earth Systems Science: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2016), 18.

72 Ibid., loc. 1344, Kindle.

73 Robert M. Hazen, “Evolution of Minerals,” Scientific American (March 2010): 63.

74 Lenton, Earth Systems Science, loc. 1418, Kindle.

75 Donald E. Canfield, Oxygen: A Four Billion Year History (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2014), loc. 893, Kindle.

76 Lenton, Earth Systems Science, loc. 1438, Kindle.

77 Roth, The Long Evolution of Brains and Minds, 73–75.

6 Велике життя й біосфера

Тварини — така собі еволюційна глазур. А пиріг — це бактерії.

Ендрю Нолл. Життя на молодій планеті

Велике життя

Дрібне життя царювало в біосфері понад 3,5 мільярда років — та й досі керує більшою її частиною. Йому знадобилося 3 мільярди років, щоб пройти шлях від Луки до перших видів великого життя — перших багатоклітинних тварин. Це означає, що створення і розвиток багатоклітинних організмів — куди мудрованіший крок, ніж створення і розвиток прокаріотів. Схоже, якщо у Всесвіті і є якесь життя, то багатоклітинних там майже немає. Багатоклітинні представляють собою новий рівень і новий тип складності живих організмів.

Аби задумуватися про будівництво багатоклітинного будинку, необхідно назбирати багато молекулярних механізмів. Вам потрібні надійні способи поєднання мільйонів клітин у точні структури; вам знадобляться нові канали зв’язку між клітинами, нові способи тренування клітин на виконання певних ролей, нові способи керування і розподілу інформації та енергії серед мільярдів різноманітних клітин. Зрештою, вам необхідна буде техніка, щоб виробляти крила, очі, пазурі, серця, вусики, щупальця, ласти, панцирі, скелети і, оскільки великі організми отримують, обробляють і видають набагато більше інформації, — мозок. Велетенська нова інфраструктура.

Щоб з’явилася така техніка, теж потрібен час. Для появи багатоклітинних планеті знадобилася ще одна «умова Золотоволоски» — стабільність. Просто умов, придатних для життя, стало недостатньо. Ба більше, ці умови доведеться довго підтримувати, щоб життя могло продовжувати розвиватися і експериментувати. Тут придасться спокійне сонце — і наше Сонце якраз таке. За зоряними стандартами цей поважний громадянин не повинен викидати ніяких непередбачуваних фокусів. Невпорядковані орбіти означають дикі кліматичні коливання, тому нам у пригоді стануть орбіти стабільні. Орбіта Землі — теж саме така. Наш занадто великий Місяць допомагає збалансувати орбіту і її нахил. І, як ми вже бачили, тектоніка плит, ерозія, а потім і саме життя забезпечили існування термостатів, які перешкоджали занадто сильним перепадам температур на поверхні.

Так багато було шансів усе спаплюжити. Десь по сусідству могла вибухнути наднова. Або ми могли фатально зіткнутися з іншою планетою. Так чи інакше, Землі вдалося уникнути всіх цих жахів і небезпек і залишитися придатною до життя впродовж понад трьох мільярдів років. І цього вистачило для розвитку великого життя. А велике життя — воно і справді велике. Ми для бактерії те саме, що дубайський хмарочос Бурдж Халіфа заввишки 830 метрів для мурахи, яка повзе поряд із черевиком швейцара.

Коли з’явилося велике життя, воно змінило біосферу так само сильно, як свого часу мале, — але інакше. Багатоклітинні колонізували континенти і видозмінили їх. Великі рослини почали вгризатися в скелі й ґрунти, прискорили вивітрювання й за півтора мільярда років перетворили порохняві кам’янисті поверхні ранньої Землі з її строматолітовими береговими лініями на пишні екзотичні сади, ліси та савани. Зелені рослини накачали повітря киснем і змінили атмосферу. Приблизно чотириста мільйонів років тому Землі довелося почати звикати до нових атмосферних норм із високим вмістом кисню (більше 15 % обсягу атмосфери проти колишніх 5 %) і низьким — вуглекислого газу (кілька сотень пропроміле проти кількох тисяч пропроміле78). По нових, створених великими рослинами печерах почали бродити тварини. Гриби і бактерії вичищали, знищували і переробляли їхні рештки. Багатоклітинні змінили океани, наповнивши їх новими дивними створіннями — креветками й морськими кониками, восьминогами й блакитними китами.

Молекулярні пристрої, що уможливили велике життя

Протягом останніх мільярдів років найважливіші клітинні інновації відбувалися вже не в клітинах (де вже своє зробили прокаріоти), а в мінливих конструкційних відносинах між клітинами. Зв’язки між клітинами найперших багатоклітинних були слабкими — як у строматолітів із їхніми мільярдами клітин. Це швидше було схоже на орду чи стадо, а не на організм. Багато бактерій справді демонструють стадну поведінку, засновану на рудиментарній системі комунікації. На практиці це означає, що модельовані мережі кожної клітини поєднані в модельовані мережі, що утворюються між багатьма окремими клітинами.

Деякі ранні багатоклітинні, можливо, були лише частково багатоклітинними. Такі, скажімо, сучасні слизовики. Dictyostelium (диктиостеліум) — це звичайна амеба. Більшість часу її клітини живуть своїм незалежним життям. Але якщо їм починає бракувати харчування, тисячі клітин збираються в одне ціле й утворюють слизовик, досить велике створіння, що може рухатися в пошуках їжі. Слизовик здатен робити те, чого не можуть окремі клітини, — наприклад, рухатися на великі відстані до тепла і світла. Під час «подорожі» окремі клітини можуть змінюватися або міняти ролі: вони можуть ставати спорами чи діяти як вусик або ніжка. Приклад диктиостеліума показує нам декілька важливих речей. По-перше, багатоклітинність виникала і розвивалася багато разів. Вона й досі розвивається у певних групах організмів. По-друге, багатоклітинність, як і все життя, має таку собі сіру межу, де зібралися організми, яких дуже важко класифікувати79. По-третє, багатоклітинність примножує обчислювальну потужність окремих клітин, збільшуючи їхню здатність керувати інформацією про власне оточення.

У повністю багатоклітинних організмах кожна клітина настільки спеціалізована і взаємозалежна з іншими, що вижити сама по собі вона не здатна. Справжня багатоклітинність — насправді екстремальна форма симбіозу. Але генетична ідентичність більшості клітин у багатоклітинному організмі полегшує співпрацю. Це просто одна родина. Отже, кожна клітина живе і працює задля підтримки всього організму, іноді навіть жертвуючи власним життям заради блага решти. По суті, клітини — це такі собі пілоти-камікадзе, які саморуйнуються, якщо не можуть далі працювати як слід, або ж якщо їх більше не потребують. Цей процес біологи назвали апоптозом. Сьогодні, як і щодня, приблизно п’ятдесят мільярдів клітин вашого тіла вкоротять собі віку шляхом апоптозу.

Обмін інформацією настільки ж важливий для багатоклітинних організмів, як і для сучасних суспільств. Переважно міжклітинний зв’язок здійснюється за допомогою клітинного еквівалента поштової служби: молекули-кур’єри протискаються крізь мембрани окремих клітин і гасають між клітинами, переносячи поживні речовини, попередження, інформацію і накази. Як багато в геномі багатоклітинного організму присвячено співпраці, стало відомо, коли цей геном уперше виділили — у 1998 році. Його виділили з організму круглого черв’яка Caenorhabditis elegans, чия нервова система складається з 302 нейронів. Виявилося, що 90 % його 18 891 гена немає в одноклітинних прокаріотів, оскільки основна робота цих генів — підтримувати співпрацю клітин80.

Клітини великого організму добре співпрацюють, бо в них однакові гени, але відіграють різні ролі, оскільки ці гени активуються в різних клітинах. Поки єдина клітина заплідненої яйцеклітини починає ділитися і розмножуватися, нові клітини активують різні частини спільного генома залежно від того, в якій частині зародка, що розвивається, вони розташовані. Різні гени визначають, яку структуру матимуть клітини і які ролі вони виконуватимуть в організмі. Керує цим ключовим процесом розвитку невелика група генів, відома як регуляторні (інструментальні) гени, до яких входять двісті гомеозисних генів (гокс-генів)81. Регуляторні гени схожі на виконробів на будівельному майданчику. Поки звичайні виконують стандартні будівельні роботи — формують оцей білок чи активують он той фермент, — регуляторні за допомогою архітектурних планів, що зберігаються в ДНК, вирішують, куди й коли вирушить певна робоча молекула. Уявіть ці накази: «Гей ти, так, ти — тобі вже час починати відрощувати ногу» або «Ні, ти куди? Ти ж кісткова клітина, а не нейрон!». Саме так формуються клітини м’язів, нервові клітини, клітини шкіри й кісток і всі двісті з гаком різних типів клітин, які разом утворюють людське тіло.

Регуляторні гени надзвичайно схожі в різних видів істот, із чого стає ясно, що вони належать до найдавнішого устаткування великого життя. Звичайно, аксолотль від антилопи відрізняється не самими регуляторними генами, а способами активації інших генів. Те, що в одного виду виглядає, як нога, в іншого може перетворитися на крило, а те, що спочатку виглядало, як пуголовок, згодом перетворюється на блакитного кита. Якщо регуляторні гени активують інші гени в неправильному порядку, ми можемо отримати монстрів — як-от мушок-дрозофіл із лапками, що стирчать із голівки. Значна різноманітність багатоклітинних організмів у наші часи пояснюється різними будівельними планами, які використовують регуляторні гени у своїй роботі.

Старт великого життя: едіакарій і кембрій

Розквіт багатоклітинних організмів почався приблизно мільярд років тому. Першими, найімовірніше, були морські водорості, що живилися за рахунок фотосинтезу і утворювали ламінарні структури. Але наприкінці протерозою, десь 600 мільйонів років тому, почало свій відлік велике життя. Мільйони багатоклітинних почали освоювати нові ніші й способи життя, які відкривала багатоклітинність.

Піднесення великого життя відбувалося внаслідок екстремальних кліматичних коливань у пізньому протерозої. У ці часи сталося ще два зледеніння Землі, викликані підвищенням рівня кисню в атмосфері. Один із них, що почався приблизно 700 мільйонів років тому, виявився настільки важливим, що біологи в 1990 році додали до хронології ще один період — кріогеній. Він почався 720 мільйонів років тому і тривав 85 мільйонів років. Льодовики кілометрової товщини покрили всі океани й суходіл; температура поверхні впала до позначки −50 °C, і процес фотосинтезу майже припинився. Доля всіх живих організмів була знову під великим питанням.

Чому Земля замерзла? Водорості, що розповсюдилися по всій планеті, висотали з повітря багато вуглекислого газу82. Значну роль відіграла і змінена конфігурація континентів. З раннього протерозою тектонічні плити періодично збиралися у велетенські суперконтиненти. Суперконтинент Нуна (Колумбія) досяг своєї найбільшої величини приблизно 1,8 мільярда років тому83. Мільярд років тому всі континенти знову зібралися в суперконтинент, відомий сьогодні як Родінія. Завдяки розпаду Родінії планета отримала складнішу географію, прискорилося вивітрювання й в атмосферу потрапило ще більше вуглекислого газу. Можливо, свій внесок зробили й набагато бурхливіші процеси. Одним із них міг бути раптовий зсув земної осі, який змінив положення всіх континентів відносно полюсів. Такі події називаються зсувами, або зміщеннями полюсів, і вони могли відбуватися принаймні тридцять разів за минулі три мільярди років. Геологічну гикавку таких масштабів могли викликати раптові зрушення величезних мас розплавленої магми всередині Землі або удар астероїда84.

Хай що стало би причиною, ці шалені зміни прискорили еволюційний поступ життя. Під кригою організми, що вижили, знову скупчилися навколо отворів у земній корі і грілися навколо викидів гарячої магми. Саме в цих таборах біологічних біженців еволюція почала вишукувати нові шляхи, оскільки нові гени легко розповсюджуються саме в невеликих ізольованих популяціях. По суті, ці дивні світи стали свідками найперших експериментів у царині багатоклітинності.

Період екстремального холоду досить раптово закінчився близько 635 мільйонів років тому. Під кригою накопичилися парникові гази з вулканів і зрештою вибухнули в атмосферу. Рівень вуглекислого газу різко виріс, а рівень кисню різко знизився до такого, який ми маємо по сьогодні. Температура піднялася, лід розтанув, і біосфера знову змінилася. Тепер біологічні новинки, які дали можливість народитися багатоклітинному життю і проклюнулися в темному крижаному світі кріогенію, населили світ, що потроху теплішав.

Перші надійні докази великої кількості багатоклітинних організмів у нас є з початку едіакарію, який тривав від 635 до 540 мільйонів років тому. Тут ми вперше бачимо три знайомі групи великих організмів: рослини, які залежать від фотосинтезу, а отже, можуть просто сидіти на одному місці й споживати сонячне світло, гриби, які збирають розкладений органічний матеріал, і тварин, яким постійно треба бути насторожі, дуже рухомих і швидких, оскільки вони виживали за рахунок полювання і поїдання інших. З появою великої кількості різноманітних організмів, які отримували енергію за рахунок інших, біосфера стала ще складнішою, різноманітнішою та ієрархічнішою, оскільки енергія сонячного світла проходила крізь різні трофічні рівні — від рослин до тварин і грибів. Такі тварини, як ми, люди, отримують свою енергію опосередковано, з других рук. Ми використовуємо енергію, яку спочатку отримали рослини, й доки енергія дійде до нас, її залишається не так багато. Екологи в цьому контексті говорять про харчовий ланцюг, таку собі чергу енергоспоживачів, де першими стоять рослини, потім ідуть травоїди (істоти, що харчуються рослинами), потім м’ясоїди, хижаки, що поїдають травоїдів, а потім гриби, які замикають ланцюг, харчуючись рештками померлих м’ясоїдів. Ентропія в захваті від усього цього процесу, на кожному з етапів якого вона отримує величезний податок на сміття. Приблизно 90 % енергії, отриманої від фотосинтезу, втрачається на кожному з трофічних рівнів, а отже, кожна наступна ланка харчового ланцюга отримує її набагато менше. Саме тому рослин на планеті набагато більше, ніж тварин, і травоїдів набагато більше, ніж м’ясоїдів. А от грибам добре в будь-якому разі, оскільки вони перетравлюють мертві тіла.

Першими багатоклітинними організмами, найімовірніше, були рослини, оскільки в кожній їхній клітині є хлоропласти, які займаються фотосинтезом. Багатоклітинні тварини розвинулися пізніше, бо далі в харчовому ланцюзі менше енергії, якої їм потрібно було дуже багато, щоб уполювати собі харч. Перші звістки про появу багатоклітинних тварин ми отримали з океанів едіакарського періоду.

Едіакарський період названий так на честь Едіакарських схилів, що в південній Австралії. Саме тут у 1940-х роках знайшли перші викопні рештки цього періоду. Палеонтологи відкрили принаймні сто різних едіакарських родів. Це була велика несподіванка, оскільки впродовж цілого століття біологи вважали, що перші великі організми з’явилися в кембрії, між 540 і 490 мільйонами років тому. Науковці проґавили едіакарських створінь, оскільки більшість із них була м’якотілими, як сучасні губки, медузи чи актинії, а отже, не залишала скам’янілостей. Сьогодні ми знаємо їх здебільшого завдяки слідам і тунелям, які вони лишили по собі, коли продиралися, повзли й рвалися крізь багнюку едіакарських морів. Едіакарськими океанами плавали перші кнідарії й реброплави (щось на кшталт медуз, але не лише вони). Для нас вони важливі тому, що це перші великі організми з нервовими клітинами. Це ще не цілісна нервова система чи мозок, а просто розкидані по всьому тілу нервові структури, як нервова система сучасних безхребетних.

Біологи описують раптову появу багатьох нових видів як еволюційну (адаптивну) радіацію85. Це дуже важлива ідея. Можливості багатоклітинності, нового біологічного устаткування, випробовувалися багатьма різними еволюційними лініями. Як буває з прототипами (згадайте перші самохідні екіпажі на двигунах внутрішнього згоряння), більшість новітніх моделей не вижила. У дуже невеликої кількості едіакарських видів залишилися очевидні нащадки. Більшість зникла приблизно 550 мільйонів років тому. Якщо вам хочеться бачити в цьому ознаку еволюційного провалу, варто пам’ятати, що ми, люди, живемо на планеті якісь 200 тисяч років.

Едіакарій був таким собі тест-драйвом багатоклітинності. Кембрійський період, який ішов наступним, ознаменував початок того, що біологи називають фанерозойським еоном — еоном великого життя, що триває до наших днів. У кембрійському періоді відбулася друга адаптивна радіація багатоклітинних.

Перші кембрійські скам’янілості знайшов та ідентифікував у середині ХІХ століття англійський учений Адам Седжвік. У той час кембрійські нашарування були найдавнішими, звідки видобули хоч якісь докази розвитку життя. Вони містили багато великих скам’янілостей, переважно трилобітів. Трилобіти були членистоногими, модулярними організмами з зовнішніми скелетами, як у сучасних комах і ракоподібних. Кембрійські рештки дуже добре збереглися, оскільки в більшості тварин уже були тверді скелети й мушлі або панцирі. Палеонтологам ХІХ століття здавалося, що життя просто вискочило нізвідки вже повністю сформоване, — справжнє осяяння для вірян у бога-творця. Сьогодні ми, звичайно, знаємо, що життя було на цій планеті вже цілих три з половиною мільярди років, але свідчення цього було дуже важко побачити. Отже, кембрій визначний не появою життя, а бурхливою адаптивною радіацією багатоклітинних форм життя.

Конструкції кембрійського періоду виявилися успішнішими за конструкції едіакарію — так ніби еволюція усунула значні дефекти. Основною успішною рисою тогочасних організмів була модулярність. Тіло складалося з дуже схожих модулів, які формували, скажімо, червоподібне створіння. Потім регуляторні гени почали видозмінювати кожен модуль так, що певні частини перетворювалися на ноги або крила, а інші — на голову з ротом або вусиками чи антенами, а то й на мозок. Навіть ми з вами належимо до модулярних організмів, хоча наші модулі вже настільки спеціалізовані, що між ними важко знайти якусь подібність.

Кембрійські конструкції були настільки вдалими, що всі головні таксономічні групи (підцарства, філюми) великих організмів, які існують у наш час, уперше з’явилися саме тоді. Більшість виділилася за надзвичайно короткий період у десять мільйонів років, що почався 530 мільйонів років тому. На цей період (для палеонтологів — одна мить) припав пік біологічних інновацій за останні 600 мільйонів років86.

До кембрійських видів входять перші хордові, або хребетні. Це великий відділ тварин, до яких належимо й ми. Усі хребетні схожі на трубки. У всіх хребетних є спинний мозок, перед (там, де рот) і зад (там, де анус). Ще в них є рудиментарна нервова система. Найдавніші хребетні ще не мали кулі концентрованих нейронів, яку ми називаємо мозком, але мали нервові системи з сотнями або тисячами взаємопов’язаних нервових клітин, які могли обробляти багато інформації, що надходила з клітин-датчиків, а потім передавати рішення в інші органи, що вживали відповідних заходів. Багатоклітинні навіть із простішою нервовою системою могли сприймати і реагувати на набагато більше інформації, ніж одноклітинні організми. Отже, кембрій знаменує собою початок ери, де обробка інформації стає складнішим і важливішим процесом. Сучасні морські безхребетні ланцетники, у яких є нервова система, але немає мозку, можливо, трохи нагадують наших давніх хребетних пращурів.

Одним із пояснень швидкості еволюційного розвитку в кембрійському періоді можуть бути нестабільні кліматичні умови. Знову почав зростати рівень кисню, забезпечуючи достатньо енергії для створення багатоклітинних організмів. Але рівень вуглекислого газу зростав іще швидше, досягаючи позначок, значно вищих за нинішні. Це був теплий, вологий парниковий світ. Хоч би якими були точні зміни, саме шалені кліматичні й геологічні коливання підштовхнули еволюційний поступ, що призвело до вимирання багатьох видів і розвитку нових видів великих організмів.

Злети й падіння: масові вимирання і американські гірки еволюції

Як дослідники, котрі проходять через гірський перевал, щоб дістатися нових земель, так і формування багатоклітинності відкриває нові горизонти для життя. Багатоклітинні досліджували ці можливості в численних хвилях адаптивної радіації. Нові форми життя перевтілили земну кору: відмерлі скелети, раковини і панцирі з карбонату кальцію, накопичуючись, утворили товстий крейдяний шар (згадайте білі скелі поблизу Дувра). Великі рослини і тварини вийшли на суходіл, прискорюючи вивітрювання й розкришуючи каміння для перших родючих ґрунтів. Зрештою хлорофіл у клітинах рослин пофарбував більшу частину Землі в зелений.

Ці зміни не були такими гладкими й величними, як очікували від еволюції Дарвін і його покоління. Історія великого життя була непередбачуваною і небезпечною, як катання на американських гірках. Падіння астероїдів, різкі зміни надр і атмосфери планети, масивні виверження вулканів скеровували еволюційний розвиток неочікуваними шляхами. Еволюція стала переривчастою, як зазначали у своїй відомій статті 1972 року Нільс Елдрідж і Стівен Джей Ґуд87. Перефразовуючи відомий вислів про життя солдата, еволюція у фанерозої — це тривалі періоди нудьги, пронизані моментами жаху й загрозливого насильства. Це насильство стає найбільш очевидним під час масових вимирань.

І знову ми бачимо, як до роботи стають шанс і необхідність. Будь-якої миті теоретично було можливим виникнення будь-яких різних комбінацій видів. Які саме види існуватимуть — визначали випадкові події. Упродовж масових вимирань цілі групи видів зникали раптово і, вочевидь, хаотично. Тоді, як і під час людських війн, масові вимирання були просто жахливими. Особливо це позначилося на спеціалізованих видах, пристосованих до певних умов, оскільки таким видам, як-от сучасним коалам, дуже важко орієнтуватися й видозмінюватися під час швидких змін. Серед перших у масових вимираннях також опинилися найбільші організми, яким потрібно було найбільше їжі й найдовше часу для відтворення. Вони просто не встигали за швидкими змінами. Усі ці зникнення цілих видів перетасували генетичну колоду, звільнили простори для розвитку тих, хто вижив, і започаткували нові еволюційні випробування. Слідом за ними завжди йшла адаптивна радіація, періоди швидких експериментів, під час яких на масовий ринок мінливої біосфери виходили нові біологічні продукти. Багато з найбільш екзотичних експериментальних моделей швидко зникнуть, залишивши після себе тільки найуспішніших.

Перші масові вимирання відбувалися аж в архейському еоні. Велика киснева катастрофа 2,5 мільярда років тому вичистила бактерії, для яких кисень виявився токсичним. Мабуть, саме ця подія справді була наймасовішим винищенням живих організмів. Багато видів зникло під час зледеніння (коли земля перетворилася на крижану кулю) у пізньому протерозої. Ще ми знаємо, що багато кого не стало наприкінці едікарського періоду. Відтоді сталося ще п’ять масових вимирань, коли більше половини всіх видів, що існували, пішли в небуття.

Кембрійський вибух став причиною декількох хвиль вимирання, які почалися приблизно 485 мільйонів років тому. Численні види трилобітів пішли за водою так само, як і багато дивних кембрійських видів, чиї скам’янілості ми знаходимо в Берджеських сланцях у Канаді і в китайському регіоні Ченцзян88. 450 мільйонів років тому ордовицький період теж скінчився масовим вимиранням, коли загинуло 60 % усіх родів.

Найбільше з усіх масових вимирань сталося наприкінці пермського періоду, 248 мільйонів років тому. Цього разу зникло більше 80 % усіх родів, зокрема останні трилобіти. Точні причини такого масового вимирання залишилися невідомими. Можливо, в цей період сталося підняття магми, яка проривалася крізь кору масовими вулканічними виверженнями, наповнюючи повітря попелом, який унеможливлював фотосинтез. Докази цього нині знаходять у великому вулканічному регіоні Сибіру, відомому як Сибірські трапи. Через виверження вулканів у атмосферу викидалися колосальні кількості вуглекислого газу, й коли пил та попіл вляглися, його рівень різко злетів, рівень кисню зменшився, а океани потеплішали. Коли Земля відригнула, біосфера здригнулася. За деякими оцінками, температура океанів досягала 38 °C (100 °F). Вода були достатньо гарячою, щоб убити більшість морських мешканців і майже повністю припинити фотосинтез в океанах. Теплі океани утримують менше кисню й гірше підтримують життя. Глибоко під їхньою поверхнею почали танути клатрати — кулі замороженого метану — які випускали величезні бульбашки газу на поверхню і в атмосферу. Це було масове парникове вимирання: убивство через потепління, а не через холод89. В екстремальних тепличних умовах великі організми виживали лише на полюсах, де температури були нижчими: на півночі і на півдні величезного суперконтиненту Пангея.

Озеленення суходолу й окиснення атмосфери

За всім цим шаленством змін раннього фанерозою народжувалася нова біосфера. Рослини, гриби і тварини, які вийшли з океанів на суходіл, перетворили поверхню Землі. Особливо важливим був вихід на поверхню рослин, у яких відбувався процес фотосинтезу, оскільки вони споживали багато вуглекислого газу і посилено наповнювали атмосферу новим киснем. Це відновило роботу термостатів біосфери й створило новий кліматичний режим із значно вищим рівнем кисню і нижчим рівнем вуглекислого газу, ніж будь-коли раніше. Ці основні риси збереглися в кліматичних умовах донині.

Колонізувати суходіл було майже так само важко, як нову планету. Життя розвивалося і розквітало у воді понад три мільярди років. Кожна клітина народилася й виросла у ванні із солоною водою. Організми плавали у воді, висотували з неї необхідні для живлення гази та хімічні сполуки й шукали там їжу. Далеко від води вони потребували систем підтримки, складних, як космічний скафандр. Їм знадобилася товста шкіра, яка б утримувала воду й не дала тілам засохнути, але була б достатньо проникною для обміну киснем і вуглекислим газом. Баланс був дуже хитким. Листя вирішило це суперечливе питання, утворивши собі крихітні пори, крізь які в клітини потрапляє вуглекислий газ і виходить вода. Кількість і розміри пор змінювалися залежно від навколишньої температури, вологості і рівня вуглекислого газу.

Чи зможуть організми відтворюватися без води? Як їм вдасться захистити яйця чи немовлят від страшного висихання? Вода забезпечувала їм плавучість, якої не могло бути на суходолі. Звичайно, для таких створінь, як блохи, це значення не мало. Вони надто малі, щоб перейматися силою тяжіння. Саме тому блохи можуть щасливо стрибати хоч із найвищої скелі. Але для великих організмів гравітація перетворилася на проблему. Щоби стати на ноги, їм треба було якесь підкріплення у вигляді скелета чи палиць. Звівшись на ноги, вони виявили, що потребують трубопроводу, щоб рідини в тілі могли циркулювати по всіх клітинах, незважаючи на гравітацію. У рослин циркуляція рідин відбувалася по корінню і внутрішніх судинах завдяки здатності води підніматися вузькими каналами (ефект капілярів). У тварин розвинувся спеціальний насос (серце), який перекачував рідини та поживні речовини і видаляв токсини.

Серйозна колонізація земель багатоклітинними почалася тільки після масового вимирання в пізньому ордовику, 450 мільйонів років тому. Саме тоді кілька відважних груп рослин і тварин уперше навшпиньки вийшли з води і оселилися на суходолі. Найімовірніше, їх підбадьорював заряд енергії від підвищеного рівня кисню в атмосфері.

Перші судинні рослини з тканинами, де могли циркулювати рідини та поживні речовини, з’явилися на суходолі близько 430 мільйонів років тому. Скоро їхній приклад наслідували тварини і гриби. Разом із першими судинними рослинами на Землі процвітали перші скорпіоноподібні членистоногі. Ранні амфібії почали ходити землею 400 мільйонів років тому — на це вказують викопні амфібієподібні сліди, знайдені в Ірландії та Польщі. Амфібії розвинулися з риб, які могли дихати поза межами води і перетинати мілководдя озер та річок, що висихали, подібно до сучасних дводишних. Але всім амфібіям потрібно залишатися неподалік від води, де вони відкладають яйця. Перші амфібії були першими великими сухопутними хребетними. Деякі сягали наших з вами розмірів.

Особливо великий вплив на атмосферу мали наземні рослини, які вдихали вуглекислий газ і виділяли кисень. Наприкінці ордовикий рівень кисню в атмосфері дуже швидко виріс з 5–10 % до рівня, який був набагато вищим за сьогоднішній (можливо, до 35 %), але потім стабілізувався. Починаючи приблизно з 370 мільйонів років тому рівень кисню тримався між 17 і 30 % атмосфери90. Нам це відомо, тому що дослідники цього періоду знайшли багато ознак спонтанних пожеж, а якщо рівень кисню падає значно нижче 17 %, самозаймання не відбувається. Рівень кисню, напевно, досяг піку протягом пермського періоду (від 300 до 250 мільйонів років тому).

Одним із показників підвищення рівня кисню була поява коралових рифів, які потребують його дуже багато. Перші великі коралові рифи з’явилися в ордовику. Корали — це великі симбіотичні колонії крихітних генетично ідентичних безхребетних тварин. Загалом можна вважати їх великими, розлогими тваринами з жорстким, але дещо безформним скелетом. Кожен корал містив колонії одноклітинних фотосинтезувальних організмів, які забезпечували його енергією. У коралах знаходило собі затишну домівку багато таких великих організмів, як трилобіти, губки і молюски.

Підвищення рівня кисню було рушійною силою для другої хвилі багатоклітинних колонізаторів Землі вже у девонському періоді, який почався близько 370 мільйонів років тому. Перші рослини з дерев’янистим скелетом, завдяки якому вони могли триматися вертикально, з’явилися десь 375 мільйонів років тому, а невдовзі після того з’явилися й перші ліси. Завдяки фотосинтезу вони споживали велику кількість вуглецю і перетворили Землю на зелену кулю. Рівень вуглекислого газу впав до десятої частини від попереднього91. Вплив перших лісів виявився надзвичайно значущим, оскільки досі не існувало жодного організму, здатного розщепляти лигнін у деревині. Ось чому ліси кам’яновугільного періоду (360–300 мільйонів років тому) були поховані під ґрунтом разом із вуглецем, який всотали з атмосфери. Згодом вони скам’яніли і утворили вугільні пласти, завдяки яким набагато пізніше відбулася Промислова революція. Близько 90 % сьогоднішніх вугільних родовищ нашаровувалися в період високого рівня кисню, від 330 до 260 мільйонів років тому. Через великий вміст кисню від ударів блискавок виникало дуже багато лісових пожеж. Тому в кам’яновугільний і ранній пермський період, попри прохолоду, найімовірніше, постійно й різко пахло лісовими пожежами. Такий запах неможливий на жодній іншій планеті Сонячної системи, оскільки більш ніде немає такої кількості кисню і джерел деревини, необхідних для розповсюдження вогню.

Кам’яновугільні ліси, певно, подвоїли рівень фотосинтезу, ефективно цим подвоївши загальний енергобюджет біосфери, й це дало можливість утворення більшої кількості організмів92. Рослини перелаштували геологічний термостат Землі, прискоривши вивітрювання гірських порід шляхом подрібнення і розчинення їх у ґрунтах.

Ґрунти переносили похований у них вуглець в океани, а звідти він потрапляв глибоко в мантію. Вуглець, що опинився разом із деревиною у ґрунті, більше не міг вступати в реакцію з киснем і утворювати вуглекислий газ, отже, рівень кисню знову виріс. Ось чому кількість вільного кисню залежить від кількості вуглецю, що потрапляє в мантію. Це значить, що рівні атмосферного кисню та вуглекислого газу обернено пропорційні. З підвищенням вмісту кисню в корі почали з’являтися нові хімічні реакції й виникло понад чотири тисячі різних типів мінералів, які ми сьогодні знаходимо в Землі93.

Між 450 і 300 мільйонами років тому, з кінця ордовицького до початку пермського періоду, ліси й наземні багатоклітинні змінили вигляд земної поверхні. Континенти стали зеленими, з’явилися нові біологічні термостати, завдяки яким у пізньому фанерозої встановився новий атмосферний режим із високим рівнем кисню і низьким — вуглекислого газу.

Довготривалі тенденції: більші тіла, більший мозок

Як і історія складності взагалі, історія великого життя формувалася через випадковість і необхідність. Масові вимирання дають нам уявлення про видатну роль випадковості. Без цих двох гравців сьогоднішня біосфера була б зовсім іншою. Але еволюція ніколи не була лише випадковою річчю. Деякі зміни були ймовірніші, ніж інші. Таким чином, хоч історія великого життя й формувалася завдяки щасливим випадковостям і удачі, існували ще й чіткі тенденції, які зберігалися попри потрясіння, удари астероїдів, виверження вулканів та масові вимирання. Тривалі тенденції настільки ж важливі для нас, як і раптові катастрофи.

Однією з тенденцій було тяжіння до великих форм життя. Саме завдяки йому з’явилися багатоклітинні. Так само завдяки йому багатоклітинність тяжіла до ускладнення й до розвитку більших і більших організмів, оскільки в ході еволюції часто є сенс бути гігантом. Зрештою, що більший організм, то менше шансів, що його з’їдять. Спробуйте покусати блакитного кита! Великі організми потребують менше їжі на одиницю маси тіла, і їм зазвичай набагато легше уникнути зневоднення94. Крім того, висококисневий режим атмосфери, який з’явився в ранньому фанерозої, забезпечував надлишок енергії для підзарядки мегабагатоклітинних. Справді, певно, велетням жилося найкраще, коли атмосфера була перенасичена киснем, вуглекислого газу було найменше, а клімат лишався доволі прохолодним. Це було справедливо як для океанів, так і для суходолу, оскільки холодна вода може утримувати більше кисню, ніж тепла.

З ростом вмісту кисню еволюція експериментувала з велетенськими тілами багатоклітинних. Під час кам’яновугільного і пермського періодів починають з’являтися мегакомахи і мегахребетні. Саме тоді можна було побачити бабок із розмахом крилець до 50 сантиметрів та істот, схожих на скорпіонів, метр завдовжки і вагою двадцять кілограмів. У кам’яновугільному періоді, який почався 320 мільйонів років тому, з’явилися перші рептилії. Вони були частиною нової групи тварин, амніотів, до якої входили рептилії, птахи і ссавці. На відміну від амфібій, відтворення амніотів не залежало від наявності водойм, бо їхній молодняк розвивався в захищених яйцях, сумках або матках. Зрештою, саме рептилії стануть найбільшими тваринами, які коли-небудь гуляли, валялися, гупали чи скакали по землі.

Масове вимирання наприкінці пермського періоду супроводжувалося новою хвилею адаптивної радіації, що захопила весь тріасовий період (від 250 до 200 млн років тому). Саме в цей час ми вперше знайомимося з динозаврами. (Не всі динозаври великі!) У пізньому тріасі рівень кисню знов почав падати, світ потеплішав, і життя масивних багатоклітинних почало сильно ускладнюватися. Світ тріасу різко закінчився 200 мільйонів років тому через чергове масове парникове вимирання. Динозаври, яким вдалося вижити, розвинули високоефективні механізми дихання у світі, позбавленому кисню. Ці механізми, певно, призвели до двоногості та прямоходіння (згадайте тиранозаврів і сучасних птахів), оскільки у двоногих рептилій грудна клітка відкритіша і дихання не синхронізується з ходьбою, як у чотириногих. Протягом юрського періоду (від 200 до 150 млн років тому) рівень кисню знову підвищився і досяг сьогоднішньої позначки. Динозаври знов стали великими. Найбільші з них товклися по планеті під час пізнього юрського і крейдового періодів, від 160 до 65 мільйонів років тому. Оснащені ефективнішими легенями, ніж їхні предки з тріасу, для живлення своїх величезних тіл вони використовували велику кількість енергії, доступної в атмосфері, багатій киснем.

Перші справжні птахи так само розвинулися впродовж пізнього юрського періоду. Вони теж залежали від високого рівня кисню в атмосфері, оскільки, як знає будь-який пілот, для польотів необхідно багато енергії. Рештки археоптериксів, одних із найперших птахоподібних створінь, було знайдено в Німеччині 1861 року, через два роки після публікації книги Дарвіна «Походження видів». Вони жили приблизно 150 мільйонів років тому й були розміром з ворону. Завдяки цьому відкриттю Дарвін отримав серйозні докази власної теорії еволюції шляхом природного добору, оскільки тепер існування проміжних видів між рептиліями і птахами було очевидним. В археоптериксів було багато пташиних ознак, але зберігалися й риси рептилій — пазурі, кістлявий хвіст і зуби. Нещодавні знахідки показали, що багато видів зубатих птахів розвинулося в крейдовому періоді й співіснувало з летючими динозаврами.

Ссавці, як і інші амніоти (рептилії і птахи), також з’явилися після масового винищення в пермському періоді. Серед ссавців гіганти з’являться аж через майже 200 мільйонів років. А поки що вони переважно живуть у скромних затінках світу, яким керують динозаври. Упродовж тріасу, юри і крейди (250–65 мільйонів років тому) більшість ссавців були маленькими землерийними істотами, дещо схожими на наших гризунів.

Ссавці є класом теплокровних тварин, пов’язаних із іншими амніотами, рептиліями і птахами. Але є критичні ознаки, за якими ссавці відрізняються від птахів і рептилій. У мозку ссавців є неокортекс — нова кора, яка робить їх чудовими рахівниками. У них є хутро (так-так, навіть у людей є хутро, хоч і набагато менше, ніж у більшості ссавців), і вони переважно більше дбають про нащадків. Засновник сучасної таксономії Карл Лінней перший назвав тварин нашого класу ссавцями за однією визначною рисою: усі ссавці вигодовують своїх малят молоком із молочних залоз. А от для палеонтологів найбільш специфічною видимою рисою ссавців є їхні зуби. Навіть у ранніх ссавців на зубах є спеціальні гострі виступи, тому коли верхні й нижні зуби змикаються, вони можуть перетирати нові тверді види їжі й подрібнювати їх ефективніше, ніж більшість рептилій.

Ще одна потужна тенденція, яка зародилася у ссавців, — тенденція до детальнішої обробки інформації. Це стає очевидним упродовж фанерозою серед усіх тварин, але найпомітніше — у ссавців.

Ми вже бачили, що всі живі організми — інформоїди. Вони збирають інформацію, обробляють її й діють згідно з нею. У найпростіших організмів, у тому числі прокаріотів, друга стадія (обробка) рудиментарна й переважно зводиться до найпростішої операції «так-ні», як у цьому прикладі: «Щось тут занадто спекотно, нумо обертаймо свої джгутики за годинниковою стрілкою і гайда звідси». Навіть у простих багатоклітинних ефективна обробка інформації дуже часто керована простими рефлексами болю і задоволення.

Але коли організми стали більшими і складнішими, вони потребували більше інформації про своє середовище. Природний добір устаткував великі організми бажанням отримувати більше інформації, оскільки якісна інформація для них життєво важлива. Саме тому, коли людина розгадує загадку чи складає пазл, її мозок отримує такий самий кайф, як і від їжі або сексу95. Природний добір подбав і про те, щоб у великих організмів був великий діапазон сприйняття і ще більше видів сприйняття: звуку, тиску, кислотності, світла. Так само завдяки природному добору реакції людини на всі ці подразники дуже різноманітні. Зі збільшенням кількості та обсягу вхідних і вихідних даних стадія обробки ускладнювалася й деталізувалася, тому кількість клітин, які займалися обробкою інформації, постійно зростала. Нервові клітини в тілах тварин збиралися в пучки, ганглії (вузли) і мозок, перетворюючись на таку собі мережу транзисторних перемикачів, що зв’язують сотні, мільйони або мільярди нейронів, здатних до паралельного обчислення. Ця система дозволяє тваринам сприймати важливі риси зовнішнього світу й навіть моделювати можливі ситуації майбутнього. Жодне живе розумне створіння (ні ви, ні я) прямо не контактує з довкіллям. Натомість ми живемо в багатій віртуальній реальності, збудованій власним мозком. Він генерує і постійно оновлює ландшафтні карти визначних рис нашого тіла і зовнішнього оточення так само, як метеорологи малюють карти мінливих погодних умов96. Ці карти допомагають нам підтримувати гомеостаз. Завдяки їм ми здебільшого маємо змогу відповідно реагувати на нескінченний вир змін, що відбуваються навкруги.

У розумних істот прийняття рішень відбувається одразу на декількох рівнях. Деякі рішення потрібно приймати дуже швидко, і буває так, що для ретельного обдумування немає часу. Інші механізми повільні й громіздкі, але дають більше варіантів дій. Навіть у найбільших багатоклітинних просте «увімкнення/вимкнення» больових рецепторів контролює велику частину поведінкових реакцій. Засуньте руку у вогонь — і ви висмикнете її, перш ніж узагалі встигнете про це подумати. Емоції, керовані лімбічною системою, також допомагають пришвидшувати прийняття рішень, створюючи схильності і вподобання, що зумовлюють багато важливих рішень, які переважно виявляються правильними. Чарльз Дарвін розумів, що емоції — це механізм прийняття рішень, що розвинувся в процесі еволюції, аби допомогти організмам вижити. Антилопа, якій спаде на думку пообніматися з левом, навряд чи матиме шанс передати свої гени наступному поколінню. Більшість базових емоцій дуже мало піддаються свідомому контролю. Вони виникають і зникають усередині нас, як бульбашки на воді. Це страх і гнів, здивування і огида, а також, можливо, відчуття радості. Вони спонукають нас якось реагувати і надсилають хімічні сигнали, які наказують нашому тілу бігти чи зосередитись, нападати чи обніматися97. Емоції є рушіями рішень для всіх тварин із великим мозком. Деякі емоції, такі як страх, найпевніше, притаманні всім хребетним і, можливо, деяким безхребетним — особливо найрозумнішим, як-от восьминогам. Переваги, які емоції створюють для отримання конкретних результатів і поведінки, обумовлюють людське розуміння цінностей і етики.

Здатність, яку ми називаємо розсудливістю, є лише одним із біологічних органів прийняття рішень. Вона ухвалює важливі рішення, якщо мозок достатньо великий, якщо є достатньо часу і якщо інші системи зайшли в глухий кут і не можуть генерувати чіткі відповіді. Чи справді мені потрібно витрачати стільки енергії на біг, якщо насправді це не лев? Це справжня загроза чи вдавана? І як мені реагувати?

Відчуття, емоції і думки разом створюють внутрішній, суб’єктивний світ, у якому живе кожна людина і, можливо, багато хто з інших видів тварин із достатньо великим мозком. Стан, який ми звемо свідомістю, виглядає як стан різко зосередженої уваги мозку, схожий на виклик усіх сил до суду при прийнятті нового, важкого та важливого рішення. Отже, свідомість якоюсь мірою є в багатьох організмів, чий мозок достатньо великий і забезпечує необхідний робочий простір для справді складних рішень98. Але такі складні процеси не потрібні для прийняття буденних рішень.

Додайте до цієї системи прийняття рішень пам’ять і отримаєте підвалини для комплексного навчання, здатності утримувати результати попередніх рішень і використовувати їх для покращення рішень у майбутньому. Вид риб, які називаються губанчиками, наприклад, чистять зуби іншим рибам, які легко можуть їх з’їсти. Але губанчики навчилися запам’ятовувати, які з клієнтів не намагалися їх зжерти і в чиїх зубах можна знайти собі харч. Пам’ять може зберігати результати свідомих рішень, а потім використовувати їх для швидкого автоматичного реагування. Навчившись керувати автівкою, ви вже не мусите згадувати довгий перелік дій, коли бачите червоний сигнал світлофора. Ваше тіло просто знає, як із цим упоратися. Ви навіть іноді не усвідомлюєте, як нога тисне на гальма.

Ці складні процеси прийняття рішень і моделювання формувалися протягом усього фанерозою. Найбільше вони розвинулися у тварин, оскільки їм доводиться приймати набагато більше складних рішень, ніж рослинам. У більшості безхребетних нейронні зв’язки залишилися розподіленими по тілу, хоча переважно вони зосереджуються в певних вузлах — гангліях. Деякі безхребетні — наприклад, восьминоги — з таких розрізнених зв’язків розвинули потужну систему обробки інформації; більшість нейронів восьминога — у ногах. У хребетних так само багато нейронів залягає у глибині тіла, де вони підтримують постійний зв’язок із клітинами-аналізаторами й моторними клітинами, які відповідають за прийняття рішень. З ускладненням сприйняття процес обробки стає критично важливим і дедалі більше нейронів об’єднується в мозок, де клітини перетворюються на спеціалізовані інформаційні процесори. Обробка інформації була надзвичайно важливою у комплексних, енергозатратних родових лініях птахів і ссавців, хоча в цих дуже різних типів організмів розвинулися різні підсистеми для управління великими масивами даних99.

У ссавців дедалі більше значення обробки інформації пояснює розвиток і зростання площі кори, сірої речовини й зовнішніх шарів мозку. Кора головного мозку забезпечує місце для обчислень і обчислювальні здібності, даючи змогу швидше приймати рішення в незнайомих ситуаціях або за умов недієздатності головної системи. Зрештою найрозумніші ссавці розвинули загальні системи прийняття рішень, які для світу бактерій були, мов інтернет для рахівниці. Еволюція системи розв’язання завдань і ухвалення рішень урешті-решт привела до інформаційного вибуху, який породив наш із вами вид.

Приземлення астероїда — щаслива перерва для ссавців

Довго здавалося, що м’язисті туші динозаврів перемагають мізковитих ссавців. Шістдесят п’ять мільйонів років тому все змінилося за якусь мить.

Світ динозаврів згинув за кілька годин, коли в Землю врізався астероїд діаметром 10–15 кілометрів100. Це зіткнення викликало найбільше в історія вимирання, під час якого зникло більше половини живих організмів. Геологи називають цю подію «K/T», оскільки вона відбулася на межі крейдяного («K», скорочено від німецького Kreide, «крейда») і третинного періоду (колишня назва кайнозойської ери), який почався 65 мільйонів років тому.

Астероїду, який летів зі швидкістю 30 кілометрів за секунду (сто тисяч кілометрів за годину), знадобилося лише кілька секунд, щоб пролетіти всю атмосферу Землі. Ми точно знаємо, куди саме він упав, — у кратер Чікшулуб на півострові Юкатан у сучасній Мексиці. Пробивши кору, астероїд випарувався і залишив по собі кратер діаметром майже двісті кілометрів. Розжарене каміння підлітало, створюючи пилові хмари, які на довгі місяці затулили світло. Вапняк плавився й насичував атмосферу вуглекислим газом. Велетенська територія на сотні кілометрів навкруги була повністю позбавлена всього живого. Поза цією зоною на сотні кілометрів тягнулися лісові пожежі. У морі здійнялося цунамі. Стіни води раз за разом накидалися на береги Мексиканської затоки, вбиваючи риб і динозаврів на сотні кілометрів навкруги. У формації Гелл-Крік («Пекельний струмок»), між Монтаною і Вайомінгом, можна знайти скам’янілості риб із астероїдним склом у зябрах101.

Далі від місця падіння наслідки були менш жахливими. Але впродовж кількох тижнів біосфера повністю змінилася. Сажа закрила сонячне світло, створивши те, що ми сьогодні називаємо ядерною зимою. З неба дощувала азотна кислота, вбиваючи більшість організмів, яких торкалася. Років на два на Землі встановилася глуха ніч і припинився фотосинтез, обірвалася нитка, через яку Сонце підтримувало життя. Коли шар пилу потоншав і світло почало знову пробиватися крізь морок, Земля швидко нагрілася, бо тепер в атмосфері було набагато більше вуглекислого газу й метану. За кілька років після катастрофи рештки організмів, що вижили, відновили фотосинтез і знов почали дихати, але тепер їм доводилося це робити в парниковому світі.

Тисячі років знадобилося біосфері, аби повернутися до якоїсь більш-менш нормальної точки розвитку. Приблизно половина всіх видів істот, які мешкали на планеті раніше, загинула. Як завжди буває під час подібних криз, найбільше постраждали великі види, бо вони потребують більше енергії, їх менше й відтворюються вони повільніше, ніж маленькі. Саме тому великі динозаври вимерли. Сучасні птахи — це нащадки менших динозаврів, яким таки вдалося залишитися серед живих. Меншим організмам, гризуноподібним ссавцям, велося дещо краще, й дехто з них потрапив у лави наших пращурів.

Перші відомості про падіння астероїда отримав у горах Італії геолог Волтер Альварес із командою. Геологи вже знали, що гірські відкладення до і після кінця крейдяного періоду разюче відрізняються. Скам’янілі рештки планктону форамініфера можна знайти у старіших шарах, якраз до цього відрізка. Потім вони пропадають. Зовсім неясно було, скільки саме часу тривали ці зміни: десятки тисяч років чи рік-два. У 1977 році на ділянці поблизу Ґуббіо в Італії Альваресова команда виявила дуже високий вміст рідкісного елемента іридію, що датувався кінцем крейдяного періоду. Це було дуже дивно, бо іридію на Землі дуже мало, хоча для астероїдів від звичний. Альварес із колегами виявили так само високий вміст іридію й на багатьох інших ділянках в Італії. Наразі відомо приблизно сто подібних зон по всій планеті. Вчені почали підозрювати, що іридій був занесений на нашу землю астероїдами. Отже, сталася катастрофа.

У той час більшість геологів були прихильниками ідеї, що всі геологічні зміни відбувалися поступово, тому мало хто звернув увагу на цю ідею. Їм потрібні були беззаперечні, непробивні геологічні докази. Вони з’явилися 1990 року, коли геологи довели, що кратер Чикшулуб діаметром і датою відповідає періоду великого вимирання. Відтоді більшість геологів прийняла теорію не лише про те, що динозаври вимерли саме через падіння астероїда, але й про те, що подібні катаклізми могли відбуватися на нашій планеті багато разів. Справді, є багато доказів того, що на межі крейди і кайнозою відбувалося масове виверження вулканів, яке також добряче підірвало здоров’я біосфери, але сьогодні ми вже не сумніваємося, що смертельного удару їй завдав саме астероїд.

Якраз у світі після Чикшулуба почали розвиватися наші пращури-ссавці. Це був світ кайнозойської ери, яка триває останні 65 мільйонів земних років.

Після астероїда: хвиля адаптивної радіації ссавців

Як ссавці ми, люди, маємо 90 % спільних генів, або близько трьох мільярдів спільних пар ДНК, із іншими ссавцями, від щурів до єнотів. Решта 10 % — це гени, які роблять нас різними.

Як і інші ссавці, ми теплокровні, тому потребуємо більше енергії, ніж рептилії, щоб підтримувати температуру тіла й роботу мозку. Мозку необхідно постійно підтримувати функціональність, оскільки йому доводиться вигадувати різні екологічні витівки, аби підтримувати великі потоки харчів і енергії. Хоча ранні ссавцеподібні створіння були не більшими за мишей, найпевніше, вони вирощували малюків так само, як нинішні тварини, і мали незвичайно великий мозок порівняно з масою тіла. Перший розподіл між сумчастими (ссавцями, чиї ембріони потребують спеціального захисту й живлення і визрівають у «сумках») і плацентарними (ссавці, чиї ембріони визрівають у матці й отримують харчування через плаценту) відбувся приблизно 170 мільйонів років тому.

Упродовж довгих 150 із гаком мільйонів років юрського і крейдяного періодів більшість ссавців залишалися невеликими тваринами, які ховалися в тінистих кущах, освітлених місячним сяйвом102. Вони були дуже різними. Деякі нагадували собак — наприклад, репеноми, створіння достатньо великі, щоб харчуватися маленькими динозаврами та їхнім виводком. Деякі повернулися в океани й навчилися плавати. Деякі стали подібними до кажанів, їли комах і лазили по деревах. Десь 150 мільйонів років тому світ ссавців змінився через появу нових типів рослин, які стали серйозними конкурентами хвойним і папоротеподібним, що домінували доти. Це були покритонасінні, рослини з квітами і плодами, які ми бачимо й зараз у лісах, парках і власних дворах. Квітучі рослини виявилися харчовою золотою жилою для ссавців, чиї зуби були пристосовані, щоб пережовувати плоди і насіння, або тих комах, які харчувалися квітковими рослинами й допомагали їх запилювати.

Удар астероїда, який винищив динозаврів, напевно, призвів і до вимирання трьох чвертей усіх ссавців. Але більшість ссавців були невеликими, і декому таки вдалося прошмигнути крізь еволюційну кризу. Після того як планета повернулася до якоїсь подоби нормальності, ті, що вижили після астероїда, опинилися в дуже дивному новому світі. Зникнення динозаврів відкривало багато нових можливостей. Нова еволюційна хвиля привела до урізноманітнення ссавців — так само, як урізноманітнився б сьогодні малий бізнес, якби всі великі корпорації в одну ніч оголосили про банкрутство. Багато видів ссавців виросли. Впродовж півмільйона років з’явилися ссавці-травоїди розміром із сучасну корову, а також м’ясоїди приблизно таких самих розмірів. З’явилися й примати, члени ордену деревних фруктоїдних ссавців, наші пращури. І хоча перші примати жили вже в часи динозаврів, можливість розквіту вони отримали, лише коли велетенські ящери пішли зі сцени.

Але насувалася ще одна криза, яку ссавцям треба було пережити, перш ніж завоювати планету. Це був палеоцен-еоценовий термічний максимум (ПЕТМ для любителів скорочень) — коротке різке шокове парникове потепління на межі палеоцену і еоцену, приблизно 56 мільйонів років тому. Його руйнівної сили було достатньо, щоби спричинити зникнення багатьох видів тварин. Сьогодні ПЕТМ нам цікавий, бо це останнє швидке глобальне потепління, що може допомогти зрозуміти нинішні зміни клімату. Паралелі зловісні. Кількість вуглекислого газу, який вивільнявся в атмосферу під час ПЕТМ, була майже на тому самому рівні, що ми маємо сьогодні від згоряння викопних палив. П’ятдесят шість мільйонів років тому це призвело до підвищення глобальної температури в середньому на 5–9 °С103.

Що стало причиною такого раптового потепління? 58–56 мільйонів років тому вулканічна активність була надзвичайно інтенсивною, тому в атмосфері збільшилася кількість вуглекислого газу. Але потім щось сталося дуже швидко, приблизно за десять тисяч років. Це той час, який в історії людства минув з моменту появи сільського господарства. Наприкінці цього періоду багатьох видів рослин, тварин і морських мешканців не стало. Сьогодні найпоширенішим припущенням є потепління полярних океанів до позначки, коли клатрати метану (заморожені кульки метану, що виглядають, як крига, але загоряться, коли піднести до них сірник) раптом розтанули і вивільнили велику кількість метану, парникового газу, потужнішого, ніж вуглекислий газ. Цей процес міг нагріти всю планету дуже швидко. Якщо ця гіпотеза правильна, слід пильно наглядати за клатратами метану в полярних океанах.

Після різкого кліматичного стрибка, який тривав десь двісті тисяч років, глобальна температура почала тривалий повільний спуск до низьких позначок, але кілька разів ненадовго піднімалася. Вміст вуглекислого газу знов почав падати, а кисню — підніматися. Збільшилася різниця між температурами на екваторі й на полюсах. Арктика і Антарктика вкрилися крижаними шапками, що складалися з великої кількості води, а отже, загальний рівень Світового океану впав.

Частково похолодання було викликане зміною орбітальних циклів і нахилу самої Землі. Ці зміни відомі як цикли Міланковича, за іменем науковця, який їх описав. Зі змінами орбіти й нахилу земної кулі потроху змінювалася й кількість сонячної енергії, яка досягала Землі. Певну роль у цьому могли відіграти й тектонічні процеси: Атлантичний океан розширився, а величезний південний континент Гондвана розколовся на декілька окремих частин. Антарктика осіла на Південному полюсі й почала нарощувати величезні крижані покриви, а північні материки кружляли полярним океаном, ізолюючи північну полярну область від теплих екваторіальних течій. Тим часом зіткнення індійської плити з азійською виштовхнуло вгору Гімалаї, прискорило вивітрювання і поглинання вуглекислого газу водою, яка відправляла його назад у земну кору.

Живі організми також могли допомагати біосфері охолодитися. За останні 30 мільйонів років, поки падав рівень вуглекислого газу, виникли і розвинулися нові види рослин, зокрема трава, яка сьогодні вкриває савани й прибудинкові газони. Вони утворили новий вид фотосинтезу — фотосинтез С4 — ефективніший, ніж фотосинтез С3, який відбувався у деревах і кущах. Завдяки його більшій ефективності рослини поглинали більше вуглецю з атмосфери104.

Хоч би якими були точні причини, тенденція до охолодження, що почалася 50 мільйонів років тому, продовжується донині. Близько 2,6 мільйона років тому, на початку плейстоценової епохи, світ увійшов у сучасну фазу регулярних льодовикових періодів. Світ не був таким холодним, як зараз, останні 250 мільйонів років, відколи наприкінці пермського періоду розкололася Пангея. 50 мільйонів років тому, у світі, який пережив раптовий термічний максимум і динозаврів, у світі з прохолодним і нестійким мінливим кліматом з’явилися наші пращури-примати.

78 Пропроміле, або частин на мільйон (ppm) — одиниця вимірювання концентрації речовини, аналогічна відсотку або проміле, являє собою одну мільйонну частку.

79 Michael J. Benton, The History of Life: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2008), loc. 766, Kindle, а також Dennis Bray, Wetware: A Computer in Every Living Cell (New Haven, CT: Yale University Press, 2009), loc. 2008 і далі, Kindle.

80 Siddhartha Mukherjee, The Gene: An Intimate History (New York: Scribner, 2016), loc. 5797, Kindle. [укр. пер.: Мукерджі С. Ген. Надзвичайна історія. — Х.: Клуб Сімейного Дозвілля, 2017].

81 Sean B. Carroll, Endless Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo and the Making of the Animal Kingdom (London: Weidenfeld and Nicolson, 2011), 71 і далі.

82 Більша частина обговорення ґрунтується на: Peter Ward and Joe Kirschvink, A New History of Life: The Radical New Discoveries about the Origins and Evolution of Life on Earth, (London: Bloomsbury Press, 2016), chapter 7.

83 Doug Macdougall, Why Geology Matters: Decoding the Past, Anticipating the Future (Berkeley: University of California Press, 2011), 132.

84 Ward and Kirschvink, A New History of Life, 119. 7. Ibid., 124.

85 Адаптивна радіація — утворення різноманітних форм організмів у межах виду або групи споріднених видів.

86 Там само, с. 124.

87 Niles Eldredge and S. J. Gould, “Punctuated Equilibria: An Alternative to Phyletic Gradualism,” у Models in Paleobiology, ed. T.J.M. Schopf (San Francisco: Freeman Cooper, 1972), 82–115.

88 Чудова, хоча й суперечлива книжка про берджеські сланці — Stephen Jay Gould, Wonderful Life: The Burgess Shale and the Nature of History (London: Hutchinson, 1989).

89 Термін узятий тут: Ward and Kirschvink, A New History of Life, 222.

90 Tim Lenton, Earth Systems Science: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2016), 44.

91 Ibid., 48: «Найбільш явна зміна атмосферного СО2 протягом фанерозою була обумовлена потужним поширенням рослин. Почалося воно близько 470 мільйонів років тому, а перші ліси поросли 370 мільйонів років тому. Через прискорення силікатного вивітрювання концентрація СО2 в атмосфері зменшилася на порядок, і під час декількох послідовних зледенінь (у кам’яновугільному і пермському періодах) планета сильно охолола».

92 Ibid., 72.

93 Ibid., 24, про взаємозв’язок між накопленням осадів вуглецю і рівнем кисню в атмосфері: Robert M. Hazen, “Evolution of Minerals,” Scientific American (March 2010): 58, стверджує, що 400 мільйонів років тому на Землі існувало понад 400 тисяч видів мінералів.

94 Gerhard Roth, The Long Evolution of Brains and Minds (New York: Springer, 2013), 229.

95 Daniel Cossins, “Why Do We Seek Knowledge?,” New Scientist (April 1, 2017): 33.

96 Нейробіолог Антоніо Демазіо у книжці «Я приходить до тями: конструктивний і свідомий розум» (Calgary, Canada: Cornerstone Digital, 2011, стверджує, що наша самосвідомість вбудована в мінливі карти реальності, яка починається з усвідомлення відчуттєвих, візуальних і чуттєвих карт власного тіла.

97 Dylan Evans, Emotion: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2001), loc. 334, Kindle.

98 Roth, The Long Evolution of Brains and Minds, 15–16.

99 Ibid., 162–63.

100 У цій дискусії я триматимуся опису Волтера Альвареса, геолога, який показав, що динозаври зникли з планети під впливом астероїда: див. його чудову коротку книжку T. Rex and the Crater of Doom (New York: Vintage, 1998).

101 Science News, https://www.sciencenews.org/article/devastation-detec tives-try-solve-dinosaur-disappearance.

102 Stephen Brusatte and Zhe-Xi Luo, “Ascent of the Mammals,” Scientific American (June 2016): 20–27.

103 Ward and Kirschvink, A New History of Life, 315.

104 Ibid., 316.

Частина третя

Ми

7 Люди: поріг № 6

Мова поєднує членів спільноти у структуру обміну інформації, що має величезний колективний вплив.

Стівен Пінкер. Мовний інстинкт

Учені можуть сподіватися осягнути уніфікуючу силу всього людства, лише коли вони глибоко зрозуміють, що об’єднує кожну з малих груп.

Вільям Г. Макнілл. Міфічна історія

Поява людей у сучасній історії походження світу — дуже важлива подія. Вперше ми з’явилися тут лише 100 тисяч років тому, але сьогодні вже почали змінювати біосферу. В минулому цим займалися цілі групи організмів (наприклад, ціанобактерії), але ще жодного разу така сила не належала лише одному видові. Ми робимо ще дещо нове. Оскільки ми, люди, можемо обмінюватися особистими картами сприйняття довкілля, нам вдалося створити багате колективне уявлення про простір і час, яке обумовлює всі наші праісторії. Це, вочевидь, унікальне для нашого виду досягнення означає, що сьогодні одна малесенька частинка Всесвіту починає усвідомлювати саму себе.

У нашій версії людської історії ми навряд чи торкнемося пунктів, які зазвичай обговорюють історики: війн і лідерів, держав та імперій чи еволюції різних художніх, релігійних і філософських традицій. Замість цього ми й далі триматимемося головних ліній своєї сучасної праісторії. Ми спостерігатимемо за появою нових форм складності, створених цього разу новим видом завдяки новим способам використання інформації та залученню дедалі більших потоків енергії. Ми побачимо, як люди, об’єднані спочатку в невеликі племена, а потім у світову спільноту, почали трансформувати біосферу, спочатку поволі, а згодом дедалі швидше, аж поки сьогодні не стали видом, який змінив планету. Як ми, люди, скористаємося своїми силами й цією владою — поки що неясно. Але ми вже знаємо, що людські створіння (а насправді вся біосфера) стоять на порозі глибоких і, можливо, бурхливих змін105.

Як ми сюди дісталися? Наша сучасна праісторія може допомогти зрозуміти напрям руху, вписавшись у набагато ширшу історію планети і Всесвіту в цілому. Краєвид з верхівки гори допоможе краще побачити те, що саме нас вирізняє.

Еволюція приматів у дедалі холоднішому світі

У культурному плані ми, люди, навдивовижу різноманітні, і це частина нашої сили. Однак генетично ми однорідніші, ніж наші найближчі живі родичі — шимпанзе, горили і орангутани. Просто в нас не було часу врізноманітнитися. Крім того, ми надзвичайно соціальні й товариські, любимо подорожувати, а отже, людські гени досить вільно переміщаються з однієї групи до іншої.

Ми належимо до ссавців ряду приматів, куди входять також лемури, мавпи й людиноподібні великі примати. І в нас багато спільного з родичами-приматами. Ми майже точно знаємо, що ранні примати мешкали на деревах, — людські малята (я теж був серед них) так само полюбляють лазити по деревах і непогано там почуваються. Щоб добре з цим упоратися, необхідні руки чи стопи з відокремленими пальцями, якими можна хапатися за гілля. Якщо треба перестрибнути з гілки на гілку, добре мати просторовий зір, щоб оцінити відстань. Для цього краще мати два ока на передній частині обличчя, вектори зору яких перетинаються на певній відстані. (Не намагайтеся перестрибувати з гілки на гілку заплющивши око). Отже, у всіх приматів є руки й стопи, які можуть хапатися за гілки, та пласкуваті обличчя з очима спереду.

Примати винятково розумні. Їхній мозок надзвичайно великий відносно тіла, а верхній передній шар мозку, неокортекс, — просто гігантський. У більшості видів ссавців кора займає від 10 до 40 % розміру мозку. У приматів — приблизно 50 %, а в людей — майже 80 %106. У людей надзвичайно багато кортикальних нейронів, десь 15 мільярдів, удвічі більше за шимпанзе (у нього близько 6 мільярдів)107. У китів і слонів, що йдуть наступними у списку тварин із найбільшою кількістю нейронів кори головного мозку, їх налічується близько 10 мільярдів, але в них менший відносний розмір мозку до тіла, ніж у шимпанзе. Великий мозок означає, що примати талановито збирають, зберігають і використовують інформацію про довкілля.

Чому у приматів такий великий мозок? Здається, що для розуміння цього (вибачте за каламбур) багато мізків не потрібно. А хіба не очевидно, що мозок корисна штука? Не обов’язково, бо він страшенний поглинач енергії. Мозок вимагає у двадцять разів більше енергії, ніж така сама кількість м’язової тканини. У людському тілі на живлення мозку йде 16 % усієї енергії, хоча його маса становить лише 2 % маси всього тіла. Саме тому, якщо еволюції доводилось вибирати між м’язами й мозком, вона зазвичай вибирала м’язи. І саме тому розумних видів так мало. Деякі види настільки зневажають мозок, що ставляться до нього, як до одноразової розкоші. В одного виду морських слимаків замолоду є якийсь невеликий мозок. Вони користуються ним, поки плавають по морях, шукаючи укриття, де б можна було постійно отримувати їжу з води. Щойно таке укриття знаходиться, це дороге в обслуговуванні обладнання їм більше не потрібне і. . . вони його з’їдають. (Дехто доволі жорстко пожартував, що це трохи нагадує академіків на безстроковому контракті)108.

Однак мозок приматів, здається, добре відпрацьовує те, що за нього заплатили. Він необхідний, щоб справно керувати руками й ногами. У видів із головним візуальним каналом сприйняття він потрібний для обробки зображень (а що це там за стигла сливка за три дерева від нас?), бо обробка зображень «коштує» головному мозку так само дорого, як і комп’ютеру. Ще важливіше, що примати дуже товариські, оскільки жити групами безпечніше і там завжди є кому підтримати. Необхідність жити у великій групі на відкритих просторах луків і лісів у дедалі холоднішому світі після великого термічного максимуму сильно зростала. Щоб успішно співмешкати з собі подібними, необхідно постійно стежити за мінливими стосунками між родичами, друзями і ворогами. Хто сьогодні на висоті і проти кого ми сьогодні дружимо? Хто нам друг, хто ворог, а хто — так? Хто мені винен і кому винен я? Усі ці варіанти необхідно прорахувати і врахувати. Їхня складність драматично змінюється разом зі збільшенням групи. Якщо до групи, крім вас, входять іще троє, ви якось упораєтеся. Якщо таких, як ви, п’ятдесят чи сотня, розрахунки стають дуже і дуже непростими.

Щоб жити у групі, вам також знадобиться розуміння, що коїться в мізках товаришів. Відчитування чужих думок і відчуттів було чи не найважливішим кроком до зародження свідомості й більшого розуміння самих себе109. Пильне спостереження за соціумами приматів показує, що індивіду без соціальної інтуїції, найімовірніше, доведеться менше їсти, бути менш захищеним й частіше бути битим, що знизить шанси бути здоровим і мати здорових дітей110. Отже, комунікабельність, співпраця й інтелект в історії приматів розвивалися одночасно. Насправді, здається, існує певний зв’язок між розміром груп приматів і їхнього мозку. Імовірно, багато поколінь приматів були готові платити ентропії ще один податок, податок на мозок, за можливість жити великими групами.

Перші примати, напевно, виникли, ще коли по планеті ходили динозаври, але найбільш ранні скам’янілі рештки приматів датовані декількома мільйонами років після падіння астероїда Чикшулуб. Ми належимо до групи великих безхвостих мавп, відомих як гомініди. Гомініди розвинулися близько тридцяти мільйонів років тому, досягли свого розквіту і почали розподілятися на підвиди в Африці приблизно 20 мільйонів років тому. До великих мавп (гомінідів) сьогодні зараховують орангутангів, горил і шимпанзе. І, звичайно, людей. Їхні пращури еволюціонували у світі після термального максимуму, де рівень вуглекислого газу в повітрі постійно зменшувався, а клімат ставав прохолоднішим і менш передбачуваним. Кліматична нестабільність сильно впливала на еволюційне прискорення, і більшість видів пристосовувалася до мінливого оточення дуже швидко й часто. Десять мільйонів років тому клімат почав ставати холодним і посушливим на більшій частині території, де жили великі мавпи. Популяція мавп, вочевидь, дуже поріділа, оскільки на місці їхніх лісових домівок розкинулися рясні луки. Наші предки вижили після цього еволюційного демаршу.

До 1970-х років більшість палеонтологів, спираючись на викопні рештки, вірили, що перші люди відокремилися від інших гомінідів принаймні 20 мільйонів років тому. Але в 1968 році два генетики, Вінсент Сарих і Аллан Вілсон, довели, що час, коли два види розділилися, можна визначити, порівнюючи ДНК їхніх нинішніх нащадків, адже великі ділянки ДНК, особливо частини, які не кодують гени, змінюються випадково й відносно послідовно. Ці знання дали можливість визначити, що спільний предок людей, шимпанзе і горил жив іще 8 мільйонів років тому, і лише потім предки сучасних горил вирушили своїм веселим шляхом. Спільний предок людей і шимпанзе ходив по Землі ще 6–7 мільйонів років тому. Іншими словами, десь у Африці 6–7 мільйонів років тому існувала істота, від якої народилися всі сучасні люди і всі сучасні шимпанзе. Ми досі так і не знайшли викопних решток цього створіння, але генетики впевнені, що воно таки існувало.

Сучасні шимпанзе й сучасні люди так само мають 96 % спільних генів. Але це означає, що на 3 мільярди пар у кожному їхньому геномі приблизно 35 мільйонів відрізняються. Серед цих неоднорідних, різноспрямованих генетичних літер ховаються відповіді на запитання, чому в людей і шимпанзе такі радикально різні історії, особливо в останні тисячоліття. Чому популяції наших найближчих родичів зменшилися до кількох сотень тисяч, тоді як нас уже більше 7 мільярдів і в біосфері домінуємо саме ми?

Рання історія гомінінів: коли з’явилися перші люди?

Усі людські види, які виникли після еволюційного розриву між людьми і шимпанзе, називаються гомінінами. За останні 50 років палеонтологи знайшли рештки (іноді це кістка фаланги пальця або кілька зубів), імовірно, тридцяти чи більше видів гомінінів. Я кажу «імовірно», оскільки поділ знахідок за видами залежить від конкретного науковця. Деякі з них «розкольники»: вони бачать багато різних видів гомінінів. Інші — об’єднувачі: для них існує менше видів, але більше внутрішніх варіацій. Наш вид зараз єдиний вид гомінінів, який вижив. Це дуже незвичайно, оскільки ще не так давно, якихось 20–30 тисяч років тому, по саванах Африки і Євразії одночасно бігали кілька різних видів гомінінів. Їхнє нещодавнє зникнення через дедалі більше домінування людей над територією й ресурсами свідчить про те, які ми небезпечні.

За останні 50 років палеонтологи винайшли багато експертно-аналітичних іграшок і трюків, які допомогли заповнити прогалини в історії гомінінів. Скам’янілі зуби виявилися особливо інформативними. І це дуже добре, оскільки до наших часів доходять переважно зуби. Так само як ваш дантист може швидко визначити, чи їли ви попкорн, шоколад і морозиво, хороший палеонтолог може розповісти, чим саме харчувалися наші предки — м’ясом чи рослинами. За формою зуба можна дізнатися, кусав чи пережовував їжу його власник, а це дуже інформативно. Щоб з’їсти горіх, потрібні жувальні зуби — моляри, а от шматок м’яса треба відкусити, і для цього необхідні ікла.

Хімічний склад кісток і зубів так само може багато розповісти про раціон і спосіб життя. Наприклад, рослини, що фотосинтезують С4 (трава і осоки), абсорбують більше дещо важчого ізотопу вуглецю — вуглецю-13, ніж вуглецю-12. Аналіз зубів Australopithecus africanus (африканського австралопітека), що мешкав приблизно 2,5 мільйона років тому, показав вищий, ніж очікувалося, рівень вуглецю-13, і, оскільки вони, безумовно, не їли трави (гомініди не їдять траву), це свідчить про те, що вони їли м’ясо травоїдних тварин. А м’ясне харчування означає, що вони або поїдали померлих, або займалися мисливством, використовуючи, можливо, кам’яні знаряддя.

Хімічний аналіз ізотопів стронцію в кістках може розповісти навіть про те, наскільки далеко могли подорожувати певні особини111. Дослідження кісток групи ранніх гомінінів (австралопітекових) показали, що самиці більше подорожували, ніж самці, — отже, можемо припустити, що самиці приєднувалися до групи самців, а не навпаки. Іншими словами, їхні племена були патрилокальними112*, як і спільноти сучасних шимпанзе, а це дуже багато говорить нам про їхній соціальний світ. Це потужні інструменти для відстежування, але, на жаль, з кожною відповіддю ми часто отримуємо ще більше запитань, які нагадують, наскільки насправді складна історія людської еволюції.

Зараз викопних свідчень життя гомінінів у нас значно більше, ніж раніше. У 1900 році в антропологів були скам’янілі рештки лише двох давніх типів людей — неандертальців (першого знайшли в Німеччині 1848-го) і Homo erectus (Людини прямоходячої), чиї рештки знайшов у 1891 році на Яві голландський палеоантрополог Ежен Дюбуа. Ці знахідки дали можливість припустити, що люди могли з’явитися на територіях Європи або Азії. Але в 1924 році Реймонд Дарт, австралійський професор анатомії з Південної Африки, розкопав перші значні скам’янілості африканського гомініна — череп, що лежав серед інших решток. Цей череп належав дитині з виду, який ми називаємо Australopithecus africanus (австралопітек африканський). Відомо, що цей вид є частиною великої групи видів австралопітеків, які вперше з’явилися приблизно 5 мільйонів років тому. Після цієї знахідки в Африці почали знаходити дедалі більше решток гомінінів, а палеоантропологи тепер переважно впевнені, що наш вид почав свій розвиток саме з Африки. З 1930-х років Луї і Мері Лікі почали знаходити скам’янілості гомінінів і артефакти в Африканській рифтовій долині, де магма, що виходить з мантії, почала розщеплювати тектонічну плиту, на якій лежить більша частина Африки. Згодом тут з’явиться нове море. Тим часом тріщини в африканській тектонічній плиті дають мисливцям за викопними рештками можливість заглянути в далеке минуле нашого виду.

У 1974 році в Ефіопії Дональд Йогансон знайшов 40 % скелета іншого австралопітекового виду, Australopithecus afarensis (Австралопітек афарський). Скелет назвали Люсі, його вік становив 3,2 мільйона років. Знаходили й інші рештки австралопітеків, вік яких сягав 4 мільйонів років. Відтоді ранніх гомінінів знаходили і в інших частинах Африки. Їхній вік становив від 4–5 (ардипітеки) до 6 (Orrorin tugenensis), і навіть 7 (сагелантроп, Sahelanthropus tchadensis) мільйонів років, дуже близько до знаменного часу, коли жив останній спільний предок усіх гомінінів.

У нас так мало дуже ранніх скам’янілостей гомінінів, що одне нове відкриття може радикально змінити історію. Ми навіть не впевнені, що найдавніші скам’янілості справді лишилися від гомінінів, і не завжди ясно, належать ці залишки до різних видів чи ні. Зараховувати Homo habilis і Homo erectus, види з різними розмірами мозку, до різних родів — чи краще вважати H. habilis пізніми австралопітеками? Наше розуміння ранньої історії гомінінів залишається далеко не вичерпним, але ми маємо змогу потроху заповнювати білі плями.

Навіть найперші гомініни, схоже, принаймні деякий час ходили на двох ногах. Цим вони дуже відрізнялися від шимпанзе й горил, які ходили на задніх ногах і спиралися на кулаки. З викопних кісток можна одразу сказати, чи був вид двоногим. Двоногі види більше не використовували великі пальці ніг для хапання, тому ці пальці випрямилися й щільніше прилягали до решти. Хребет входив у череп знизу, а не збоку (станьте навкарачки, і зрозумієте чому). Прямоходіння вимагало повної перебудови спини, стегон і навіть черепної коробки. Стегнам краще було вужчати, тому виносити дитину стало важче і небезпечніше. Імовірно, це означало, що більшість новонароджених гомінінів, як нинішні людські малюки, були неспроможні виживати самотужки. Отже, їхні діти потребували більше батьківського піклування, й це заохочувало до товариськості та постійного спілкування і залучало батьків-гомінінів до виховання дітей. Є багато непрямих наслідків ходіння на двох ногах, але ми ще не впевнені, чому саме гомініни стали так ходити. Можливо, прямоходіння дозволяло нашим пращурам переміщуватися на довші відстані в трав’янистих саванах, які поширювалися в дедалі холоднішому світі близько 30 мільйонів років тому. А ще воно звільнило обидві руки, які гомініни могли присвятити іншим маніпуляціям — наприклад, виготовленню інструментів.

У нас немає свідчень того, що ранні гомініни відрізнялися якимись особливими розумовими здібностями за стандартами приматів. Їхні черепи вміщали мозок, який був набагато меншим за наш і більше нагадував мозок шимпанзе. Його об’єм становив приблизно 300–450 см3. Об’єм нашого мозку становить близько 1350 см3. Важливішим за абсолютний розмір, хоч і досить важко розраховуваним, є ступінь відхилення розміру мозку від очікуваного розміру мозку для певної маси тіла в межах певної групи організмів.

Це співвідношення називається коефіцієнтом енцефалізації (EQ). EQ шимпанзе дорівнює 2 (порівняно з іншими ссавцями), а сучасна людина має надзвичайно високий EQ — 5,8. EQ австралопітеків коливався від 2,4 до 3,1113. Надзвичайні розумові здібності не були першою відмінною рисою гомінінів. Такою рисою було ходіння на двох ногах.

Перші скам’янілості, вже класифіковані в межах нашого власного роду, Homo, належать до виду Homo habilis (Людина вміла), який жив у Африці приблизно від 2,5 до 1,5 мільйона років тому. Перші докази існування цього виду, що складаються лише зі щелепи і деяких кісток рук, знайшла 1960 року Мері Лікі з сином Джонатаном в ущелині Олдувай в Африканській рифтовій долині. Наявність неподалік кам’яних інструментів переконала Мері й Джонатана зарахувати знахідку до нового виду Homo. «Я вважаю, що це справжні люди, бо вони виготовляли інструменти», — ніби сказали цим палеонтологи.

Але чи були вони нами? Чи тоді почалася історія людини? Більшість нинішніх дослідників скептично ставиться до окремого роду Homo, куди входили б і ми, й людина вміла. Зрештою, її мозок був лише трохи більшим, ніж у австралопітеків, — від 500 до 700 см3, причому коефіцієнт енцефалізації трохи перевищував 3. Їхніми інструментами були каменюки й уламки. З огляду на це, австралопітеки, можливо, теж виготовляли такі інструменти — та й шимпанзе теж можуть робити інструменти, хоч і не кам’яні. Здається, Homo habilis дуже нагадували австралопітеків, і їх можна було б об’єднати в один вид. Використання інструментів іще не робить їх людьми, оскільки ми вже знаємо, що виготовленням інструментів займалися не лише люди.

Пізня історія гомінінів: останні 2 мільйони років

Два мільйони років тому, на початку плейстоценового періоду, існували нові види гомінінів. Вони були більшими, мали більші мізки, виготовляли складніші кам’яні інструменти й освоїли ширший спектр середовищ. Імовірно, вони невипадково з’явилися саме тоді, коли клімат став холоднішим і сухішим. Ці види зазвичай зараховують до Homo erectus і Homo ergaster, але далі ми їх не розділятимемо й говоритимемо загалом про цілу групу H. erectus.

Великий мозок у H. erectus просто вражає, бо, як ми бачили, мозок доволі дороге еволюційне устаткування. Справді, швидкість збільшення розміру мозку відносно маси тіла в гомінінів була більшою, ніж у будь-якої іншої групи видів у еволюційній історії114. Імовірно, рушійною силою зростання цього органу була соціальна комунікація. Важливість соціальних розрахунків чітко проявляється в структурі людського мозку, де виняткова кількість нервових шляхів відповідає саме за соціальні розрахунки. Можливо, більша кількість нейронів означає більше друзів, більше їжі, краще здоров’я й більше можливостей відтворення. Звичайно, більший мозок дозволяв гомінінам об’єднуватися в більші групи й спільноти115. Більшість приматів, включно з шимпанзе і бабуїнами, жили у групах, менших п’ятдесяти осіб, і загалом — що менший мозок, то менша група. Мірою збільшення мозку за останні 2 мільйони років розміри груп гомінінів теж збільшилися. Найімовірніше, Homo erectus був першим видом гомінінів, хто об’єднувався у групи, більші 50 осіб.

Перші залишки H. erectus знайшов на острові Ява в 1891 році Ежен Дюбуа. Спочатку він розшукував їх в Індонезії, бо підозрював, що люди походять не від африканських шимпанзе (як закладався Дарвін), а від азійських орангутанів. Але він помилявся. Істота, залишки якої він знайшов, мала мозок обсягом 900 см3, уже значно ближче до сучасних 1350 см3. Їхній EQ (еволюційний коефіцієнт) більше наближався до 4. Знахідка решток саме на Яві також доводить, що у H. erectus уже були і навички, і технології, щоб мігрувати з Африки через усю південну Євразію. Але це не аж так разюче. Багато інших видів — леви, тигри, слони й навіть наші близькі родичі орангутани — були здатні на такі самі подорожі, бо довкілля південної Євразії переважно не надто відрізняється від африканського. Справді, нещодавно отримані дані свідчать про те, що деякі види, тісно пов’язані з Homo habilis, могли переміститися до Індонезії і стати предками крихітних гомінінів, відомих як Homo floriensis (гобіти), які жили на острові Флорес іще 600 тисяч років тому116.

Людина прямоходяча була вищою за людину вмілу. Певні особини досягали зросту сучасної людини. Вони виготовляли складніші й деталізованіші кам’яні інструменти, ніж люди вмілі. Це були красиві й ретельно сконструйовані знаряддя, відомі нині як ашельські сокири. Покращені кам’яні інструменти дали змогу отримувати більше м’яса, основного джерела енергії для мозку, який постійно збільшувався. Люди вмілі могли навчитися контролювати й використовувати вогонь, іще одне потужне джерело енергії. Приматолог Річард Ренґем стверджував, що H. erectus використовували вогонь, щоби приготувати (іншими словами — попередньо перетравити і знешкодити) м’ясо та інші продукти. Таким чином, вони могли споживати більше різних поживних продуктів, оскільки багато з них без термічної обробки були неїстівними або отруйними. Приготування їжі також зменшило час пережовування й перетравлювання.

Використання вогню мало й інші важливі наслідки. Наприклад, готовий харч зменшив активність шлунково-кишкового тракту, тому ШКТ зменшився (так, це підтверджено викопними рештками), і звільнилася певна частка енергії для підтримки роботи великого мозку.

Але, на жаль, ця цікава гіпотеза залишається поки що не доведеною, оскільки переконливі докази систематичного використання вогню з’являються лише від приблизно 800 тисяч років тому і стають повсюдними лише після 400 тисяч років тому117. Ще нам відомо, що кам’яні технології H. erectus мало змінилися за мільйон років, а отже, людині прямоходячій бракувало технологічного таланту й творчості нашого виду.

За останній мільйон років еволюція гомінінів прискорилася. Скам’янілості показують, що приблизно 600 тисяч років тому з’явився новий вид, мозок і зовнішній вигляд якого ще більше нагадував людський. Не дивно, що його представники утворювали вже більші групи, які налічували до 150 осіб. Здається, це була верхня межа серед наших пращурів-гомінінів118.

Щодо того, скільки рівних видів гомінінів існувало півмільйона років тому, точаться дуже непрості суперечки. Усі сходяться на тому, що їх було багато. Але важливіша інша тенденція: тепер гомініни з’являються в льодовиковій Європі і Північній Азії, де довкілля дуже відрізнялося від африканських саван і потребувало наявності нових навичок і технологій. Отже, не дивно, що їхні інструменти стали складнішими і спеціалізованішими, ніж у H. erectus. Тамтешні гомініни вперше причепили кам’яні брили до дерев’яних держаків. У Шонінґені (Німеччина) археологи знайшли дерев’яні списи віком 400 тисяч років, ретельно і точно оброблені. Деякі антропологи навіть знайшли докази художньої та ритуальної діяльності. Серед знахідок Ежена Дюбуа були прикрашені мушлі мідій, зроблені 500 тисяч років тому, які підозріло скидаються на прості форми мистецтва.

І все ж… нічого з цього не було аж надто революційним. Справді разючі зміни почалися лише близько двох-трьох тисяч років тому, після появи нашого власного виду, Homo sapiens.

Що відрізняє нас від інших? Перехід порога № 6

Уявіть, що навколо нашої планети кружляє група вчених-інопланетян, які шукають розумне життя й вивчають земні форми життя у довгостроковому дослідницькому проекті тривалістю кілька мільйонів років. 200 тисяч років тому вони б не знайшли в наших пращурах нічого особливого. У Африці й частково в Європі та Азії вони б побачили кілька видів великих приматів, які пересувалися на двох ногах, котрих ми зараз звемо неандертальцями (Homo neanderthalensis) і гейдельбержцями (Homo heidelbergensis). Вони могли б навіть побачити осіб, яких сучасні палеонтологи назвали б Homo sapiens, оскільки найстаршому черепу, який, як вважають, належав одному з представників нашого виду, 200 тисяч років. Його знайшли в долині Омо, в Ефіопії, в Африканській рифтовій долині. (У червні 2017 року рештки людини з Марокко було датовано віком 300 тисяч років, але її стосунок до нашого виду залишається непевним). Утім, мало що відрізняло цих перших людей від багатьох інших великих або середніх видів приматів і ссавців. Вони жили в невеликих розсіяних кочових племенах загальною кількістю населення не більше ніж кілька сотень тисяч осіб. Як і всі великі тварини, вони шукали потрібну їжу та енергію в довкіллі.

Сьогодні, на 200–300 тисяч років пізніше (дрібка для палеонтолога), наші орбітальні інопланетяни, що шукають розумне життя, побачили б дуже багато змін у поведінці цього конкретного виду. Вони спостерігали б, як люди поширюються по всьому світу. Потім, з кінця останнього льодовикового періоду, який відбувся 10 тисяч років тому, вони б помітили, що кількість людей дуже швидко зросла. Вони б також спостерегли, як люди почали підлаштовувати під себе навколишнє середовище — спалювали ліси, змінювали річища, обробляли землю й будували малі та великі міста. За останні 200 років кількість людства перевалила за 7 мільярдів осіб, наш вид почав змінювати океани, суходіл і повітря. Збудовані людьми дороги, канали й залізниці зміями оповили континенти, поєднавши тисячі людських міст, де проживають мільйони осіб. Велетенські кораблі борознять простори океанів, літаки переносять товари й людей у повітрі з одного континенту на інший. Лише 100 років тому на нічній Землі почали запалюватися освітлені ниточки і клаптики. Обладнання інопланетних учених показало б, що в наших океанах підвищилася кислотність, атмосфера почала теплішати, коралові рифи стали вимирати, а полярні шапки значно зменшилися. Біорізноманіття почало скорочуватися настільки швидко, що дехто з біологів-прибульців міг би вирішити, що це початок чергового масового вимирання.

З погляду палеонтології такі швидкі зміни є еквівалентом вибуху. Ми несподівано стали видом, який змінив планету. Якщо нам на це стане дурощів, у нас насправді навіть є сили знищити більшу частину біосфери за кілька годин, запустивши кілька з вісімнадцяти ядерних ракет, які сьогодні залишаються в повній бойовій готовності. За всю історію Землі, за всі 4,5 мільярда років, на ній не існувало жодного такого виду.

Вочевидь, ми перетнули наступний поріг. Наші науковці-чужинці обов’язково мали б запитати себе — що це за такий дивний вид?

Історики, антропологи, філософи й науковці різних галузей довго і невтомно б’ються над цим питанням. Деякі вважають його надто складним, навантаженим і багатовимірним, щоби знайти якусь наукову відповідь. Але цікаво, що коли ми дивимося на людську історію як на частину великої історії біосфери і Всесвіту, особливості нашого виду виділяються ясніше. Сьогодні вчені з різних сфер, схоже, доходять однакових відповідей на запитання, що саме вирізняє нас з-поміж інших видів.

Коли ви бачите раптові швидкі зміни, як у нашому випадку, шукайте маленькі зміни, що призвели до таких наслідків. У теорії складності та суміжній сфері теорії хаосу повно схожих випадків. Дуже часто їх описують як ефект метелика. Цю метафору вигадав метеоролог Едвард Лоренц, який вказав на те, що в наших метеосистемах найменша подія (помах крилець метелика, наприклад) може посилитися циклами позитивного відгуку й запустити каскад змін, які, ймовірно, призведуть до торнадо за тисячі кілометрів. Отже, які маленькі зміни призвели до торнадо людської історії?

Такий складний комплекс, як людина, складається з багатьох різних рис, від моторних рук до великого мозку й комунікабельності. Але радикально відмінними від усіх інших нас робить колективний контроль інформації про оточення. Ми не просто збираємо інформацію, як інші види. Ми її одомашнили й почали вирощувати, як фермери вирощують зерно. Ми генеруємо й розподіляємо дедалі більше інформації, використовуємо її для отримання більшої кількості потоків енергії й ресурсів. Нова інформація дала людям досконаліші списи, луки і стріли, якими можна вполювати більших тварин, не наражаючись на зайву небезпеку. Вона дала їм кращі човни, щоб ловити більшу рибу й дістатися до нових земель. Вона відкрила нові біологічні знання, що дозволяють вилучити отруту з потенційно їстівних рослин, як маніок. У часи, ближчі до наших, інформація обумовила появу технологій, що дозволили дістатися до енергії викопних палив і збудувати електронні мережі, які поєднали нас усіх у єдину світову систему.

Використання інформації і управління нею в таких масштабах не було досягненням окремих осіб. Усе залежало від накопичення, розподілу й розповсюдження мільйонів особистих висновків протягом багатьох поколінь. Зрештою, громада за громадою, цей процес утворив те, що геолог Володимир Вернадський назвав ноосферою, — єдине глобальне царство розуму, культури, спільних думок та ідей. «Існує, — писав Майкл Томаселло, клінічний лікар-психіатр, — лише один відомий біологічний механізм, який міг привести до всіх цих змін у поведінці й сприйнятті за такий короткий проміжок часу. Цим біологічним механізмом є соціальна або культурна передача, яка працює на багато порядків швидше, ніж органічна еволюція». Цей процес, який Томаселло називає «сукупною культурною еволюцією», і є унікальним для нашого виду119.

Дрібною зміною, яка дозволила людям ділитися й накопичувати стільки інформації, виявилося виникнення мови. У багатьох видів є певний вид мови: птахи й бабуїни теж можуть попереджати членів своєї групи про наближення хижаків. Але тваринні мови можуть передавати лише найпростіші ідеї, майже винятково пов’язані з тим, що відбувається тут і зараз. Це трохи схоже на жестикуляцію (уявіть собі, що ви намагаєтеся жестами навчити когось біохімії чи виноробства). Деякі дослідники силкувалися навчити шимпанзе говорити — ці тварини справді здатні вивчити й використовувати декілька сотень слів. Вони навіть можуть поєднувати пари слів у нові словосполучення. Але їхній словниковий запас дуже обмежений, і вони не можуть використовувати синтаксис і граматику, тобто правила, які дозволяють нам утворювати неймовірне різноманіття значень із невеликої кількості лексем. Їхні мовні здібності, здається, ніколи не перевершать можливостей дво-трирічної людини, а цього для створення сучасного світу замало.

І саме тут метелик помахав крильцями. Людська мова перетнула тонкий лінгвістичний поріг, за яким відкривалися абсолютно нові типи комунікації. Перш за все, людські мови дозволяють обмінюватися інформацією про абстрактні сутності, про певні речі або можливості, яких немає поряд. Вони можуть навіть не існувати поза нашою уявою. І саме мова дозволяє нам робити це швидко і ефективно. За частковим винятком медоносних бджіл, чий танець може розповісти іншим бджолам, де саме шукати мед, ми не знаємо жодного іншого виду тварин, який був би здатний точно передавати інформацію про небезпеку попереду. Ніхто з тварин не може складати історії про минуле чи майбутнє, попереджати про прайд левів за десять кілометрів на північ чи розповідати про богів і демонів. Хтось може вміти про таке думати, але точно не заговорить. Можливо, саме тому дуже важко знайти докази навчання серед інших видів, навіть серед найближчих родичів — мавп120.

Ці лінгвістичні вдосконалення дозволяли людям обмінюватися інформацією з такою точністю і ясністю, що знання почали накопичуватися крізь покоління. Мови тварин занадто обмежені й неточні для такого накопичення. Якби в ранніх видів була така здатність, вона, безумовно, залишила б свої сліди у вигляді розширення територій проживання й збільшення впливу на середовище. Ми побачили б такі самі докази цього, які знаходимо в людській історії.

Людська мова достатньо потужна, щоб діяти як культурний фіксатор, який всотує ідеї одного покоління і зберігає їх для наступного, яке додає до них свої121. Я називаю цей механізм колективним навчанням. Колективне навчання — це нова рушійна сила змін, не менш потужна за природний добір. Але оскільки вона дозволяє миттєво обмінюватися інформацією, то і працює набагато швидше.

Хтозна, як і чому наш вид отримав цю мовну силу, необхідну для активації збудника змін. Чи стала цьому причиною, як стверджує американський нейроантрополог Терренс Дікон, нова здатність уміщати велику кількість інформації в символи (оманливо прості слова з величезним інформаційним навантаженням)? Чи, може, причиною була еволюція певних граматичних мереж у людському мозку, завдяки якій ми отримали здатність поєднувати слова відповідно до точних правил і передавати багато різних значень, — як запропонував лінгвіст Ноам Хомський? Ця ідея дуже спокуслива, оскільки, як стверджує інший лінгвіст Стівен Пінкер, найважче «створити код, що допоможе витягнути заплутані спагеті ідей у низку слів» і зробити це настільки ефективно, щоб слухач міг швидко відтворити спагеті ідей із низок слів122. Чи була поява людської мови зумовлена збільшенням ділянки мислення у збільшеній корі головного мозку, де могло утримуватися достатньо складних думок для формування синтаксично складних речень та запам’ятовування значення тисяч слів?123 А може, поліпшені форми мови виникли на основі комунікабельності й готовності до співпраці, особливо активних у нашого виду?124 Чи, може, тут відіграло роль поєднання всіх цих стимулів?

Хай там як, наш вид першим перетнув лінгвістичний поріг, за яким інформація може накопичуватися в спільнотах і поколіннях. Колективне навчання, як відкриття золотоносної жили, дало дивовижну можливість отримувати і збирати інформацію про рослини і тварин, про ґрунти і вогонь, про хімічні речовини й літературу, релігію та інших людей. Хоча впродовж поколінь певна інформація все одно втрачалася, у довгостроковій перспективі людство постійно накопичувало її запаси, й це дедалі більше багатство знань керує історією, відкриваючи доступ до збільшення потоків енергії та зміцнення влади над довкіллям. Ось як цей механізм описує новатор вивчення пам’яті, лауреат Нобелівської премії Ерік Кандел:

Хоча розмір і структура людського мозку не змінилися з часів першої появи Homo sapiens у Східній Африці… здатність окремих людей до навчання та їхня історична пам’ять зростала протягом століть шляхом спільного навчання — тобто шляхом передачі культури. Культурна еволюція, небіологічний спосіб адаптації, діє паралельно з біологічною еволюцією як засіб передачі знань про минуле і адаптивної поведінки поколінь. Усі людські досягнення, від античності до сучасності, є продуктом спільної пам’яті, накопиченої протягом століть125.

Відомий історик Вільям Г. Макнілл побудував свою класичну світову історію «Піднесення Заходу» саме навколо цієї ідеї: «Головним чинником, що сприяє історично значущим соціальним змінам, є контакт із незнайомцями, які володіють новими невідомими навичками»126.

Життя в палеоліті

Отже, людська історія починається з колективного навчання. Але коли почалося саме колективне навчання?

Навіть наші інопланетні науковці навряд чи помітили би перші вогники колективного навчання, кружляючи навколо Землі 200 тисяч років тому. Зародки такого навчання можна знайти навіть у спільнотах H. erectus, але його результати ще не були революційними. Натяки на пришвидшення технологічних процесів почали з’являтися в африканській археології принаймні 300 тисяч років тому у формі дедалі майстерніших кам’яних інструментів, переважно на дерев’яних держаках127. Творчий підхід виявляють не лише люди розумні, а й неандертальці та гейдельбержці. Напевно, всі ці види набували досконалішої мови, що неодмінно наближало їх до порога № 6. Ранні свідчення ритуальної, символічної та художньої діяльності особливо важливі, оскільки вони показують здатність мислити символічно або розповідати історії про уявних істот, а це може означати перехід до сучасних форм мови.

Імовірно, перетнути поріг колективного навчання міг лише один вид. Еволюційний механізм, який називається конкурентне виключення, пояснює, чому два види ніколи не займатимуть одну і ту саму нішу. Один із них поступово витіснить суперника, якщо в нього є хоч найменша можливість використати цю нішу трохи ефективніше. Отже, можна уявити, як кілька видів дісталися до еволюційного порога колективного навчання, але потім один прорвався й почав використовувати своє довкілля так ефективно й розмножився так швидко, щоб не залишити суперникам ні найменшого шансу128. Зрозуміло, отже, чому наші найближчі родичі-гомініни, неандертальці, зникли давно, а найближчі сучасні родичі, шимпанзе і горили, — наближаються до вимирання.

Свідчення технологічних і культурних перетворень, що відбувалися до 100 тисяч років тому, туманні, тому їх важко інтерпретувати. Наш вид почав поширюватися в Африці приблизно 200 тисяч років тому, що може вказувати на переваги колективного навчання129. Але у світі, населеному розкиданими по великій території маленькими, трохи більшими за сучасні традиційні родини племенами, зміни просувалися дуже повільно, хаотично й часто мали зворотний хід. Цілі групи могли раптово вимерти разом з усіма своїми досягненнями, технологіями, історіями й традиціями, вибудуваними впродовж століть. Найбільша подібна катастрофа сталася приблизно 70 тисяч років тому. За генетичними даними, кількість людства раптово зменшилася до кількох десятків тисяч осіб — таку кількість можна розмістити на середньому спортивному стадіоні. Наш вид дуже близько підійшов до межі вимирання. Цю катастрофу могло спричинити масивне виверження вулкана Тоба в Індонезії, яке вивергло в атмосферу хмари сажі, на багато років призупинило фотосинтез і поставило під загрозу виживання багатьох видів великих тварин. Але затим чисельність людей почала відновлюватися; люди розповзалися по всій землі, повертаючи механізм колективного навчання до життя.

Знахідки, що їх ми отримали за ці останні 100 тисяч років, дають змогу краєчком ока зазирнути в життя пращурів і знайти більше підтверджень колективного навчання. Як і всі великі тварини, наші предки були мисливцями й збирачами. Але між ранніми людьми й тваринами вже існувала принципова відмінність. На відміну від інших видів, які полювали і збирали ресурси, використовуючи певний арсенал навичок та інформації, який мало змінювався покоління за поколінням, люди дедалі більше пізнавали довкілля. Вони ділилися й накопичували знання про рослини, тварин, сезонність погоди, ландшафти. Колективне навчання означає, що навички та ефективність полювання й збирання ресурсів у людських племенах зростали від покоління до покоління.

Часом випадає можливість пильніше придивитися до життя предків. У печері Бломбос на індійському узбережжі Південної Африки археолог Крістофер Геншилвуд і його колеги розкопали поселення віком від 90 до 60 тисяч років. Мешканці печери Бломбос харчувалися молюсками, рибою і морськими тваринами, а також наземними ссавцями і рептиліями. Усе це готувалося на доглянутому вогнищі130. Вони майстерно виготовляли тонкі кам’яні клинки, леза й кістяні наконечники, які потім прилаштовувалися у дерев’яне руків’я спеціально приготованими клеями чи мотузками. Але вони були ще й художниками. По всьому світу археологи знаходять вохряні камені з геометричними подряпинами, схожими на символи або й на письмо. Давні люди вміли робити різнокольорові пігменти й намисто зі шкарлупи страусиних яєць. Спокусливо вважати всі ці знахідки доказом того, що племена Бломбосу цінували колективне навчання, зберігали та передавали інформацію, запам’ятовували й розповідали історії, які відображали знання їхнього племені.

Важко не побачити схожості з сучасними збиральницькими общинами. Якщо ця схожість не помилкова, можна уявити багато схожих племен, які вже володіють різними методами збиральництва і полювання, що ґрунтуються на досвіді попередніх поколінь. Можна уявити, як вони переходять із однієї знайомої території на іншу, тримаючись разом завдяки родинним зв’язкам, спільним мовам і звичаям. Вони, без сумніву, співали, танцювали, розказували праісторії й майже напевне мали те, що ми зараз назвемо релігіями.

Переконливі свідчення наявності релігійних вірувань були знайдені поблизу озера Мунґо в Австралії. Кремації й поховання, що відбувалися 40 тисяч років тому, і розкидані навкруги людські останки свідчать про багаті ритуальні традиції. Інші дані з цієї території нагадують нам про те, що палеолітичні племена, як і сучасні людські суспільства, пережили глибокі потрясіння, часто викликані непередбачуваними змінами клімату останнього льодовикового періоду. Відколи перші люди поселилися довкола озер Вілландра приблизно 50 тисяч років тому, там час від часу траплялися посухи. 40 тисяч років тому посуха посилилася і система озер почала зникати.

Ще на 20 тисяч років пізніше, в найхолоднішу пору льодовикового періоду, в тундроподібних середовищах на території степів сучасної України так само існували людські поселення. Біля села Межиріч люди будували величезні шатроподібні намети, використовуючи шкури, натягнуті на риштування з кісток мамонтів, і прогрівали їх за допомогою відкритих вогнищ усередині споруди. Вони полювали на мамонтів та інших великих звірів і запасалися м’ясом у спеціальних охолоджувальних ямах, звідки діставали його під час довгих холодних зим. Люди полювали на хутрових звірів і голкоподібними предметами з декоративними кістяними різьбленими голівками шили собі теплий одяг. На межиріцькій стоянці впродовж усього льодовикового періоду постійно проживало не менше тридцяти осіб. Навколо села Межиріч було знайдено ще кілька подібних стоянок. Це свідчить про регулярні контакти між сусідніми племенами, такі собі інформаційні мережі, за допомогою яких можна було обмінюватися навичками, методами, інструментами, розповідати про зміни погодних умов, переміщення тварин і розташування інших ресурсів, а також оповідати історії. Часом люди переходили з одного племені в інше.

Сліди, залишені палеолітичними племенами, дають доволі приблизне уявлення про тогочасні суспільства. Але всі вони відображають цілий культурний світ з історіями, легендами, героями й злодіями, науковими та географічними знаннями, традиціями та ритуалами, в яких зберігалися і передавалися стародавні навички. Таке накопичення ідей, традицій та інформації дозволило нашим палеолітичним предкам знайти енергію і ресурси, необхідні для виживання, процвітання й освоєння ширших територій попри суворі умови льодовикового світу.

Знахідки з товщі льодовиків допомагають дуже точно відстежувати зміни глобальних температур за сотні тисяч років. Упродовж плейстоценової епохи, що тривала два мільйони років з початку еволюції Homo erectus, льодовикові періоди траплялися часто. Переважно вони тривали близько сотні тисяч років або трохи більше. Їх переривали недовгі міжльодовикові періоди потепління. Ми живемо в теплий міжльодовиковий період, який почався 10 тисяч років тому на початку голоценової епохи. Попередній міжльодовиковий період почався 100 тисяч років тому і тривав близько 20 тисяч років або трохи більше. Після його закінчення по всій планеті встановився постійний прохолодний і сухий клімат, хоча іноді траплялося тимчасове потепління або певні місцеві відхилення. Найхолодніший проміжок останнього льодовикового періоду був приблизно 22–18 тисяч років тому.

У міру охолодження клімату регіони, які люди населяли впродовж сотень, а то й тисяч років, довелося покинути. Величезні постійно заселені 40 тисяч років тому території на півночі Європи спорожніли на тисячі років. Навіть у тепліших широтах австралійської крайньої півночі людське життя ледь жевріло131. Завдяки тому, що річка Лон-Гілл на північному заході Квінсленду прогризла собі хід крізь товсті шари вапняку, утворивши глибокі ущелини, місцеві жителі змогли вижити, харчуючись рибою і морськими тваринами, принесеними з річок і навколишніх височин. Але під час найсуворіших холодів люди покидали свої домівки в горах і ховалися в захищених ущелинах.

Освоєння біосфери: міграція людей по всьому світу

У процесі накопичення технологічних та екологічних знань багато племен переселилися в інші середовища. Їх спонукали зміни клімату, конфлікти з сусідами або, можливо, перенаселення. За тисячі років наш вид потроху, крок за кроком, кілометр за кілометром просочився на всі континенти світу, крім Антарктиди. Сьогодні ми здатні відстежувати ці міграції за місцями археологічних знахідок і генами різних сучасних популяцій132.

100 тисяч років тому, під час останнього міжльодовикового потепління, майже всі люди жили в Африці й лише невелика кількість племен — на Близькому Сході. У таких місцях, як печери Сахул і Кафзех, що в Ізраїлі, вони могли перетнутися з неандертальцями. (Сьогодні нам це відомо, бо в більшості людей, які живуть поза межами Африки, є гени неандертальців). Потім температури знов почали падати, наші предки залишили обжиті землі на Близькому Сході вже звиклим до холодів неандертальцям і повернулися сюди аж 50–60 тисяч років тому. Однак певна кількість людей, можливо, помандрувала до Центральної й Південної Азії. Підставою для такого висновку є те, що люди якимось чином досягли Сахула (континент льодовикового періоду, до якого входили Австралія, Папуа-Нова Гвінея і Тасманія) 50–60 тисяч років тому. Ті мігранти, що вийшли з Африки 60 тисяч років тому, повинні були б рухатися дуже швидко, щоб дістатися нових місць проживання, тому, ймовірніше, перші австралійці зробилися з племен, які вже давно жили на теренах Азії133. Освоєння Австралії стало визначною подією в людській історії. Ми не знаємо, що саме привело сюди перших поселенців, — можливо, перенаселення або конфлікти з сусідніми племенами у південних частинах Індонезії, — але нам точно відомо, що для переходу їм потрібні були передові навички мореплавства і здатність швидко пристосовуватися до абсолютно нового набору рослин і тварин. Жоден інший вид не здатен був до морського переходу. (Динго прибули сюди не більше кількох тисяч років тому й майже напевно з людською допомогою).

Найбільш ранні випадки міграції в Сибір і Північну Європу були короткими розвідками під час періодів потепління. Але такі ділянки, як Межиріч, показують, що 20 тисяч років тому наші пращури вже пристосувалися до екстремально холодних умов. Деякі племена осіли в Сибіру щонайраніше 40 тисяч років тому. На 20 тисяч років пізніше, у найхолоднішу фазу льодовикового періоду, деякі сибіряки пішли на схід через перешийок Берингію, який у ті часи був сухопутним, оскільки в полярних льодовиках замерзло стільки води, що рівень океану був нижчим, ніж сьогодні. Через Берингію люди розповсюдилися по американському континенту. Вони подорожували або пішки через Аляску, або невеликими човнами уздовж північно-західного узбережжя Північної Америки. Звідти певна кількість мігрантів попрямувала до Південної Америки і за 2–3 тисячі років, імовірно, досягла Вогняної Землі. Найпершим знайденим ознакам присутності людей у Північній Америці 15 тисяч років.

Палеолітова міграція була природною реакцією на інновації чи збільшення населення. Через постійний потік емігрантів людські спільноти паралельно із заселенням світу могли зберігати розміри, традиції й соціальні звички. Саме тому в нас доволі мало свідчень про великі палеолітичні поселення, хоча загальна кількість племен зросла, як і загальне число людей на Землі. Англійський антрополог Робін Данбар стверджував, що людський мозок здатен обробити інформацію про спільноту розміром щонайбільше 150 осіб. Отже, можна припустити, що в разі збільшення племені воно просто природним чином розділялося. Данбар підкреслював, що навіть сьогодні більшість людей встановлюють близькі стосунки не більше ніж зі 150 людьми. Поверхневих стосунків може бути при цьому значно більше. Сучасні спільноти величезні, але так відбувається лише завдяки появі нових спеціальних соціальних структур, які тримають їх купи.

Хай там чому, а більшість палеолітичних племен залишалися достатньо малочисельними і утримувалися разом завдяки родинним зв’язкам і традиціям, як сучасні аграрні спільноти. Саме тому є сенс вважати палеолітичні племена швидше родинами, аніж громадами. І якщо сучасні збирачі хоч чимось нагадують колишніх, то, найімовірніше, поняття родини в них ширше, ніж у нас. До нього входив не лише світ людей, а й інші види тварин і навіть певні особливості ландшафту, як-от річки чи гори. Палеолітичні суспільства були настільки невід’ємною природною і культурною частиною свого довкілля, що сучасним урбанізованим суспільствам дуже важко це собі уявити.

Ускладнення палеоліту

Попри невеликі розміри, палеолітичні племена мали загальнолюдське прагнення накопичувати нові ідеї, висновки й знання. І навіть якщо детально відстежити їхню історію зараз уже дуже важко, ми все одно впевнені, що їхній культурний і технологічний розвиток був так само динамічний, як і в пізніших людських суспільствах, просто в менших масштабах.

Як і сучасні збирачі, наші палеолітичні пращури, безсумнівно, глибоко й точно розуміли звички й закономірності життя тварин і комах, на яких полювали, і рослин, які використовували для їжі, одягу та спорядження. Зв’язки між племенами, що населяли великі території, були менш тісними, але завдяки їм люди обмінювалися історіями, ритуалами, інформацією. З археологічних і антропологічних свідчень ми можемо дізнатися, що родинні групи переважно жили окремо і періодично збиралися разом на тогочасних еквівалентах Олімпійських ігор, де можна було розташувати і прогодувати понад сотню людей. Наприклад, у районі Снігової річки на південному сході Австралії племена збиралися, коли вилуплювалися мільйони метеликів боґонґ, забезпечуючи їжу великій кількості людей. Такі зібрання сьогодні називають корроборі. На цих зустрічах люди обмінювалися історіями, ритуалами, подарунками. У танцях і церемоніях засвідчувалася взаємна повага й солідарність. Одружені партнери (чи ображені одинаки) переходили з одного племені в інше. 15 тисяч років тому такі ж збіговиська відбувалися й на півдні сучасної Франції. Люди гуртувалися, полювали на стада диких коней, оленів і овець, відзначали ритуалами зміни сезонів і створювали прекрасні скельні картини. Витвори мистецтва та скульптури, створені в печерах Ласко чи гроті Ла Мадлен у провінції Дордонь, і навіть старіші різьблення по каменю, знайдені в багатьох частинах Австралії, видаються сучасному оку так само красивими і витонченими, як будь-яке мистецтво в історії людства. Вони проливають світло на багатий інтелектуальний і чуттєвий світ наших палеолітичних предків.

З часом методи полювання і збирання ставали дедалі складнішими, і наші предки почали формувати довкілля відповідно до потреб. У певних частинах світу через присутність людей почав змінюватися тваринний світ. Перші люди на теренах Австралії жили серед мегафауни, тварин-велетнів, схожих на носорогів, слонів і жирафів Південної Африки, частини світу, де представникам мегафауни вдалося дожити до наших днів. В Австралії мешкали гігантські кенгуру, вомбати й велетенські нелітаючі птахи дроморніси. Але вся мегафауна Австралії раптом зникла, як згодом зникла і в Сибіру та обох Америках.

Можливо, ці тварини вимерли через кліматичні зміни. Але їм вдалося пережити попередні льодовикові періоди, тому дуже важко відкинути думку, що до краю їх довели не люди зі своїми мудрованими засобами полювання. Хронологія підтверджує це пояснення. У Австралії, Сибіру й Північній Америці мегафауна зникла невдовзі після прибуття людей. Можливо, як той птах додо на Маврикії, представники тамтешньої мегафауни просто не боялися наших предків, на відміну від африканських тварин-велетнів, які жили не так далеко від людей і надто добре знали, наскільки цей вид може бути небезпечним. Хай там як, усі великі тварини (включно з динозаврами) особливо вразливі до раптових змін. Існує багато сучасних прикладів вимирання мегафауни — наприклад, зникнення великих новозеландських птахів моа протягом декількох століть після приходу людей. У нас є точні докази, що в Сибіру і Америці були спеціальні місця для полювання, куди найзручніше було загнати велику тварину, щоб убити. Ми достеменно знаємо, що люди на той час були здатні вполювати мамонта, і це для них було не так уже й важко.

Зникнення великих тварин змінило ландшафт. Великі травоїди поїдали надлишок рослин. Коли їх не стало, побільшало пожеж, оскільки рослини залишалися нез’їденими. Приблизно 40 тисяч років тому кількість пожеж різко зросла у майже всіх регіонах Австралії. Більшість починалася з удару блискавиці. Але зараз ми знаємо, що там, як і в багатьох інших місцях палеолітичного світу, люди систематично випалювали великі ділянки землі для родючості ґрунту. Подібну технологію археологи називають «підсічно-вогневе землеробство». Систематичне використання вогню не лише для приготування їжі чи захисту, а й для перетворення навколишнього середовища було однією з перших ознак збільшення екологічної сили нашого виду. За наявності відповідних навичок керування вогнем регулярне випалювання земель мало свої переваги. Якщо підпалити пасовисько, а потім повернутися за день-два, одразу можна знайти рослинне і м’ясне барбекю. Через кілька тижнів на випаленій землі знову піднімуться паростки, оскільки попіл — це добриво, а вогонь прискорив розпад рослинних і тваринних решток. Нова рослинність приваблювала травоїдних тварин і рептилій, полювання ставало набагато легшим і продуктивнішим. Одним словом, подібний спосіб господарювання підвищував продуктивність земель.

Подібними методами користувалися в багатьох кутках світу в пізньому палеоліті. Це ще не було власне землеробство, але воно дозволяло пришвидшити зростання корисних рослин і тварин на певній території. Словом, це певна форма підвищення ефективності середовища. Вогневе землеробство було передвісником достатку їжі, ресурсів і енергії, які люди отримали завдяки винаходу сільського господарства.

Ранній період людської історії

Люди з покоління в покоління й зі спільноти в спільноту накопичували інформацію, ідеї й спостереження, жартували, розносили плітки й розповідали історії. Поволі накопичувався певний масив інформації, яку я волів би назвати науковою. До палеолітичної науки ми зарахуємо знання про впольовані чи зібрані корисні ресурси, призначені для приготування їжі, створення одягу чи лікування; знання про методи і способи полювання, орієнтування на місцевості або викопування корисних коренеплодів, знання астрономії, соціальні знання про те, як розмовляти зі старшими й чужинцями та відзначати важливі віхи в житті. Це були дуже цінні знання, оскільки вони були необхідні для виживання, а отже, їхній збір і передача були дуже важливою і серйозною справою. Знання проходили крізь багато голів, фільтрувалися, перевірялися на авторитетність, точність та корисність і зрештою додавалися до праісторій, що ставали основою навчання. Це поступове нарощення інформації й контролю, який отримали люди над природою й потоками енергії в біосфері завдяки зібраній інформації, перетворилося на потужну рушійну силу в історії людства. Люди розходилися світом і несли з собою знання. Попри те, що знання досі були розділеними й у кожного племені своїми, саме цей час планетарної історії можна назвати часом виникнення нової сфери спільного знання — ноосфери.

Упродовж палеоліту з ростом чисельності людства ноосфера поширювалася з Африки у Євразію, Австралію і Океанію, а потім до обох Америк. Коли перші племена почали освоювати терени Африки, їхня кількість зросла до десятків тисяч або навіть сотень тисяч осіб, хоча кількість людей у різних місцевостях була нерівномірною. І, як ми вже бачили, лише 70 тисяч років тому кількість людей скоротилася до кількох десятків тисяч. Італійський демограф Массімо Ліві-Баччі стверджує, що 30 тисяч років тому на планеті мешкало приблизно півмільйона чоловік, а на початку голоцену, лише 10 тисяч років тому, їх могло бути вже 5–6 мільйонів134.

Якщо поглянути на дві останні цифри, то можна припустити, що популяція людей за останні 20 тисяч років палеоліту збільшилася приблизно у 12 разів (десь на чверть мільйона кожні тисячу років). Виходячи з раціонального припущення про те, що менше енергії люди споживати не стали, можна припустити, що кількість спожитої енергії теж виросла у 12 разів. Понад 10 тисяч років колективного навчання значно збільшили контроль людини над енергетичними та ресурсними потоками в різних частинах світу.

Переважно зростання потоків енергії давало поштовх збільшенню населення. На місцевих рівнях на ускладнення витрачалося не так і багато: ми бачили, що племена залишалися невеликими й пов’язаними родинними зв’язками. На рівні виду ускладненням стало розповсюдження людей по всьому світу, оскільки 10 тисяч років тому люди вже користувалися різноманітнішими технологіями і знаннями, ніж будь-який інший вид на планеті. І ці технології застосовувалися по всіх кутках Землі.

У нас немає доказів, що споживання більшої кількості енергії покращило добробут людей. Деякі збирачі жили доволі непогано. Антрополог Маршалл Салінс стверджував, що подекуди палеолітичні племена мали достатньо різноманітної їжі, вирізнялися міцним здоров’ям і насолоджувалися вільним часом, коли розповідали історії, спали, відпочивали, влаштовували змагання з танців, які були єднальним елементом між малими племенами135. Але значної внутрішньоплемінної різниці в добробуті не було, оскільки збирачам зайве накопичувати те, що вони можуть будь-коли отримати з довкілля. Крім того, коли люди постійно подорожують, то навряд чи тягатимуть із собою більше, ніж необхідно.

Після холодних часів останнього льодовикового періоду, який закінчився трохи більше 20 тисяч років тому, настало нестійке потепління, що тривало кілька тисяч років. Аж потім, приблизно 12 тисяч років тому, глобальна температура підвищилася, і стабільний теплий клімат домінував упродовж усієї голоценової епохи. Наприкінці останнього льодовикового періоду наші вчені-прибульці, які досі спостерігають за Землею, помітили б, що на планеті відбуваються дуже дивні події. З потеплінням поведінка людей стала взагалі неймовірною. Вони досить раптово (з палеонтологічної точки зору) вигадали землеробство і отримали доступ до ще більшої кількості енергії, яка уможливила квантовий стрибок у складності, різноманітті, розмірах і комплексності людського суспільства.

105 Чітку аргументацію див. у: David Grinspoon, Earth in Human Hands: Shaping Our Planet’s Future (New York: Grand Central Publishing, 2016).

106 Robin Dunbar, The Human Story: A New History of Mankind’s Evolution (London: Faber and Faber, 2004), 71.

107 Gerhard Roth, The Long Evolution of Brains and Minds (New York: Springer, 2013), 226.

108 Стара байка, на яку я натрапив тут: Daniel Dennett, Consciousness Explained (London: Penguin, 1991) 177; Деннет пов’язує це порівняння з перебуванням на посаді колумбійсько-американського нейрофізіолога Родольфо Їнаса.

109 Michael S. A. Graziano, Consciousness and the Social Brain (Oxford: Oxford University Press, 2013).

110 Складність поведінкової тактики мавп і великих приматів досліджується в роботах Frans de Waal і Jane Goodall, а також у недавніх дослідженнях спільнот бабуїнів (Dorothy L. Cheney і Robert M. Seyfarth, Baboon Metaphysics: The Evolution of a Social Mind (Chicago: University of Chicago Press, 2007).

111 Christopher Seddon, Humans: From the Beginning (New York: Glanville Books, 2014), 42–45.

112 Патрилокальний — орієнтований на самця, на батька родини, тобто самиця приєднується до роду самця.

113 EQ, див. ibid., 225 і далі, і Roth, The Long Evolution of Brains and Minds, 232.

114 Roth, The Long Evolution of Brains and Minds, 228.

115 John Gowlett, Clive Gamble, and Robin Dunbar, “Human Evolution and the Archaeology of the Social Brain,” Current Anthropology 53, no. 6 (December 2012): 695–96, про відношення розміру мозку і розмірів групи.

116 New Scientist (April 29, 2017): 10.

117 Robin Dunbar, Human Evolution (New York: Penguin, 2014), 163.

118 Gowlett, Gamble and Dunbar, “Human Evolution,” 695–96.

119 Michael Tomasello, The Cultural Origins of Human Cognition (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1999), loc. 39, Kindle.

120 James R. Hurford, The Origins of Language: A Slim Guide (Oxford: Oxford University Press, 2014), 68; Cheney and Seyfarth, Baboon Metaphysics, loc. 2408, Kindle: «Що сказати про навчання нелюдиноподібних приматів… усе можна підсумувати одним словом: жалюгідно».

121 Tomasello, The Cultural Origins of Human Cognition, loc. 5, Kindle: Томаселло називає це навчанням у співпраці. «Надійна передача соціального досвіду… може працювати як храповик, щоб запобігти прослизанню назад — таким чином новостворені артефакти або практика до певної міри зберігають свою нову вдосконалену форму, поки не відбудеться подальша модифікація або вдосконалення».

122 Steven Pinker, The Sense of Style: The Thinking Person’s Guide to Writing in the Twenty-First Century (New York: Penguin, 2015), 110.

123 Ця ідея фігурує у: Roth, The Long Evolution of Brains and Minds, 264; про унікальну здатність людини запам’ятовувати багато слів див.: Hurford, The Origins of Language, 119.

124 Див. Terrence Deacon, The Symbolic Species: The Co-Evolution of Language and the Brain (New York: W. W. Norton, 1998) і Michael Tomasello, Why We Cooperate (Cambridge: MIT Press, 2009). Про нещодавні дослідження еволюції мови див.: W. Tecumseh Fitch, The Evolution of Language (Cambridge: Cambridge University Press, 2010) і Peter J. Richerson and Robert Boyd, “Why Possibly Language Evolved,” Biolinguistics 4, nos. 2/3 (2010): 289–306. Alex Mesoudi, Cultural Evolution: How Darwinian Theory Can Explain Human Culture and Synthesize the Social Sciences(Chicago: University of Chicago Press, 2011), прекрасне дослідження великого корпусу літератури щодо культурних змін з точки зору Дарвінової теорії.

125 Eric R. Kandel, In Search of Memory: The Emergence of a New Science of Mind (New York: W. W. Norton, 2006), loc. 330, Kindle.

126 William H. McNeill, “The Rise of the West After Twenty-Five Years,” Journal of World History l, no. 1 (1990): 2.

127 Sally McBrearty and Alison S. Brooks, “The Revolution that Wasn’t: A New Interpretation of the Origin of Modern Human Behavior,” Journal of Human Evolution 39 (2000): 453–563.

128 Опис із: Peter J. Richerson and Robert Boyd, Not by Genes Alone: How Culture Transformed Human Evolution (Chicago: University of Chicago Press, 2005), 139.

129 Dunbar, Human Evolution, 13.

130 Стислий опис подано у: Chris Scarre, ed., The Human Past: World Prehistory and the Development of Human Societies (London: Thames and Hudson, 2005), 143–45.

131 Peter Hiscock, “Colonization and Occupation of Australasia,” у Cambridge World History, vol. 1, ed. Merry Wiesner-Hanks (Cambridge: Cambridge University Press, 2015), 452.

132 Peter Bellwood, First Migrants: Ancient Migration in Global Perspective (Malden, MA: Wiley-Blackwell, 2013).

133 Hiscock, “Colonization and Occupation of Australasia,” 433–38.

134 Цифри взято з: Christian, Maps of Time, 143.

135 Marshall Sahlins, “The Original Affluent Society,” Stone Age Economics (London: Tavistock, 1972), 1–39.

8 Землеробство: поріг № 7

Коли Адам орав, а Єва пряла, хто тоді був паном? Із самого початку всі люди були створені рівними, і наше холопство або рабство почалося з неправедного пригнічення людей незгодних. Бо якби Бог мав рабів із самого початку, то призначив би він тих, хто має бути рабом, а хто вільним.

Джон Бол, проповідь під час повстання англійських селян

Перші 200 тисяч чи трохи більше років історії людства наші пращури жили як збирачі. Завдяки постійному потоку новаторств збиральництво ставало ефективнішим. Люди могли застосовувати свої знання і навички на різних теренах і в різних середовищах. Близько 10 тисяч років тому, наприкінці останнього льодовикового періоду, люди вже розселилися по всій планеті. За наступні 10 тисяч років людський спосіб життя повністю змінив новий вид діяльності, який ми називаємо землеробством або сільським господарством.

Землеробство стало мегаінновацією, буремним винаходом, який можна порівняти з фотосинтезом або багатоклітинністю. Воно вивело людську історію на новий, динамічніший шлях, оскільки наші пращури отримали можливість видобувати більше енергії і ресурсів, створювати нові блага і накопичувати їх. Подібно до золотої лихоманки, велика кількість енергії приводить до запаморочливих змін. Зрештою, вона змінила людське ставлення до біосфери. Дедалі ширші землеробські суспільства могли утримувати більшу кількість осіб і розвиватися в різних напрямках, на відміну від збиральницьких. Більше енергії, ресурсів, людей, більше зв’язків між племенами позитивно впливали на людей і прискорювали зміни. Саме тому ми вважаємо землеробство сьомим порогом у зростанні складності життя.

З появою колективного навчання з’явилася й можливість революційних інновацій та перетворень, але тепер ці перетворення почалися завдяки трьом ключовим «умовам Золотоволоски»: новітнім технологіям (накопиченню знань про навколишнє середовище шляхом колективного навчання), підвищенню популяційного тиску й теплому клімату голоценової епохи.

Що таке землеробство?

Ефективніше збираючи й сортуючи інформацію про оточення, людські спільноти покращували навички полювання і збиральництва та дізнавалися про свій вплив на рослини, тварин і землю. Підсічно-вогневе землеробство, наприклад, змінювало великі території, а також збільшувало кількість корисних для людини тварин і рослин. Коли капітан Кук із командою плив уздовж східного узбережжя Австралії в 1770 році, він дивився не на дику гущавину. Моряки бачили клуби диму, що здіймалися вдалині над луками, коли аборигени випалювали землі. Перед їхніми очима стояли пейзажі, настільки ж перетворені людськими руками, як сільські сади на землях старої доброї Англії. Австралійська мегафауна зникла вже дуже давно. На австралійських теренах здебільшого росли, як і зараз, вогнетривкі евкаліпти — вони єдині змогли витримати тисячі років випалювального землеробства.

Землероби-збирачі користувалися знаннями, що накопичувалися за тисячі років, але робили це вже новими способами, які вивели людське втручання в навколишній світ на зовсім інший рівень.

Головний принцип ведення господарства — простота. Землероби користуються знаннями про світ навколо, щоб збільшувати кількість найкорисніших для них тварин і рослин і зменшити зростання тих, які їм не потрібні. Фермери пололи й поливали землю, щоб допомогти рости рослинам, які вони хотіли бачити на своїх полях — наприклад, рисові й пшениці. Вони тримали цінних тварин — овець і кіз. Рослини, які заважали, винищувалися, а тварини, які були некорисними чи небезпечними (змії або щури), виганялися або вбивалися. Така діяльність повністю змінила ландшафт. Рослинний і тваринний світ, звісно, відреагував на оновлення середовища, як реагує на всі природні зміни. Світ розвинувся і адаптувався генетично. Саме тому в новому землеробному середовищі з’явилися нові сорти рослин і види тварин. Процвітали ті рослини, які найбільше подобалися людям, оскільки останні про них піклувалися. Розвивалися одомашнені види рослин і тварин: пшениця і рис, собаки, коні, вівці і велика худоба. Домашні тварини допомагали мисливцям, служили тягловою силою, перевозили людей і вантажі, давали вовну і молоко. Їх різали, щоб отримати м’ясо, шкури, кістки й сухожилля.

Перетворення навколишнього середовища виявилося для землеробів нелегкою працею. Але в нагороду за вирубку дерев, орання земель, виполювання бур’янів і ставлення парканів вони отримали набагато більше енергії й ресурсів із навколишніх річок, землі й лісів, оскільки цінні для людей види почали процвітати і розповсюджуватися. Це дозволило першим фермерам використовувати енергію фотосинтезу, яка проходила біосферою, на свою користь. Загальна кількість енергії фотосинтезу, звісно, не конче збільшилася. Можливо навіть, що вона зменшилася через знищені високопродуктивні рослини — дерева. Але для землеробів найголовнішим було те, що вони могли ефективніше використовувати залишкові потоки.

Землеробство дало людям набагато більше, ніж просто харч, паливо і тканини. Фермери отримали непрямий доступ до нових потоків енергії. Наприклад, люди не можуть їсти траву, а коні й воли можуть. Тому фермери, що випасали коней і волів на пасовиськах, а потім їздили ними, перевозили товари чи забивали для їжі, отримували доступ до великих потоків фотосинтетичної енергії лук. Це зовсім інша річ. Людина виробляє максимум 75 Вт енергії, а кінь або віл може виробляти в десять разів більше. Ця додаткова енергія могла піти на глибше орання землі, на перевезення людей чи вантажів. Фермери тепер мали можливість вирощувати більше рослин і тварин, потрібних не лише на їжу: наприклад, льону й бавовни для тканин. Можна було висаджувати дерева, а потім використовувати деревину для будівництва домівок, господарчих споруд, комор і огорож або спалювати на вогнищах для приготування їжі й обігріву.

Простіше кажучи, землеробство виявилося захопленням енергії й ресурсів одним ресурсоємним видом, який постійно накопичував інформацію про способи використання навколишнього середовища. Завдяки магії колективного навчання люди довідались, як отримувати більше енергетичних ресурсів із біосфери, залучаючи більше енергії на реалізацію потреб, і зрештою повернули русла річок до власних полів і міст.

Для біолога сільське господарство — це певна форма симбіозу — близького і взаємовигідного зв’язку між окремими видами. Збирачі знали про сотні різних видів рослин, тварин і комах та про сотні способів їхнього використання. Землероби зосередилися на невеликій кількості улюблених видів і розвивали з ними надзвичайно близькі взаємини. Інтенсивні симбіотичні взаємини часто призводять до змін у поведінці та генетичному складі обох видів. Сучасні медові мурахи навчилися «одомашнювати» тлю. Вони захищають її, забезпечують їжею й допомагають відтворюватися. І тля змінилася настільки, що її існування без мурах стало неможливим. За їжу і захист тля платить мурахам медом, який виділяється, коли мурахи обережно її стискають. Більш звичними й важливими для нас є стосунки між рослинами і бджолами. Бджоли збирають нектар із квіток, а рослини набагато краще відтворюються, оскільки бджоли переносять пилок із квітки на квітку й запилюють їх. Якщо винищити занадто багато бджіл, врожай зернових, який може прогодувати мільйони людей, буде під загрозою.

Якість життя видів, які виявилися корисними для людей (домашніх видів) і про які землероби особливо піклувалися, не надто покращилася, але кількість різко зросла. А от кількість диких тварин (які не надто цікавили землеробів) різко впала. У 2000 році загальна маса всіх диких сухопутних ссавців становила приблизно 1/24 від усіх домашніх сухопутних ссавців136.

У процесі спільної еволюції симбіоз змінює всі залучені види. Порівняйте качан сучасної кукурудзи з теосінте, її нещасним диким пращуром, або дикого муфлона з його сучасною, одомашненою версією. Домашній варіант цих тварин виглядає так, наче вони створені, щоб догоджати й нести радість людям. Вони слухняні (хтось недобрий може зауважити, що ще й тупіші за своїх вільних братів), відрощують більше вовни, ніж самі потребують, їхнє м’ясо до смаку людям, і вони не здатні виживати без людського захисту й піклування. З демографічної точки зору така еволюційна стратегія на диво успішна. Зараз у світі налічується більше одного мільярда домашніх овець і декілька залишків популяцій муфлона.

Люди теж змінюються, але зовсім по-іншому. Більшість їхніх змін були культурними, а не генетичними. Але в результаті виникнення землеробства люди таки змінилися ще й генетично. Наприклад, якщо ваші предки розводили велику худобу і споживали багато коров’ячого і кінського молока, ви, найпевніше, зможете перетравлювати це молоко навіть у дорослому віці, тому що ваше тіло продовжуватиме виробляти лактазу, фермент, який перетравлює лактозу (молочний цукор). Збирачі-мисливці споживали лише материнське грудне молоко приблизно до чотирьох років, і після цього у них в організмі більше не було потреби продукувати лактазу. Але там, де коров’яче і кобиляче молоко стало головним продуктом раціону, людське тіло почало продукувати цей фермент і в дорослому віці. Так відбуваються генетичні зміни.

Але здебільшого люди пристосовувалися до симбіотичних відносин не завдяки генетичним змінам, а через нові форми поведінки: технологічні, соціальні й культурні інновації накопичувалися шляхом колективного навчання. Вони розробляли нові способи обробітку землі, окультурювання лісових масивів і річок. Для цього довелося засвоїти нові способи співпраці та співжиття. Культурні зміни відбуваються набагато швидше, ніж генетичні, й тому землеробство повністю змінило людський спосіб життя всього за декілька поколінь.

Історія і географія раннього землеробства

Щоб пристосувати свої технології збиральництва до різних природних умов планети, людям знадобилося 100–200 тисяч років. Землеробство поширилося по Землі приблизно за 10 тисяч років, поки ранні фермери приводили свої навички і методи у відповідність до різних видів, ґрунтів і кліматичних умов. Нині ми можемо відстежувати шляхи поширення землеробства так само, як ми відсстежуємо розповсюдження захворювання з кількох різних вогнищ інфекції.

Землеробство розповсюджувалося нерівномірно. У деяких регіонах його засвоювали швидко, в інших дуже поступово, а в третіх воно майже не прижилося. Ці відмінності неабияк вплинули на історичну географію. На той час, коли сільське господарство почало свою ходу планетою, люди були настільки широко розсіяні, що події в одній частині світу мало впливали на інші. Найпотужніші зміни ставалися поступово й ширилися серед споріднених племен. Згодом ідеї поширилися на більші території, але лише 5 тисяч років тому зникли фундаментальні перепони для руху людей, ідей і технологій, зокрема землеробства. Підвищення рівня океану після останнього льодовикового періоду розірвало ланки меж Євразією, Австралією і островами на заході Тихого океану, які встановилися ще 30 тисяч років тому. По суті, люди тепер мешкали в розрізнених, відокремлених зонах світу. Усередині цих зон історії людей розвивалися так, наче це були зовсім різні планети.

Найстаршим і найбільшим регіоном була Афро-Євразія. Саме тут виникли люди й завдяки сухопутному «мосту» між Африкою і Євразією разом зі своїм крамом та ідеями могли рухатися на великі відстані. Другим найстаршим регіоном була Австралія, яку вперше заселили приблизно 60 тисяч років тому. Австралійсько-азійський регіон був пов’язаний із Папуа-Новою Гвінеєю й Тасманією впродовж усього льодовикового періоду, але зв’язків між цим регіоном і Євразією майже не було. Третім найбільшим регіоном були обидві Америки, які заселялися щонайменше 15 тисяч років тому, але були відрізані від Євразії, коли наприкінці льодовикового періоду залило Берінгову протоку. За декілька останніх тисячоліть у Тихому океані з’явилася четверта зона. Соломонові острови, розташовані на заході, були заселені щонайменше сорок тисяч років тому, а от острови далі на схід і південь (у тому числі Нова Зеландія, Гаваї і острів Пасхи) були заселені під час серії видатних морських міграцій, які почалися лише 35 000 років тому.

Завдяки існуванню різних світових зон ми можемо спостерігати захопливий природний експеримент, як історія людства і його розвитку розігрується на різних аренах137. У різних зонах були важливі схожі елементи. У всіх без винятку регіонах шляхом колективного навчання люди винаходили нові технології, встановлювали нові соціальні зв’язки й культурні традиції. Але все це відбувалося з різною швидкістю. Відповідно, і землеробство скрізь виникло по-своєму, створюючи дуже різні регіональні історії. Ці відмінності виявляться надзвичайно важливими після відновлення зв’язків між світовими зонами з 1500 року.

Спершу сільське господарство з’явилося в афро-євразійському регіоні. Саме звідти воно поширюватиметься далі й там матиме найбільший вплив. Так само ранні ознаки землеробства ми бачимо і в Папуа-Новій Гвінеї. Згодом воно розквітло й на теренах обох Америк. Багато племен адаптували певні форми землеробства, але в інших місцях його вплив був менш трансформативним.

Приблизно 14 тисяч років тому світом розселилися збирачі-мисливці. Деякі з них, особливо у Афро-Євразійській зоні, почали вести осілий спосіб життя й змінювати природне середовище під свої потреби. 5 тисяч років по тому в точці перетину Африканського і Євразійського континентів, уздовж ріки Ніл і в долинах високогір’я на східних берегах Середземномор’я, відомих як Родючий півмісяць, уже можна було побачити доволі великі поселення землеробів. Ще на 2 тисячі років пізніше подібні поселення з’явилися в зовсім іншому регіоні — на високогір’ях Папуа-Нової Гвінеї. 4 тисячі років тому такі поселення вже не були рідкістю ні в Африці, ні в Європі. Їх стало доволі багато в південній, південно-східній і східній частинах Азії та на Американському континенті. На той час більшість людей дуже залежали від землеробства, оскільки завдяки йому можна було підтримувати набагато більшу кількість населення, ніж при збиральництві. Однак великі світові регіони, зокрема Австралія і Океанія й багато областей в Америці і Афро-Євразії, залишалися незаселеними або там мешкали дуже невеликі кочові племена збирачів-мисливців. Але навіть тут можна помітити певні зародки землеробства.

Землеробство, чи майже-сільське-господарство, розвинулося достатньо незалежно в різних частинах світу. Це не був одномоментний винахід. Тому можна зробити дуже важливе припущення: існувала висока ймовірність, що мірою накопичення технологічних та екологічних знань незалежними одне від одного людськими племенами і суспільствами ці знання рано чи пізно привели би до виникнення і розвитку землеробства незалежно від розташування певного племені. Але кожна зі спільнот доходила до землеробства, лише потребуючи додаткових ресурсів, які воно могло забезпечити: врешті-решт, обробіток землі — це важка праця, яка докорінно змінює весь устрій племені чи спільноти.

Чому й навіщо люди почали обробляти землю? Перехід порога № 7

Наприкінці останнього льодовикового періоду відбулися дві світові зміни, завдяки яким утворилися невеликі ділянки суходолу, де землеробство стало особливо вигідним. По-перше, на всій планеті клімат став теплішим і вологішим; по-друге, збирачі на цей час уже займали таку кількість території, що подекуди можна було говорити навіть про перенаселення. Обидва явища підштовхнули людей до обробітку землі. Оскільки ці зміни відчувалися й проявлялися в різних регіонах, землеробство, на диво, з’явилося протягом декількох тисяч років навіть у тих частинах світу, між якими не було ніяких контактів.

Клімат почав де-не-де теплішати приблизно 20 тисяч років тому, і вже 13 тисяч років тому середня глобальна температура були приблизно такою, як сьогодні. Потім, під час раптового похолодання в пізньому дріасі, температура різко знизилася десь на тисячу років, після чого знову піднялася. Упродовж 10 тисяч років клімат був напрочуд стабільним. Теплі вологі умови й виняткова стабільність зробили сільське господарство життєздатнішим, ніж протягом попередніх 100 тисяч років. Саме цей період забезпечив «умови Золотоволоски» для всієї аграрної епохи. Якщо подивитися на графік середньої світової температури за 60 тисяч років, ми побачимо, що останні 10 тисяч років середня температура залишалася напрочуд стабільною з невеликими відхиленнями при віддаленні від тропічного поясу.

У теплих вологих умовах раннього голоцену в декількох регіонах багатий і різноманітний рослинний світ створив «райські сади» для місцевих збирачів. У деяких із цих регіонів ресурсів було настільки багато, що люди мали можливість осісти в постійних поселеннях. Нещодавно на архіпелазі Дампієр, біля узбережжя Західної Австралії, було знайдено круглі фундаменти кам’яних будинків віком 9 тисяч років138. На східних берегах Середземномор’я, в районі Родючого півмісяця, також відбулися подібні зміни. Саме тут їх вдалося вивчити найглибше. 14 тисяч років тому племена, яких археологи назвали натуфійцями, почали осідати тут групами, що налічували до кількох сотень осіб. Серпами з загострених кременів, закладених між кістками щелеп віслюків, ці люди збирали дике зерно. У загонах вони тримали диких кіз. Вони будували домівки й ховали своїх померлих на цвинтарях. Вони ще не обробляли землі — на цих ділянках знайшли лише пилок диких зерен. Але вони були осілими й жили сталими поселеннями. Археологи називають ці племена «заможними збирачами».

Можливо, через перенаселення натуфійці мусили вести осілий спосіб життя. Їхніх поселень знайшли багато, отже, в районі Родючого півмісяця кількість людей швидко зростала. Надлишок мандрівників не дивує, оскільки район лежить на перетині головних міграційних шляхів між Африкою і Євразією.

Осілий спосіб життя підштовхнув подальше зростання кількості населення. Збирачі, які дуже добре знали, що земля не може утримувати занадто багато людей, часто намагалися обмежити приріст населення. Однак у сталих поселеннях, де дітей більше не потрібно було переносити на собі, їх можна було залучати до певних робіт. Це змінило ставлення до родини, до дітей і до гендерних ролей.

При сталому способі життя діти були робочою силою для господарства, захисниками й доглядачами за старими. Саме тому в більшості осілих племен жінка повинна була народжувати, доки їй дозволяло здоров’я, бо люди знали, що частина з цих дітей не виживе. Таке ставлення загострювало різницю гендерних ролей. Упродовж усієї аграрної ери людської історії жінки справді переважно виношували і вигодовували дітей. Такий спосіб життя й господарювання призвів до того, що впродовж кількох поколінь значна кількість поселень «заможних збирачів» виживала в умовах серйозного перенаселення139.

Зі зростанням населення натуфійцям доводилося видобувати з землі дедалі більше ресурсів. Землю, отже, слід було краще обробляти — так зрештою й з’явилося землеробство. Натуфійці потрапили в таку собі солодку пастку. Вони побудували свої перші поселення в природному раю, але за кілька поколінь відчули кризу перенаселення. А оскільки сусідні племена теж швидко збільшувалися, то просто зайняти ще більше землі було неможливо. Довелося вигадувати додаткові методи і прийоми, щоб збільшити продуктивність землі, якою вони вже володіли. Саме скрута, певно, підштовхнула їх до важкого життя орачів. І поки люди потроху навчалися ладнати з землею, вони почали забувати, що таке бути збирачами. Як завжди буває в колективному навчанні, накопичення нових знань затьмарило давніші знання і досягнення. Труднощі виживання докорінно змінили всі племена збирачів, які мешкали в різних кутках світу140.

Одні з найкращих знахідок, які свідчили про перехід від багатого збиральництва до землеробства, ми отримали з району Абу Гурейра, що на півночі сучасної Сирії, поблизу долини Євфрату. Цю ділянку відкрили на початку 1970-х років, але розкопки проводилися там лише два сезони, бо потім місцину затопили при будівництві дамби. На найбільш ранніх рівнях виявили круглі будинки, типові для натуфійських збирачів, віком приблизно 13 тисяч років. Їхні мешканці полювали на диких кіз і віслюків і збирали різноманітні продукти — горіхи, фрукти та дикі зернові. Коли під час різкого тисячолітнього похолодання під час пізнього дріасу клімат сильно погіршився, селяни почали використовувати витриваліші зернові, хоча їх було складніше збирати і обробляти. Зрештою вони почали споживати одомашнені сорти житнього зерна. Таким чином принаймні в Абу-Гурейрі саме зміна клімату перетворила збирачів на орачів. Ближче до кінця холодного періоду поселення в цих місцях безлюдніли й залишалися занедбаними протягом багатьох століть; але майже 11 тисяч років тому там знову оселилися люди. На цьому місці з’явилося велике поселення з сотнями прямокутних кам’яних будинків та кількома тисячами жителів, які вирощували домашнє зерно й полювали на диких кіз та овець. З часом кількість овечих кісток різко збільшилася — отже, вівці тепер стали одомашненими. За рештками людей ми можемо впевнено казати, що життя перших фермерів було важким. Їхні зуби були сильно зношені, бо раціон переважно складався з зернових. Ступінь зношення зубів значно зменшився з появою гончарства, оскільки тепер із зерна можна було робити кашу. Зношування жіночих кісток свідчить про те, що вони довго вистоювали і розгойдувалися вперед і назад на колінах, розтираючи зерно141.

Ми можемо доволі впевнено сказати, що збирачі переходили до землеробства доволі неохоче, оскільки рівень життя в ранньоаграрних поселеннях падав. Скелети, знайдені в місцях мешкання ранніх орачів Родючого півмісяця, зазвичай коротші, ніж у сусідів-збирачів, отже, їхнє харчування було не таким різноманітним. І хоча землероби могли виготовляти більше їжі, їм частіше доводилося й голодувати, бо вони залежали від обмеженої кількості основних культур, і в неврожай наставали дуже важкі часи. З кісток ранніх землеробів видно, що вони страждали на дефіцит вітамінів — можливо, внаслідок регулярних періодів голоду між урожаями. Так само можна побачити ознаки стресів, пов’язаних із виснажливою працею, необхідною при оранні, саджанні, валінні дерев, будівництві й ремонті споруд і парканів і перемелюванні зерна. У селах накопичувалося доволі багато відходів, які приваблювали гризунів, що розносили заразні захворювання. Навряд чи вони б виявилися настільки стійкими в маленьких кочових племенах. Усі ці свідчення про спад рівня здоров’я показують, що перші орачі радше опинилися в пастці складного і дедалі взаємопов’язанішого аграрного способу життя, ніж звабилися його перевагами.

Звідки вони знали, як отримати більше зерна з тієї самої землі? Звідки взагалі їм було відомо, як обробляти землю? Саме тут сила колективного навчання стає найбільш очевидною. Більшість видів, які досягали певної демографічної межі, потрапляли в таку саму природну кризу. Саме нею пояснюється знайома нам S-подібна форма кривої зростання популяції в більшості видів організмів: новий вид примножується, поки не використає всю харчову енергію у своїй ніші, потім починається фаза голоду, відтворюваність падає й зростання популяції сильно уповільнюється. У людей завжди було більше варіантів, бо вони мали більше інформації. Раніше її переважно не потребували. Це були потенційні знання і, як потенційна енергія, вони чекали моменту, коли стануть актуальними й активуються. У сучасних громадах збирачів теж є потенційні знання, які активуються у випадку кризи. Були вони і в натуфійців. Вони знали, що потрібні рослини ростимуть краще, якщо їх поливати й полоти бур’яни, які заважають рости. За останні століття австралійські збирачі впровадили багато потужних технологій: збирання зернових (на півночі Австралії використовували кам’яні серпи з руків’ям, укритим хутром), перемелювання зерна та розмноження вугрів у спеціальних системах каналів142. Але загалом збирачі не переймаються такими непотрібними знаннями й технологіями, оскільки вони вимагають багато зайвої роботи. У таких регіонах, як Родючий півмісяць, кліматичні й демографічні зміни раннього голоцену створили одночасно і можливості, й мотивацію для залучення резервних технологій і їхнього більш-менш постійного використання. Саме так збирачі й перетворилися на орачів.

Підіб’ємо підсумок усього сказаного вище: тепліші кліматичні умови створили можливості для землеробства в кількох сприятливих регіонах; завдяки перенаселенню перехід до землеробства часом ставав життєво необхідним; резервні знання, накопичені збирачами за багато тисячоліть, стали початковими технологіями для перших орачів.

Географія раннього землеробства була сформована завдяки щасливому збігу обставин, до якого доклались тектоніка плит і різні види рослин та тварин, що розвивалися в окремих регіонах. Деякі види рослин і тварин легко піддаються одомашненню, а деякі — ні. Збирачів дуже приваблювали регіони типу Родючого півмісяця, бо тамтешні рослини й тварини були готові служити людям143. Збирачі перебрали багато різних кандидатур на одомашнення. Серед найбільш привабливих рослин були ті, чиї плоди найпоживніші, — фруктові дерева. Ще кращими кандидатами у «друзі людей» стали сезонні рослини з коренеплодами і жирні зернові, які допомагали своїми поживними речовинами пережити посуху і неврожай. Вчасно зібрані пшениця і рис давали людям багатий ресурс і були варті велетенських зусиль, потрібних, щоб посіяти, захистити, полити, зібрати і зберегти ці рослини144.

Корисність тварин теж була різною. Зебри були занадто норовливими, їх важко було приручити. Леви і тигри — занадто небезпечними, і їхнє м’ясо виявилося не надто смачним. Але стадних тварин — наприклад, кіз, велику рогату худобу та коней — контролювати було легше, особливо якщо людина могла очолити стадо чи табун. Якщо тварини були травоїдами, вони могли перетворювати траву на м’ясо, молоко, тканини й силу, а люди — отримувати велику користь від навколишніх пасовиськ. М’ясо зазвичай було дуже смачним і поживним. Коли сільське господарство почало широко розповсюджуватися, великих травоїдних тварин можна було знайти в багатьох господарства Афро-Євразії. Як ми вже бачили, більшість мегафауни (за невеликими винятками південноамериканських верблюдових — ґуанако) була знищена як в Австралазії, так і в обох Америках невдовзі після прибуття туди людей. Можливо, тому землеробство швидше поширилося й набрало обертів у афро-євразійському регіоні, ніж деінде.

Рання аграрна ера: землеробство рушило світом

Після появи землеробства в кількох основних зонах поселення орачів почали більшати й поширюватися мірою того, як люди відточували свої навички, навчалися по-новому підвищувати врожайність і передавали землеробство в інші регіони.

Орачів приваблювали великі річки, такі як Тигр, Євфрат, Жовта (Хуанхе) і Янцзи, Інд і Ганг на Індійському субконтиненті. Навколо них протягом тисяч років утворювалися родючі намивні ґрунти. Аграрні поселення в регіоні Родючого півмісяця й басейні Нілу з’явилися приблизно 11 тисяч років тому. Ще через тисячу-дві вони почали з’являтися вздовж річок Янцзи і Хуанхе. 6–7 тисяч років тому в нагір’ях Папуа-Нової Гвінеї уже вирощували харчові культури, такі як таро. 4–5 тисяч років тому поселення землеробів з’являються в долині Інду і в Західній Африці. Саме в цей час перші аграрні поселення з’явилися в американському регіоні: уздовж річки Міссісіпі, частково на територіях сучасної Мексики і Центральної Америки, а також в Андах, де гори забезпечували різноманітні природні умови й широкий спектр потенційних домашніх тварин.

Процес розповсюдження землеробства з регіонів, де воно зародилося, не відбувався автоматично. Наприклад, землеробство не прижилося на узбережжях Папуа-Нової Гвінеї, хоча було поширеним у тамтешніх гірських районах, оскільки на узбережжі не могли рости таро і батат.

Перенаселення примушувало мігрантів переселятися в нові середовища, де їм доводилося пристосовувати свої аграрні методи й часом чекати, поки одомашнені види призвичаяться до нових умов. 4–8 тисяч років тому землеробство з Родючого півмісяця поширилося на Центральну Азію, Туреччину, потім на Балкани, Східну і Західну Європу. З поширенням землеробства на прохолодніші лісистіші території з інакшими ґрунтами, сезонами і шкідниками фермерам та їхнім рослинам доводилося адаптуватися. У Центральній і Північній Європі землероби вирощували нові сорти зерна. У лісистих регіонах вони займалися вирубним або підсічно-вогневим землеробством, своєрідним кочовим господарством: люди випалювали й вирубували дерева, а потім обробляли присипаний попелом ґрунт між пеньками. За кілька років, коли ґрунт виснажувався й переставав родити, люди переїжджали на інше місце. У долині Інду землеробство, яке процвітало 4 тисячі років тому, дещо відступило, але починаючи з близько 3 тисяч років тому знову стало просуватися уздовж річок Інд і Ганг в інші частини Індійського субконтиненту. У Сахарі, яка на той момент була набагато вологішою і плодючішою, ніж сьогодні, 5 тисяч років тому, а може, і набагато раніше мешкали скотарські племена. 3 тисячі років тому аграрний спосіб життя вже міцно вкоренився по всій Західній Африці. Звідси він розповсюджувався в Центральну й Південну Африку. В обох Америках землеробам доводилося пристосовуватися до нових умов: наприклад, окремі види маїсу розвинулися і існували лише в Мезоамериці й уздовж річки Міссісіпі.

Зі зростанням кількості аграрних племен поступ сильно прискорився, оскільки землеробство й величезні зміни, які воно принесло із собою, поширювалися набагато швидше, ніж збиральництво. Не зразу зрозуміло, чому аграрний спосіб життя так швидко завоював світ: усе-таки землеробство — заняття доволі важке. Саме тому поряд із орачами ще довгі тисячоліття жили й процвітали племена збирачів. У деяких регіонах, таких як Сибір і Австралія, недоліки сільського господарства затьмарили переваги, і збиральництво процвітало аж до сучасності. Однак у регіонах, придатних для землеробства, в регіонах, які можуть бути придатними для землеробства, або регіонах, де швидке зростання населення сильно обмежувало ресурси, аграрні племена мали багато переваг перед своїми сусідами-збирачами. Навіть підсічно-випальне землеробство могло підтримувати близько 20–30 осіб на квадратний кілометр. Це приблизно в сто разів перевищувало густоту населення, характерну для збирачів у подібних умовах145. У сутужні часи це означало, що аграрні племена могли задіяти більше людей і ресурсів, ніж їхні сусіди-збирачі, задавити їх кількістю живої маси й за потреби — перемогти у воєнному конфлікті. Саме тому вже приблизно 5 тисяч років тому більшість людей залежала від землеробства й аграрні племена (і ті, кого вони підтримували) почали домінувати в історії людства.

Розповсюджуючись, аграрний спосіб життя почав змінювати навколишнє середовище. Орачі вирубували ліси, будували поселення, орали землі, винищували шкідників і виполювали бур’яни. Сільське господарство за своєю природою вимагало маніпуляцій з довкіллям. На відміну від збирачів, які переважно вважали себе невід’ємною частиною біосфери, орачі сприймали довкілля як те, що потрібно змінити, чим потрібно керувати, що необхідно вирощувати, експлуатувати, поліпшувати і навіть завойовувати. І хоча колективне навчання дало землеробам знання, необхідні для впливу на природні умови, землеробство дало їм їжу й енергетичні потоки, необхідні для примноження та перетворення свого оточення на дедалі більших територіях із більшою силою і віртуозністю.

Колективне навчання та нові енергетичні потоки — саме вони привели до бурхливого історичного розвитку аграрної епохи й руйнівної мінливості, якої не було в палеоліті.

Як землеробство змінило історію людства

Протягом приблизно п’яти тисяч років після закінчення останнього льодовикового періоду в аграрну епоху людської історії на територіях усіх континентів панували поселення землеробів. Це були такі собі тогочасні мегалополіси, дуже складні, густонаселені й потужні громади. Із поширенням землеробства й ростом населення кількість поселень зростала й саме там оселилася більшість людей. Якби ви жили в цей період історії, найімовірніше, ви були б землеробом і жили б у середовищі землеробів.

Такі щільні поселення були новим явищем в історії людства. За сучасними стандартами сільськогосподарське село виглядає доволі просто. За палеолітичними це були соціальні, політичні й культурні гіганти. Вони вимагали не лише нових технологій, а й нових соціальних та етичних правил, нових ідей про спільне життя, про те, як уникати конфліктів і розподіляти багатство громади. Якщо британський антрополог і еволюційний психолог Робін Данбар має рацію й еволюція справді влаштувала людський мозок так, щоб упоратися з групами не більше ста п'ятдесяти осіб, то набагато більші громади потребують нових соціальних технологій, щоб триматися разом.

Упродовж першої половини аграрної епохи більшість землеробських поселень були незалежними громадами з обмеженими зв’язками з сусідами, досить малими, щоб їх можна було поєднувати за традиційними родинними принципами. Хоча обмін людьми, товарами та ідеями між поселеннями ставав дедалі важливішим, держав, імперій, армій і навіть міст іще не існувало. Величезні складні суспільства, які панували протягом останніх п’яти тисяч років людської історії, з’явилися лише після того, як землеробство поширилося по всіх кутках планети і створило критичну масу людей, ресурсів і нових технологій. Але коріння аграрних цивілізацій сягає у племена землеробів ранньої аграрної епохи.

Ми вже знаємо, що племена збирачів накопичували резерви різних потенційних знань, у тому числі інформацію про те, як регулювати життя великих груп людей. Потенціал для соціального ускладнення суспільства, для утворення політичних, економічних і військових структур, а також для зведення масивних будівель, які ми знаходимо в усіх аграрних цивілізацій, уже був у суспільстві збирачів-мисливців і ранніх аграрних громадах.

Пагорб Ґьобеклі-Тепе, один із найдавніших і найвідоміших храмових комплексів Північної Месопотамії, розташований у південній Анатолії, — разюча ілюстрація інтелектуальних і технологічних ресурсів ранніх збирачів і землеробів. Ґьобеклі-Тепе уперше освоїли в епоху натуфійських поселень, і потім періодично між 12 і 9 тисячами років тому тут знов з’являлися люди146. На ньому є двадцять кам’яних кіл і близько двохсот майстерно вирізьблених кам’яних стовпів, деякі з яких мають висоту понад п’ять метрів і важать до двадцяти тонн. На багатьох можна побачити дивні барельєфні зображення птахів і тварин із пазурами й гострими дзьобами. Побутових будівель там немає. Цікаво, що багато стовпів мали на собі сліди ритуальних поховань. Археологи знайшли тут ознаки пивоваріння, що теж може свідчити про ритуальну діяльність (та вакханалії). Можна припустити, що Ґьобеклі-Тепе, як і Стоунгендж в Англії або каньйон Чако у Нью-Мексико, був ритуальним центром для довколишніх племен. Можливо, тут проводився якийсь тодішній еквівалент Олімпійських ігор чи Ради Безпеки ООН. Цей пагорб також виконував функцію обсерваторії. Велетенські зусилля, витрачені на будівництво кам’яних кіл Ґьобеклі-Тепе, показують важливість дипломатичних і технологічних зв’язків між різними племенами і громадами під час швидкого зростання кількості населення. Розміри стовпів, точність і краса різьблень, залучення до будівництва сотень каменярів і різьбярів, які рухали кам’яні брили, — все це вказує на високий рівень складності соціальної організації. Насправді це досить дивно, оскільки перші будівники цієї споруди, найпевніше, ще не були навіть справжніми землеробами. Вони радше були схожі на натуфійців — осілих, багатих збирачів.

Зі зростанням поселень і соціальних структур традиційним родинним зв’язкам було кинуто виклик147. Коли ранні аграрні поселення почали інтенсивно розростатися, встановлювати нові зв’язки з сусідами й навіть перетворюватися на невеличкі міста, традиційні принципи родинності поступово відходили на задній план і поступалися місцем новим принципам приватної власності, праву, ієрархії й силі. Традиційні соціальні осередки, куди зазвичай входило не більше 200 осіб, поволі об’єднувалися у великі конче ієрархічні структури. Із поширенням землеробства починають з’являтися нові складніші структури, які заступали собою племінні, родинні принципи.

Один зі способів відстежити відносини та ієрархію в поселенні, де живе тисяча людей, — проектування традиційних принципів родинності назад у часі. Ось як це виглядає: якщо ваші батьки, прабатьки і прапрабатьки походили від старших дітей із кожного покоління, ви можете вимагати права старшості для себе і всієї своєї родини. Цей механізм дозволяв розподіляти цілі родини й покоління за старшістю. Саме так почали зароджуватися класи і касти. Але талант і обдарованість теж мали значення. Оскільки люди жили дуже близько одне до одного у великих поселеннях, між ними частішали суперечки щодо прав на майно і спадок, траплялися сутички й пошкодження власності, які так нагадують зіткнення між протонами при утворенні згустків речовини, з якої утворилися перші зорі. Але владнання суперечок у великому селі дуже відрізнялося від вирішення сімейної сварки.

Посередники й судді мали бути делікатними, тактовними, розумними й досвідченими. Іноді їм доводилося насаджувати свою волю силою.

Сучасні дослідження невеликих сільських громад показали, як багато проблем виникає при простих формах керівництва, коли певні особи, відомі своєю винятковою щедрістю або винятковою волею, знаннями традицій і законів, праведністю або відвагою в бою, отримують доволі скромну владу над своїми односельцями. Якщо ці люди соціально і політично тямущі, вони можуть стати «великими людьми», лідерами, відомими своєю щедрістю, своїми управлінськими і організаційними навичками. Система рангів, ієрархія, заснована на родоводі або здібностях, заклала фундамент для класового або кастового розшарування суспільства. Основні принципи імперської влади закладалися вже в боротьбі й святкуваннях стародавніх поселень.

Зі збільшенням кількості людей і зв’язків між ними потужність і синергія механізму колективного навчання теж підвищилася. Впровадження багатьох інновацій вело до невеликих поступових удосконалень у багатьох галузях сільського господарства; деякі з цих інновацій призводили до значних змін. Двома найважливішими були одомашнення великої худоби й поява великих систем зрошення.

Уперше люди почали одомашнювати тварин, приблизно коли з’явилися домашні види рослин. Собак приручили ще збирачі. Вони допомагали на полюваннях, захищали помешкання й навіть зігрівали людей у зимові холоди. Але спочатку одомашнення тварин було неефективним. Тварин тримали в загонах, дуже дорого годували, а потім забивали, щоб отримати м’ясо, шкури, кістки й сухожилля. 6–7 тисяч років тому, особливо в регіонах із великими пасовиськами, де можна було утримувати великі стада худоби, орачі й тваринники винайшли кілька методів використання тварин до того, як забиватимуть їх на м’ясо. Люди почали доїти корів, кобил, кіз і овець, стригти овечу й козину вовну, їздити верхи на конях і запрягати їх у вози. Археолог Ендрю Шерратт назвав появу цих нових методів «революцією побічної продукції», оскільки люди навчилися використовувати як первинний продукт одомашнених тварин (ресурси, отримані при забиванні), так і вторинний, побічний продукт (енергію і ресурси, які тварини дають, поки живі). Аж до сучасності ці потужні технології обмежувалися афро-євразійським регіоном, оскільки в Америці через винищення більшості видів мегафауни залишилося дуже мало потенційно домашніх тварин. Однак у деяких частинах Афро-Євразії, таких як Центральна Азія, Близький Схід і Північна Африка, зростання продуктивності вторинних продуктів було настільки велике, що цілі громади почали жити з власної худоби: люди переміщалися разом із тваринами від пасовища до пасовища й жили в наметах, повертаючись, таким чином, до кочового способу життя. Ми називаємо таких людей пастухами-кочовиками. Завдяки своїм постійним переїздам пастухи-кочовики стали ідеальною ланкою між віддаленими територіями: вони переносили з однієї частини світу в іншу ідеї, технології, товари, людей і навіть захворювання, подорожуючи разом зі своїм крамом по всій Афро-Євразії так званими шовковими шляхами.

Ще одним трансформативним чинником стала система зрошення земель. У Месопотамії через перенаселення дедалі більшій кількості землеробів довелося з добре зрошених нагір’їв Родючого півмісяця переміщатися до посушливих південних земель у серці сучасного Іраку, крізь який несли свої води дві величні річки — Тигр і Євфрат. Тут було так мало опадів, що для бодай якогось землеробства необхідно було підводити воду з річок. Спочатку орачі використовували прості канави, які рили самотужки, але згодом спільними зусиллями багатьох громад вдалося побудувати і підтримувати роботу складних систем каналів і дамб. Найбільші з цих систем потребували тисяч робітників, серйозного керівництва й координації. Але в регіоні, де великі річки тисячоліттями розливалися і збагачували ґрунти, результат був разючим. Там, де була можливість звести іригаційні системи, землеробство почало розвиватися семимильними кроками. Так відбувалося на півночі Індії, у Китаї, Південно-Східній Азії і зрештою в деяких регіонах Америки. Там, де сільське господарство спиралося на системи поливу, кількість населення збільшувалася дуже швидко, але ці системи вимагали підвищення рівня соціальних зв’язків і співпраці, тому невеликі аграрні поселення набагато швидше стали поєднуватися в більші соціальні і політичні структури.

Із покращенням методів обробітку землі й розповсюдженням сільського господарства населення планети швидко збільшувалося. За сто тисяч років кількість людей на Землі наприкінці останнього льодовикового періоду досягла 5 мільйонів. 5 тисяч років тому ця цифра вже збільшилася в чотири рази — до 20 мільйонів. 2 тисячі років тому людей уже було близько 200 мільйонів, у 40 разів більше, ніж наприкінці льодовикового періоду.

Але зростання населення ніколи не було постійним. Час від часу воно переривалося природними катастрофами в різних частинах світу. Стихійні лиха, голод, війни і смерть — Чотири вершники Апокаліпсису — панували впродовж цілої аграрної ери. Як згадувалося раніше, на відміну від кочових таборів, в осілих поселеннях накопичувалися відходи й було багато шкідників, тому швидко поширювалися різні захворювання. Там, де з’являлося нове захворювання, до якого в людей іще не було імунітету (наприклад, натуральна віспа), нерідко вимирала половина мешканців. Орачі були вразливішими перед голодом, ніж збирачі, оскільки могли покластися на дуже обмежену кількість їстівних культур. Коли закінчувалася їжа, люди могли деякий час протриматися на бур’янах, жолудях і корі, але надовго цього не вистачало. Першими починали страждати й помирати найменші і найстарші. Зі збільшенням кількості населення люди почали боротися за землі, воду та інші ресурси. Ця боротьба вивільнила третього вершника, нищівнішого, ніж хвороби й голод, — війну. Він часто «працював» пліч-о-пліч із ними. Люди завжди за щось змагалися, але в аграрному суспільстві до боротьби й битв залучалося дуже багато народу, а зброя стала небезпечнішою, коли у сторін з’явилися металеві списи, колісниці й облогові машини. Четвертий вершник, смерть, наздоганяв трьох перших.

Так чи інакше, людська історія увійшла в дуже динамічний період, коли зміни стали постійними. Зі зростанням чисельності, розміру й складності людського суспільства було закладено основи аграрних цивілізацій, які панували в цьому світі останні п’ять тисяч років.

136 Vaclav Smil, Harvesting the Biosphere: What We Have Taken from Nature (Cambridge: MIT Press, 2013).

137 Jared Diamond, Guns, Germs, and Steel: The Fates of Human Societies (London: Vintage, 1998) [укр. пер.: Даймонд Дж. Зброя, мікроби і харч. — К.: КМ-Букс, 2018] — у останньому розділі автор розвиває ідею про природний експеримент.

138 Див.: www.theaustralian.com.au/national-affairs/indigenous/ aborigines-were-building-stone-houses-9000 -years-ago/news-story/30ef4873a7c8aaa2b80d01a12680df77.

139 Прекрасний останній огляд змін гендерних ролей в історії людства: Merry E. Wiesner-Hanks, Gender in History: Global Perspectives, 2nd ed. (Malden, MA: Wiley-Blackwell, 2011).

140 Marc Cohen, The Food Crisis in Prehistory (New Haven, CT: Yale University Press, 1977), 65: «Усі племена й суспільства одне за одним змушені будуть прийняти сільське господарство в наступні кілька тисяч років».

141 Chris Scarre, ed., The Human Past: World Prehistory and the Development of Human Societies (London: Thames and Hudson, 2005), 214–15.

142 Bruce Pascoe, Dark Emu: Black Seeds: Agriculture or Accident? (Broome, Australia: Magabala Books, 2014), описує багато австралійських методів вирощування; серпи описані тут: 456, Kindle.

143 Jared Diamond, Guns, Germs, and Steel.

144 Peter Bellwood, First Migrants: Ancient Migration in Global Perspective (Malden, MA: Wiley-Blackwell, 2013), 124.

145 Smil, Harvesting the Biosphere, loc. 2075, Kindle.

146 Merry Wiesner-Hanks, ed., Cambridge World History, vol. 2 (Cambridge: Cambridge University Press, 2015), 221, 224–28.

147 Robin Dunbar, Human Evolution New York: Penguin, 2014), 77.

9 Аграрні цивілізації

У ті дні житла Аґаду були наповнені золотом,

його яскраві, блискучі будинки були наповнені сріблом,

у коморах складали мідь, олово, дорогу ляпіс-лазур, зі сховищ сипалися корми…

на його причалах завжди було багато човнів і юрмилися люди…

його стіни стриміли у височінь, як скелі…

і ворота — як Тигр, що відносив води до моря,

свята Інанна відчиняла ворота міста.

Шумерська поема, англ. пер. С. Н. Крамера

Аграрні поселення та їхні мешканці стали ключовим джерелом людських і матеріальних ресурсів аграрних цивілізацій, які панували останні 5 тисяч років людської історії. Якщо поглянути на тих, хто стоїть за імперськими арміями й містами, храмами й пірамідами, торговельними караванами й флотиліями, за літературою і мистецтвом, філософією і релігіями аграрної цивілізації, на другому плані, часто далеко від центру, можна побачити тисячі аграрних поселень, а також величезну кількість іще біднішого населення — безхатьків, пройдисвітів, знедолених, які часто були рабами. Люди з цих нижчих класів виробляли більшу частину зерна і м’яса, багато полотна і шовку, і саме їм належала більша частина праці (як вільної, так і невільної), необхідної великим містам. Її результатами були шляхи і палаци, храми й шовкові тканини, вина й коштовності багатіїв. Люди з цих класів та їхні коні служили в арміях. Аграрні цивілізації потребували людей, матеріального багатства й великої кількості енергії, яку виробляли поселення, для творення складних соціальних структур, яких іще не існувало в історії цієї планети. Як і всі живі організми, вони накопичували інформацію, оскільки вона давала владу і доступ до більшої енергії і ресурсів.

Поява аграрних цивілізацій є ще одним порогом складності. Однак цивілізації будувалися на фундаменті, створеному тисячолітньою еволюцією аграрних племен і громад, тому ми розглядатимемо їхнє виникнення не як абсолютно новий поріг, а як другу фазу порога, на якому утворилося сільське господарство.

Щоб осягнути розуміння причин і наслідків виникнення аграрної цивілізації, ми зосередимося не на історіях окремих цивілізацій, а на питаннях, поставлених іще на початку сучасної праісторії: якими були «умови Золотоволоски» для переходу на цей рівень складності? Якими були нові властивості аграрних цивілізацій? І якими були потоки енергії, що підтримували функціонування цих властивостей?

Надлишки, ієрархія і розподіл праці

Попри голод, хвороби і війни, кількість аграрних поселень зростала, вони поширювалися впродовж усього голоцену, оскільки переважно виробляли більше, ніж потрібно. Люди перетворили енергію сонячного світла на надлишкове багатство. Цим аграрні суспільства відрізнялися від суспільств збирачів-мисливців, які накопичували знання, але ніколи не мали потреби накопичувати надлишки продуктів, оскільки їжа й сировина, яких вони потребували, завжди були поряд.

Навіщо так важко працювати на полі, запитає нас хтось із сучасних збирачів із пустелі Калахарі, коли горіхи монґонґо завжди висять на деревах?148 У збиральницьких суспільствах повільне накопичення знань примушувало людей мігрувати й шукати нові умови життя, а не накопичувати продукти. Натомість аграрним суспільствам доводилося щедро запасатися, оскільки врожай можна збирати лише тижнів два, а обробляти і їсти — рік або й більше. Таким чином, усі аграрні громади мали домогосподарства, комори, сараї та поля, повні продуктів, що чекали на споживання.

Зі збільшенням продуктивності надлишки почали перевищувати щорічні потреби. Надлишок людей, надлишок товарів і надлишок енергії стали ознаками нових форм багатства, які порушили питання: хто контролюватиме це багатство (й користуватиметься ним)? З часом усе надлишкове багатство розподілить між собою невелика, але потужна меншість, а структури, створені для вилучення цього багатства, часто шляхом грубої сили і примусу, стануть м’язами й сухожиллями аграрних цивілізацій.

Надлишкове багатство означає надлишок людей. Зі зростанням продуктивності настав момент, коли далеко не кожна людина потребувала власного фермерського господарства. Таким чином з’явилися нові соціальні функції. Багато людей стали рабами. Ті ж, хто не займався аграрним виробництвом, зрештою почали контролювати більшість надлишків, зайнявши певні корисні суспільні ролі. Вони ставали священиками, гончарями, солдатами, філософами чи правителями. Фахівці перетворювалися на експертів у своїх вузьких царинах. Але розподіл праці створював і нові форми залежності. Кількість соціальних ролей збільшувалася, людські суспільства, як і перші багатоклітинні, почали об’єднуватися у структури, стали більш диференційованими, взаємозалежними й комплексними. З’явилися нові єднальні структури, соціальні еквіваленти скелетів, м’язів і нервових систем.

Ремісники були більш залежними від структурних зв’язків, ніж селяни, зазвичай здатні себе прогодувати. Завдяки археологічним даним ми можемо відстежити розвиток розподілу праці. Класичним випадком є розвиток гончарства у Месопотамії. Перші тамтешні гончарські вироби дуже прості й своєрідні, переважно виготовлені у звичайних землеробських господарствах. Але вже 6 тисяч років тому ми бачимо спеціалізовані майстерні з гончарними кругами. Гончарі виготовляли багато стандартних мисок, тарілок і кухлів, які продавалися на доволі великих територіях. Ці вироби вже схожі на продукцію фахових ремісників, які займалися лише однією справою і вкладали багато ресурсів у обладнання й тривале навчання. Вузький профіль зайнятості привів до появи нових навичок і методів, він став як мірилом, так і рушійною силою технологічних змін. Наприклад, гончарям потрібні були печі для обпалювання своїх виробів, і згодом ці печі стали ефективнішими, могли утримувати вищі температури й давали кращий результат. Саме хороші печі були потрібні й для виділення міді, олова або заліза з руди. Ці метали потім плавилися, кувалися, згиналися, формувалися і перетворювалися на господарські товари, прикраси і зброю. Мідники, срібники, золотарі, ковалі — усі користувалися технологіями, які вперше запровадили звичайні гончарі.

Зі збільшенням надлишків більшало й фахів. 5 тисяч років тому в місті Урук, що у Південній Месопотамії, хтось уклав список зі ста професій. Вочевидь, він був відомий серед мешканців міста і дуже важливий не лише для них, оскільки багато мандрівних писарів переписували його впродовж багатьох століть. До списку в ієрархічному порядку входили царі, царедворці, священики, збирачі податків, писарі, майстри по сріблу, гончарі й навіть зірки тогочасного шоу-бізнесу — заклиначі змій. Гончарі й заклиначі змій, на відміну від селян-аграріїв, не виготовляли продуктів харчування, шкіри або тканин, отже, мусили годувати себе й свої родини, обмінюючи товари й послуги на їжу та інші необхідні речі. Ось чому торгівля, ринки й засоби обліку, такі як монети і письмо, були настільки ж важливі для складних суспільств, як артерії і вени — для людських тіл. Завдяки їм об’єкти й енергетичні потоки, які вони представляли, могли переходити від особи до особи й від групи до групи. Навіть фахівці з релігійних питань, яких ми називаємо священиками, мали торгувати своїми духовними послугами, щоб отримати їжу й задовольнити інші потреби. Коло храмів завжди можна знайти пожертви та подарунки.

Ступінь спеціалізації обмежувався продуктивністю господарства і кількістю людей, яких селянину доводилося годувати додатково. У більшості аграрних цивілізацій одну людину, яка не займалася сільським господарством, доводилося утримувати десяти селянам. Саме тому більшість людей мусили ним займатися. Навіть у перших містах люди вирощували збіжжя у дворах, на городах або за міськими стінами. Але попри те, що більшість населення становили саме селяни, які й приносили найбільше ресурсів, важливість майстрів і ремісників постійно зростала, оскільки суспільства ставали дедалі взаємозалежнішими. Фермери почали купувати господарчі дрібнички або землеробські знаряддя, і їм часто доводилося мати справу з торговцями, збирачами податків, землевласниками й наглядачами. Між містами подорожували різні ремісники, майстри і купці; вони перевозили і розповсюджували товари та ресурси, виготовляли монети, що використовувалися на ринках, металеві плуги і мечі, які купували селяни й солдати, утримували рахунки, наглядали за виконанням законів, молилися богам від імені інших або організовували й керували багатьма людьми і процесами. Саме вузькі спеціалісти стали опорою аграрних цивілізацій. І через це згодом саме вони стали керівною, панівною силою суспільства.

Разом з вузькофаховістю зростала й нерівність. Ранні аграрні громади були достатньо рівноправними, навіть коли їхня чисельність почала перевищувати 150–200 осіб. Неолітичне місто Чатал-Гююк (розташоване на території сучасної Туреччини) процвітало приблизно 8–9 тисяч років тому. Усі господарства в ньому були однакові, хоча населення міста добігало кількох тисяч. Однак за деякий час починає вирізнятися дедалі численніша заможніша меншість. Розглянемо один приклад: поблизу Варни, на березі Чорного моря, існує поховання віком 6 тисяч років, де налічується близько 200 могил. У більшості з них археологи знаходили лише людські кістяки. Подекуди з людиною ховали якийсь невеликий крам. І лише в 10 % поховань учені знайшли багато побутових речей: в одній могилі їх було більше тисячі — золоті браслети, мідні сокири і навіть крайня плоть149. Це дуже відомий трикутник багатства: одна людина нагорі, 10 % вершків населення і більшість, яка ледь жевріє на межі існування. Коли археологи знаходять багаті поховання маленьких дітей, вони впевнюються, що тут ієрархія передається крізь покоління, бо в дітей іще не було часу досягти високого статусу самостійно. Це і є ознаки аристократії та кастовості. Великі будівельні проекти, палаци, піраміди, зікурати й храми, так само промовисто показують, що певні люди мали достатньо влади, щоб організувати і примусити працювати багатьох інших.

Зі зростанням розриву між бідністю і безправ’ям одних і владою та привілейованістю інших почала зростати потреба в системі, яка б підтримувала цей розрив. Хтось повинен був наводити порядок на ринках, карати крадіїв і шахраїв, рахувати податкові надходження й примушувати селян, волоцюг і рабів обслуговувати канали і працювати на будівництвах палаців. Комплексні суспільства також потребували релігійних службовців, щоб молитися богам про дощі й захист від хвороб. Якщо структура занепадала, це сильно впливало на всі прошарки суспільства. Саме тому навіть простолюд, який жив у жахливих умовах, зазвичай підкорявся господарям.

Антропологи вивчали появу ієрархій у сучасних невеликих спільнотах Меланезії й західної Океанії. Тутешні впливові фігури (великі люди або вожді) будували свою владу на повазі й лояльності родини, прибічників і послідовників. Але їхня влада завжди була нестабільною. Якщо їм не вдавалося розподіляти багатства і привілеї так, щоб зберегти лояльність послідовників, вони могли швидко втратити владу, багатство, а іноді й життя. Навіщо йти за тим, хто не може підкорити вас силою й від кого ви не отримуєте ніякої користі?

Відтак у великих суспільствах з’явилися ще впливовіші правителі; вони керували сотнями тисяч людей і контролювали такі великі потоки багатства, що самі (чи з прибічниками) могли купити силу і м’язи, аби нав’язати свою волю силою за потреби. Справді, в аграрних цивілізаціях застосування сили для вилучення виробничих ресурсів, результатів праці чи коштів стало повсюдною практикою. Таким чином аграрні цивілізації прийшли до рабства і насильницької праці. Методи, якими вилучалися майно й трудові ресурси, показують, що селяни мало чим відрізнялися від рабів. Чудовий документ, написаний у Єгипті у 2 тисячолітті до нашої ери, проливає світло на способи, якими багатші прошарки населення примушували бідніших відмовлятися від надлишкових ресурсів150. Автор, писар, пояснює, чому добре бути писарем. Подумайте про важку працю селян, про довгі години, які їм доводиться проводити в полі у спеку і холод, або доглядати скот, або лагодити обладнання і будівлі. І тільки уявіть, що може статися, коли прийде збирач податків разом із озброєною охороною.

Один каже [до селянина]: «Віддавай зерно». «У мене немає», — [відповідає той]. Його нещадно побили, зв’язали й кинули у криницю сторчголов. Дружину зв’язали у нього на очах, дітей закували в кайдани, а сусіди перелякалися і втекли.

Усе це трохи карикатурно, але в нас достатньо свідчень про грабіжницькі методи, які використовувалися в усіх аграрних цивілізаціях для підтримання порядку й вилучення надлишкових ресурсів у більшості населення.

Переважно маються на увазі силові структури, які мали у своїх руках і можливості, й засоби такого контролю на територіях цілих держав. Держави виникали в суспільствах, де було достатньо населення й багатства для утворення великих і малих міст та сіл і надлишкової робочої сили, яка могла платити за створені з себе самої армію і бюрократичний апарат.

Від малих містечок до великих міст і правителів: мобілізація і новий трофічний рівень151

Зі збільшенням населення й надлишків зростали й розміри найбільших людських громад. Останні, як і люди, почали спеціалізуватися. Деякі поселення розширилися й набули нових ролей, оскільки, наприклад, розташовувалися поблизу великих шляхів, контролювали річкове сполучення, мали ринки, які приваблювали купців із інших поселень, або певні релігійні осередки. Чатал-Гююк, що в південній Анатолії, було оточене прекрасними плодючими полями, але там ще й видобували обсидіан, міцне вулканічне скло, з якого виготовляли тонкі гострі неолітичні леза. Населення цього міста торгувало лезами аж із Месопотамією. В Єрихоні, одному з найстаріших міст світу, перші люди оселилися в часи натуфійців, оскільки тут було джерело води, яке ніколи не пересихало. Близько 9 тисяч років тому Єрихон перетворився на місто, що налічувало майже три тисячі людей.

Міста росли й пропонували нові послуги, вакансії й товари. Міста приваблювали нових мешканців і з часом отримали певну владу над навколишніми селами й містечками. 5 тисяч років тому деякі містечка розрослися і стали містами — великими різнобарвними фаховими громадами, підтримуваними навколишніми селами й містечками. Саме через різноманітність навичок, занять, товарів і людей у містах вони стали осередком технологічного, комерційного й політичного руху всіх аграрних цивілізацій і вабили людей із навколишніх поселень.

Поява великих міст і держав є ознакою фундаментальної трансформації людського суспільства.

Традиційні держави дуже відрізнялися від сучасних. Перш за все, їм бракувало комунікаційних технологій і бюрократій, які дозволяють сучасним державам втручатися в життя своїх громадян. Традиційні правителі могли застосовувати величезну силу локально, але щоб надіслати наказ у провінцію, доводилося витрачати кілька місяців і ще стільки ж чекати відповіді або результату. Тому вдалині від центру влада правителя залежала від непевної ієрархічної структури місцевих володарів, які часто керували своїми територіями більш-менш незалежно. А втім перші держави стали важливим явищем в історії людства. Всі вони взяли на себе право збирати багатство аграрних громад, містечок і міст в обмін на певний ступінь захисту. Як писав англійський політичний теоретик Томас Гоббс у книзі «Левіафан» (1651), право розподіляти ресурси «за всіх форм правління належить Верховній владі. Бо там, де немає Держави, виникає… безперервна війна кожної людини проти свого сусіда»152. Традиційна еліта була зобов’язана своєю владою зокрема внутрішній слабкості та ізоляції традиційних аграрних громад. Як вказував Карл Маркс, селяни були об’єднані, як бульба в мішку153. Це зробило їх вразливими до хижацького винищення, оскільки навіть слабкі правителі могли скористатися невеликою кількістю силових структур, щоб поступово нав’язати свою волю село за селом. Саме таким нерівним розподілом сил можна пояснити, чому впродовж багатьох тисяч років невеликі групи багатших меншин і правителі панували над величезною кількістю селян і ремісників.

Історія перших міст, перших держав і перших аграрних цивілізацій тісно пов’язана з Шумером, що в Південній Месопотамії. Тут близько 5500 років тому доволі швидко виросла ціла група споріднених міст. Місто Урук на півдні Месопотамії часто називають першим містом в історії. Це було місто-порт, розташоване на берегах річки Євфрат. Як і більшість міст Месопотамії, воно залежало від комплексних добре керованих іригаційних систем, що живилися головними ріками регіону. Місто також межувало з болотами південної річкової дельти. Фактично воно могло вирости в період посухи, коли люди вимушені були мігрувати з навколишніх поселень і містечок до міст, де існували системи зрошення. 5500 років тому населення Урука досягло позначки в 10 000 осіб, які мешкали на обох берегах Євфрату. Через двісті років ця цифра сягнула 50 000. Усі ці люди проживали на площі у два з половиною квадратних кілометри154. У певний момент русло річки Євфрат змістилося й стало проходити по краю міста.

Цифра 50 000 мешканців сьогодні не надто вражає, але в ті часи Урук був містом-монстром — можливо, найбільшим поселенням за всю історію людства. Тут були два великі храмові комплекси, отже, містом керували або владні священики, або королі, здатні мобілізувати працю тисяч людей, здебільшого рабів. Майстерні Урука виготовляли дивовижної краси предмети, тут були склади зерна й коштовностей. Через кілька століть виник перший письмовий епос, що описував місто в часи царя Гільгамеша, звідки ми можемо дізнатись, яким було тоді місто. Ми могли б побачити величні храмові комплекси й прекрасні палаци, сади, вузькі вулички й проходи між майстернями, готелями і святинями. Місто було оточене стіною з випаленої цегли, канали вели до гавані та прилеглих оброблених земель. В епосі про Гільгамеша цар промовляє: «Третина — місто, третина — сад і ще третина — поле, де влаштувала свій дім богиня Іштар». Археологи знаходили товари, виготовлені в Уруці, в різних кутках світу, навіть в Анатолії і Єгипті, — отже, купці з Урука торгували на дуже різних і часто дуже віддалених територіях.

Десь 5 тисяч років тому в Уруці в храмах Інанни з’явилися перші листи на глиняних табличках. Ускладнення означало збільшення обсягу інформації, а письмо було новою технологією, яка дозволяла багатим і владним людям стежити за накопиченням своїх ресурсів та енергетичних потоків. Майже всі ранні записи з Месопотамії — це списки облікованих тварин, товарів тощо: стільки-то корів, стільки-то биків, стільки-то овець, стільки-то тюків тканини, стільки-то рабів. Вони розповідають нам про початок нового світу — світу дедалі більшої нерівності, де правителі, аристократи й службовці контролюють потоки інформації і влади, які дають їм можливість зосередити більше енергії й товарів, вироблених рабами, фермерами і ремісниками.

У Британському музеї зберігається реконструйований артефакт, який дає нам змогу зазирнути в міста Південної Месопотамії, які існували майже 5 тисяч років тому. Цей дивовижний артефакт називається Штандарт Ура. Це прямокутний предмет, схожий на коробку. Він міг бути музичним інструментом і його могли носити на парадах. Справжнє його призначення нам невідоме. Панелі Штандарта інкрустовані перламутром із Перської затоки, ляпіс-лазур’ю з Афганістану й червоним камінням з Індії. З одного боку зображене місто Ур у мирні часи. Фігури, схожі на царя й вельмож, сидять за святковим столом, а поряд музика грає на лірі. Фігури царя і його почту зображені більшими за фігури слуг: цей художній підхід підкреслює їхні статус і значущість. На нижніх панелях зображена худоба і товари, привезені в місто, найімовірніше, до свята. Надлишки, виготовлені фермерами й ремісниками, переходять із нижніх груп населення до верхніх, де споживаються елітою. Інша панель Штандарта показує Ур під час війни і частково зображає сили, які підтримували потужність влади й багатства. На вершині зображена найбільша фігура, яка, безумовно, уособлює царя. Знизу ми бачимо військо в одностроях і полководців на колісницях, запряжених віслюками. Хтось із них топче ворогів, а хтось тягне голих полонених, на тілах яких добре видно поранення.

Месопотамські міста 5 тисяч років тому представляли шар суспільства, який домінуватиме впродовж наступних кількох тисяч років. Добре оснащені, дорогі в утриманні армії дозволяли правителям і еліті відбивати напади чужоземних ворогів і підтримувати рівень влади й багатства, від яких залежала їхня сила. Подібно до протонних насосів, які підтримують градієнт енергії через клітинні мембрани, воїни та збройні дружини дворян підтримували певний рівень переконання і примусу, завдяки якому багатство перетікало з поселень до містечок, а потім до міст і владної верхівки. Зображення цієї верхівки з прекрасно вбраними царями й повелителями, що погрожують ворогам і підданим, з’являються в усіх аграрних цивілізаціях.

З точки зору екології держави і їхні правителі являють собою нову ланку в харчовому ланцюзі, новий трофічний рівень. Ми бачили, як енергія сонячного світла потрапляє в біосферу шляхом фотосинтезу і від рослин потрапляє до травоїдних, а потім — до м’ясоїдних тварин. Ми так само бачили, як більша частина цієї енергії втрачається на кожному рівні у вигляді своєрідного податку на сміття. На верхніх рівнях залишається набагато менше енергії, саме тому левів менше, ніж антилоп. Сільське господарство збільшило обсяг доступних людям ресурсів, тому держави могли додати до верхньої частини ієрархії ще одну трофічну ланку. Правителі, вельможі й чиновники почали вичавлювати собі багатство з праці селян, які, своєю чергою, отримували енергію і продукти харчування від землеробства. Держави використовували ці нові потоки праці, продукції і енергії, щоб розплачуватися за армії, бюрократів, палаци й цінності, які робили їх сильними і багатими.

Якщо ми поглянемо на це з точки зору природних процесів, то зрозуміємо, що багатство насправді ніколи не складається з речей; воно складається з контролю за енергетичними потоками, які рухають, видобувають і трансформують речі навколо. Багатство — це своєрідне спресоване сонячне світло, так само, як матерія — це насправді спресована енергія. Мобілізація цієї сконцентрованої енергії з решти населення разом із потоками ресурсів, створених за рахунок цієї енергії, стала основним завданням для правителів і урядів, яке буде формувати всі аспекти еволюції та історії аграрних цивілізацій.

Насправді мобілізація ресурсів набагато важливіша для традиційних суспільств, аніж для сучасних. У традиційних державах у правителів не було потреби занадто перейматися освітою, здоров’ям чи повсякденним життям більшості підданих, оскільки селяни могли утримувати себе самі. Фактично більшість селян у віддалених поселеннях, поза межами досяжності владних структур держави продовжувала жити своїм життям і займатися господарством достатньо незалежно, отже, головним завданням держави як утворення було вилучення ресурсів. З часом правителі, бюрократи і вельможі добряче набили руку в цій справі. Деякі традиційні правителі, які потребували більших ресурсів, щоб будувати палаци й дороги, наймати нові легіони солдатів і платити за предмети розкоші, вибрали стратегію, притаманну сучасним суспільствам — інвестиції в інновації, спрямовані на підвищення продуктивності. Технологічно вони залишалися консервативними, оскільки зміни були настільки повільними, що нововведення рідко давали значні прибутки протягом одного людського життя й часто руйнували усталені потоки багатства. Володарі могли б інвестувати в розробку і створення нових видів зброї або будувати дороги, але переважно прагнули збільшити свої ресурси за допомогою традиційних технологій і форм мобілізації.

Щоб збільшити багатство і силу, у традиційних владик були три варіанти. Найдалекоглядніші заохочували селян орати цілинні землі, а торговців — розшукувати нову сировину й знаряддя. Але більшість прагнула швидко отримати прибутки, запроваджуючи дві інші, ризикованіші примусові стратегії. Вони сильніше тиснули на населення, ризикуючи отримати у відповідь повстання і економічний занепад. Іноді правителі надсилали до сусідів свої армії, погрожуючи війною й вимагаючи плати за мир. Це був небезпечний, але часто дієвий метод, і саме тому традиційні еліти були такими войовничими. Також це пояснює, чому статуї, які виготовлялися на честь певного володаря, зазвичай показували його вбраним в обладунки і озброєним.

Урешті-решт, це був світ, де ресурси мобілізувалися насамперед через загрозу примусу, а примус та насильство були нормою й повсюдно шанувалися. Якщо ви король, то забирати ресурси в сусідів — надійний спосіб поліпшити економіку власної країни. Якщо вдається (згадайте Александра Великого), вас, найімовірніше, поважатимуть, хоч би скільки горя ви принесли.

Важливість ролі мобілізації стає очевидною, якщо погортати книжки про мистецтво управління державою, які писало багато традиційних володарів. Одним із найяскравіших прикладів вважають трактат «Артгашастра», написаний трохи менше 2 тисяч років тому. У ньому зібрано досвід попередніх поколінь. 4200 років тому на півночі Індійського субконтиненту вздовж ріки Інд виникли кілька сильних держав. Проте так звана Індська цивілізація занепала вже 400 років по тому. Ще через 800 років на берегах річки Ганг з’явилася нова держава. Тоді вже існували технології обробки заліза, які давали можливість вирубувати ліси, а коли землеробство вкоренилося, кількість населення почала різко збільшуватися. У 500 році до нашої ери почали масово з’являтися могутні міста і держави, більші з яких завойовували і захоплювали менші. Протягом наступних двохсот років недалеко від сучасного Патна з’явилося величезне царство Маґадга зі столицею в Паталіпутрі. У період найбільшого розквіту в Паталіпутрі, найпевніше, мешкало приблизно мільйон чоловік, так само, як і в Римі періоду імперії. Приблизно 320 року до н. е. місто Маґадгу завоювала династія Маур’їв після невдалого вторгнення Александра Великого у північну Індію 327 року до н. е. Дехто стверджує, що Каутіл’я, автор «Артгашастри», був міністром при дворі першого імператора династії Маур’їв, Чандраґупти Маур’я, який правив у 320–328 роках до н. е., але, найімовірніше, «Артгашастра» виникла на кілька століть пізніше.

Цей трактат починається так само, як і багато подібних творів — інструкцій з державництва, — твердженням, що найгіршою ситуацією для всіх є відсутність держави і правителя. Світ, де ніхто не може покарати неправедних, «призводить до риб’ячих законів — бо без того, хто карає, сильний пожирає слабкого; а під охороною слабкий процвітатиме»155. Це, звичайно, зручний аргумент для правителів, але він відображає й загальну істину: навіть для більшості селян в організованого життя були свої переваги.

Ось як «Артгашастра» описує основні завдання правителя:

Землеробство й тваринництво разом із торгівлею є частинами господарства. Воно корисне, оскільки дає зерно, худобу, гроші, ліс і людську силу. Завдяки всьому цьому коритимуться йому (правителю) і прибічники, і вороги, і люди ворогів — через казну і військо його. Виробництву і захисту сприятиме… покарання (данда156, жезлом владики); управління ним є управління державою. Останнє — засіб володіння тим, що ще не придбали, збереження придбаного, збільшення збереженого і розподілу збільшеного серед гідних. Від цього залежить колообіг мирських справ. Саме на покарання спирається трійця вед157.

Вочевидь, усе це стосується вилучення ресурсів, механізмів, що спрямовують потоки енергії, праці й багатства від простих селян, працівників і ремісників до владарів для підтримання стабільності держави. Велика частина трактату — це поради щодо збору податків, вибору посадових осіб, формування і забезпечення армій та в’язниць, а також створення умов, за яких селяни зможуть виробляти достатньо багатства для процвітання суспільства.

Надійна інформація була життєво важливою для мобілізації. Насправді для успішної мобілізації необхідно було просто володіти більшою інформацією, ніж ті, в кого вилучалися ресурси. Більша частина «Артгашастри» описує, як правильно створити мережу шпигунів, як вести судові записи і облік державних ресурсів та активів. Дуже важливими були переписи населення. Головний збирач податків повинен був зафіксувати загальну кількість поселень, класифікувати їх за рівнем багатства, за кількістю зерна, худоби, грошей, лісової продукції, робочої сили і солдатів, яких вони могли надати. Правителям міст радили «встановити, скільки проживає чоловіків і жінок (у кожній групі домогосподарств), їхні касти, родоводи, імена і заняття, а також доходи і видатки»158. Місцеві збирачі податків повинні були ретельно відстежувати, скільки на території «землеробів, скотарів, торговців, ремісників, працівників і рабів». Вони повинні були складати списки магів, власників борделів, корчмарів, солдатів, лікарів і чиновників. Іншим чиновникам належало вести облік коней (за віком, кольором, станом здоров’я і походженням), слонів та інших важливих ресурсів159.

Держави, як і живі створіння, є складними адаптивними системами, і в них є багато спільного із живими організмами. Багато письменників і науковців уже давно помітили таку спільність. У вступі до свого «Левіафана» Томас Гоббс описав державу як велетенського монстра, Левіафана:

…великий Левіафан, що зветься Державою, і який є лише штучною Людиною, хоча за статурою та силою більший за Природну людину… у ньому Верховна влада є штучною Душею… Урядовці та інші Судові й Виконавчі службовці — штучними Суглобами; Нагорода та Покарання — нервами… Багатство та Заможність усіх приватних осіб — Силою; Salus Populi (Безпека Народу) його Справою; Радники — Пам’яттю; Справедливість та Закони — витвореним Розумом та Волею; Злагода — Здоров’ям; Бунтарство — Хворобою; а Громадянська війна — Смертю.160*

Головні риси держави справді такі самі, як у живих організмів. Як і в клітинах живих організмів, у держав є напівпроникні кордони, що створюють захищений внутрішній простір. Потоки, які проникають крізь кордон, є важливими для виживання держави, тому вони ретельно контролюються. У державного організму є свій «метаболізм», який мобілізує потоки енергії та ресурсів і розподіляє їх таким чином, щоб організм функціонував, підтримуючи еліти («гідних», як їх названо в «Артгашастрі»), армію і чиновників, які захищають і управляють державою. Для держав, як і для живих організмів, джерелом більшості енергетичних потоків є фотосинтез, завдяки якому фермери можуть споживати енергію сонячного світла. Державам, як і живим організмам, необхідно ретельно керувати енергетичними потоками: занадто мало енергії — держава голодує, занадто багато — піддані голодують і бунтують, а значить енергетичні і ресурсні потоки пересихають. Як живі організми підтримують електричні градієнти (перепади), завдяки яким відбувається обмін між протонами і електронами, так і держави підтримують градієнт переконання і примусу. Вони використовують закони, освіту і релігію, щоб переконати підданих у справедливості своєї влади і сили, а також утримують армії й дисциплінарні примусові групи, завдяки яким можуть досягати покори, коли переконання не діє. Саме тому «Артгашастра» трактує покарання (данда) як основу державності. Примус був необхідним для мобілізації ресурсів у всіх аграрних цивілізаціях — і це допомагає пояснити важливість ведення війни й поширеність фізичних покарань як у суспільстві, так і в сім’ях.

Держави, як і живі організми, відстежують інформацію про свої ресурси і ворогів, щоби вчасно перелаштуватися і пристосуватися до нестабільних середовищ. Постійна готовність до небезпеки та відстежування потоків багатства вимагають певного методу фіксування інформації — і для приставів, і для шпигунів, і для переписувачів. Саме тому в усіх державах розвинувся той чи інший вид письма, хоча б такого, як у інків у Південній Америці, чиї письмена були схожими на вузлики й називалися кіпу. Письмо завжди виникало як засіб фіксування політично важливої інформації. У держав є свої правила, так само, як у клітин є геном. Держави зберігають свої правила в юридичних книгах, у промовах правителів і місцевих посадовців, у таких трактатах, як «Артгашастра», вирізьблених на стовпах, вплетених у колективну мудрість правителів і землевласників і в релігійні традиції.

Якщо ми поглянемо на державу як на такий собі рід або тип політичного організму, то побачимо, що з часом традиційні держави також розвивалися, мірою того, як правителі й еліти навчалися нових методів державного управління й набували нових політичних, військових і бюрократичних навичок. І справді, кількатисячолітня історія держав і аграрних цивілізацій має свої паралелі з історією біосфери: держави займали нові ніші, розвивали нові методи управління й політичні технології, деякі держави зникали, а інші народжувалися, ставали більшими й набували сили і знань.

Поширення аграрних держав

Держави, як і землеробство, почали з’являтися незалежно одна від одної в різних частинах світу. Не дивно, що вони постали там, де сільське господарство вже процвітало протягом доволі тривалого часу й було достатньо розвинене, щоб утримувати велику кількість населення, підтримувати виробництво великих надлишків і давати поштовх для розвитку ремесел і торгівлі, а також містечок і великих міст. Але держави разом з усіма своїми додатками з’являлися далеко нев усіх сільськогосподарських регіонах. Подекуди, наприклад у Папуа-Новій Гвінеї або на берегах Міссісіпі, завдяки сільському господарству з’явилися поселення й певні форми влади, але їх було недостатньо для формування великих міст і тим паче держав. Як і у випадку сільського господарства, поширення аграрних цивілізацій у різних світових регіонах скидалося на поширення інфекційної хвороби.

5 тисяч років тому держави існували лише в Південній Месопотамії і на берегах Нілу. Але вони вже почали врізноманітнюватися. У Месопотамії ранні держави утворювалися навколо одного міста, а міста постійно воювали між собою. На берегах Нілу перші держави були більшими, а окремі міста не мали такої ваги, як месопотамські. Упродовж наступних кількох тисяч років, зі зростанням населення й розвитком політичного устрою, держави Південної Месопотамії ставали потужнішими і контролювали дедалі більшу територію. 4 тисячі років тому держави вже існували на півдні Єгипту в долині Нілу, у Судані і в долині Інду на півночі Індійського субконтиненту, у Центральній Азії й на півночі Китаю на берегах Хуанхе. Пізніше, близько 1000 року до н. е., держави вже існували на всьому східному узбережжі Середземного моря, у Південному Китаї, особливо на річці Янцзи, і частково у Південній Азії. Потужні князівства, які згодом переростали в повноцінні державні системи, також можна було побачити в Європі та Західній Африці. Дві тисячі років тому держави і аграрні цивілізації виникали і в американському регіоні, особливо в Мезоамериці і в Андах, і там працював той самий метаболічний механізм, що і в державах Афро-Євразії.

Держави та імперії ставали дедалі потужнішими та заможнішими. Розвиток технологій управління дозволяв їм охоплювати ширші території і контролювати більше і різноманітніше населення. Естонський політолог Рейн Тааґепера спробував обчислити збільшення території тогочасних держав. За його розрахунками, ранні держави у ІІІ тисячолітті до н. е. покривали зовсім дрібну частку суходолу, щось близько 0,1 мегаметра. (Мегаметр дорівнює мільйону квадратних кілометрів, це приблизно розмір сучасного Єгипту). У ІІ–І тисячоліттях до н. е. площа держав збільшилася до одного чи півтора мегаметра, але все одно становила лише 1 % території всіх сучасних держав. Більшість світу залишалася заселеною незалежними аграрними поселеннями й племенами збирачів-мисливців.

У цей проміжок (2000 –1000 років до н. е.) держави легко занепадали й так само легко народжувалися. В долині Інду, на території сучасного Пакистану, раптом зникла ціла система держав, полишивши по собі багатий археологічний спадок і дражливі досі не розшифровані написи. Але після 1000 року до н. е. почалася нова хвиля і в багатьох регіонах з’явилися нові держави, а старі продовжували розширюватися і процвітати. Імперію Ахеменідів, засновану перським імператором Кіром близько 560 року до н. е. на залишках Ассирійської імперії у Північній Месопотамії, можна вважати першою мегаімперією. У період найбільшого розквіту ця держава займала територію шість мегаметрів (6000 км2). Двома століттями пізніше імперія Маур’їв у Північній Індії розширила свої території до понад трьох мегаметрів (3000 км2), а імперія Хань, що розвивалася на території сучасного Китаю, досягла розмірів імперії Ахеменідів. На зламі епох, у період розквіту Римської і Ханської імперій, у Мезоамериці і Андах почали з’являтися перші держави — щоправда, менші за розмірами й кількістю населення, ніж мегаімперії Афро-Євразійського регіону. Тааґепера зазначав, що дві тисячі років тому державні системи контролювали близько 16 мегаметрів, або 13 % усієї земної поверхні.

З поширенням технологій, товарів, релігій і філософії у великих світових зонах розвиток цивілізації і держав стимулював появу нових форм колективного навчання. Просування популяцій, торговельних мереж і державних систем було зумовлене не лише збільшенням обсягів продовольства та енергії, отриманих від сільського господарства, а й інноваціями. Завдяки більшій кількості людей, які живуть у різноманітніших умовах, інформація та інновації накопичувалися швидше, ніж будь-коли доти. Особливо важливими були технології, які прискорювали обмін: нові форми грошей або кращі кораблі й дороги. У афро-євразійських імперіях будували багато доріг. Зрештою, дороги були головними артеріями імперій. Правителі віддавали накази будувати дороги не лише для того, щоб їхні армії і купці могли швидше пересуватися країною, але й для того, щоб гінці могли швидше доносити необхідну інформацію з периферій про вторгнення ворогів або повстання. Царську дорогу від Сузи, що в Персії, до Сарда поблизу сучасного Ефеса проклав імператор Дарій Ахеменід і описав Геродот. Вона простягалася на 2700 кілометрів і дозволяла гінцям, які періодично міняли коней (для цього було облаштовано 111 зупинок), покривати за 7 днів відстань, яку подорожні зазвичай долали за 90.

Письмо дало правителям можливість зберігати важливу інформацію про свої країни та підданих. Нові військові технології, такі як покращені кінські упряжі, сідла для верблюдів, потужніші катапульти чи швидші колісниці, змінили тактику ведення воєнних дій. Покращення наземних і морських комунікацій відкрило більше можливостей для ділових зв’язків і полегшило перевезення сільськогосподарської продукції. З часів давніх шумерів по всій афро-євразійській зоні розповсюдилися металургійні технології, передавалися навички роботи з бронзою, сплавами міді і олова. Від ІІІ тисячоліття до н. е. горнила стали достатньо вогнетривкими, щоб виплавляти залізо, яке було твердішим, ніж бронза, а також дешевшим, тому що залізні руди були набагато поширенішими і доступнішими, ніж олов’яні чи мідні. У залізному віці (з 1000 року до н. е.) метали вже використовувалися для виготовлення зброї, сільськогосподарських знарядь, кінської збруї, колісниць і візків, а також для побутових потреб — із них робилися каструлі, миски, пательні тощо.

Саме завдяки колективному навчанню почала формуватися освітня, філософська і наукова думка, воно лягло в основу розгалужених теологічних систем основних державних релігій. Більшість держав намагалися впливати на релігію своїх підданих — будували храми, підтримували офіційних священиків, часто переслідували шаманів або інших релігійних діячів, які зберігали неофіційні релігійні переконання і практики. Ранні держави поклонялися місцевим божествам, але з розширенням територій їхні боги теж, здавалося, набували більших повноважень і охоплювали більше сфер життя. У великих імперіях з’являлися верховні божества, як-от зороастрійський бог Агура Мазда, головний бог імперії Ахеменідів. Послідовники вважали цих богів владиками всесвіту, а імперії, де їм поклонялися, стверджували, що керують світом. У всіх основних світових релігіях — юдаїзмі, християнстві, ісламі, релігійних традиціях Риму та Греції, індуїзмі, буддизмі й конфуціанстві, а також релігіях американських народів — завжди були надлюдські боги. Правителі та очільники офіційно встановлених релігійних традицій переважно були в тісному зв’язку, оскільки розуміли, що потужні релігійні переконання можуть посилити системи, з яких отримують зиск.

Вправні правителі знали багато способів збільшити свої багатства. Вони намагалися не допускати занадто сильної експлуатації селян, оскільки розуміли, що заможність і добробут походять саме від них. Надмірне пригнічення селян було небезпечним. Розсудливі правителі захищали простих людей від ворожих армій, чужих владарів і підтримували їх зерном та харчами під час неврожаю. Як сказано в «Артгашастрі», селяни — господарський фундамент держави, отже, мудрому правителю варто піклуватися про процвітання простого люду. Розсудливі правителі підтримували розвиток міжнародної торгівлі, щоб отримувати рідкісні і стратегічно важливі товари — дорогоцінні прикраси, шовкові тканини для багатіїв, олово для виготовлення бронзових виробів, а іноді й зерно для харчування міст. Багато хто торгував людьми: захоплення і продаж рабів як робітників, слуг і солдатів процвітали в степах і на величезних рабовласницьких ринках східного Середземномор’я й Центральної Азії. Щоб отримувати хороший прибуток від торгівлі, правителі мали вкладати кошти в будівництво ринків і караван-сараїв, захищати купців, прокладати дороги та водні шляхи й будувати гавані, щоб товари розходилися якомога далі й поверталися якомога швидше.

Ширилися держави — ширилися і мережі обміну. 4 тисячі років тому месопотамські міста вже торгували з Індією, Єгиптом і Центральною Азією, а частини Центральної Азії торгували з Китаєм. 2 тисячі років тому сухопутним шляхом Афро-Євразії, відомим як Шовковий шлях, і морськими дорогами Індійського океану купці перевозили різноманітні товари: шовк, монети, скляні вироби, спеції. Цими міжнародними шляхами держави обмінювалися, на жаль, не лише корисними товарами — ними переносилися ще й натуральна віспа та бубонна чума. Саме через чуму, епідемія якої розгорілася у Візантії за часів імператора Юстиніана І 1500 років тому, призупинилося зростання населення на найзаселеніших територіях Афро-Євразії.

2 тисячі років тому по всій Афро-Євразії вже процвітали великі імперії — Римська, Кушанська, Ханська, імерії Маур’їв і Сасанідів. Окрім них, було ще багато менших, напівзалежних держав. Упродовж наступного тисячоліття, між початком нашої ери і 1000 роком нашої ери, деякі з великих імперій, як-от Римська і Ханська, розпалися. Епідемії і розпад імперій уповільнили зростання майже на тисячоліття. Але тисячу років тому з’явилися нові ознаки зростання. Села, міста і торговельні мережі з’явилися в раніше не населених районах Південного Китаю, Північної Європи та Африки. Одним із найдивовижніших було піднесення у VIII столітті нових політичних систем, які спиралися на нову світову релігію, іслам.

Через чотириста років, на початку ХІІІ століття, пастухи-кочівники на чолі з Чингізханом утворили нову Монгольську імперію. І хоча її існування тривало не довше століття, це була найбільша імперія за всю історію людства, перша, яка простягнулася майже на всю територію Афро-Євразії, від Кореї до Східної Європи. В обох Америках перші справжні державні системи виникли близько 2 тисяч років тому — в Мезоамериці й Андах. Багато американських держав, таких як держава індіанців майя, будувалися навколо одного міста, схожого на міста-держави шумерів, які існували на 3 тисячі років раніше. За часів існування Монгольської імперії в Америці також уже розвинулися імперські системи, які контролювали великі території з багатьма містами. Це були попередники імперій ацтеків та інків.

Обчислення змін в історії людства в аграрну епоху

Про аграрну епоху в нас нарешті достатньо інформації, щоб спробувати виміряти деякі фундаментальні зміни в людській історії. Ми можемо спробувати оцінити, як людські суспільства використовували енергію і яким чином були пов’язані енергія й ускладнення в історії людства і в історіях зірок та біосфери. Цифри в додатку показують дуже приблизні розрахунки ролі енергії в людській історії та її впливу на життя людей. Цифри, звичайно, дуже неточні, але вони ґрунтуються на ретельних обчисленнях великомасштабних змін. І те, що вони можуть нам повідати, дуже важливе для ширшого погляду і загального охоплення історії людства.

З попереднього розділу ми дізналися, що в період палеоліту людське населення зростало дуже повільно — на чверть мільйона людей кожне тисячоліття протягом останніх 20 тисяч років останнього льодовикового періоду. Цифри в колонці B у додатку свідчать про різке прискорення зростання населення після появи сільського господарства. За 5 тисяч років, між VIII i III тисячоліттям до н. е., людське населення збільшилося в чотири рази, а потім, у V–III тисячоліттях, збільшилося ще в десять разів. Таким чином, за вісім тисяч років людське населення зросло приблизно в сорок разів, у середньому на двадцять п’ять мільйонів кожне тисячоліття, або приблизно в сто разів швидше, ніж у часи пізнього палеоліту.

Такий швидкий приріст став можливим завдяки великим потокам енергії, які навчився споживати наш вид (колонка С). Дві тисячі років тому люди використовували в 70 разів більше енергії, ніж наприкінці останнього льодовикового періоду. Саме цей колосальний енергетичний потік, що утворився завдяки землеробству, допоміг заплатити за зростання населення, покрити різноманітні податки ентропії на складність і нарешті — компенсувати багатства сильних світу цього. Нам навряд чи пощастить побачити, як ці потоки поліпшили життя більшості людей на Землі.

Більша частина енергетичних потоків пішла на збільшення населення. Але в колонці D ми бачимо, що після V тисячоліття до н. е. було невелике збільшення споживаної енергії на одну людину. Ми не можемо точно виміряти, як саме розподілялася ця енергія, але з еволюції аграрних суспільств можна визначити основні статті витрат. По-перше, частина енергії пішла на підтримку складності систем, яка постійно збільшувалася. У колонці F у статистичному додатку наведені дуже приблизні показники зростання складності з урахуванням того, що розмір найбільших міст вказує на ступінь людської спроможності будувати, підтримувати та оплачувати складні соціальні й технологічні структури. Не варто забувати, що міста, як і цивілізації загалом, залежать від величезної кількості організаційних питань та великих витрат на будівлі, дороги, зрошувальні канали, палаци й храми, чиновників, поліцію, ринки та армію. Можна розглядати ці витрати як частину податків на складність, що сплачуються ентропії. Не забуваймо іще про один податок ентропії — податок на сміття. Він складався з енергії, з якої ніхто не отримував ніякого зиску, — енергії, що втрачалася під час воєн, природних лих або епідемій.

Ми знаємо, що частина надлишкової енергії, отриманої від аграрної діяльності, пішла на поліпшення життя верхівки суспільства, яка становила приблизно 10 % населення майже в усіх аграрних цивілізаціях. Еліти контролювали більшість багатств, і, ймовірно, навіть повільне зростання тривалості життя (колонка Е) значною мірою стосувалося саме владних і багатих. Отже, принаймні частина енергетичних ресурсів від сільського господарства певним чином покращувала життя людей. Але того, що залишалося після всіх витрат, не вистачало для підвищення рівня життя решти населення. Саме тому все свідчить, що, хоча деяким людям вдавалося розкошувати, переважна більшість населення жила на рівні прожиткового мінімуму протягом усієї аграрної ери. Французький економіст Томас Пікетті підрахував, що в більшості європейських країн іще до 1900 року 1 % населення володів близько 50 % національного багатства, а 10 % населення контролювали 90 % національного багатства. Решту 10 % розподіляли між 90 % людей. Справжнього середнього класу в сучасному розумінні не існувало, оскільки середні 40 % населення отримували так само мало, як і нижні 50 %. У переважної кількості людей просто майже нічого не було, а левова частка загального капіталу належала меншості161.

При такому розподілі матеріальних благ у більшості аграрних цивілізацій стає очевидно, що енергетичні надбання, отримані від запровадження нових аграрних технологій, покращували життя лише одній десятій населення світу. Але така сама історія відбувалася при будь-яких «золотих лихоманках». Щоб розподілити багатства рівномірніше, необхідні додаткові енергетичні витрати, ще неймовірніші, ніж енергетичний вибух у результаті впровадження сільського господарства. У наступному розділі описано зміни, що підготували людство до переходу через поріг № 8, який став основою для дивовижного, енергетично багатого світу, де ми живемо сьогодні.

148 Richard Lee, “What Hunters Do for a Living, or, How to Make Out on Scarce Resources,” у Man the Hunter, ed. R. Lee and I. DeVore (Chicago: Aldine, 1968).

149 Chris Scarre, ed., The Human Past: World Prehistory and the Development of Human Societies (London: Thames and Hudson, 2005), 403.

150 Цит. за: Alfred J. Andrea and James H. Overfield, The Human Record: Sources of Global History, vol. 1, 4th ed. (Boston: Wadsworth, 2008), 23–24.

151 Трофічний рівень — сукупність організмів, які отримують перетворену в їжу енергію Сонця через однакове число посередників харчового ланцюга.

152 Тут і далі цит. за: Томас Гоббс. Левіафан, або Суть, будова і повноваження держави церковної та цивільної. — Київ: Дух і Літера, 2000.

153 Цит. у: Robert C. Tucker, ed., The Marx-Engels Reader, 2nd ed. (New York: W. W. Norton, 1978), 608.

154 Hans J. Nissen, “Urbanization and the Techniques of Communication: The Mesopotamian City of Uruk During the Fourth Millennium bce,” у: Cambridge World History, vol. 3, Merry Wiesner-Hanks, ed. (Cambridge: Cambridge University Press, 2015), 115–16.

155 Mark McClish and Patrick Olivelle, eds., The Arthasastra: Selections from the Classic Indian Work on Statecraft (Indianapolis: Hackett Publishing, 2012), sections 1.4.13–15, Kindle.

156 Данда (палиця) — архаїчний символ влади і сили (іноді сексуальної). До титулу царя за традицією додавався епітет «дандадхара» (носій жезла). З палицею в руках зображувалися, наприклад, Яма, Крішна, Шива, Індра.

157 Ibid., sections 1.4.1–1.4.4, 1.5.1.

158 Ibid., section 2.36.3.

159 Ibid., section 2.35.4.

160 Гоббс Т. Левіафан, або Суть, будова і повноваження держави церковної та цивільної. — К.: Дух і Літера, 2000.

161 Thomas Piketty, Capital in the Twenty-First Century, trans. Arthur Goldhammer (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2014), 270, і див. таблицю 7.2 на с. 258.

10 На порозі сучасного світу

Відкриття Америки і проходу до східної Індії повз мис Доброї Надії — це дві найвеличніших і найважливіших події в історії людства… Тим, що вони поєднали найвіддаленіші частини світу, дали їм змогу взаємозадовольнити бажання і потреби, приносити радість і задоволення, посилити розвиток різних індустрій, в цілому ці події принесли користь певним сторонам. Однак увесь торговельний інтерес цих подій пройшов повз місцевих мешканців як у східній, так і у західній Індії, усі комерційні вигоди, які могли дати ці відкриття, потонули, загубилися у жахливих нещастях, які вони викликали.

Адам Сміт, Багатство народів. Дослідження про природу та причини добробуту націй162

Тут, пане, я продаю те, чого бажає увесь світ, — силу.

Метью Болтон, головний інвестор Джеймса Ватта, винахідника вдосконаленого парового двигуна

Описуючи попередні пороги зростання складності, ми розглянули певні припущення щодо виникнення «умов Золотоволоски», завдяки яким став можливий перехід через ці пороги. З наближенням до сучасності можна точніше і ясніше побачити, як накопичуються найсприятливіші умови для подальшого інноваційного вибуху, який і дав поштовх до утворення сьогоднішнього світу, світу антропоцену.

Світ 600 років тому

До 1400 року населення світу виросло від майже 5 мільйонів людей, що населяли планету наприкінці останнього льодовикового періоду, до 500 мільйонів. На той час ще існували великі регіони в Австралії, в Африці, центральній Євразії, в Сибіру й на територіях обох Америк, де більшість украй нечисленного населення була збирачами, мисливцями, скотарями і пастухами-кочівниками. Проте більшість людей уже жила в межах аграрних цивілізацій і прямо чи опосередковано залежала від сільського господарства. Справді, більшість людей уже були фермерами. Число аграріїв постійно збільшувалося по всіх кутках світу так само, як 10 тисяч років до того збільшувалося число збирачів. Землероби заповнювали навіть Океанію, оскільки полінезійські моряки вирушали в небезпечні морські походи, мандрували чи не по цілому Тихому океану й заселяли острови. Земля Аотеароа (нинішня Нова Зеландія), остання велика територія обробленої суші в Тихому океані, була заселена приблизно сімсот років тому.

Зі збільшенням чисельності людства зростала й необхідність у нових землях, ресурсах і джерелах багатства. На збирачів і оленярів Сибіру почали сильно тиснути збирачі податків, торговці хутром, купці й кочівники, які захоплювали й продавали хутра, бивні моржів та іншу лісову продукцію. В Австралії, де аграрних держав не існувало, а отже, не існувало й нагальних вимог до додаткових ресурсів, через перенаселення доводилося збільшувати виробництво. У родючих регіонах — таких, як регіон навколо сучасного Сіднея, — зі збільшенням населення племінні території зменшувались, і місцевим землеробам доводилося розвивати спеціалізованіші та інтенсивніші технології. Упродовж останніх століть у Сіднейській гавані жінки ловили рибу волосінню, виготовленою з кори дерева караджонг, і гачками, видовбаними з мушель турбінідів, морських черевоногих молюсків. Такі «пристрої» дозволяли ефективніше рибалити в глибших водах. Жінки виходили на риболовлю вночі на каное, які називалися новай (nowie), і прямо в човнах палили вогнища, щоб зігріватися самим і зігрівати дітей, яких брали з собою. У 1770 році Джозеф Бенкс, один із членів команди капітана Кука, побачив, що затока Ботані Бей наповнюється мерехтливими вогниками каное163. У деяких областях Австралії вже існували напівосілі поселення й подекуди зароджувалося землеробство.

На деяких великих тихоокеанських островах, таких як Гаваї, Тонга і Нова Зеландія, сільське господарство було достатньо продуктивним для підтримки невеликих містечок і малих держав. У Центральній Америці й Андах землеробство поширилося на достатньо великих територіях, щоб забезпечувати не лише великі держави, але й перші американські імперські системи. Центр імперії ацтеків, який швидко розвивався в ХV столітті, лежав у сучасній Мексиці. Її столиця, Теночтитлан, була там, де нині Мехіко. Головний осередок імперії інків, сучасників ацтеків, розташувався на схилах Анд, у Еквадорі й Перу. Столиця інків, Куско, була на південному сході сучасного Перу.

Перенаселення й конкуренція за нові ресурси найбільш гостро відчувалися в Афро-Євразії, найдавнішій, найбільшій, найгустонаселенішій і найрізноманітнішій зі світових зон. У пошуках додаткової енергії та ресурсів правителі, підприємці та голодні до землі селяни змагалися за нові сільськогосподарські землі й форми багатства — хутра, спеції та мінерали164 — і завжди були готові відштовхнути збирачів. Ця жага примушувала селян оселятися на землях, якими раніше вони, найімовірніше, знехтували б: на півночі Скандинавії, у неродючих регіонах України та Росії на краю посушливих євразійських степів. Бажання накопичення збільшувалося й урізноманітнило мережі постачання на теренах Афро-Євразії — збільшився їхній розмір, а також розмаїття й розкіш товарів та ідей, якими люди обмінювалися завдяки Шовковому шляху і морським маршрутам Індійського океану.

У 1400 році пояс людності, міст і сільськогосподарських угідь простягнувся від Атлантичного океану, по обидва боки Середземного моря, через Персію й частини Середньої Азії до Індії, Південно-Східної Азії та Китаю. Найбагатшою та найбільш густонаселеною імперією в 1500 році була держава китайської династії Мін. На початку XV століття тамтешній імператор Юнле спорядив потужний флот, очолюваний євнухом-мусульманином Чжен Ге, який мав перетнути Індійський океан і досягти Індії, Персії й багатих портів Східної Африки. У Чжен Ге були найбільші й найоснащеніші тогочасні кораблі, а їхні численні подорожі мали присмак майбутньої глобалізації, до якої лишилося не так уже й багато. Але після 1433 року, за нового імператора Гунсі, династія Мін відмовилася від цих експедицій. Китай був багатою й самодостатньою державою, тому експедиції Чжен Ге не мали великої комерційної цінності й були надзвичайно дорогими. Новий імператор і його радники вирішили, що гроші можна використати краще — наприклад, на захист північних кордонів імперії від кочових загарбників.

Правителі з меншими ресурсами й меншою кількістю населення мали більше причин шукати багатства за кордоном. Особливо швидко у XV–XVI століттях розширювалося молоде Московське царство. Московія будувала фортифікаційні укріплення, завдяки яким розширяла свої кордони на південь — до родючих, але посушливих причорноморських земель, на південний схід — до Шовкового шляху і ринків Центральної Азії, і на схід — до Сибіру, багатого на хутра й корисні копалини. Османська імперія була найпотужнішою імперією в мусульманському світі. До XVI століття її влада досягла Південно-Східної Європи — через Месопотамію й усю Північну Африку. Після завоювання Єгипту в 1517 році під її контроль перейшли перспективні торговельні шляхи від Індійського океану до Середземного моря і Європи. У тому ж столітті на індійському субконтиненті з’явилася ще одна конкурентна мусульманська імперія — імперія Великих Моголів, заснована Бабуром, нащадком монгольського імператора Чингізхана. Потужні держави та імперії існували і у Африці — на північ від Сахари, уздовж Нілу на західному і східному узбережжі, поцяткованому багатими торговими містами. Європа лежить на західному краю континенту, далеко від багатих торговельних потоків, що проходили Середземним морем та Індійським океаном. Венеціанцям вдалося під’єднатися до цих потоків, але це було нелегко. У 1500 році найпотужнішою імперією в Європі була Священна Римська імперія, безладне й застаріле нагромадження держав, єпархій і князівств, пов’язаних матримоніальними зв’язками і завоюваннями. Вона тягнулася від кордонів Австрії через германські землі до Нідерландів та Іспанії.

У 1400 році світ іще був поділений на окремі зони, між якими не існувало міцних контактів. Але через зростання населення й потреб у накопиченні океанські мембрани між світовими зонами рано чи пізно повинні були прорватися. Хто й коли це зробить, залишалося неясним, хоча, зважаючи на постійний дефіцит ресурсів і накопичення, найпевнішим кандидатом для такого прориву була афро-євразійська зона.

У 1492 році океанські простори між двома найбільшими світовими регіонами нарешті перетнули іспанські кораблі на чолі з генуезцем Христофором Колумбом. Він переконав іспанських правителів підтримати його прагнення відкрити швидкий шлях через Атлантику від Європи до багатих ринків Східної Азії. За наступні три століття мембрани, що розділяли Океанію і зону Тихого океану, також зникли. Вперше в історії люди по всьому світу почали інтенсивно обмінюватися ідеями, товарами, людьми, технологіями, релігіями й навіть хворобами.

Ці зміни виявилися революційними. Уперше з часів єдиного суперконтиненту Панґеї, що утворився завдяки тектоніці плит 250 мільйонів років тому, гени, організми, інформація і хвороби почали поширюватися у єдиній світовій системі. Світовий історик Альфред Кросбі назвав цю екологічну революцію Колумбовим обміном і показав, що глобалізація трансформує біосферу так само, як і людську історію165. У «Маніфесті комуністичної партії» Маркс і Енгельс стверджували, що саме ці зміни дали поштовх розвитку сучасного капіталізму.

Відкриття Америки й огинання Африки дало новий ґрунт для піднесення буржуазії. Східноіндійський і китайський ринки, колонізація Америки, торгівля з колоніями, збільшення обігу коштів і товарів у цілому дали нечуваний доти поштовх торгівлі, мореплавству, промисловості й тим самим викликали в нестійкому, прогнилому феодальному суспільстві швидкий розвиток революційного елементу.

Струс від новоутворених зв’язків між різними світовими зонами виявився настільки потужним, що вже за кілька століть людство переступило восьмий поріг складності. Зміни в цілому глобалізованому світі відбувалися швидко. У минулому колективне навчання працювало на місцевих або регіональних масштабах, тому знадобилося десять тисяч років, щоб сільське господарство розповсюдилося по всій планеті. У світі глобальних мереж трансформація більшої частини планети зайняла кілька століть. Ці зміни були настільки ж важливими, як і все, що відбулося за чотири мільярди років історії біосфери. Несподівано людей об’єднала єдина глобальна сфера думок і знань — ноосфера. У ХХ столітті ноосфера стала рушійною силою змін, які зачепили всю біосферу.

Утворення єдиної світової системи

Європейські мореплавці першими поєднали основні світові зони. Цей простий факт дав європейським правителям і підприємцям колосальну перевагу протягом кількох століть, оскільки Європа, яка колись була далеко від великих центрів багатства і влади, тепер контролювала порти, через які проходили найбільші потоки грошей і інформації в людській історії.

Європейські мореплавці поривалися якомога швидше дістатися до інших світових зон, оскільки їм було нелегко доступитися до багатих ринків Південної та Південно-Східної Азії. Щоб зайняти свою частку ринку, їм потрібно було постійно ризикувати — скажімо, обійти османських торговців, які панували на Середземному морі. Саме тому в XV столітті португальські можновладці почали посилати легкі маневрені каравели, озброєні гарматами, аби їхні екіпажі дослідили західне узбережжя Африки. Ці каравели з трикутними вітрилами, зроблені в дусі ісламських кораблів, із компасами й гарматами, запозиченими в китайців, самі були прикладами інтелектуальної синергії, що постійно відбувалася в афро-євразійській світовій зоні. До 1450 року португальські мореплавці встановили вигідні морські торговельні шляхи з імперією Малі, щоб торгувати золотом, бавовною, слоновою кісткою і рабами, які доти мали перетинати всю Сахару з караваном верблюдів.

Ці скромні досягнення підштовхували конкурентів, і генуезець Христофор Колумб був одним із них. Колумбу вдалося умовити іспанських володарів Фердинанда та Ізабеллу підтримати його експедицію на захід, щоб переплисти Атлантику й досягти Азії напряму. Він вважав (помилково), що відстань до Китаю через Атлантичний океан менша, ніж гадали. Фердинанд та Ізабелла поставили на його ідею, оскільки знали: якщо Колумб має рацію, винагорода буде колосальною. 12 жовтня 1492 року його кораблі досягли острова в Багамському архіпелазі, названого потім Сан-Сальвадором. До кінця свого життя Колумб був упевнений, що приїхав до Азії (або Індії), і саме тому називав людей, яких зустрічав, індіанцями. Однак його дивувала їхня нагота, очевидна бідність166, відсутність кімоно й шовкових суконь. Полонені привели його на Кубу, де він знайшов трохи золота, якого вистачило, щоб переконати Фердинанда та Ізабеллу фінансувати наступні експедиції. Саме завдяки Колумбу між американською і афро-євразійською зонами вперше встановився постійний контакт. У 1498 році, через шість років після першої трансатлантичної мандрівки Колумба, португальський капітан Васко да Гама показав, що Південно-Східної Азії можна досягнути, обігнувши південний край Африки. Індійський океан виявився не просто великим закритим озером, яким його всі вважали.

Багато, можна навіть сказати більшість зустрічей між представниками різних світових регіонів були хаотичними, руйнівними й насильницькими. Відіграло свою роль підозріле ставлення до чужинців, але так само вплинули відмінності в густоті населення, технологіях, структурах соціальної та військової організації й навіть стійкості до хвороб, накопичених протягом багатьох тисячоліть. Були переможці й переможені, і для переможених результати часто перетворювалися на катастрофу. Подібно до появи кисневої атмосфери або раптової смерті динозаврів, це був приклад того, що австрійський економіст Джозеф Шумпетер назвав творчим руйнуванням — невідступної, часто насильницької заміни старого новим, яку Шумпетер вважав основою сучасного капіталізму. Багато суспільств були знищені, багато людей позбавлені волі або життя, але творінню теж було місце: доти нечувані обсяги всесвітнього обміну інформацією розширили колективне навчання до планетарних масштабів, вивільнили потоки інформації, енергії, багатства і влади, які згодом трансформують людські суспільства по всьому світу.

Майже всі переваги отримали спраглі до нових ресурсів держави та імперії на західному краю Афро-Євразії, чиї кораблі вперше прорвалися крізь бар’єри між світовими зонами. Вони вичавлювали все можливе з цих переваг із хижою радістю і безжалісною ефективністю. Упродовж п’ятдесяти років після першої мандрівки Колумба португальці використали свої озброєні каравели для спорудження фортифікацій, які згодом об’єдналися в торговельну імперію в Індійському океані. Ризики, яких зазнавали моряки і торговці, були велетенськими — як і потенційний прибуток. Діставшись Америки, іспанські конкістадори Ернан Кортес і Франсіско Пісарро крихітними арміями взяли під контроль багаті цивілізації інків і ацтеків, вдало маніпулюючи політичними розбіжностями всередині імперій. На допомогу їм прийшли європейські хвороби типу віспи, які винищили до 80 % усього населення американських цивілізацій і зруйнували стародавні соціальні структури і традиції. За рахунок людей і цілих держав конкістадорам таки вдалося розбагатіти самим і збагатити свої країни.

У Америці іспанські завойовники знайшли дещо більше, ніж золото і срібло. Вони знайшли землю, яку можна було використовувати, наприклад, для вирощування цукру, оскільки попит на нього в Європі був величезним і постійно зростав. Іспанці (включно з родичами Колумба) вже мали досвід виробництва дешевого цукру на Канарських островах, де на плантаціях працювали раби. Саме тут вони вперше відчули присмак прибутків, які можна було заробити в Америці, використовуючи насильство й жорстоке ставлення до місцевих мешканців.

У 1540-х роках у Потосі, на території сучасної Болівії, іспанські торговці знайшли гору з покладами срібла. Спершу вони почали розробляти родовище традиційними методами примусової праці, успадкованими від інків, але рівень смертності став настільки високим, що скоро на видобуток стали привозити африканських рабів. Мули тягли вози срібла до мексиканського порту Акапулько, де з нього карбували срібні песо, першу глобальну валюту. Багато песо перепливали через Атлантику, потрапляли до Європи й підтримували місцеву економіку, оскільки іспанський уряд використовував їх для погашення боргів голландським або німецьким кредиторам. Перетинаючи Тихий океан, песо подорожували галеонами до Маніли, яку контролювала Іспанія, й тут купці та вельможі купували на них китайський шовк, порцеляну й інші китайські принади, а потім перепродавали їх у Європі та Америці з великим баришем. Це була класична спекулятивна торгівля.

Купці купували там, де дешево, продавали там, де найдорожче, й отримували величезні прибутки, оскільки маржа між вартістю виробництва і ціною продажу була на перших світових ринках колосальною. Кипуча китайська економіка потребувала срібла й високо його цінувала, тому в Китаї срібло коштувало вдвічі дорожче, ніж у Європі, а завдяки рабській праці в Америці його видобуток був дуже дешевим. Високоякісний шовк, навпаки, був звичайним явищем у Китаї, але рідкісним і надзвичайно цінним у Європі.

Поки кораблям вдавалося уникати загибелі під час штормів або піратських нападів і пограбувань, їхні власники отримували шалені прибутки, граючи на величезних перепадах цін перших некерованих світових ринків. Те, що почали португальці з іспанцями, в XVII столітті продовжили голландці та англійці, коли захопили португальські форти в Азії й почали потроху відкушувати португальські й іспанські колонії в Карибському морі та Північній Америці.

Поряд із багатством у цих потоках розповсюджувалася й інформація, що, як виявилося, мала не меншу цінність. За період між 1450 і 1500 роками було надруковано майже 13 мільйонів книжок, а за період 1700–1750 — близько 300 мільйонів167. Книжки та інформація, яку вони зберігали, перестали бути рідкісною дорогою розкішшю й стали повсякденними супутниками освічених людей. Спекулятивні прибутки стимулювали європейську торгівлю, а рясні потоки інформації — науку і технології.

Європейські мореплавці знайшли нові континенти й острови, побачили нові сузір’я в південному небі й зустрілися з народами, релігіями, державами, рослинами і тваринами, які ніколи не згадувалися у давніх текстах. Цунамі нової інформації струсонуло освітою, наукою й навіть релігією по всій Європі, оскільки саме сюди нова інформація потрапляла найшвидше. Ця інформація змусила європейських учених поставити під сумнів не лише античну науку, а й навіть Біблію. Вона почала підривати основи традиційних історій походження. В Англії XVI століття Френсіс Бекон стверджував, що наука й філософія більше не повинні спиратися лише на давні тексти й мають шукати нових знань так само, як європейські мореплавці: «Завдяки дальнім морським походам і подорожам, які стали в наші часи справою звичною, природа багатьох речей відкрилася нам з іншої сторони, й це може пролити нове світло на філософію»168. «Існує, — писав у 1661 році Ґланвіль, — Америка таємниць і невідоме Перу природи»169, які чекають свого відкриття.

Як вважає Девід Вуттон, сучасний історик наукової революції, «ідея відкриття… це передмова виникнення науки»170. Вивчайте сам світ, а не те, що сказано про світ. Вчіться «підкорювати природу, підкоряючись їй», як сказав Бекон. Це було якраз у дусі сучасної маніпулятивної науки й технологій. У XVII столітті багато вчених почали розуміти, що вони живуть у часи інтелектуальних, географічних і комерційних революцій — і саме знання посилюють людську владу над світом природи. «Що ж до нашої роботи, ми всі згодні, — писав один із членів Королівського товариства у 1674 році, — …що нам доведеться не білити старі стіни, а зводити нові»171. У XVIII столітті європейські мислителі епохи Просвітництва почали усвідомлювати мету, сенс і «прогрес» нових знань. Ідея про те, що люди повинні змінюватися самі й «поліпшувати» світ, почала формувати науку, етику, економіку, філософію, комерцію і політику.

Трансформувався і сам світ думки. Дуже яскраво це описує Девід Вуттон. У часи Шекспіра навіть найосвіченіші європейці вірили в магію і чаклунство, у перевертнів і єдинорогів. Люди були впевнені, що Земля нерухома, а небеса обертаються навколо неї; що комети віщують зло; що форма рослини вказує на її лікувальні сили, тому що бог створив її такою для розуміння людьми; що події з «Одіссеї» відбувалися насправді172. Через півтора століття, за часів Вольтера, думка освічених європейців уже дуже сильно змінилася. Багато хто читав про експериментальні інструменти — телескопи, мікроскопи та повітряні насоси — або навіть колекціонував їх; Ньютона вважали чи не найвизначнішим ученим; люди знали, що Земля обертається навколо Сонця; вже ніхто не сприймав серйозно магію, історії, розказані у стародавніх легендах, розповіді про єдинорогів і (переважно) дива; люди почали більше вірити у верховенство знань і щось подібне до прогресу.

Нова інформація забезпечувала «цеглу і розчин» для знань нового типу. Формулюючи закони гравітації, Ісаак Ньютон мав доступ до небувалих обсягів інформації. Наприклад, він міг порівняти хід паризького маятника з ходом маятників у Америці або Африці. Жодне з попередніх поколінь науковців не могло так глибоко досліджувати й випробовувати свої ідеї й спиратися на таку велетенську кількість різноманітної інформації.

Досягнення Ньютона можна пов’язати з масштабним примноженням знань, які надходили до Європи завдяки заморській торгівлі й відкриттям. Сміливість узагальнити і прийти до універсалій природного світу спирається на колосальну кількість інформації — і самовпевненість — яку європейське панування у великих морях надало таким сухопутним мислителям, як Ісаак Ньютон173.

Приголомшливі потоки капіталу й інформації мали ще один потужний ефект: вони стимулювали комерційні форми залучення ресурсів, які часто називають капіталізмом, чиїм рушієм став градієнт заможності й інформації. Традиційні правителі здебільшого накопичували багатство примусом, обіцянками захисту, а також зверненнями до релігійних і правових органів. Але в усіх цивілізаціях купці накопичували більшість своїх статків діяльності завдяки торгівлі. Торговельний спосіб накопичення залежав від спекуляції: потрібно було десь купити товар дуже дешево і продати його деінде дуже дорого. Торговець повинен був мати початковий капітал для інвестицій та інформацію про те, куди інвестувати. Різке збільшення статків та інформації в перших глобальних мережах обміну відкрило великі комерційні можливості для європейських купців і підприємців. Їхнє багатство і вплив настільки посилилися, що навіть імператори, як-от імператор Священної Римської імперії Карл V, почали в них позичати.

Європейські правителі, як правило, більше прагнули співпрацювати з торговцями, ніж правителі традиційних держав, такі як імператори китайської династії Мінь, бо переважно європейські держави мали скромні ресурси, вели нескінченні війни, і їм постійно бракувало грошей. Бажання таких можновладців підтримувати комерцію було природним. Саме так виник тісний симбіоз між європейськими купцями і правителями. Останні захищали й підтримували комерцію, отримуючи натомість право обкладати податками комерційні статки й мати зиск від їхнього зростання. Це була найперша й найпростіша форма капіталізму — система, якою захоплювалися всі європейські економісти від Адама Сміта до Карла Маркса.

Нове партнерство європейських урядів та підприємців набувало різноманітних форм. Цікавим прикладом є російська торгівля горілкою174. Гнати самогон у Росії почали ще в XVI столітті. Уряд Івана Грозного (який заслужив собі прізвисько через жахливе поводження зі своїми боярами) майже одразу зрозумів: якщо заборонити простому люду гнати горілку вдома (а зробити це було доволі просто, оскільки перегонка вимагала неабияких навичок і обладнання), можна добряче заробити, бо горілка стане одним з небагатьох товарів, які селяни вимушені будуть купувати, а не виготовляти у власних господарствах. Ця потужна речовина, яка змінювала стан свідомості, дуже швидко стала обов’язковим елементом життя всіх селян, які звикли добре святкувати великі релігійні свята й родинні урочистості — як-от весілля або похорони.

Проте постачання горілки в тисячі віддалених поселень, розкиданих на неосяжних територіях, — дуже непросте завдання, яке по силі лише купцям. Отже, разом із торговцями російський уряд вибудував настільки потужну мережу розповсюдження горілки, що в ХІХ столітті на горілчані кошти утримувалася вся російська армія, яка була однією з найбільших у світі. Російському уряду й суспільству довелося платити дуже високі ентропійні податки за складність викачування прибутку з торгівлі горілкою, і зрештою це призвело до високого і небезпечного рівня алкоголізму.

Хоч капіталізм і утворював нові форми нерівності, економісти ним захоплювались, оскільки саме така система була найкращою для накопичення багатства та інформації. Багато хто вже тоді добре розумів, що матеріальне багатство, куплене і напрацьоване капіталістами, — це спосіб контролювати стиснене сонячне світло, енергетичні потоки, що проходять через біосферу. Саме тому в трудової теорії вартості виявилось багато прихильників: зрештою, праця — це енергія. Але спеціалісти розуміли ще й те, що капіталізм особливо сприяє інноваціям у керуванні енергією. Купці, на відміну від правителів, не могли використовувати грубу силу для накопичення багатства (хоча за першої можливості саме так і робили). Переважно їм доводилося брати хитрощами й шукати для цього нову інформацію. Треба було знаходити нові товари й ринки, які ефективно торгуватимуть і скорочуватимуть витрати, а також вигадувати нові методи ведення справ, щоб перехитрити конкурентів. Їм постійно доводилося знаходити нові способи керування накопиченими потоками енергії й ресурсів. І тепер стає зрозуміло, чому дедалі капіталістичніші суспільства Європи ставали багатшими й інновативнішими після того, як Колумб уперше перетнув Атлантику.

У деяких державах, як-от у Нідерландах і Венеції, влада належала купцям, і вони дуже серйозно ставилися до комерції. Британці багато чого навчилися в голландців, а наприкінці XVII століття голландець Вільям ІІІ Оранський навіть побував англійським королем. Британський уряд витрачав великі кошти на розвиток флоту, який би міг захистити укріплені бази і колонії у Карибському басейні, Північній Америці і згодом в Індії. Під захистом флоту британський уряд і торговці заробляли чималі статки. Вони, наприклад, продавали зброю африканським правителям в обмін на рабів, яких відправляли в Америку в жахливих умовах. Рабів також обмінювали на цукор, тютюн та іншу продукцію плантацій, ціни на яку були низькими через дешеву рабську працю. Це означало, що продукцію плантацій можна було дешево і прибутково продати на дедалі більших споживчих ринках Англії та Європи. Британський уряд, як і голландський, ставав дедалі залежнішим від комерційних доходів, до яких входили й митні платежі. Саме тому 1694 року уряд засновує Банк Англії, який починає видавати британським купцям, підприємцям і землевласникам позики під невеликі відсотки.

У XVIII столітті дешеві кредити сприяли впровадженню інновацій у сільському господарстві, будівництву каналів і розгалуженої мережі автобусного транспорту. Лондон перетворився на одне з найбільших у світі міст, а у британської торгівлі почався період бурхливого розвитку.

Нові потоки багатства й інформації, нові форми наукового пізнання сприяли інноваціям у аграрному секторі, в гірничодобувній, суднобудівній і навігаційній сферах, будівництві каналів тощо — особливо в Західній Європі. У XVI столітті колишні тихі заводі Європи і Атлантичного регіону швидко стали новим центром перших глобальних потоків багатства, інформації та влади.

Мегаінновація: викопні палива

Глобалізований світ і дедалі багатший і потужніший підприємницький клас, підтриманий місцевими можновладцями, підштовхували розвиток торгівлі та появу інновацій — особливо в Атлантичному регіоні. Але, як ми вже бачили, одні інновації трансформативніші, ніж інші. Не дивно, що за зростання матеріальних здобутків у Європі, посилення підприємницьких рухів та інформаційних потоків мегаінновації, які стали чинниками утворення сучасного світу, виникли саме тут, а не в інших, старіших регіонах світу, що простягся через Євразію від Середземного моря, через мусульманський світ до Китаю.

Найважливішими мегаінноваціями були ті, завдяки яким організми отримували нові потоки енергії, такі як синтез або фотосинтез. Сільське господарство теж вважається мегаінновацією, оскільки саме воно відкрило землеробам доступ до енергетичних потоків фотосинтезу. Ці потоки викликали бурхливі зміни впродовж усієї аграрної епохи. Але енергетичні потоки сільського господарства теж мали свою межу, оскільки складалися лише з енергії, щойно отриманої від сонячного світла. Спаліть шмат деревини, з’їжте морквину, запряжіть коня у плуга, і у вас буде доступ до енергії, зібраної від сонця лише за останній рік, максимум — за останні кілька десятиліть. Наприкінці XVIII століття деякі західноєвропейські економісти почали підозрювати, що європейські суспільства потроху виснажують ці потоки. Їхні розрахунки були простими. Потоки енергії, якими живиться людство, беруться з орних земель і лісових масивів. Вітри й дощі теж додають свій невеликий внесок. Отже, для розвитку потрібно знайти більше орних земель і лісів. 1800 року здавалося, що майже всі орні землі вже зайняті. Адам Сміт, засновник сучасної економіки, стверджував, що людство незабаром використає всю енергію. Зростання зупиниться, заробітна платня почне зменшуватися, а з нею меншатиме і кількість населення, оскільки аграрним суспільствам доведеться зіткнутися із дефіцитом енергії. Саме так відбувалося з усіма живими організмами, коли вони заповнювали свою життєву нішу175. Здавалося, що деякі народи, наприклад голландці і англійці, вже досягли цих меж. Нідерландські фермери змушені були відвойовувати сільськогосподарські угіддя у моря, Англія зіткнулася з дедалі більшим дефіцитом деревини для опалення, житло- та суднобудування. За часів Адама Сміта, як сказав А. В. Кросбі, «людство досягло меж у використанні сонячної енергії»176.

Необхідність пошуку нових джерел живлення згодом привела до мегаінновації, яку ми зараз називаємо енергетичною революцією, революцією викопних палив. Люди отримали доступ до енергетичних потоків, потужніших від тих, якими їх забезпечувало сільське господарство, — захованих у копалинах. Ця енергія накопичувалася не десятиліттями, а ще з кам’яновугільного періоду, який тривав 360 мільйонів років тому. У покладах вугілля, нафти і газу був захований твердий, рідкий і газоподібний еквівалент сонячного світла, отриманого за сотні мільйонів років. Щоб зрозуміти потужність енергій, схованих у викопному паливі, уявіть, як тримаєте над головою авто, повне пасажирів, і біжите з ним дуже-дуже швидко і дуже-дуже довго. А потім згадайте, що це енергія якогось десятка літрів бензину (насправді її там іще більше, але багато енергії витрачається даремно). Як і золота лихоманка, цей енергетичний скарб дав поштовх до шалених і часто хаотичних змін, створив і зруйнував життя людей, країн і цілих регіонів. Чарльз Діккенс, Фрідріх Енгельс та інші побачили, яку страшну ціну довелося заплатити людям за ці зміни. Але з цієї несамовитості народився зовсім новий світ.

Метаморфози почалися з технологічного прориву, який перетворив енергію вугілля на дешеву механічну енергію, що живила фабрики, рухала локомотиви, пароплави і крутила турбіни. Про вугілля багато знали, але його було важко видобувати, транспортувати, воно було брудним і смердючим, коли горіло. Тому для опалювання людям аграрних суспільств більше подобалося використовувати деревину. Але в деяких регіонах її було дуже і дуже мало. В Англії зі зростанням населення сильно розширилися міста (особливо Лондон), буяла комерція, попит на енергію стрімко переріс пропозицію. Англія стала однією з перших країн у світі, які відчули на собі енергетичний голод. Але, на відміну від більшості країн, у неї був резерв. Великі поклади вугілля залягали дуже близько до поверхні, поблизу річок і морського узбережжя, отже, його було легко й дешево видобувати і перевозити морем чи каналами до великих міст, у тому числі до Лондона. Англійські мануфактури й домогосподарства почали переходити на вугілля. У XVII столітті майже всі англійські пивовари, виробники цегли та пекарі вже користувалися вугіллям, а лондонці почали скаржитися на задимленість повітря в місті. На початку XVIIІ століття майже 50 % усієї енергії в Англії мало вугільне походження. У 1750 році вугілля давало стільки енергії, скільки могли дати чотири мільйони гектарів лісових угідь — майже 15 % площі Англії та Уельсу177. Залежність від вугілля заохочувала тих, хто займався його видобутком, перевезенням і продажами, нарощувати обсяги роботи і здешевлювати його вартість.

Але тут виникла нова проблема. Із підвищенням попиту на вугілля шахтарям доводилося викопувати глибші шахти, які згодом заповнювала вода. Отже, щоб дістати більше вугілля, потрібно було будувати відвідні насосні системи й осушувати забої. Саме в Англії вугільна промисловість найбільше потребувала вирішення цієї технологічної проблеми, тому розробка дешевих, ефективних насосів стала головною метою для тамтешніх підприємців та винахідників.

Поєднання нових наукових знань і поширених механічних навичок забезпечувало інтелектуальне підґрунтя, необхідне для вирішення проблеми. Вже в XVII столітті науковці почали розуміти принципи дії атмосферного тиску, а на початку XVIII ці знання стали у пригоді для створення Ньюкоменових парових машин для відкачки води із вугільних шахт178. Але машини були неефективними й потребували великої кількості вугілля для роботи. Вони виявилися рентабельними лише в тих шахтах, де видобуток вугілля був зовсім дешевим. Інвестори, винахідники та інженери розуміли, що вдосконалені насоси дадуть змогу отримати величезні прибутки й зробити революцію в постачанні вугілля в домівки й на промислові об’єкти Англії.

Джеймс Ватт, інженер, який урешті-решт вирішив ці технічні проблеми, був шотландським виробником інструментів, який підтримував тісні зв’язки з інженерами, вченими і бізнесменами. Якось у 1765 році на недільній пообідній прогулянці йому раптом спало на думку, що парову машину Ньюкомена можна зробити ефективнішою, додавши ще один циліндр, який би діяв як конденсатор. Але будівництво поліпшеного парового двигуна вимагало передових знань і технологій, а також можливості розробити й точно висвердлити поршні, які витримають високий тиск. Завдання було клопітким і витратним. Проте головний прихильник Ватта, Метью Болтон, усвідомлював нові можливості і вклав значні кошти в його дослідження. Він розумів, як багато можна заробити машиною, що перетворює енергію вугілля на механічну не за всі мільйони світу. У 1769 році, коли Ватт уперше отримав патент на свою розробку, конкуренція була настільки потужною, що після того, як Болтон похвалився прототипами перед російським послом у Лондоні, Ватт майже одразу отримав вигідну пропозицію від російського уряду й серйозно міркував, чи прийняти пропозицію, але Болтон переконав його не робити цього. До 1776 року роботу було завершено.

Паровий двигун Джеймса Ватта був першою ластівкою великих енергетичних потоків, завдяки яким людське суспільство докорінно змінилося за два наступних століття. Як і активаційні енергії, що запустили перші хімічні реакції, енергія викопних палив забезпечила імпульс технологічного еквівалента глобальної ланцюгової реакції. Упродовж 25 років в Англії запрацювало 500 нових машин, а до 1830-х парові двигуни на вугільному паливі стали головним джерелом енергії в британській промисловості. Споживання енергії у країні злетіло до неба. У 1850-х Англія та Вельс споживали у дев’ять разів більше енергії, ніж Італія. Англійські підприємства і фабрики мали доступ до головних рушіїв колосальної сили. Парові локомотиви могли генерувати двісті тисяч ват енергії (так, одиницю енергії назвали на честь Джеймса Ватт ) — приблизно у двісті разів більше, ніж може забезпечити пара коней, які були одним з найважливіших двигунів аграрної ери. Тепер енергія стала доступною, як ніколи раніше. Англійська промисловість злетіла. З вугілля можна було отримати стільки ж енергії, скільки з лісових масивів, які займали 150 % площі Англії та Вельсу179.

Початок індустріалізації

Англія першою отримала вигоду від енергетичних запасів викопного палива. У середині ХІХ століття вона виробляла 20 % світового ВВП, а також половину всіх шкідливих викидів від згоряння викопних палив. Не дивно, що саме відтоді глобальний вміст вуглекислого газу в атмосфері почав зростати. У 1896 році шведський хімік Сванте Август Арреніус заявив, що вуглекислий газ є парниковим газом і що його збільшені викиди можуть сильно вплинути на клімат планети.

Але на той час усі ці страхи все ще належали майбутньому. (Арреніус вважав, що глобальне потепління — позитивне явище, оскільки воно може запобігти новому льодовиковому періоду). Тим часом підприємці й уряди інших країн хотіли й собі відірвати шмат золотої жили дешевої енергії і спробували випрошувати, позичати і красти нові технології. Незабаром будівництво парових двигунів поширилося з Європи на нові незалежні Сполучені Штати. Їхнє розповсюдження підштовхнуло нові хвилі проривних технологій — створення паровоза і пароплава, завдяки яким транспортування товарів стало дешевшим і запустило інновації в сусідніх сферах, особливо у виробництві чавуну і сталі для рухомого складу, корпусів і колій. Підприємці, інженери й науковці досліджували нові способи використання дешевої енергії парових двигунів у будівництві й текстильній промисловості.

Було багато потужних схем зворотного зв’язку. Завдяки вдосконаленим паровим двигунам з’явилося більше можливостей дістатися у глибші шахти, це зменшило вартість видобувного вугілля, і кількість цього вугілля, відповідно, збільшилася у 55 разів з початку ХIX до початку ХХ століття. Із дешевим вугіллям парові двигуни стали економічнішими, а завдяки пароплавам і локомотивам скоротилися витрати на перевезення рогатої худоби, вугілля, продукції та людей по суші та по морю, й це стимулювало світову торгівлю. Залізниці збільшили попит на залізо і сталь; унаслідок впровадження новітніх технологій у виробництво сталі її вперше стало вигідно використовувати в побуті. З неї почали виготовляти консервні бляшанки, які стали новим способом зберігання продуктів харчування. Траплялися неочікувані побічні ефекти. Коли для виготовлення ниток і тканин із бавовни почали використовувати парові двигуни, це сильно підвищило попит на бавовняну сировину і вплинуло на вирощування бавовни у США, Центральній Азії і Єгипті. Промислове виробництво текстильних виробів збільшило попит на допоміжні продукти, штучні барвники та відбілювачі, яке підштовхнуло розвиток сучасної хімічної промисловості, де частина продукції теж виготовлялася з вугілля.

Дешева енергія заохочувала експерименти та інвестиції у нові технології. Одним із найважливіших винаходів стала електрика. У 1820-х роках Майкл Фарадей відкрив, що електричний струм можна утворити, помістивши металеву котушку в електричне поле. Масштабне виробництво електроенергії стало можливим у 1860-х роках із винаходом генераторів, що працювали на парових машинах. Електрика та електричні двигуни, як протонні насоси та молекули АТФ у ранніх прокаріотів, забезпечували нові ефективні способи розподілу живлення. У вигляді електрики енергію можна було доставити будь-куди — і на фабрики, і в шахти, і в оселі. Електролампочки докорінно змінили особисте й робоче життя людей, подовживши день і відштовхнувши ніч. Міста, магістралі і порти тепер світилися в темряві. Електрика спричинила революцію і у сфері зв’язку. На початку ХІХ століття пошту розвозили кіньми; це був найшвидший спосіб передачі інформації на великі відстані. Винайдений у 1837 році телеграф дав можливість відправляти повідомлення зі швидкістю світла. Наприкінці ХІХ століття телефони й радіо дозволяли передавати реальні розмови майже миттєво.

Нові технології повністю змінили способи ведення війни й види озброєння. З’явилися можливості швидко перекинути армію і зброю в будь-яку точку за допомогою залізничного або пароплавного сполучення. У 1866 році Альфред Нобель винайшов динаміт, нову потужну вибухову речовину. Як і вдосконалені пістолети та кулемети, вибухові речовини збільшили вбивчу силу кожного солдата. Нищівна сила промислової зброї оприявнилася під час громадянської війни в Америці, першої справжньої війни періоду викопних палив. Кораблі на паровій тязі, заковані в залізні корпуси й обладнані сучасною зброєю, перевернули правила морської війни й дозволили Британії завоювати флот імперського Китаю під час опіумних воєн. У другій половини ХІХ століття, упродовж ери імперіалізму, спираючись на капітал, технології і енергетичні потоки Промислової революції, країни колись відсталої Європи почали завойовувати дедалі більші території світу. Численні позитивні петлі зворотного зв’язку, запущені в дію новими потоками дешевої енергії, стали причиною надзвичайної динамічності Промислової революції та швидкого зростання багатства і влади регіонів, які першими запровадили індустріалізацію. Дешева енергія уможливила і підштовхнула впровадження інновацій та капіталовкладення в багатьох країнах і сферах виробництва та промисловості. Врешті-решт, дешева вугільна енергія прискорила винаходи й інновації, які стали підґрунтям для появи нових форм енергії з викопного палива — нафти.

Нафту, як і вугілля, люди знали вже давно. Її видобували там, де вона легко виходила на поверхню, і використовували для виготовлення бітуму, ліків і навіть запалювальної зброї180. У середині ХІХ століття нафту у вигляді гасу почали використовувати для освітлення як альтернативу китовому жиру, ціна якого зростала через надмірне полювання й винищення цих тварин. Але кількість її була обмеженою. Дехто почав підозрювати, що існують великі підземні поклади, які можна було б дістати за допомогою буріння, що прийшло з Китаю, де розроблялися спеціальні бури для видобутку кам’яної солі. І справді, часто нафту знаходили саме при розробках покладів солі. Першою спробою буріння для видобутку нафти керував Едвін Дрейк у збіднілому містечку Тітусвіль у Пенсильванії 1857 року. 27 серпня 1859-го, якраз перед тим, як кошти вичерпалися, команда Дрейка добурилася до нафти. Геологи й рудошукачі кинулися купувати землю, і протягом п’ятнадцяти місяців у самому Тітусвілі та навколо нього було зведено 75 нафтових свердловин. «Вони виставляють ціни в рекламаціях і акціях, — писав один із відвідувачів, — вони купують і продають ділянки, оголошують глибину, ознаки нафти, продуктивність виробітку тощо. Ті, хто їдуть сьогодні, розповідають іншим про свердловини, звідки видобували по 50 барелів чистої нафти на день… Завтра ця історія принесе ще більше… У вулику з бджолами ніколи не було такого переполоху і такого ґвалту»181. 1861 року бурильники вперше натрапили на нафтовий фонтан —свердловину, звідки нафта піднімалася завдяки природному тиску. Коли природний газ вивільнився разом з нафтою й запалився, пролунав вибух. Виробництво досягло позначки 3000 барелів на день.

Багато хто заробив на нафті величезні статки, але Едвіна Дрейка серед них не було. Він помер у бідності 1880-го, хоч першим відкрив наступний розділ революції викопних палив.

162 Сміт А. Багатство народів. Дослідження про природу та причини добробуту націй. — К.: Наш формат, 2018.

163 Grace Karskens, The Colony: A History of Early Sydney (New South Wales: Allen and Unwin, 2009), loc. 756–79, Kindle.

164 John Richards, The Unending Frontier: Environmental History of the Early Modern World (Berkeley: University of California Press, 2006).

165 Alfred W. Crosby, Ecological Imperialism: The Biological Expansion of Europe, 900–1900 (Cambridge: Cambridge University Press, 1986).

166 Felipe Fernández-Armesto, Pathfinders: A Global History of Exploration (New York: W. W. Norton, 2007), 161 і далі.

167 David Wootton, The Invention of Science: A New History of the Scientific Revolution (New York: Penguin, 2015), 68.

168 Цит. у: Steven J. Harris, “Long-Distance Corporations, Big Sciences, and the Geography of Knowledge,” Configurations 6 (1998): 269.

169 Wootton, The Invention of Science, 37.

170 Ibid., 54.

171 Ibid., 35.

172 Ibid., 5–6, 8–9.

173 Margaret Jacob and Larry Stewart, Practical Matter; Newton’s Science in the Service of Industry and Empire 1687–1851 (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2004), 16.

174 David Christian, “Living Water”: Vodka and Russian Society on the Eve of Emancipation (Oxford: Oxford University Press, 1990).

175 E. A. Wrigley, Energy and the English Industrial Revolution (Cambridge: Cambridge University Press, 2011), loc. 298–306, Kindle. Мальтус, Джевонс, Рікардо і Мілл також визнали, що природний світ має межі зростання; обговорення тут: Donald Worster, Shrinking the Earth: The Rise and Decline of American Abundance (Oxford: Oxford University Press, 2016), 44–49.

176 Alfred W. Crosby, Children of the Sun: A History of Humanity’s Unappeasable Appetite for Energy (New York: W. W. Norton, 2006), 60.

177 Wrigley, Energy and the English Industrial Revolution, loc. 2112, Kindle.

178 Про історію двигуна Ньюкомена і його зв’язок із науковою революцією тут: Wootton, The Invention of Science, chapter 14.

179 Wrigley, Energy and the English Industrial Revolution, loc. 2112, Kindle.

180 Daniel Yergin, The Prize: The Epic Quest for Oil, Money, and Power (New York: Free Press, 1991), chapter 1.

181 Ibid., 16.

11 Антропоцен: поріг № 8

Ми живемо вже не в період голоцену. Цей період називається антропоцен.

Запальний виступ Поля Крутцена, конференція 2000 року

Незрозумілим чином знову з’являється людина-збирач, але тепер вже збирач інформації. У цій ролі людина електронна веде не менш кочовий спосіб життя, ніж її палеолітичні пращури.

Маршалл Маклюен. Розуміння медіа

У ХХ столітті ми, люди, почали трансформувати оточення, суспільства і навіть себе. Особливо не стараючись, ми так швидко і так сильно змінили довкілля, що стали еквівалентом потужної геологічної сили. Саме тому деякі науковці твердять, що планета Земля увійшла в нову геологічну еру — антропоцен, «еру людства». Уперше за всю історію біосфери завдовжки 4 мільярди років єдиний біологічний вид став домінантним рушієм змін. За одне-два століття, спираючись на колосальні енергетичні потоки та визначні досягнення революції викопних палив, ми, люди, взяли на себе роль керманичів планети, які навіть до пуття не знають, ні якими інструментами користуватися, ні на які кнопки тиснути. Це зовсім нова територія як для людства, так і для всієї біосфери.

Велике прискорення

Якщо опустити деталі, епоха антропоцену виглядає, як драма у трьох діях із купою змін попереду.

Дія перша почалася в середині ХІХ століття, коли паливна революція почала змінювати весь навколишній світ. Кілька країн Атлантичного регіону отримали колосальне багатство, владу і страхітливу зброю. Між тими, хто мав доступ до перших потоків енергії викопних палив, і рештою світу виросла велетенська прірва. Цей розрив у владі й багатстві тривав більше ста років і почав зменшуватися лише під кінець ХХ століття.

Ці відмінності створили однобокий імперський світ, що існував на межі ХІХ і ХХ століть. Країни Атлантичного регіону, які більшу частину аграрної ери тяглися десь у хвості, раптом стали відігравати провідну роль. Ба більше, вони стали керувати рештою світу, куди входили основна частина Африки й значна частина територій, колись підпорядкованих великим імперіям Азії — Індії і Китаю. Поза межами атлантичного центру Промислової революції вплив новітніх технологій викопних палив був здебільшого руйнівним, оскільки вони прибували як військовий багаж іноземних загарбників. «Nemesis» («Немезида»), перший корабель на паровій тязі з залізним корпусом, мав 17 гармат і був дуже маневреним на мілководді. Завдяки йому Англія здобула контроль над китайськими портами під час Першої опіумної війни в 1839–1842 роках. Китайський флот, колись найпотужніший у світі, не міг нічого протиставити цій смертельній машині.

За кілька десятиліть комерційна й військова міць Європи зім’яли традиційні держави і традиційний спосіб життя. Виробництво текстилю на прядильних і ткацьких верстатах, що працювали на парових двигунах, витіснило індійських текстильників, які були провідними виробниками бавовняної тканини впродовж аграрної ери. Коли Британія здобула політичний і військовий контроль над індійським субконтинентом, дисбаланс у цій сфері підтримувався штучно, оскільки британський ринок відмовився від поставок індійського текстилю. Навіть від будівництва головних залізниць Індії більше виграла Британія, ніж сама Індія. Колії і рухомий склад переважно виготовлялися у Великій Британії, а величезна індійська залізнична мережа була розроблена передусім для швидкого і дешевого переміщення британських військ, експорту дешевої індійської сировини та імпорту англійських промислових товарів. Через посилення попиту на цукор, бавовну, гуму і чай в Америці, Африці і Азії площі руйнівних для природи напіврабських плантацій сильно розширилися. Війнами, де проти списів та асагаїв працювали кулемети, європейські можновладці розрізали Африку і правили нею протягом майже століття.

Економічні, політичні та військові завоювання живили почуття європейської чи західної вищості, і багато європейців почали вбачати в цих завоюваннях певну західну місію розповсюдження цивілізації і модернізації на решту світу. Для цих людей індустріалізація означала прогрес. «Покращити» світ, зробити його прекраснішим, багатшим і цивілізованішим для всіх людей було частиною перетворювальної місії, яка вперше з’явилася в епоху Просвітництва.

Друга дія антропоцену була винятково жорстокою. Вона почалася під кінець ХІХ століття і тривала до середини ХХ. Упродовж цієї дії використання одних викопних палив вело до відкриття і використання інших. Наприкінці ХІХ століття США, Франція, Німеччина, Японія і Росія почали наступати на п’яти промисловому лідеру Британії. У міру посилення суперництва великі держави намагалися захистити свої ринки і джерела постачання, а також витіснити конкурентів. Міжнародна торгівля скоротилася. У 1914 році суперництво перетворилося на відкриту війну. Тридцять років нові технології, багатства і люди сучасної епохи працювали задля руйнівних глобальних воєн.

Інші частини світу теж втягнулися в ці війни: на територіях Китаю і Японії люди билися між собою так само озвіріло, як і в Росії чи Німеччині. Коли Європу, Африку, Азію і навіть Океанію накрив червоний туман війни, ворожі уряди змагалися у страшній грі за розробку найбільш руйнівної зброї. Наука забезпечила супротивників такою зброєю. Вона дотяглася до енергій, прихованих в атомному ядрі. 6 серпня 1945 року американський бомбардувальник B-29 Superfortress вилетів із Маріанських островів у Тихому океані й скинув атомну бомбу на японське місто Хіросіму. Вона знищила значну частину міста і 80 тисяч людей. Упродовж року ще 70 тисяч загинуло від травм і променевої хвороби. 9 серпня 1945 року таку саму бомбу скинули на ще одне японське місто — Наґасакі.

Третя дія тривала з другої половини ХХ століття до початку ХХІ. Після кровопролитних світових воєн постали перші світові наддержави — Сполучені Штати Америки і Радянський Союз. Подекуди ще тривали місцеві війни, здебільшого спрямовані на повалення європейського колоніального правління, але в період «холодної війни» великих міжнародних військових кампаній більше не було. На той момент керівники всіх країн усвідомили, що в ядерній війні переможців не буде. Однак стан миру був дуже хитким. Невдовзі після Карибської кризи 1962 року президент Джон Кеннеді визнав, що шанси розв’язання глобальної ядерної війни коливалися між «одним із трьох і 50/50»182.

Чотири десятиліття після Другої світової війни були періодом надзвичайного економічного зростання. Це був час Великого прискорення.

Мережі глобального обміну поновилися й посилилися. За сорок років до Першої світової війни, за впливовими оцінками, міжнародна торгівля збільшилася в середньому на 3,4 % на рік; з 1914 по 1950 рік цей показник знизився лише до 0,9 %; потім, з 1950 по 1973-й, він виріс приблизно на 7,9 % на рік, а потім дещо зменшився — до 5,1 % між 1973 і 1998 роками183. У 1948 році двадцять країн підписали Генеральну угоду про торгівлю та тарифи (ГАТТ), яка послабила бар’єри в міжнародній торгівлі. Воєнні технології перелаштовувалися на мирні рейки. До золотої енергетичної жили ХІХ століття додалися нафта, природний газ і ядерна енергетика, мирний аналог ядерної зброї. Зростала продуктивність, спочатку в чільних економіках, побудованих на енергії викопних палив, а потім і всюди. Зростали споживання та попит, а отже, й виробництво, і виробники почали шукати додаткових ринків збуту — як у своїх країнах, так і за їхніми межами. У багатших країнах настав час автомобілів, телебачення, заміських будинків мрії й зрештою комп’ютерів, смартфонів та інтернету. З’явився новий середній клас. У цей час промислова революція почала поширюватися за межі старих промислових центрів. На початку ХХІ століття внаслідок впровадження промислових технологій велика частина Азії, Південної Америки та частин Африки змінилися так само швидко і глибоко, як колись європейські суспільства. З індустріалізацією інших регіонів світу їхні багатство і влада зростали. У світі знову почали з’являтися численні центри влади й матеріальних ресурсів. За два з половиною століття від першого парового двигуна енергія викопних палив повністю перевернула життя на планеті.

Під час Великого прискорення людству вдалося накопичити так безпрецедентно багато енергії і ресурсів, що це повністю змінило біосферу. І тому, на думку вчених, антропоцен починається з середини ХХ століття.

Перетворення світу: технології і наука

Інновації, прискорені дешевою енергією, були головною рушійною силою змін. Завдяки нововведенням різко зросли перепади в багатствах і владі, а це стимулювало конкуренцію, яка, своєю чергою, стимулювала новітні ідеї і винаходи, замикаючи потужний цикл позитивного відгуку. Підприємці та уряди впроваджували нові ідеї й технології, які могли вивести їх на передовий край сучасності, вкладали кошти в бізнес, науку, вчених, школи, університети та науково-дослідні інститути, які могли б формувати і ширити нові знання та навички.

Війни початку ХХ століття запустили потужний інноваційний марш. Під час Першої світової війни в Німеччині настав дефіцит природних добрив, і тамтешні вчені на чолі з Фріцом Габером і Карлом Бошем навчилися видобувати азот із повітря й виготовляти добрива. Азот не надто реактивна речовина, і зробити це насправді було нелегко. Прокаріоти вирішили цю проблему мільярди років тому. Габер і Бош були першими багатоклітинними організмами, які навчилися успішно зв’язувати атмосферний азот. Для процесу Габера — Боша потрібно було дуже багато енергії, щоб подолати опір азоту до вступу в хімічні реакції, і тому він став можливим лише у світі, який активно використовує викопні палива. Штучні добрива на основі азоту трансформували сільське господарство, підвищили продуктивність орних земель у всьому світі й дали можливість годувати кілька додаткових мільярдів людей. Це перетворило енергію викопних палив на їжу.

Рідке викопне паливо, нафта, вперше увійшло у вжиток наприкінці ХІХ століття як заміна китового жиру для освітлення приміщень. Перші двигуни внутрішнього згоряння, розроблені в 1860–70 роках, показали, як можна з нафти отримувати механічну силу. На відміну від парових двигунів, де джерело тепла було поза межами рухомих частин, у двигуні внутрішнього згоряння поршні, ротор або лопаті турбіни рухалися напряму за рахунок тепла від згоряння палива. Наприкінці ХХ століття цей тип двигуна дуже швидко поширився по всьому світу здебільшого через те, що в часи війни такі двигуни широко використовували в перших танках і для транспортування солдатів. Перші військові літаки, які займалися темним мистецтвом скидання вибухівки з повітря, теж працювали на двигунах внутрішнього згоряння. Після закінчення війни виробники автомобілів і літаків одразу повернулися до цивільних ринків, щоб утворити світ, де більше осіб зможуть придбати власну автівку або подорожувати літаками. Обличчя світової торгівлі змінили нафтові танкери, контейнерні кораблі і великі літаки.

Серцем технологій антропоцену є інформація. Інформаційні технології докорінно змінилися, коли уряди почали фінансувати масову освіту й дослідження, а бізнеси і корпорації — вкладати кошти в розвиток і поширення нових товарів і послуг. Щоб дешифрувати повідомлення ворогів, уряди під час війни спонсорували дослідження з інформаційної математики і комп’ютерних технологій. Ці дослідження, поєднані з винаходом транзистора наприкінці 40-х, стали основою комп’ютеризації науки, бізнесу, фінансової й управлінської сфер, а також щоденного життя, яка відбулася наприкінці ХХ століття. Ракетоносії, також розроблені під час війни, зрештою відправили в космос людину. Під час війни в багатьох країнах започаткувалися величезні дослідницькі програми з розробки ядерної зброї. Перші атомні бомби, в тому числі скинуті на Хіросіму й Наґасакі в 1945 році, були розроблені в межах Мангеттенського проекту, запущеного американським урядом. Там відкрили потенціал поділу ядер урану. Дещо пізніше Радянський Союз розробив свою атомну зброю за допомогою інформації, викраденої шпигунами з Мангеттенського проекту. За кілька десятиліть і США, і СРСР побудували водневі бомби, які вивільняють набагато більше енергії, утвореної злиттям протонів — тим самим механізмом, який утворив зорі. Перше випробування водневої бомби відбулося в 1952 році.

Більшості цих нововведень сприяли прориви в перенасиченому інтелектуальному середовищі сучасної науки. Альберт Ейнштейн розробив свою теорію відносності в перші два десятиліття ХХ століття. Вона вдосконалила післяньютонівське бачення Всесвіту, довівши, що матерія і енергія викривляють простір і час, і саме це викривлення є джерелом гравітації. Ейнштейн показав, що матерію можна перетворити на енергію, і це стало науковим підґрунтям для створення ядерної зброї та ядерної енергетики. Квантова фізика, яка тоді теж розвивалася, дала глибше уявлення про дивний імовірнісний світ атомних ядер. Без такого глибокого розуміння ні ядерна зброя, ні транзистори, ні системи глобального позиціонування (GPS), ні сучасні комп’ютери й системи існувати не змогли б. У 1920-х такі астрономи, як Едвін Габбл, отримали перші докази того, що наш Усесвіт почався з Великого вибуху. У біології ідеї Дарвіна про природний добір, поєднані з теорією спадковості Менделя і вдосконаленими статистичними методами Р. А. Фішера, створили підґрунтя для сучасної генетики.

Ці та багато інших нових поглядів, теорій і технологій сприяли появі інновацій і зростанню під час Великого прискорення. Через покращення продуктивності населення почало збільшуватися, як ніколи раніше. На початку ХІХ століття на планеті жило приблизно 900 мільйонів людей, а на початку ХХ — уже півтора мільярда. У 1950-х роках, коли я був малим, по Землі ходило вже 2,5 мільярда людей, незважаючи на численні жертви Другої світової. Упродовж мого життя ця цифра збільшилася ще на 5 мільярдів. Від таких цифр паморочиться в голові, тому потрібно ретельно розглянути і зрозуміти, що саме вони означають. З 1800 року кількість населення збільшилася на понад 6 мільярдів людей. Кожна додаткова людина потребує харчування, одягу, домівки, роботи і найбільше — освіти. Проблема виробництва достатньої кількості ресурсів усього за два століття для утримання додаткових 6,5 мільярда людей була колосальною.

Дивовижно, але її було вирішено завдяки сучасним технологіям, викопним паливам і сучасним навичкам управління. Продуктивність виросла у всіх галузях — у сільському господарстві, промисловості й транспортній сфері. Хоча продовольство та інші товари не завжди потрапляли до тих, хто їх потребував, їжі вистачило, щоб нагодувати більше семи мільярдів людей. Важливі зміни відбулися у виробництві штучних добрив і пестицидів, у використанні сільськогосподарської техніки на викопному паливі, будівництві тисяч зрошувальних систем та виробництві нових, генетично модифікованих культур. Сучасні технології обробітку землі дали можливість обробити нові землі й збільшити орні площі з 0,5 мільярда га у 1860 роках до 1,5 мільярда в 1960-х184. Рибальські траулери, оснащені потужними дизельними двигунами, гідролокаторами і великими сітками, висмоктували з водойм стільки риби, на скільки вистачало потужності. Вилов риби з 1950 по 2000 рік зріс із 19 мільйонів до 94 мільйонів тонн, хоча надмірний вилов означає, що багато рибних господарств і рибних промислів зараз під загрозою краху.

Удосконалення інформаційних технологій полегшило накопичення, зберігання, відстежування та використання величезної кількості інформації, яка активізувала виникнення новацій та підтримувала життєдіяльність надзвичайно складних сучасних суспільств. Технології зв’язку і транспорту перетворили колективне навчання, створивши єдину, взаємопов’язану інтелектуальну мережу, що охопила всю земну кулю і могла керувати новою інформацією в колосальних електронних сховищах. Ноосфера, сфера розуму, стала головним рушієм змін біосфери. Завдяки дешевим і потужним комп’ютерам, під’єднаним до всесвітньої мережі, мільярди людей отримали доступ до такої кількості інформації, яку навряд чи можна було б знайти у всіх бібліотеках старого світу. У поєднанні з математично складними методами сучасного статистичного аналізу комп’ютери дали змогу урядам, банкам, корпораціям і окремим особам відстежувати величезні потоки ресурсів. Так само за допомогою комп’ютерів і мережі ми можемо встановлювати зв’язок між людьми, що перебувають у найвіддаленіших кутках планети. Для цього в нас є телеграфи, телефони або інтернет. Якщо нас робить такими могутніми спільне використання інформації, то комп’ютери примножили цю могутність у багато разів. Не обійшлося й без втрат. Подібно до того, як із появою письменства люди дещо втратили навички все запам’ятовувати, так і розповсюдження комп’ютерів сильно вплинуло на здатність людей до розрахунків.

У 2000 роках енергетична революція охопила весь світ, у тому числі більшість традиційних світових зон. Величезні прогалини в багатстві і могутності кінця ХІХ століття почали щезати і затягуватися. Європейські держави, ослаблені світовими війнами, неохоче відмовлялися від своїх колоній, а традиційні регіони Азії, східного Середземномор’я, Північної Африки і Америки почали наздоганяти Європу у сферах технологій, багатства і влади.

Усі ці зміни живилися золотою жилою дешевої енергії викопних палив. Видобуток вугілля, як і видобуток нафти та газу, постійно збільшувався. На Аравійському півострові, в Ірані й Радянському Союзі вздовж континентальних шельфів розроблялися нові родовища нафти. Тільки на Близькому Сході лише за якихось 25 років видобуток нафти збільшився з 28 мільярдів барелів у 1948 році до 367 мільярдів барелів у 1972-му. Під час Великого прискорення люди вповні оцінили потенціал природного газу. Загальне споживання енергії у ХІХ столітті подвоїлося, а вже у ХХ — збільшилося в 10 разів. Споживання енергії зростало набагато швидше, ніж населення світу.

Трансформація світу: управління та суспільство

Нові енергетичні потоки й технології антропоцену докорінно змінили саму природу суспільства і влади. Коли всі були збирачами, слово «управління» насправді позначало родинні стосунки. Після появи сільського господарства більше і більше людей мешкали в селах і утримували самі себе за рахунок натурального господарства. В аграрних суспільствах управління означало передусім отримання і накопичення енергії та ресурсів від селян. Сьогодні більшість людей не займається ані збиральництвом, ані землеробством і вирощуванням худоби, щоб отримувати їжу та інші речі першої потреби. Люди стали найманими працівниками і заробітчанами. Як гончарі в стародавньому Шумері, вони живуть на заробіток, який отримують від своєї спеціалізованої праці. Це змінило характер управління, тому що тепер урядам стало потрібно залучатися до повсякденного життя всіх своїх громадян. Це стало необхідністю, оскільки наймані працівники, на відміну від селян, не можуть вижити без держави. Аграрні поселення могли щасливо існувати і поза межами великих аграрних цивілізацій, а от заробітчани залежать від законів, ринків, роботодавців, крамниць і валют. Найманий фахівець, мов нервова клітина, сам вижити не здатен. Саме тому світ найманих працівників має набагато тісніші внутрішні зв’язки, ніж світ селян-землеробів. Сучасні уряди регулюють ринки і валюти, захищають підприємства, які забезпечують зайнятість, створюють масові освітні системи, які підвищують грамотність більшості населення, і забезпечують інфраструктуру для руху товарів і робітників. Щоби з усім цим упоратися, доводиться залучати все більше і більше суб’єктів до роботи в урядах та адміністрації.

Перехід до сучасних типів урядування відбувається у ХІХ столітті з початком індустріалізації, коли все більше селян ставали робітниками і отримували заробітну платню і уряди почали залучати до роботи більше населення. Перетворена революцією Франція, що відчувала постійний тиск своїх європейських сусідів, стала однією з перших сучасних держав, яка систематично мобілізувала солдатів із населення. Уряд США також був сформований у період війни, під час якої доводилося проводити повальну мобілізацію. Для цього державі потрібні були детальні відомості про кількість громадян, їхнє здоров’я та фізичний стан, про їхню освіту, навички, доходи та настрої. Правителі більшості традиційних держав такі проблеми могли ігнорувати. Уряди революційної Франції і США завойовували прихильність своїх громадян демократизацією суспільства, завдяки чому до системи управління залучалося більше населення, й націоналізмом, що апелював до почуттів національної єдності. Вони давали можливість дедалі більшій кількості громадян (спершу багатим чоловікам, потім решті чоловіків, а тоді жінкам) шанс отримати місце в системі управління шляхом виборів. Через систему освіти й засобів масової інформації, що стрімко розвивалась, уряди намагалися дістатися до голів громадян і створити нові форми лояльності. Націоналізм виявився потужним способом об’єднати людей різних традицій, релігій і навіть мов. Він апелював до традиційних інстинктів спорідненості, будуючи у свідомості громадян величезну уявну сім’ю мільйонів людей, яким вони завдячували вірністю, службою і, в екстремальних умовах війни, навіть своїм життям.

Світові війни початку ХХ століття перетворили уряди країн на економічних менеджерів, які намагалися оптимізувати роботу людей і ресурсів у сучасних промислових економіках. Зараз ми приблизно можемо відстежити, як зростала роль урядів в управлінні економікою. Наприкінці ХІХ століття французький уряд забезпечував лише 15 % ВВП — дуже приблизного мірила загальнонаціонального виробництва. Але на той час здавалося, що це дуже багато. Тогочасні уряди Великої Британії та США забезпечували менше 10 % ВВП своїх країн. Війни початку ХХ століття змусили уряди активніше втручатися в управління економікою, і до середини століття їхня економічна роль зросла повсюдно. На початку ХХІ століття середня частка національних витрат, контрольованих або керованих урядами країн ОЕСР (Організація економічної співпраці та розвитку, заснована в 1960 році), становила 45 % ВВП, причому в найбагатших країнах цей діапазон становив 30–55 %185. Уряди деяких комуністичних режимів, наприклад СРСР і Китаю, намагалися керувати всією економікою країни. Сучасні уряди також часто володіють засобами примусу і стримування в набагато більших масштабах, ніж традиційні держави. Цими засобами є армія і поліція, оснащені сучасною зброєю. Автори «Артгашастри», давньоіндійського трактату про мистецтво управління державою, навіть уявити собі не могли подібної моці. Порівняно з масштабністю, сферами охоплення, могутністю і авторитетністю сучасних урядів навіть найпотужніші уряди аграрної доби виглядають маленькою пір’їнкою.

У дедалі взаємопов’язанішому світі управління теж набувало складніших глобальних форм. Під кінець ХХ століття існувало вже багато політичних структур (іще не урядів), які керували, консультували і забезпечували зв’язок на глобальному рівні. До таких належать Організація Об’єднаних Націй, Міжнародний валютний фонд, а також велика кількість корпорацій і неурядових організацій — скажімо, Червоний хрест, діапазон діяльності якого розповсюджується майже на всі країни світу. Ці інституції представляють (поки що лише в зародку) новий, глобальний рівень управління, який неможливо було уявити ще кілька століть тому.

Жити й існувати по-новому

Одночасно з технологічними та політичними трансформаціями світу радикальні зміни відбувалися й у способах та досвіді життя окремих людей.

Якби наші пращури на мить опинилися в сучасності, вони були б страшенно налякані, спантеличені і розгублені від життя, до якого ми всі давно звикли. Тисячоліттями на землі переважало селянське життя: оранка, посіви, збір урожаю, догляд за худобою, заготівля дров, збір трав і грибів, виховання дітей, приготування їжі, прядіння й виготовлення тканин. Сьогодні більшість фермерів підприємці або наймані працівники. Вони працюють у велетенських аграрних господарствах, кожне з яких спеціалізується на певних видах культур, часто генетично модифікованих. Вони вирощують і транспортують свої культури за допомогою безлічі добрив і пестицидів, енергоємних комбайнів, тракторів та вантажівок. Сучасні фермери вирощують зерно не для їжі, а для продажу. Це їхній бізнес. Вони позичають гроші в банків і купують посівні матеріали, добрива і техніку у великих корпорацій.

Більшість людей живе вже не в сільській місцевості, а в містах і містечках. Вони живуть далеко від сільських полів, струмків і дібров у штучних середовищах, які повністю є результатом людської діяльності. З поширенням і виникненням різних професій, навичок і форм досвіду люди приділяють дедалі більше часу навчанню. На перший план вийшла інформація, фахові знання — цінують саме їх, а не загальні навички селян. Дедалі більше людей переходять на рівні харчування і здоров’я, які були дивовижними ще якесь століття тому, завдяки підвищенню продуктивності сучасного сільського господарства й поступі в медицині та охороні здоров’я. Сучасна анестезія поставила крапку в агонії традиційної хірургії. (Ампутацію чи видалення зуба полегшує вже не лише ковток алкоголю). Але найдивовижніше, що лише за одне століття завдяки цим досягненням тривалість людського життя збільшилася удвічі.

Попри війни ХХ століття, міжлюдські стосунки теж переважно стали не такими суворими. У цих змінах є очевидна логіка: за два останні століття примус втратив свій статус головного контролера людського життя (коли ви востаннє бачили публічне покарання?) — його поволі замінили економічні чинники винагороди чи покарання (а от про підвищення зарплатні ви, звісно, найімовірніше, коли-небудь таки просили). Хоча сьогодні більшість людей вважають, що рабство й домашнє насильство неприпустимі, важливо пам’ятати, що ще у XVIII столітті торгівля рабами була досить респектабельним заняттям у більшості країн, катування і страта були стандартними покараннями навіть за дрібні злочини і вважалися такою собі розвагою для широкого загалу, а побиття чи тілесні покарання сприймалися як нормальний і цілком прийнятний спосіб навести лад у сім’ях і школах. Особисте насильство ще занадто поширене, але щодо загальної кількості людей воно трапляється набагато рідше, ніж колись, і вже перестало бути прийнятним способом контролю поведінки в більшості країн.

У світі селянства більшість жила на межі виживання, голодні часи були дуже звичними, а добробут для більшості людей означав міцний будинок, відсутність боргів і достатньо коштів, щоби платити податки, годувати і одягати родину. Сьогодні, в епоху споживання, світ став докорінно іншим. Він живиться економічними системами, які в багатших регіонах виробляють так багато матеріальних благ, що їхнє виживання сьогодні залежить від масового постійного споживання дедалі більшого глобального середнього класу. Ідея прогресу, яка для більшості з нас здається очевидною, насправді теж дуже нова. Упродовж майже всієї історії люди були впевнені, що за винятком «поганих часів», природних чи людських катастроф діти завжди житимуть так само, як і їхні батьки.

Докорінно змінилося і ставлення до родини та дітей. В останні століття через удосконалене харчування і систему охорони здоров’я зменшилася дитяча смертність, тому більше дітей стали доживати до дорослого віку, а традиційна мораль досі примушувала народжувати якомога частіше. Саме вона разом із підвищенням виробництва харчової продукції, високою народжуваністю і зменшенням рівня смертності надзвичайно пришвидшила зростання населення за кілька останніх століть. Зрештою, втім, традиційні погляди почали змінюватися: сім’ї переїжджали до міст, виховання і освіта дорожчали, дедалі більше дітей виживало і ставало дорослими. У міських родинах стало менше дітей, і рівень народжуваності почав падати. Зниження рівня народжуваності після попереднього падіння рівня смертності демографи називають демографічним переходом. Унаслідок нього з’являється новий демографічний режим із низькою народжуваністю та низькою смертністю. Саме тому у ХХ столітті зростання населення сповільнилося — спочатку в розвиненіших країнах, а потім і по всьому світу. Також це пояснює фундаментальні зміни в ґендерних ролях. Менший тиск на жінок, яким раніше доводилося все статевозріле життя виношувати і вигодовувати дітей, розмив традиційний поділ між ролями чоловіка і жінки, й жінкам стало можна входити у сфери, до яких їх не допускали впродовж майже всієї аграрної епохи.

Усім, хто сьогодні населяє Землю, подібний підхід знайомий і звичний, хоча контраст зі вже зниклим традиційним світом визначити і оцінити тепер доволі складно. Ще складніше збагнути разюче збільшення складності сучасних суспільств, де будь-яка найменша деталь нашого життя переплітається з життями мільйонів інших людей, які виготовляють їжу і одяг, працюють у медичному секторі, забезпечують робочі місця, надають освіту, постачають електроенергію і паливо для наших машин і одяг для нас самих. Кожен із цих ланцюгів охоплює тисячі, а то й мільйони людей, поєднаних у системи небувалої складності. Чекаючи в аеропорту, я часом намагаюся порахувати, скільки людей доклалося до будівництва і обслуговування літака Airbus 380 і до його перельотів між Сіднеєм та Лондоном. Якщо котрась із цих ланок слабшає, решта світу може жахливо швидко обвалитися — це можна ясно побачити там, де руйнуються державні структури. Каутілья, автор «Артгашастри», сказав би, що люди в таких місцях живуть за «законом риби».

Перетворення біосфери

Енергетична революція і Велике прискорення перетворили не лише людське суспільство — вони добряче попрацювали над усією біосферою. Кількість і перерозподіл живих організмів на планеті змінилися під впливом людської діяльності. Людина втрутилася в хімічний склад океанів і атмосфери, перелаштувала ландшафти й річки та розбалансувала стародавній хімічний цикл колообігу азоту, вуглецю, кисню і фосфору у біосфері.

Дослідникам довелося витратити чимало часу, аби зрозуміти, що вплив людської діяльності нині зрівнявся зі впливом біохімічних процесів, які завжди підтримували стабільність біосфери. Так і не зрозумівши, що робимо, ми граємося з природними термостатами, які підтримували поверхню планети в межах температур, придатних для життя, впродовж мільярдів років.

Вуглець посідає чільне місце в хімії життя, а його розподіл і рівень в атмосфері, Світовому океані й корі визначав температури на поверхні протягом усієї історії планети. Сьогодні, використовуючи викопні палива, ми накачуємо атмосферу колосальною кількістю вуглекислого газу. Але до 1950-х років учені не переймалися його впливом на вуглецевий цикл. У 1958 році Чарльз Кілінг вирішив виміряти рівень атмосферного вуглекислого газу на Гаваях. За декілька років він довів, що цей рівень дуже швидко піднімається. До енергетичної революції викиди вуглекислого газу, спричинені людською діяльністю, були дуже невеликими й не впливали на його рівень в атмосфері. Але сьогодні через діяльність людей щорічно в атмосферу вивільняється до 10 тисяч мегатонн вуглекислого газу. З початку енергетичної революції загальна кількість викидів діоксиду вуглецю становить приблизно 400 тисяч мегатонн186. Наскільки ці зміни серйозні, стало зрозуміло, коли в дослідників з’явилися методи обчислення рівня вуглекислого газу за сотні тисяч років. Один із них — вивчення крижаної кори, в якій збереглися дрібні атмосферні бульки, які рік зі роком, століття за століттям потрапляли в пастку криги. Саме вони розповіли нам про склад атмосфери в різні геологічні періоди. Учені дізналися, що за два століття з початку Промислової революції рівень атмосферного вуглекислого газу зріс до позначок, яких не було вже впродовж мільйона років.

Кілінгові дані довели, що зміни справді відбуваються. Вони не просто вражають, вони докорінно змінюють біосферу. Підвищення рівня вуглекислого газу веде до потепління клімату; потепління клімату спричинить енергетичні урагани, шторми, потоки вітрів і підвищення рівня океану, який затопить низовинні міста. Ефект триватиме протягом багатьох поколінь, оскільки, потрапивши в атмосферу, вуглекислий газ затримується там надовго. Але це не єдиний важливий парниковий газ, підвищення рівня якого є наслідком людської діяльності. Рівень метану виріс за останні два століття ще більше — в основному через поширення вирощування рису на затоплених полях і шалене збільшення поголів’я домашньої великої худоби. Метан має потужніший парниковий ефект, ніж вуглекислий газ, хоча й розпадається набагато швидше.

Наприкінці ХХ століття комп’ютери дозволили кліматологам будувати складніші моделі можливого впливу таких змін на атмосферу. Вони показали, що за кілька десятиліть парникові викиди зроблять наш світ набагато теплішим, від танення льодовиків і крижаних шапок підвищиться рівень моря, прибережні міста підуть під воду, а через збільшення теплової енергії та випаровування погодні умови стануть нестабільними, непередбачуваними, а подекуди навіть екстремальними, й це ускладнить ведення сільського господарства. Через кілька десятків років світовий клімат разюче відрізнятиметься від сьогоднішнього відносно стабільного клімату голоцену. Один із американських науковців сказав про це так: «Клімат — це сердита тварина, а ми постійно тицяємо його палицею»187.

Азот так само важливий для життя, як і вуглець. У 1890 році людина мало впливала на вміст азоту в атмосфері. Люди щороку добували близько 15 мегатонн атмосферного азоту (переважно через сільське господарство), у той час як дикі рослини всотували 100 мегатонн, тобто майже в сім разів більше. Сто років по тому люди й рослини помінялися ролями. У 1990 році орні землі займали таку площу, що на дикі рослини припадало лише 89 мегатонн азоту, а частка людей, які споживали азот через вирощування сільськогосподарських рослин і виробництво добрив, збільшилася до 118 мегатонн.

Сильного впливу людей зазнали й інші великі ссавці. У 1900 році дикі наземні ссавці становили еквівалент близько десяти мегатонн вуглецевої біомаси. Люди становили близько 13 мегатонн, а на домашніх тварин — наших корів, коней, овець і кіз — припадало неймовірних 35 мегатонн. За наступне століття цей перекіс став ще більшим. У 2000 році загальна біомаса диких наземних ссавців зменшилася приблизно до 5 мегатонн, тоді як у людей цей показник значно виріс (не дивно, враховуючи зростання кількості населення) — до 55 мегатонн, а домашніх тварин — аж до 129 мегатонн. Цей потужний показник свідчить, як сильно людська діяльність витіснила інші види великих ссавців, забираючи дедалі більше ресурсів біосфери.

Загалом складається така картина. Переважна більшість видів тварин і рослин, які не входять у коло інтересів людини, значно скорочується. Цей процес проходить так швидко, що дехто припускає, ніби ми можемо стати свідками початку нового масового вимирання. За останні кілька мільйонів років швидкість зникнення видів збільшилася в сотні разів і зараз досягає рівня, якого не було з моменту останнього масового вимирання, 65 мільйонів років тому. Нам, людям, вдалося навіть примусити зникнути найближчих родичів-гомінінів, у тому числі неандертальців. Наші найближчі родичі, яким вдалося вижити, — шимпанзе, горили і орангутани — вже наближаються до порога зникнення.

Революція викопних палив збільшила масштаб впливу людини і в багатьох інших сферах. Гірництво, будівництво доріг і розповсюдження міст змінюють обличчя континентів сильніше, ніж це вдавалося ерозії і заледенінню. Дизельні насоси висмоктують прісну воду з водоносних горизонтів у десять разів швидше, ніж природні потоки здатні їх поповнити. Ми виробляємо мінерали, породи і форми матерії, яких раніше не існувало. Це пластмаса (виготовлена з нафти, тепер накопичується на міських звалищах і в океанах), чистий алюміній, нержавіюча сталь і величезна кількість бетону, рукотворного каменю, виробництво якого сьогодні є основним фактором викидів вуглецю. Такого розповсюдження нових речовин не було на Землі з моменту появи кисневої атмосфери близько 2,4 мільярда років тому188.

Однією з найжахливіших змін є підвищення продуктивності людської зброї. Лише кілька сотень років тому найпотужнішою зброєю були списи чи катапульти, що жбурляли каміння. Починаючи з середніх віків, коли в Китаї відбулася порохова революція, з’явилися мушкети, рушниці, гармати і гранати. Під час Другої світової війни народилася зброя, яка могла спотворити біосферу за лічені хвилини, зброя потужністю з астероїд, який винищив динозаврів.

Як виміряти рівень змін в антропоцені

У нових потоках інформації люди, тварини, рослини й хімічні елементи землі, морів і атмосфери сплелися в єдину систему, збудовану передусім в інтересах нашого виду. Працездатність цієї системи залежить від велетенських потоків енергії викопних палив. Використовуючи цифри зі статистичного додатку, ми можемо приблизно розрахувати рівень впливу цих енергетичних потоків.

Перше, що впадає в очі, — масштаб змін за останні століття. За останні двісті років людське населення (колонка B) зросло з 900 мільйонів до більш ніж 6 мільярдів людей. За тисячу років приріст дорівнюватиме 26 мільярдам людей. Це в середньому в тисячу разів швидше, ніж в аграрну епоху, коли щотисячоліття населення планети більшало на 25 мільйонів. Це руйнівні темпи, і в останні десятиліття ми спостерігаємо за їхнім уповільненням, однак ці цифри демонструють, який шалений вплив мала енергетична революція на чисельність населення.

Швидкий приріст залежав від достатньої для нашого виду кількості енергії (колонка С). За 800 років між останнім льодовиковим періодом і 1800 роком споживання енергії зросло в 70 разів. Лише за два останні століття, між 1800 і 2000 роками, загальне споживання енергії зросло у 22 рази, від 20 мільйонів гігаджоулів (20 ексаджоулів) до 52 мільйонів гігаджоулів (512 ексаджоулів). Тобто в середньому енергоспоживання підвищилося на 2500 ексаджоулів на тисячоліття, що у 20 000 разів швидше, ніж в аграрну еру.

Енергетична золота жила викопних палив, як і золота жила початку землеробства, заплатила за збільшення чисельності населення, за податки на складність, яких постійно вимагає ентропія, і, зрештою, за підвищення стандартів життя значно дорожче, ніж в епоху сільського господарства. І цього разу підвищення рівня життя не обмежувалося десятою частиною людства, а поширилося на значно більший середній клас.

Більша частина енергії пішла на збільшення кількості людей. З цього потоку харчувалися, одягалися і будували собі житло додаткових 6 мільярдів, які з’явилися на планеті за останні 200 років. Золота жила викопних палив була настільки потужнішою, ніж золота енергетична жила землеробства, що енергії ще вистачило й для іншого. Дані в колонці D показують, що кількість енергії на одну людину збільшилася майже у 8 разів за минулу тисячу років, тоді як за цілих 8 тисяч років між кінцем льодовикового періоду і початком нашої ери — навіть не подвоїлася. Протягом останніх 200 років населення зростало зі швидкістю блискавки, але енергетичні потоки росли ще швидше.

Багато додаткової енергії від дедалі складніших суспільств пішло на сплату податків ентропії. Це була непродуктивна енергія, яка розсіювалася теплом, поставала у вигляді забруднення, відходів або руйнівних воєн. Саме так проявляється робота ентропії з деградації комплексних суспільств. Ми не можемо обчислити кількість втраченої енергії, але не сумнівайтеся, вона вражає. Є й інші податки на складність: енергії і ресурси, витрачені на інфраструктуру сучасного глобального суспільства. За останні 200 років найбільші міста виросли від приблизно мільйона людей (цей рівень майже не змінювався впродовж 2000 років) до близько 20 мільйонів (колонка F). Якщо оцінити інфраструктуру, систему електропостачання, каналізації, комунікацій, доріг та громадського транспорту, підтримання порядку й регулювання діяльності двадцяти мільйонів людей, що скупчилися на доволі невеликій території, стає очевидним, що сучасне місто — це такий собі квантовий стрибок соціальної та технологічної складності. Доводиться сплачувати податки на складність за будівництво і утримання споруд, за автобуси, поїзди і пороми, за каналізаційні системи і системи доріг; ми платимо за збирання сміття, за електропостачання, систему законів, правопорядок, поліцію, суди і тюрми; за можливість пересуватися літаками, кораблями, поїздами, за інтернет, який поєднує увесь світ у суцільну мережу. Без усіх цих різноманітних систем, які тримаються за рахунок гігантських потоків енергії, складні структури сучасного міста швидко розпадуться. У свою чергу до міст за допомогою складної інфраструктури автомобільних доріг, законів і електронних комунікацій прив’язані сотні тисяч малих міст, сіл та ізольованих поселень. Хоча точно ці цифри обчислити неможливо, ми впевнені, що податки складності становлять велику частку енергії викопних палив.

Але завдяки енергетичній революції ми отримали так багато енергії, що її вистачило іще на одне завдання — на покращення добробуту людей. Як і в аграрну епоху, більша частина енергетичного багатства і матеріальних ресурсів досі належить невеликому відсотку еліт, але вперше за всю людську історію збільшення енергії й багатства виявилося настільки потужним, що його вистачало для зростання споживацького рівня середнього класу, куди входило декілька мільярдів людей. Ця кількість була набагато більшою, ніж усе населення світу в кінці аграрної ери. За оцінками Томаса Пікетті, у сучасних європейських країнах 40 % населення контролює від 45 до 25 % національного багатства. Поява середнього класу стала новим явищем в історії людства. Чисельність нового середнього класу постійно зростає, оскільки кількість людей, які живуть в умовах крайньої бідності, зменшується.

Як це не парадоксально, але зростання багатства означає збільшення нерівності. Хоча дедалі більше людей залишає межу бідності й починає жити в більш-менш нормальних умовах, кількість украй бідних досі найбільша за всю історію людства. За оцінками Томаса Пікетті, у більшості сучасних країн найбагатші 10 % населення контролюють від 25 до 60 % національного багатства, а найбідніші 50 % контролюють не більше 15–30 %. Проте ми можемо спостерігати зменшення нерівності порівняно з періодом до Другої світової війни.

На початку ХХІ століття нерівність, здається, знов почала зростати. Зважаючи на ту величезну кількість людей, що мешкають на планеті, можна сказати, що, безумовно, сьогодні за межею бідності живе набагато більше людей, ніж будь-коли раніше. У 2005 році понад 3 мільярди людей (це більше, ніж усе земне населення в 1900 році) мусили виживати на 2,5 долара на день. Переважна частина цих людей навіть гадки не мала про здобутки енергетичної революції. Вони страждали від постійних хвороб, антисанітарії, жахливих умов початку Промислової революції, які так яскраво описали Діккенс і Енгельс.

Однак усе більше людей уже може отримувати переваги від нарощення енергетичних та ресурсних потоків і жити далеко за межами бідності. Завдяки цим потокам виріс рівень споживання, харчування і здоров’я мільярдів людей. Ці зміни найкраще відображаються у тривалості життя (колонка Е). Протягом переважної частини людської історії тривалість життя не перевищувала 30 років, але не тому, що люди начебто не доживали до 60-ти чи 70-ти, а тому, що дуже багато дітей помирало при народженні або в перші 5 років життя.

Дорослі часто гинули від травм та інфекцій, які сьогодні вважаються безпечними. За останні сто тисяч років середня тривалість життя майже не змінилась, а потім за століття значно подовжилася, тому що люди отримали більше інформації й ресурсів, необхідних для догляду за малюками й літніми людьми, для масового харчування і вдосконалення лікування та догляду за хворими і травмованими.

Контраст між обсягами енергії від викопних палив і від сільського господарства вражає. Енергетичний потік викопних палив настільки потужний, що після забезпечення відтворення, багатств для еліт та сплати податку на сміття і складність інфраструктур іще залишилося достатньо енергії для підвищення рівня споживання і стандарту життя дедалі численнішого людства. Це було революційне перетворення. Воно відбулося переважно за останню сотню років — під час Великого прискорення у другій половині ХХ століття.

Таким ми бачимо обличчя Доброго Антропоцену (доброго з точки зору людського виду). Добрий Антропоцен уперше в історії облаштував хороше життя для мільярдів звичайних людських створінь. (Якщо ви сумніваєтеся в сучасних досягненнях, подумайте, чи захотіли б ви піти на хірургічне втручання без сучасної анестезії).

Але існує ще й Поганий Антропоцен. Він складається з тих змін, які загрожують досягненням Доброго Антропоцену. По-перше, Поганий Антропоцен створив і підтримує шалену нерівність. Попри велетенський стрибок у багатстві, мільйони людей досі живуть у бідності. І хоча так хочеться вірити, що ми живемо у світі без рабства, за даними Глобального індексу рабства 2016 року більше 45 мільйонів людей живуть як раби. Поганий Антропоцен не лише морально неприйнятний. Він іще й небезпечний, оскільки відкриває дорогу конфліктам, а у світі з ядерною зброєю будь-який великий конфлікт може бути останнім для всього людства.

Поганий Антропоцен також загрожує зменшити біорізноманіття і підірвати кліматичну систему, що залишалася стабільною останні 10 000 років. Потоки енергії та ресурсів, що підтримують збільшення людського споживання, настільки розрослися, що підривають існування інших видів і ставлять під загрозу екологічні підвалини, на яких будується сучасне суспільство. Колись шахтарі брали з собою в шахту канарок для виявлення чадного газу. Тепер підвищення рівня вуглекислого газу, зменшення біорізноманіття й танення льодовиків доводять нам, що відбувається дещо дуже небезпечне й ми повинні вживати заходів.

Проблема, яка постала перед нами, як перед видом, доволі очевидна. Чи можемо ми зберегти те, що дає Добрий Антропоцен, і уникнути загроз Поганого Антропоцену? Чи можемо ми розподілити енергетичні й ресурсні блага антропоцену рівномірніше і уникнути катастрофічних конфліктів? І чи можемо ми, як колись перші живі організми, навчитися використовувати дрібніші й тонші потоки ресурсів? Чи можемо ми сьогодні знайти еквівалент філігранних протонних насосів, які колись наповнювали життям усі живі клітини? Чи й далі залежатимемо від потоків енергії та ресурсів настільки колосальних, що вони врешті-решт похитнуть фантастично складні суспільства, які ми побудували за останні двісті років?

182 Graham Allison and Philip Zelikow, Essence of Decision: Explaining the Cuban Missile Crisis, 2nd ed. (New York: Longman, 1999), 271.

183 Angus Maddison, The World Economy: A Millennial Perspective (Paris: Organisation for Economic Co-Operation and Development, 2001), 127.

184 Tim Lenton, Earth Systems Science: A Very Short Introduction (Oxford: Oxford University Press, 2016), 82.

185 Ha-Joon Chang, Economics: The User’s Guide (New York: Pelican, 2014), 429, на основі даних Світового банку.

186 Lenton, Earth Systems Science, 82, 96–97.

187 Цим науковцем був Веллі Брокер. Цит. за: David Christian, “Anthropocene Epoch,” The Berkshire Encyclopedia of Sustainability: Vol. 10: The Future of Sustainability, ed. Ray Anderson et al. (Barrington, MA: Berkshire Publishing, 2012), 22.

188 Jan Zalasiewicz and Colin Waters, “The Anthropocene,” у: The Oxford Research Encyclopedia, Environmental Science (Oxford: Oxford University Press, 2015), 4–5.

Частина четверта

Майбутнє

12 До чого це все йде?

Важко щось прогнозувати, коли справа стосується майбутнього.

Йогі Берра (нібито)

Людина давно забула, що отримала Землю лише з правом використання, а не для споживання й тим паче не для марнотратства та засмічування.

Джордж Перкінс Марш. Людина і природа

Ігри майбутнього

У вступі ми бачили фантастичну строкату кавалькаду всього, що існує у Всесвіті, — зір і змій, кварків і мобільних телефонів, і всі вони прямували до далеких вибухів наднових під незгасним, але втомленим поглядом ентропії. Куди ж сунеться вся ця кавалькада?

На диво, дуже мало систем освіти зараз приділяють увагу систематичному обговоренню майбутнього. Подібне ставлення доволі незрозуміле, оскільки думати про майбутнє притаманно всім мислячим організмам, а ми, люди, робимо це краще, ніж будь-який інший вид. Мозок будь-якої істоти — чи то людини, чи то шимпанзе — створює спрощені моделі нинішнього світу, а потім намагається змоделювати, яким він може стати невдовзі. Мозок схожий на біржового брокера або кліматолога, робота яких полягає в моделюванні майбутнього. Саме так мозок сповіщає господаря про можливості або небезпеки, які чекають на нього попереду.

Сьогодні ми, люди, можемо грати в ігри з майбутнім із фантастичною майстерністю і в фантастичних масштабах. Наші моделі різноманітні та багатофункціональні, оскільки людська мова та обмін інформацією дозволяють об’єднати мільярди окремих моделей. Ми можемо допрацьовувати свої моделі, збагачувати, вдосконалювати їх, зважаючи на відгук, зворотну інформацію й дані від мільярдів інших людей із багатьох поколінь. Нинішні моделі світу ґрунтуються на інформації з усіх кутків Землі. Ми будуємо їх за передовими даними сучасної науки та завантажуємо в обчислювальні мережі, які здатні згенерувати мільйони різних сценаріїв. «Якщо розтануть усі льодовики Гренландії, чи підніметься рівень океану настільки, щоб затопити Маямі і Даку?» Ще сто років тому ніхто б серйозно не поставився до такого запитання. А сьогодні експерти ретельно досліджують можливі відповіді на нього, роблять висновки, які впливають на політичні рішення й долі мільярдів людей, серед яких багато юних і ще не народжених. (Так, Маямі й Дака зникнуть під водою).

Можна поставити ще грандіозніше запитання. Чи виграє ентропія? Чи вдасться їй зрештою зруйнувати всі структури і форми? До речі, ми вже отримали багато точних і впевнених відповідей, оскільки в космологічних масштабах ідеться про доволі незначні зміни. Це повертає нас до складних фізичних систем раннього Всесвіту. Відповіді на космологічні питання про майбутнє не мають для нас особливого практичного значення, оскільки вони стосуються подій, фантастично віддалених від нас у часі, але своїми натяками на те, куди все це прямує, можуть окреслити нашу історію походження. Завдяки їм ми можемо глибше зрозуміти або навіть відчути завершення, до якого все йде.

Між людським і космологічним масштабами часу існує інша шкала, що становить кілька тисяч років. Якою буде Земля за дві тисячі років? І як на ній виглядатимуть люди? А кукурудзяні качани? А міста? А колонії на Марсі?189 Примітно, що подібний проміжний масштаб прорахувати найважче. Найцікавіші питання у цих межах стосуються химерно складних систем типу нашої біосфери, а за 2000 років дерево можливостей розгалужується настільки різноманітно, що жоден комп’ютер не здатен вирахувати найімовірнішу модель. Але нам заважає не лише кількість розгалужень. Як показала квантова фізика, навіть у найменших масштабах Всесвіт недетерміністичний. Часом трапляються непередбачувані події, які, наче помах крил метелика, здатні спричинити низку причинно-наслідкових перетворень такої сили, що майбутнє змінюватиметься в багатьох можливих напрямках. Отже, у наше життя постійно втручається стара добра випадковість. Ні мозок, ні найкращі комп’ютерні моделі ще не можуть вплинути на пандемію, що виникла через єдину крихітну генетичну мутацію вірусу, й не можуть розрахувати впливу вибуху сусідньої наднової, хоча ми здатні більш-менш точно прогнозувати можливий вплив астероїда (знання, заради якого вимерли б динозаври). На цьому проміжному масштабі ми можемо швидко зануритися у сферу наукової фантастики. Наші історії про наступні кілька тисячоліть можуть бути важливими, захоплювати, бентежити або жахати — але вирішити, яку з них варто сприймати серйозно, ми не здатні.

Розшук: майбутнє людства

Наступні 100 років будуть для нас, людей, надважливими. Усе навколо відбувається з такою шаленою швидкістю, що кожен наш крок у наступні кілька десятків років, як у сповільненій зйомці перед катастрофою, матиме вагомі наслідки і для нас самих, і для біосфери ще впродовж тисяч і тисяч років. Подобається вам чи ні, але зараз ми керуємо всією біосферою і від нас самих залежить, як воно буде — добре чи не дуже.

Різні міфи і легенди розповідають нам, як упоратися з неочікуваними і непередбачуваними подіями — вони переповнені історіями про промахи, катастрофічні невдачі, зриви й пошуки, що завершилися успіхом. Але в реальності сьогодення додалося і дещо нове: потенційна катастрофа, жертвами якої будуть понад 7 мільярдів людей разом із мільйонами інших живих організмів — свідків і постраждалих. Наше завдання — уникнути цієї катастрофи, віднайти баланс між людьми й біосферою, тому що нам дуже добре відомо, що в поганій біосфері люди теж навряд чи житимуть.

У найкращих міфах нема ніяких гарантій. Катастрофа таки може статися. Ми можемо не впоратися з керуванням мудрованої глобальної машини, яку самі ж побудували, і втратити всі переваги Доброго Антропоцену. Імовірність катастрофи збільшується, коли різні водії скеровують машину в різних напрямках або коли ми не звертаємо уваги на блимання червоної лампочки на панелі керування. Якщо механізм не витримає і впаде продуктивність, ми не зможемо утримувати 7 із гаком мільярдів людей. Перед нами відкриється похмура дорога соціального хаосу, воєн, голоду і ще невідомих хвороб. Саме це автор «Артгашастри» називав «законом риби». Якщо (і коли) все нарешті владнається, невеличка жменька тих, хто вижив, знову житиме в енергетичних межах аграрної ери, коли лише крихітна меншість може собі дозволити більше, ніж просто існування. Якщо ми завдамо серйозної шкоди кліматичним системам, у більшості країн світу не зможе функціонувати навіть сільське господарство. Зрештою, землеробство залежало від стабільного клімату голоцену.

А далі — хтозна. Можливо, як у науково-фантастичних оповідях, рештки людського населення почнуть поволі відбудовувати щось схоже на наш світ. Можливо, послуговуватимуться тим, що залишилося в пам’яті, в обгорілих книжках, літописах, на зруйнованих рештках міст, фабрик, машин і мікрочипів? Можливо, як дехто вважає, існує певне обмеження складності, з якою ми ладні впоратися? Можливо, ми вже досягли непідвладного нам рівня складності? Можливо, це і є доля всіх видів, здатних до колективного навчання, — досягти певної стіни, за якою суспільство чекає крах? Може, це тому ми ще жодного разу не стикалися з іншим видом, спроможним отримувати знання з колективного досвіду? Один давньогрецький міф розповідає про те, як боги покарали Сізіфа, царя Коринфа, за те, що він був занадто розумним і амбітним. Мабуть, за порадами ентропії вони прирекли його вічно штовхати велетенську брилу нагору, дивитися, як вона скочується, і підіймати її знову і знову.

Сценарії не надто радісні, але ігнорувати ми їх не можемо. Всесвіту насправді байдуже до нашої долі. Це велетенський океан енергії, для якого такі поодинокі хвильки, як ми, — просто ефемерні явища, які з’являються і зникають безслідно. «Суворість [усіх великих міфів], — писав Джозеф Кемпбелл, — урівноважується впевненістю, що все, що ми бачимо, є лише відображенням сили, яка, незачеплена болем, продовжує своє існування. Тому казки є одночасно і безжальними, і позбавленими жаху — сповненими радістю трансцендентної анонімності, що вгадує себе в усіх я-центрованих конкурентних его, які народжуються і вмирають у часі»190. Сучасній науці вдалося зрозуміти цю жахну байдужість Усесвіту й відобразити її в першому і другому законах термодинаміки.

Але ми, люди, як і всі живі організми, маємо певні цілі. Ми вирушаємо у тривалі подорожі, щоб їх досягти, незважаючи на байдужість Усесвіту. Різні культури розповідали свої історії про ці небезпечні подорожі, які не завжди досягали успіху — але часом таки досягали. Іноді подорожнім доводиться переживати великі страждання, коли здається, що все втрачено. Іноді їхні пошуки раптово перериваються. Часто з’являються ті, хто може допомогти, — друзі чи боги. Бувають щасливі передишки. Отже, у всіх міфологічних традиціях пошуки можуть закінчитися й часом закінчуються успішно. Пильність, наполегливість і надія є найважливішими чеснотами героя, який вирушає на пошуки, тому що мандрівник, який пропускає можливості, занадто рано зневіряється, або опускає руки, повинен зазнати невдачі. Будь-який традиційний оповідач міг би сказати, що саме цих якостей потребує кожна людина, коли стикається з непередбачуваним майбутнім, де є як можливості, так і небезпеки.

Розмова про Добрий і Поганий Антропоцен показала нам мету теперішніх пошуків. По-перше, уникнути катастрофи. Якщо ми впораємося з першою, отримаємо дві наступні: однаково забезпечити всіх людей перевагами Доброго Антропоцену і гарантувати подальше процвітання біосфери, оскільки без біосфери жодні пошуки не мають сенсу. Нам конче потрібно досягти цих цілей, навіть якщо іноді здається, що вони ведуть у різних напрямках — часом до потурання, часом до обмеження.

Щоб усе це не звучало занадто пафосно, згадаймо, як описані пошуки людства у преамбулі документа Організації Об’єднаних Націй, який називається «Трансформація нашого світу» (2015):

Усі країни і всі зацікавлені сторони, що діють у партнерстві, повинні виконувати цей план. Ми твердо вирішили вжити всіх можливих заходів, щоб звільнити людство від тиранії бідності та жадоби, зцілити і захистити нашу планету. Ми прагнемо сміливих термінових кроків до трансформації, щоб перевести світ на життєздатний і витривалий шлях. Розпочинаючи цю колективну подорож, ми обіцяємо, що ніхто не залишиться позаду.

Далі в документі таке:

Люди: Ми сповнені рішучості покласти кінець бідності й голоду в усіх їхніх формах і проявах і забезпечити рівні та гідні можливості реалізації потенціалу для всіх без винятку людей у здоровому середовищі.

Планета: Ми прагнемо захистити планету від деградації, зокрема шляхом сталого та екоефективного споживання та виробництва, ощадливого та раціонального управління природними ресурсами та вжиття термінових заходів щодо зміни клімату для забезпечення потреб нинішнього та майбутніх поколінь.

Процвітання: Ми прагнемо забезпечити всім людям можливість отримувати задоволення від заможного і повноцінного життя; необхідно, щоб економічний, соціальний і технічний прогрес відбувався в гармонії з природою.

Далі автори перераховують 17 цілей сталого та екоефективного розвитку й 169 спеціальних цілей, які будуть наступним кроком після досягнення перших, розрахованим на 15 років.

Бути скептиком легко. Часом доречний навіть цинізм. Утім для людини, яка росла в середині ХХ століття, коли мало хто розумів небезпеки Поганого Антропоцену, цікаво читати такі декларації від організації, яка представляє більшість націй на Землі.

Незабаром після оприлюднення цілей сталого розвитку з’явився ще один знаковий документ — Паризька угода про зміну клімату. Її прийняли 12 грудня 2015 року на конференції ООН за участі 195 країн. Вона набула чинності 4 листопада 2016 року після ратифікації більшістю держав-членів. У цьому документі прописані такі цілі:

А) Утримати підвищення середньої глобальної температури на рівні нижче 2 °C від доіндустріального рівня та вжити заходів для обмеження підвищення температури до 1,5 °C вище доіндустріального рівня, що значно зменшить ризики та вплив зміни клімату;

Б) Підвищити здатність адаптуватися до несприятливих наслідків зміни клімату, сприяння стабільності клімату й низькому рівню викидів парникових газів таким чином, щоб не загрожувати виробництву продуктів харчування;

В) Спрямування фінансових потоків до мети зменшення викидів парникових газів та розвитку клімату.

Напруга між цими двома документами відображає численні проблеми пошуку кращого світу, оскільки з документів неясно, що стримувати викиди вуглекислого газу в заявлених межах можна й без різкого скорочення використання викопних палив. Чи сумісні ці скорочення зі стійким зростанням? Може, й так — якщо обсяг виробництва відновлюваної енергії зростатиме достатньо швидко. Але проблема була б набагато простішою, якби люди з розумінням ставилися до перерозподілу матеріальних благ і сповільнення економічного зростання.

У нашій сучасній історії походження є корисна аналогія — енергія хімічної активації. Енергія активації надає перший поштовх, який запускає в дію життєво важливі хімічні реакції. Але коли реакції вже працюють, енергії потрібно набагато менше. Ми можемо подивитися на енергію викопних палив як на енергію активації, необхідну, щоб запустити в роботу світ таким, яким він є сьогодні. Тепер, коли цей глянцевий новий світ запущено в роботу, чи можливо підтримувати його рух за допомогою менших енергопотоків, крихітних, як електрон за електроном, протон за протоном, які живили клітини і контролювалися ферментами? Чи можемо ми відтворити дихання, м’який нерозривний еквівалент вогню великого життя?

Ідея викопного палива як енергії активації примушує нас подивитися на сучасний світ з іншого боку. Бурхливі, динамічні процеси останніх століть є типовими для всіх періодів творчого руйнування. Це людський еквівалент гравітаційної енергії, яка створює зірки. Але коли полум’яні енергії творення завершують свою роботу, динаміка стає спокійнішою і стабільнішою, — місце у Всесвіті посіло дещо нове. У певний момент розвитку наше Сонце увійшло в період спокійної динаміки. Можливо, ми теж повинні перейти на таку стадію, перетнути черговий поріг і побудувати нове світове суспільство, яке оберігатиме найкращі надбання Доброго Антропоцену. Можливо, ідея нескінченного зростання — помилкова. Можливо, руйнівний динамізм останніх століть — явище тимчасове. Адже життя в межах соціальної та культурної стабільності завжди було нормою для переважної кількості людських суспільств. Саме тому в багатьох культурах сучасних корінних народів, які вважають себе передусім нащадками великого світу, набагато старшого за них самих, збереглися спогади і розуміння того, що означає жити заможно і розвиватися у стабільному, не мінливому світі.

Ідея майбутнього без постійного зростання, не надто модна і популярна в нинішньому світі, вже неодноразово виникала в дискусіях між філософськи налаштованими економістами. Багато експертів XVIII століття, зокрема й Адам Сміт, боялися майбутнього без зростання і вважали його кінцем прогресу. Але Джон Стюарт Мілл привітав таке майбутнє як освіжаючу протилежність золотому шалу промислового перевороту. У 1848 році він написав: «Чесно кажучи, мені геть не подобається ідеал життя, який розповсюджують адепти думки, що нормальний стан людини — постійна боротьба за рух уперед; я вважаю, що втоптувати, переступати, битися ліктями й наступати одне одному на п’яти, як пропонує сучасний стиль соціального життя, — це не що інше, як неприємні симптоми однієї із фаз промислового прогресу, але аж ніяк не найбільш бажаний вибір людства»191.

Натомість він стверджував, що «найприродніший стан людства такий, коли немає бідних, ніхто не бажає стати багатшим за всіх і не має жодної причини боятися, що інші відкинуть його назад, — отже, не має жодної причини пхатися вперед швидше за інших». Розвиток і зростання необхідні, запевняв він, багатьом бідним країнам, але багаті країни потребують кращого розподілу матеріальних благ. Коли базові потреби людей закриті, їхнє основне завдання — жити повним життям, а не гнатися за збільшенням матеріальних статків.

Стаціонарний стан капіталу й населення не передбачає стаціонарного стану поліпшення людського життя. Для будь-якої духовної культури, морального і соціального прогресу існуватиме так само багато перспектив, як і завжди; ті ж можливості для вдосконалення Мистецтва життя, але ймовірність його поліпшення буде набагато більшою, коли людський розум не займатиметься лише мистецтвом споживання і поступу вперед.

Він наполягав, що суспільство свідомо і добровільно повинно обрати стаціонарні умови, перш ніж буде змушене це зробити в набагато гірших умовах примусу. «Я щиро сподіваюся, що заради нащадків люди будуть змушені обрати стаціонарність задовго до того, як необхідність примусить їх до цього».

Пізніше багато хто погодився з думкою, що економічне зростання і хороше життя — не одне й те саме. У 1930 році в роботі під назвою «Економічні можливості наших онуків» британський економіст Джон Мейнард Кейнс стверджував, що за століття продуктивність виросте до такого рівня, коли можна буде гарантувати забезпечення основних життєвих потреб усім людям світу. Він сподівався, що люди тоді припинять гарувати і почнуть більше думати, як живуть. У березні 1968 року, якраз перед своєю загибеллю, Роберт Кеннеді говорив про обмеження економіки, яка повністю працює задля нескінченного зростання валового національного продукту:

Валовий національний продукт враховує забруднення повітря, рекламу сигарет, а також машини швидкої допомоги, що прибирають із трас криваві наслідки аварій… Він враховує знищення червоного дерева і втрату наших природних багатств у хаотичному безконтрольному зростанні… Проте ВНП не враховує здоров’я наших дітей, якості їхньої освіти або радості від ігор. До нього не входять краса поезії, інтелектуальна глибина публічних виступів або цілісність наших державних службовців. Одним словом, він враховує і обчислює все, крім того, заради чого варто жити.

Зараз ми розуміємо набагато краще, що таке біосфера і чому про неї необхідно ретельніше дбати. Скільки, зрештою, біосфера здатна витримати? Це нам невідомо. Можливо, існує певний критичний момент, точка неповернення, після якої всі шкідливі зміни лише прискорюватимуться, запускаючи цикл позитивних відгуків. Візьмемо для прикладу льодовики, які покривають більшу частину Гренландії й відбивають сонячне світло. Коли вони розтануть, Земля стане темнішою, почне всотувати більше тепла замість відбивати його. Через це в атмосфері затримуватиметься більше тепла, від чого, знов по колу, танутиме більше льодовиків. Це знову знизить здатність земної поверхні відбивати світло і далі підвищуватиме температуру поверхні й атмосфери. Цей механізм показує, чому саме нам варто замислитися про межі можливостей біосфери.

Стокгольмський центр вивчення проблем життєстійкості (Stockholm Resilience Centre) довгий час працював над визначенням «планетарних рамок», обмежень, які людство не може перейти без серйозних загроз власному майбутньому192. Експерти визначили 9 ключових кордонів, два з яких (зміни клімату і зменшення природної різноманітності) є критичними, оскільки порушення будь-якого з них виведе біосферу з межі стабільності193. Звичайно, моделювання змін у глобальних масштабах — справа дуже приблизна і неточна. Перейшовши ці кордони, виття сирен ми не почуємо. Дослідники центру з належною обережністю вже говорять про те, що перший кордон, кордон зменшення біорізноманіття, ми вже рішуче перетнули й наразі впевнено прямуємо до кордону кліматичних змін. Ми перейшли критичну межу свого впливу на потоки фосфору та азоту і наблизилися до меж у використанні землі, особливо лісів. Червоні індикатори на панелях керування глобальною машиною, яку побудувало людство, вже давно почали блимати.

Якщо, попри всі перепони, ми, люди, досягнемо успіху у своїх пошуках, як виглядатиме «зрілий антропоцен»?194 Звісно, світ не буде ідеальним. Але дуже важливо уявити, зрозуміти, який саме світ ми намагаємося побудувати. Можливості якогось архітектурного ескізу в нас немає через занадто велику кількість прихованого. Втім ми можемо описати певні риси світу, який зміг зберегти все краще від Доброго Антропоцену і уникнути небезпек Поганого Антропоцену.

Ріст населення уповільниться зрештою до нуля, й, можливо, кількість людей почне зменшуватися. Швидкість зростання вже почала падати на переважній частині планети, а в деяких регіонах почало скорочуватися й населення. Цей процес може прискорити багато кроків — покращення системи охорони здоров’я для бідних сімей, покращення освіти для жінок і дівчат у бідних країнах. Багато економістів попереджають про небезпеки сповільнення нарощування популяції, але перспективи біосфери добре показують, чому її тривале примноження не може бути довговічним. У зрілому антропоцені бідності майже не буде завдяки вдосконаленим системам добробуту і контролю за накопиченням надмірних багатств. Як ми вже бачили, відносну крайню бідність у більшості країн світу вже майже подолали. Зрештою, що частіше економічне зростання перестає бути головною метою урядів, то більше люди почнуть цінувати якість життя і дозвілля, а не надвисокі доходи. Здобувши підтримку держави, дедалі більше людей відмовлятимуться від екстремальних «щурячих перегонів». Забезпечення потреб цих людей сприятиме розвитку секторів економіки, які надають послуги, а не створюють матеріальні блага. Освіта і наука стануть важливішими для держав, оскільки знання замінить матеріальні блага як джерело багатства і добробуту. Ідеї теж зміняться: на перший план вийдуть ідеї про те, що таке вартісне життя і якими повинні бути цілі хорошого керівництва.

Згодом, наприкінці цього століття, світові економіки відмовляться від викопних палив. Виробництво відтворюваної енергії вже поволі збільшується, а отже, використання цих джерел — не казка й не захмарна мета. Однак залучення цих видів енергії потребуватиме активнішого втручання урядів, ніж здається зараз. У поєднанні з заходами зменшення рівня атмосферного вуглекислого газу й завдяки оновленому режиму споживання енергії у світі можна досягти обмеження глобального потепління на 2 °С вище доіндустріального рівня. Зростання ефективності використання енергії і матеріалів дасть змогу знизити обсяг загальноспожитої енергії. Переробка наявних матеріалів зменшить видобування нових корисних копалин і ресурсів майже до нуля.

Інновації та зміни у структурі споживання стануть частиною масштабніших трансформацій у сільському господарстві, що зробить його менш вимогливим до ресурсів та ефективнішим. Величезну роль у цьому, безумовно, будуть відігравати наукові нововведення. Великі інвестиції вкладатимуться у сферу захисту біорізноманіття, водно-болотних угідь та вразливих регіонів, таких як коралові рифи і тундри.

Як писав Мілл, стабільніший світ зовсім не означає статичний світ. І справді, існуватиме багато можливостей для нових форм мистецтва, розширеного і розмаїтого соціального життя, нових менш маніпулятивних способів взаємодії із світом природи. Сучасне суспільство матиме змогу вчитися у тих, хто зберігав традиції минулого, у суспільств, які жили тисячі років у стабільних відносинах зі своїм оточенням. І чи нерозумно сподіватися, що в такому світі, навіть якщо середнє споживання ресурсів не збільшиться, якість життя для багатьох може покращитися?

Нині вже створена більшість «умов Золотоволоски» для переходу нового порога: це і приголомшливе інтелектуальне багатство сучасної науки, і глибше розуміння функціонування біосфери, і більше усвідомлення того, що ми, люди, маємо спільну долю у спільній домівці, на планеті Земля. Щоб стимулювати певні кроки і дії сьогодні, нам потрібні живі картини кращого майбутнього. Зрештою, надія є ключовою чеснотою в нашому прагненні побудувати кращий світ, — разом із пильністю (в цьому нам допоможуть перевірені наукові знання) і рішучістю (тут вирішальну роль відіграватиме політика).

2017 року, коли я це пишу, сильно бракує рішучості. Чудово вже те, що багато урядів по всьому світу хоча б на словах визнають необхідність тих пошуків, які я описав. Але згоди в тому, що шукати і куди йти, люди ще не досягли. Більшість і досі переконана, що блимання аварійних вогників на панелі керування викликане помилками при запуску або нестачею знань. Мало хто володіє рідкісним даром мислити у великих масштабах, необхідним, щоб окреслити нариси найближчого майбутнього. Більшості людей, особливо найбіднішим, доводиться зосереджуватися на особистих потребах і цілях. Політики і підприємці зосереджуються на нагальніших питаннях. Уряди опікуються націями й ведуть конкурентну політику. Це означає, що багатство і могутність кожної окремої нації в політичних розрахунках переважають потреби світу в цілому. Більшість урядів іще й прив’язані до короткострокових цілей через систему виборів та обрання чиновників. Мало хто сьогодні здатен поставити тверді цілі на найближчі 20–30 років, але це той проміжок часу, коли стануть зрозумілими результати наших пошуків кращого світу. Крім того, в капіталістичному світі підприємства керуються необхідністю отримувати прибуток, а все, що стосується прибутку, зараз дуже часто веде в протилежний бік від пошуків життєздатності і стабільності.

То які наші шанси на глобальну згоду про важливість пошуків? Надії додає швидкість, із якою уряди досягли згоди, що відобразилася в «Цілях самодостатнього розвитку ООН» і «Паризьких домовленостях про кліматичні зміни». 30 років тому такі декларації були неможливі. Крім того, ми наближаємося до певного переломного моменту, коли сам пошук може стати прибутковим і сумісним із еволюцією глобального капіталізму. Якщо це станеться, колосальні інноваційні та комерційні енергії сучасного капіталізму та могутні можливості урядів, які залежать від багатства, народженого капіталізмом, можуть надати пошукам потужний стимул на зразок того, який капіталістичні уряди дали Промисловій революції. Але в нинішньому складному світі поведінка урядів частково залежить від волі виборців, які серйозно ставляться до пошуків. Результат певною мірою залежатиме від того, наскільки добре і переконливо люди зможуть описати свої прагнення.

Якщо ми успішно впораємося з переходом до стійкішого світу, тобто з порогом № 9, стане очевидно, що людська історія насправді є єдиним порогом дедалі більшої складності, кульмінацією якого є свідоме управління всією біосферою. Ми сприймаємо людську історію роздроблено лише тому, що дивимося на неї дуже зблизька. Найбільший перехід, найважливіший поріг, почався з виникнення колективного навчання. Як гравітація збирала хмари матерії в ранньому Всесвіті, так колективне навчання породило щільніші й складніші людські суспільства, прискорювало зміни і створювало нові форми динамічних процесів, завдяки яким люди отримували більше контролю над біосферою. Прискорення розвитку може тривати нескінченно довго, аж поки не призведе до катастрофічного вибуху — людського еквівалента наднової. Але якщо нам пощастить домовитися і нарешті перетнути поріг стабільного життєздатного світу, це буде виглядати так, наче ми, люди, створили нову, стабільну форму складності — як злиття утворило нові, стабільніші структури зір, відштовхуючись від гравітаційного тиску. Тоді ми побачимо, що пороги 6–9 створили на планеті новий тип біосфери — з новими термостатами і новими свідомішими формами регулювання, вбудованими в ноосферу, сферу розуму. Яке ім’я ми дамо цій революції? Революція людства?

За межами людства: тисячолітнє і космологічне майбутнє

Будьмо оптимістами і уявімо світ, де пошуки завершилися успіхом. Люди домовилися і успішно перетнули дев’ятий поріг, переважна більшість людських істот процвітає у стабільному світовому суспільстві, що ґрунтується на взаємовигідних стосунках із біосферою. Це означає, що людство житиме тут іще кілька тисячоліть, а можливо, навіть і сотень тисяч років.

Роздуми про те, що буде далі, приведуть нас до страшного, непередбачуваного, але, найімовірніше, утопічного світу середнього майбутнього. У подібних масштабах наше моделювання переходить на стадію додумування. Його правдивість така сама, як і правдивість уявлень про аристократів ХІХ століття, котрі в картатих костюмах їздять на велосипедах по Місяцю. Найкраще, що ми можемо зробити, — проаналізувати можливості, що ґрунтуються на нинішніх тенденціях.

Чи станемо ми свідками появи глобальних урядових структур, які частково витіснять національні чи державні й нарешті усунуть загрозу ядерної війни? Чи стане в такого злиття потужності, щоб дати новий поштовх для розвитку? Якщо так, чи зможемо ми користуватися ним обережніше, враховуючи його руйнівні впливи на біосферу? Чи стане воно основою для щасливого життя всіх істот? Чи знайдемо ми способи контролю ще потужніших енергетичних потоків для створення цивілізацій неймовірної складності? Російський астроном Ніколай Кардашев стверджував, що якщо існують і інші цивілізації, де є щось схоже на колективне навчання, то якісь із них могли навчитися користуватися всією енергією планети, а інші зрозуміли, як послуговуватись енергією всієї Сонячної системи або навіть цілих галактик.

Чи будуть наші нащадки подорожувати далеко за межі Землі? Чи почнуть вони розробляти астероїди і створювати колонії на Місяці, Марсі чи (якщо зазирнути досить далеко вперед) на планетах навколо сусідніх зоряних систем? Чи проектуватимемо ми нові форми життя, нові, енергоефективні продовольчі культури або мікробів, здатних лікувати або попереджувати рак? Чи створимо ми крихітні нанохірургічні апарати, які входитимуть у наші тіла й лікуватимуть травмовані органи? Чи зводитимемо споруди без нагляду за проектами електронних архітекторів? Чи будуватимемо ми машини, набагато розумніші за нас самих? Якщо так — чи можемо бути впевненими, що збережемо контроль над ними?

Чи створюватимемо ми нових людей? Чи перетворимося ми на біороботів, удосконалюючи свій організм мікро- і макроприладами, які зроблять наше життя довшим, здоровішим і зрештою перетворять нас на щось зовсім інше, таких собі транслюдей? Чи зможуть люди завдяки новим технологіям миттєво і постійно обмінюватися ідеями, думками, емоціями й картинами, формуючи таким чином єдиний, величезний глобальний розум? Чи не відділиться ноосфера від людей і чи не перетвориться на єдиний тонкий шар, який охопить біосферу? У який момент серед усіх цих подій ми вирішимо, що історія людства (як ми розуміємо її сьогодні) закінчилася, оскільки наш вид перестав бути Homo sapiens?

Чи змінить нова наука наше розуміння самих себе і нашого всесвіту й чи переверне сучасну праісторію догори дриґом? Якщо порівняти нинішню праісторію з тими, що існували ще 100 років тому, можна припустити, що так воно і буде. І неодноразово. Звісно, існує багато невідомих змінних, які вмить можуть перемкнути рейки майбутнього. Можливо наша наука і технології й дозріли до того, щоб вирахувати наслідки зближення з астероїдом і навіть щось із цим зробити. Але з нами може трапитися багато інших непередбачуваних катастроф, наприклад… зустріч з іншими формами життя. Якщо ми з ними таки зустрінемося, чи дивитимемось ми на них крізь мікроскоп (або біонічні очі)? А може, це вони візьмуть нас велетенськими пінцетами, покладуть у велетенські чашки Петрі й розглядатимуть у свої мікроскопи?

Так добре повернутися до гігантських масштабів, де можна знову зосередитись на таких простих речах, як планети, зорі, галактики і сам Усесвіт.

Сьогодні ми здатні відстежувати переміщення тектонічних плит, тому приблизно можемо уявити, де будуть континенти за 100 мільйонів років. Зараз усе виглядає так, наче континентальні плити збираються знову об’єднатися в новий суперконтинент, який уже отримав назву Амазія, оскільки в ньому поєднаються Азія і обидві Америки. Остаточну долю планети вирішить еволюція Сонця. Наше Сонце житиме приблизно 9 мільярдів років. Але якщо воно розвиватиметься так само, як і інші зорі, то за кілька мільярдів років почне розширюватися і перетворюватися на червоного гіганта. Земля опиниться всередині його зовнішніх шарів. Коли планета почне нагріватися, всім формам великого життя буде доволі кепсько. Досить довго на планеті виживатимуть лише життєстійкі архебактерії, схожі на тих, що живуть у гарячих джерелах Єллоустонського парку. Зрештою щезнуть і вони, а Земля стане стерильною. Потім її поглине Сонце, і вона розчиниться в зовнішніх шарах нестабільного і непередбачуваного червоного гіганта. Це й буде кінець планети Земля і всіх, хто на ній коли-небудь жив, якщо вони вчасно не втечуть на околиці Сонячної системи або до інших зоряних систем. А Сонце після довгого життя у вигляді червоного гіганта нарешті рознесе свої зовнішні шари, перетвориться на білого карлика, посяде своє місце внизу діаграми Герцшпрунґа — Расселла і залишиться там вистигати на сотні мільярдів років.

Якраз коли наше Сонце пуститься берега, наша галактика зіткнеться із сусідньою галактикою, Андромедою. Все відбуватиметься стримано і статечно, як зіткнення двох хмар. Але в середині кожної галактики відбуватимуться буремні події — зорі стикатимуться і тягтимуть одна одну в непередбачуваних напрямках. У цій новій об’єднаній Чумацько-Андромедовій галактиці буде набагато більше безладу, ніж у двох прекрасних спіральних галактиках, які раніше жили окремо.

Що трапиться з Усесвітом у цілому? Сьогодні доволі багато космологів можуть упевнено сказати, якою саме буде подальша історія Всесвіту, оскільки його майбутнє залежить від невеликої кількості змінних. Критичними є швидкість розширення і кількість речовини/енергії. Колись учені вважали, що гравітаційне тяжіння матерії уповільнить розширення і в кінцевому підсумку поверне все назад, стиснувши Всесвіт до стану первинного атома, який потім знову вибухне і почне розширюватися, утворюючи новий Всесвіт. Ця послідовність може повторюватися нескінченну кількість разів. Але на початку 1990-х науковці зрозуміли, що розширення постійно прискорюється, тому повинна існувати певна потужна темна енергія, яка нівелює тяжіння маси і енергії у Всесвіті. Отже, Всесвіт продовжуватиме розширюватися завжди, все швидше і швидше.

Говорячи про віддалене майбутнє Всесвіту, ми потроху розуміємо, що вся розказана історія була лише передмовою. Перед кавалькадою того, що існувало, існує і існуватиме, лежить довгий і подекуди тернистий шлях. Людство живе на самому почату історії Всесвіту. Він іще дуже юний і енергійний; йому ще доведеться утворити багато життів і побудувати багато складних структур.

Але в дуже далекому майбутньому, за газильйони років після того, як ми зникнемо, історія стане темнішою — як буквально, так і метафорично. Усесвіт розширюватиметься дедалі швидше, віддалені галактики зникнуть, як кораблі за горизонтом часопростору, і насамкінець усе або всі в нашій галактиці почуватимуться дуже самотньо195. Зорі тут утворюватимуться і горітимуть іще 1015 років, коли Всесвіт стане в десять тисяч років старшим, ніж сьогодні. На той час вік уже даватиметься взнаки, згаснуть останні зорі й змеркне останнє світло. Наша галактика перетвориться на цвинтар, повний охололого попелу зір і планет.

Але на цвинтарі ще дещо ворушитиметься. Чорні діри будуть потроху плямкати рештками зір і планет. Коли не стане харчів, вони підуть одна на одну людожерськими громадянськими війнами, аж поки не залишиться лише кілька величезних роздутих чорних дір. Вони сидітимуть тут неймовірно довго, можливо протягом 10100 років, стікатимуть енергією, аж поки зрештою зменшаться, вийдуть із гри і щезнуть. Усе, що здавалося постійним у нашому Всесвіті, виявиться тимчасовим і примарним. Можливо, навіть простір і час виявляться просто формами, лише брижами в якомусь іншому велетенському мультивсесвіті. Ентропії нарешті остаточно вдасться зруйнувати всю структуру і порядок.

Принаймні в одному всесвіті. Але, можливо, їй доведеться ще добряче попрацювати.

189 Трилогія Кіма Стенлі Робінсона — Red Mars (1993), Green Mars (1994), Blue Mars (1996)— пропонує яскравий науково-фантастичний опис того, як може виглядати колонізація Марса.

190 Joseph Campbell, The Hero with a Thousand Faces, 2nd ed. (Princeton, NJ: Princeton University Press, 1968), 46.

191 J. S. Mill, “Of the ‘Stationary State,’” у The Principles of Political Economy, Google Books, http://www.efm.bris.ac.uk/het/mill/book4/ bk4ch06.

192 Johan Rockström et al., “A Safe Operating Space for Humanity,” Nature 461 (September 24, 2009): 472–75; оновлено у: Will Steffen et al., “Planetary Boundaries: Guiding Human Development on a Changing Planet,” Science (January 2015): 1–15.

193 Steffen et al., “Planetary Boundaries,” 1.

194 Ідея зрілого антропоцену досліджується тут: David Grinspoon, Earth in Human Hands: Shaping Our Planet’s Future (New York: Grand Central Publishing, 2016). Я запозичив деякі ідеї в цьому розділі: Paul Raskin, Journey to Earthland: ThGreat Transition to Planetary Civilization (Boston: Tellus Institute, 2016).

195 Sean Carroll, The Big Picture: On the Origins of Life, Meaning, and the Universe Itself (New York: Dutton, 2016), loc. 878, Kindle.

Подяки

Навряд чи я зможу подякувати всім людям, які допомогли з цією книжкою — навчали мене, вичитували рукописи, рекомендували важливі книжки і важливих авторів, коментували мої лекції й читали лекції, які слухав я сам. Ми, люди, плаваємо в морі ідей, і ця книжка створена з ідей, які пропливали повз нас. Ми ловили їх, обмірковували, можливо, по-іншому загортали й поєднували між собою, іноді знаходячи щось зовсім нове. Я можу простежити деякі ідеї до конкретних людей і навіть до конкретних розмов, але багато з них потрапляло мені в голову і залягало там на довгі роки, аж поки не з’являлося в іншій частині мого мозку в нових формах і без ярликів, які нагадають, звідки вони взялися. Отже, я не знаю насправді, кому і скільком людям маю подякувати за всі ідеї цієї книжки. Усе, що я можу, — подякувати загалом — моїм численним колегам і друзям, щедрому потокові колективного навчання, який нашпигував мою голову такою кількістю думок про цей дивовижний і плідний світ сьогодення. Велика історія — це колективний проект, синергія багатьох розумів.

Деяким людям я можу висловити свою подяку прямо. Дякую невеликій групі вчених-однодумців, які зібралися навколо ідеї великої історії та її аналогів і працювали над просуванням освіти та досліджень у великій історії. Сюди входять такі експерти, як астрофізик Ерік Чейссон, соціолог Йоган Ґудсблом і всі ті, хто допомагав організувати й плекати Міжнародну асоціацію великої історії: Волтер Алварез, Можґан Бегманд (та її колеги з Університету Домінікани), Крейґ і Памела Бенджамін, Синтія Браун, Леонід Грінін, Ловелл Ґустафсон, Андрій Коротаєв, Люсі Лаффітт, Джонатан Марклі, Джон Мірс (ми починали викладати велику історію одначасно), Алессандро Мантанарі, Беррі Родріґе, Естер Кведекерс, Фред Спає, Джо Ворос, Сан Ю і багато інших, які допомагали вибудовувати оповідь великої історії. Особливо тісно ми працювали з Крейгом Бенджаміном і Синтією Браун, коли створювали перший підручник з великої історії для коледжів. Це була надзвичайно дружня та плідна співпраця. На жаль, наша дружба з Синтією перервалася, коли її не стало 15 жовтня 2017 року. Усі ми, працівники галузі, сумуватимемо за цією першопрохідницею великої історії. Чимало світових істориків підтримували ідею великої історії протягом багатьох років. Це Феліпе Фернандез-Арместо, Боб Бейн, Террі Берке, Росс Данн, Пет Меннінґ, Меррі Візнер-Хенкс та інші. Два визначні світові історики підтримали своїм статусом нову сферу науки: Вільям Г. Макнілл, який вважає велику історію наступним логічним кроком розвитку світової історії, і Джеррі Бентлі, який уперше запросив мене опублікувати доповідь про зв’язок між великою і світовою історією. The Teaching Company («Навчальна компанія») запросила мене прочитати серію лекцій з великої історії, на яких був Білл Ґейтс. Він дав величезний поштовх розвитку цієї сфери, підтримавши створення безкоштовного онлайн-курсу для середніх шкіл і запросивши мене прочитати лекцію з великої історії на TED Talk 2011 року. За його підтримки ми створили проект «Велика історія», яким спочатку керував Майкл Дікс разом із своїми колегами з Intentional Futures, а тепер це робить команда, яку очолюють Енді Кук та Боб Реган. Співавторами проекту з великої історії є сотні викладачів, шкіл і студентів, які сміливо взялися за цю ризиковану справу — викладання і навчання цього амбітного підходу до минулого. Світовий економічний форум надав мені можливість виступити з промовою і розповісти про велику історію як глобальний проект. На щорічній зустрічі у Давосі я мав честь познайомитися з лауреатами Нобелівської премії — колишнім віце-президентом США Алом Ґором і австралійським астрофізиком Браяном Шмідтом.

Переважну частину своєї кар’єри я працював в Університеті Маккуорі в Сіднеї, і саме там найбільше підтримали мою ідею великої історії, відколи я вперше почав її викладати разом із колегами в 1989 році. Моя щира подяка Брюсу Довтону і його колегам за підтримку великої історії і створення Інституту великої історії при Університеті Маккуорі на чолі з Ендрю Мак-Кенна, Трейсі Салліван і Девідом Бейкером (який, наскільки мені відомо, перший отримав ступінь доктора філософії з великої історії). Протягом багатьох років мої колеги з Департаменту новітньої історії цілковито підтримували цей новий спосіб мислення про історію, і багато хто з них разом зі мною почав викладати цей предмет. Я щиро вдячний усім.

Особливо хочу подякувати Марні Г’ю-Воррінґтон, Пітеру Едвеллу і Шону Россу. Величезна подяка всім моїм студентам, які вивчали велику історію і не давали збитися зі шляху істинного своїми простими і глибокими запитаннями. Я провів багато чудових років в Університеті Сан-Дієго, де історики не просто підтримували мене, але й надихали на роздуми про те, яку роль цей новий підхід до історії може відіграти в різних академічних спільнотах Сполучених Штатів. Аспіранти цього університету виявилися надзвичайно дисциплінованими та досвідченими викладачами великої історії.

Я отримав багато ідей і думок із різних галузей науки про те, як можна виправити і покращити цей курс. За ці інсайти я хочу подякувати Стюарту Кауффману, Енн Макґрат, Єну Маккалману, Віллу Стеффену, Яну Заласевичу і багатьом іншим. Мене неймовірно підтримали своїми відгуками редактори у видавництвах Little, Brown і Penguin: Трейсі Беар, Чарлі Конрад і Лора Стікні. Я дякую Трейсі Роу за її сумлінне, ретельне і бездоганне редагування. Я надзвичайно зобов’язаний Джону Брокману, який підтримував ідею цієї книжки, відколи я її вперше запропонував.

Дехто з моїх друзів люб’язно зголосилися переглянути чернетки рукопису і дати свої коментарі щодо тексту. Це були Крейґ Бенджамін, Синтія Браун, Нік Думані, Конні Елвуд, Люсі Лаффітт, Енн Макґраф, Боб Реґан, Трейсі Салліван і Єн Вілкінсон.

Для моєї родини велика історія стала чимось на зразок домашнього ремісництва. Чарді, Емілі і Джошуа читали мої чернетки, а їхні коментарі та ідеї протягом багатьох років часто вели мене в новому напрямку. Завдяки Чарді я усвідомив, що велика історія — це насправді сучасна праісторія. Я щиро вдячний усім їм і решті родини (і матері, яка була моєю першою вчителькою) за те, що моє життя наповнене благословенням доброти і любові найближчих людей. Цю книжку я присвячую родині, онукам Деніелу Річарду і Еві Роуз Моллі й усім студентам, які починають свій шлях до побудови кращого світу.

Додаток

Статистика історії людства

Таблиця. Статистика історії людства в епоху голоцену та антропоцену196

Ера

A: 0–2000 роки до н. е.

B: Населення (млн)

C: Заг. використ.

енергії

млн гДж/рік (= .001ексаДж) (= B*D)

D: Використ.

енергії на особу

гДж/особа/рік (перші три = максим. припущ.)

E: Тривалість життя (роки) Перші три — максим. припущ.

F: Населення найб. поселення

(тис). Перше = = максим. припущ.

Голоцен

-10,000

5

15

3

20

1

-8,000

3

-6,000

5

-5,000

20

60

3

20

45

-2,000

200

1,000

5

25

1,000

-1,000

300

3,000

10

30

1,000

Антропоцен

-200

900

20,700

23

35

1,100

-100

1,600

43,200

27

40

1,750

0

6,100

457,500

75

67

27,000

10

6,900

517,500

75

69

196 Дані колонок А-Е узяті з книжки «Врожай біосфери» Вацлава Сміла, 4528, Kindle; дані колонки F із книжки «Чому поки що керує Захід», стор 148–149.

Глосарій

Список технічних термінів або термінів, значення яких у цій книжці відрізняються від загальноприйнятних

Homo sapiens (Людина розумна) — вид великих людиноподібних приматів, до якого належать усі читачі цієї книжки.

аграрна ера — період історії людства, під час якого панували сільськогоподарські технології; почалася після льодовикового періоду і закінчилася 2–3 століття тому.

аграрні цивілізації — суспільства мільйонів людей, які вже мали міста, держави, апарат чиновників і письменство; утримувалися за рахунок ресурсів від сільського господарства.

адаптивна (еволюційна) радіація — періоди швидкої біологічної еволюції і диверсифікації (урізноманітнення), часто йдуть після епізодів масового вимирання.

акреція — процес, за допомогою якого матерія на орбіті навколо зірки збирається докупи, утворюючи планети, супутники і астероїди.

антиматерія — субатомні частки, які ідентичні іншим субатомним часткам, але мають протилежні заряди — як-от позитрони (електрони з позитивними зарядами); коли матерія і антиматерія зустрічаються, відбувається взаєморуйнація з виділенням величезної кількості енергії.

антропоцен (епоха антропоцену, антропоценова епоха) — найбільш недавній період історії людства, під час якого люди стали панівною силою, що змінює біосферу; пропонується як нова геологічна епоха, що випливає з голоцену.

археї — одноклітинні прокаріотичні організми, один з трьох основних доменів життя. Див. також бактерії та еукаріоти.

архей (архейський еон) — один з чотирьох найбільших часових проміжків в історії планети, тривав від 4 мільярдів років тому до 2,5 мільярда років тому.

астрономічні об’єкти з абсолютною світністю — астрономічні об’єкти, як-от змінні цефеїди або наднова типу 1a, до яких відносно легко визначити відстань, тому їх можна використовувати для вимірювання відстаней до інших об’єктів.

атом — найменша частинка звичайної речовини, що складається з протонів, нейтронів і електронів; атомна речовина може становити лише 5 % маси Всесвіту. Див. також темна енергія і темна матерія (речовина)

АТФ (аденозинтрифосфат) — молекула, що переносить енергію у живих клітинах.

Бактерії — одноклітинні прокаріотичні організми домену Eubacteria, одного з трьох основних доменів життя. Див. також археї і еукаріоти.

білий карлик — дуже щільна мертва зоря, яка розірвала свої зовнішні шари і вистигає впродовж мільярдів років.

біосфера — сфера планети Земля, утворена і населена різноманітними формами життя й побічними продуктами живих організмів.

викопні палива — приховані глибоко у ґрунтах і скам’янілі органічні матеріали, насамперед вугілля, нафта і природний газ, що містять древні запаси енергії, утвореної завдяки фотосинтезу; первинне джерело енергії в сучасному світі.

випалювальне землеробство — технологія палеоліту, заснована на регулярному випалюванні землі з метою підвищення її продуктивності.

вільна енергія — енергія, яка не є хаотичною і може виконувати корисну роботу (наприклад, енергія води, що протікає через турбіну).

водень (гідроген) — хімічний елемент із атомним номером 1 (один протон у ядрі); найпоширеніший елемент у Всесвіті.

вуглець — шостий елемент періодичної таблиці; фундаментальний елемент усього живого завдяки його віртуозній здатності поєднуватися з іншими елементами.

гадейський еон (гадей) — один з чотирьох найбільших часових проміжків в історії планети Земля; почався 4,6 мільярда років тому з моменту формування Землі й закінчився близько 4 мільярдів років тому.

газ — стан речовини, для якого характерні великі відстані між частинками (молекулами, атомами, іонами).

галактика — зібрання мільйонів або мільярдів зірок, що утримуються гравітацією; наша галактика називається Чумацьким Шляхом.

гелій — хімічний елемент із атомним номером 2 (має в ядрі два протони). Другий найпоширеніший елемент у Всесвіті; хімічно інертний.

геном — інформація, що зберігається в ДНК кожної клітини, регулює її функціонування і утворення точних копій.

глобалізація — зростання мереж обміну в масштабах, які після XVI століття почали охоплювати весь світ.

голоценова епоха (голоцен) — геологічна епоха, що почалася приблизно 11 700 років тому, з кінця останнього льодовикового періоду.

гомеостаз — стан рівноваги; живі організми підтримують гомеостаз, реагуючи на зміни середовища і пристосовуючись до них.

гомініни — двоногі людиноподібні примати з великим головним мозком, предки нашого власного виду; розвинулися після генетичного розділу (близько 7 мільйонів років тому) між цією гілкою і гілкою, з якої розвинулися шимпанзе.

гравітація — одна з чотирьох основних форм енергії; попри слабкість цієї енергії, вона діє у великих масштабах, і її характерною особливістю є те, що тіла і енергії, які мають масу, завжди притягаються одне до одного. Ейнштейн казав, що гравітація викривлює геометрію часопростору.

демографічний перехід — на сучасному етапі зниження смертності призвело до зростання чисельності населення, але через зростання урбанізації рівень народжуваності сильно впав, тому зростання населення сповільнюється; демографічний перехід змінив ставлення до сім’ї та гендерних ролей, які переважали в більшості аграрних суспільств.

диференціація — процес, що проходив на ранній Землі, коли вона нагрівалася, розплавлялася і ділилася на шари з різною щільністю — ядро, мантію і кору.

дихання — вживання кисню тваринами, а також використання кисню клітинами з виділенням енергії, що зберігається в цукрі.

діаграма Герцшпрунґа — Расселла — діаграма, де відображена внутрішня яскравість або світність зірок (кількість енергії, яку вони випромінюють) відносно їхнього кольору (тобто температури поверхні); для астрономів — потужний спосіб класифікації різних типів зірок і різних способів, якими розвиваються зірки.

ДНК — дезоксирибонуклеїнова кислота, молекула, що несе в собі генетичну інформацію більшості живих організмів.

другий закон термодинаміки — див. термодинаміка.

електромагнетизм — одна з чотирьох фундаментальних форм енергії. Вона дуже потужна в малих масштабах, має позитивну і негативну форми, є однією з найважливіших форм енергії в хімії і біології.

електрон — негативно заряджена субатомна частинка; зазвичай крутиться навколо ядра атома.

елемент — основна форма атомарної речовини. Кожен елемент відрізняється кількістю протонів у ядрі; у періодичній таблиці елементи класифікуються за своїми властивостями; існує близько 92 стабільних елементів.

емерджентні властивості — нові властивості, що виникають при утворенні структурами, пов’язаними між собою, нових структур із властивостями, яких немає в їхніх складових. Наприклад, зорі мають властивості, яких немає в атомної речовини, з якої вони побудовані.

енергія активації — початковий імпульс енергії, який запускає реакції, що далі можуть генерувати набагато більше енергії — як сірник, із якого починається лісова пожежа.

енергія — потенціал, із якого щось утворюється, який щось змінює або рухає. У нашому Всесвіті енергія набула чотирьох форм (гравітація, електромагнетизм і ядерні сили сильної та слабкої взаємодії), але існує ще одна форма — темна енергія, про яку ми мало що знаємо.

ентропія — тенденція Всесвіту до меншої структурованості згідно з другим законом термодинаміки.

еукаріоти — входять до домену еукаріотів, одного з трьох доменів життя; утворені клітинами з внутрішніми органелами. Перші еукаріоти розвинулися через злиття організмів двох інших (прокаріотичних) доменів життя — еубактерій та археїв; усі багатоклітинні організми складаються з еукаріотичних клітин. Див. також: археї, бактерії, прокаріоти.

ефект Допплера — видима зміна частоти випроміненої радіації, коли об’єкти наближаються або віддаляються один від одного; використовуються в поліцейських радарах для контролю швидкості й виявлення руху зірок і галактик до або від Землі.

життя — емерджентна властивість усіх живих організмів. Важко точно визначити її особливості, оскільки ми знаємо тільки про життя на планеті Земля, але життя напевно включає здатність підтримувати гомеостаз і метаболізм, відтворюватися і розвиватися.

заможні збирачі — осілі збирачі, такі як натуфійці, — зазвичай оселялися в районах виняткового природного розмаїття і достатку.

збиральництво — характерні технології палеолітичного періоду, засновані на зборі ресурсів із навколишнього середовища та обмеженій переробці продукції.

землеробство (сільське господарство) — набір технологій, що дозволяють людям максимізувати доступні енергетичні потоки та ресурси, впливаючи і змінюючи навколишнє середовище, щоби збільшити виробництво рослин і тварин, які вони вважають корисними.

Земля — планета, на якій ви живете; можливо, єдина планета з унікальним набором живих організмів.

земна кора — поверхневий шар Землі, що складається в основному з легших порід, граніту і базальту, які достатньо охолонули і затверділи; саме там живе більшість організмів.

злиття — виникає при надпотужному зіткненні протонів, коли вони долають відштовхування своїх позитивних електричних зарядів і з’єднуються завдяки ядерній силі сильної взаємодії; злиття супроводжується величезним викидом енергії, оскільки певна кількість речовини перетворюється на енергію. Злиття — джерело енергії водневих бомб і енергії, що випромінюється зірками.

змінні цефеїди — зорі, чия яскравість змінюється з певною періодичністю. Існує два основних типи цефеїд; швидкість зміни яскравості пов’язана з їхньою внутрішньою світністю; це дає можливість оцінити відстань до них і використовувати ці об’єкти як астрономічні стандартні свічки для вимірювання інших астрономічних відстаней.

зоря — астрономічне тіло, сформоване завдяки реакції злиття в центрі матерії, що колапсує; завдяки силі гравітації зорі збираються в галактики.

ізотопи — атоми одного елемента з однаковим числом протонів, але різним числом нейтронів.

інфляція — у космології — період надзвичайно швидкого розширення Всесвіту на початку першої секунди після Великого вибуху.

інформація — основні правила, які визначають, чи можуть і як можуть відбуватися зміни. Деякі з цих правил універсальні, але для живих організмів необхідно мати можливість виявляти і реагувати на локальну інформацію, правила, які працюють лише в безпосередньому оточенні. Інформація також може стосуватися знання про те, як усе працює.

інформоїд — суб’єкт, який споживає інформацію, як м’ясоїди споживають м’ясо; усі живі організми є інформоїдами.

історія походження (праісторія) — оповідь про еволюцію всього простору і часу, яка ґрунтується на найкращих знаннях певного суспільства; історії походження вплетені в усі головні релігії, культурні і навчальні традиції; вони дають можливість людині усвідомити своє місце у просторі і часі.

капіталізм — соціальна система, де панує комерційна діяльність і торгівля; уряди сприяють розвитку комерції, оскільки саме ця діяльність приносить найбільше прибутків.

карта (мапа) — у загальному розумінні — схематичне зображення ландшафту або географічної області; часто використовуються в переносному сенсі для позначення людської картини простору і часу, всього Всесвіту і його історії, щоб визначити своє місце у структурі всього сущого.

каталізатор — молекула (як правило, білок), яка сприяє певним хімічним реакціям, знижуючи необхідну енергію активації, не змінюючись у результаті реакції.

квантова фізика — вивчення явищ на субатомному рівні, де неможливо визначити точне положення або рух частинок, тому фізичні закони повинні бути сформульовані у вигляді ймовірностей.

кварки — субатомні частинки, які за допомогою ядерної сили сильної взаємодії утворюють протони і нейтрони.

Кельвіна шкала — температурна шкала (як шкала Цельсія), що починається від абсолютного нуля (−273,15 ºC); температура замерзання води становить 273,15 К і 0 ºC.

кембрійський вибух — раптове розповсюдження великих організмів із твердими частинами тіла, яке сталося близько 540 мільйонів років тому.

кисень — хімічний елемент із атомним номером 8; дуже реактивний.

колективне навчання — процес, властивий лише людському виду, завдяки якому інформація курсує між особами з великою точністю і у великих обсягах і накопичується від покоління до покоління. Колективне навчання є ключем до контролю людського виду над інформацією і біосферою.

космічне мікрохвильове фонове випромінення (реліктове випромінення) — випромінення (радіація), що залишилося з моменту через 380 тисяч років після Великого вибуху, коли сформувалися перші атоми; існує і фіксується досі, є одним із ключових доказів космології Великого вибуху.

космологія Великого вибуху — система ідей і понять, що виникла в 60-х роках, за якою наш Всесвіт виник із крихітної надщільної концентрації енергії приблизно 13,82 мільярда років тому.

космологія — вивчення Всесвіту і його еволюції.

лінії поглинання — темні лінії, які з’являються при аналізі зір спектроскопом. Вказують на наявність окремих елементів, які поглинули частину енергії зоряного світла, використовуються для виявлення руху віддалених об’єктів, при зміщенні темних ліній до червоного або синього кінця спектра.

льодовикові періоди — епохи льодовиків, що чергуються з теплішими міжльодовиковими періодами, почалися приблизно 2,6 мільйона років тому, на початку епохи плейстоцену.

люди — представники виду Homo sapiens.

Лука — останній універсальний спільний предок (Last Universal Common Ancestor); гіпотетичний предок усіх живих організмів на Землі.

мантія — розплавлений шар Землі, розташований під корою і над ядром, завтовшки приблизно 3 тисячі кілометрів.

матерія (речовина) — фізична основа Всесвіту, яка займає увесь простір. Ейнштейн говорив про те, що матерія — це здавлена енергія, яку можна перетворити знов на енергію (наприклад, під час злиття протонів).

мегафауна — великі ссавці, які були винищені й вимерли в пізньому палеоліті внаслідок розселення людей по Австралії, Сибіру і обох Америках.

метаболізм — здатність живих організмів під’єднуватися і використовувати енергетичні потоки свого середовища.

метеорити — рештки космічного сміття, що прилітають на Землю. Більшість метеоритів майже не змінилися після створення Сонячної системи, тому завдяки їм ми отримуємо інформацію про формування та еволюцію Сонячної системи.

Місяць — астрономічне тіло, що обертається навколо Землі, утворене від зіткнення з іншим тілом незабаром після утворення Землі.

молекула — кілька атомів, пов’язаних хімічними зв’язками.

мультивсесвіт — спекулятивна ідея про те, що можуть існувати кілька всесвітів, де діють дещо інші фундаментальні закони і форми енергії.

наднова — масивний вибух наприкінці життя великої зорі; у наднових утворюється багато нових хімічних елементів.

наднова типу 1а — тип наднової з відомою внутрішньою світністю, яку можна використовувати як астрономічну стандартну свічку.

натуфійці — археологічний термін, яким названо заможних збирачів, які жили в регіоні Родючого півмісяця на схід від Середземного моря приблизно 14500–11500 років тому.

наука — сучасні традиції строгого, науково обґрунтованого дослідження і вивчення світу та Всесвіту, розроблені після наукової революції XVII століття.

нейтрон — субатомна частинка, що є частиною атомного ядра і не має електричного заряду, з масою, подібною до маси протона.

одомашнення — генетична модифікація виду у спільному розвитку з іншим видом, фундаментальна для сільського господарства.

осілість, осілий спосіб життя — некочовий спосіб життя, при якому особи і господарства зосереджуються навколо своїх домівок у постійних поселеннях. Зазвичай пов’язується із землеробством, але іноді й із заможним збиральництвом.

палеоліт (період палеоліту) — епоха людської історії від початкової появи нашого виду, близько 200 тисяч років тому, до кінця останнього льодовикового періоду і початку землеробства, близько 11 тисяч років тому.

Пангея — суперконтинент, що існував приблизно 300–200 мільйонів років тому.

парадигма — ідея, широко прийнята дослідниками в певній галузі дослідження, яка об’єднує інформацію в цій галузі — космологія Великого вибуху (астрономія), тектоніка плит (геологія), природний добір (біологія). Поняття взяте з праць Т. С. Куна, історика науки.

паралакс — явне зміщення або різниця орієнтації об’єкта, що розглядається з двох різних позицій; використовується геодезистами та астрономами для розрахунку відстаней до віддалених об’єктів або сусідніх зір.

парникові гази — гази, приміром, СО2 і метан, які поглинають і утримують енергію від сонячного світла. У досить великих кількостях парникові гази сприяють підвищенню температури поверхні Землі.

період напіврозпаду — час, необхідний для розпаду половини радіоактивного ізотопа. Ключова концепція радіометричного датування: дає можливість датування в різних часових масштабах завдяки різним періодам напіврозпаду різних ізотопів.

періодична таблиця — таблиця хімічних елементів, розроблена Дмитром Менделєєвим, де елементи згруповані за подібними рисами.

перший закон термодинаміки — див. термодинаміка.

плазма — стан речовини при надвисоких температурах, коли субатомні частинки не можуть зв’язуватися і утворювати атоми.

планета — астрономічне тіло, що формується на орбіті навколо хімічно збагаченої зірки.

плейстоценова епоха (плейстоцен) — геологічна епоха, що почалася 2,6 мільйона років тому і закінчилася близько 11700 років тому; епоха панування льодовиків.

пороги збільшуваної складності — моменти переходу, коли з’являється щось нове, складніше, з емерджентними властивостями; історія в цій книжці побудована навколо восьми головних порогів збільшуваної складності.

порядок (структура) — нехаотичне, структуроване впорядкування матерії і енергії.

природний добір — ключова ідея Чарльза Дарвіна про те, що окремі організми виживають і відтворюються або не виживають і не відтворюються залежно від того, наскільки добре вони пристосовуються до навколишнього середовища; цей механізм є основним рушієм еволюції.

прокаріоти — одноклітинні організми без ядер, належать до доменів еубактерій і архей; були найбільш ранніми життєвими формами на землі. Див. еукаріоти.

простір-час (часопростір) — Ейнштейн стверджував, що простір і час краще розуміти як частину єдиної універсальної основи, яку він називав простором-часом.

протерозойський еон (протерозой) — один із чотирьох основних часових проміжків в історії планети. Почався приблизно 2500 мільйонів років тому і закінчився близько 540 мільйонів років тому.

протони — субатомні частинки з позитивним електричним зарядом у ядрах атомів; кількість протонів визначає атомний номер елемента.

радіоактивність — тенденція багатьох атомних ядер спонтанно руйнуватися, випускаючи субатомні частинки.

радіометричне датування — методика датування, розроблена в середині ХХ століття, заснована на періодичному розпаді радіоактивних ізотопів. Без радіометричних методів неможливо було б створити хронологію історичних подій, яку ви бачили в цій книжці.

релігія — духовні традиції, деякі з них є офіційними в державах. Усі релігії мають свою історію походження світу, простору і часу.

рідина — рідкий стан речовини, в якому атоми або молекули зв’язані між собою, але можуть переміщатися повз одне одного; стан, при якому речовина зберігає свій об’єм, але не зберігає форми.

РНК — рибонуклеїнова кислота, близька родичка ДНК, є в усіх клітинах, може переносити генетичну інформацію і виконувати метаболічну роботу.

робота — у теорії термодинаміки — здатність генерувати нехаотичні зміни.

Родючий півмісяць — добре зволожені родючі землі, що розташувалися дугою, навколо Месопотамії, де вперше з’явилося сільське господарство.

світловий рік — відстань, яку долає світло у вакуумі за один земний рік; становить приблизно 9,5 трильйона кілометрів.

світові зони — великі регіони населеного світу (Афро-Євразія, Австралія, Америка і Океанія), які до XVI століття були майже повністю роз’єднані, тому в кожному регіоні історія розвивалася окремим шляхом.

симбіоз — взаємозалежні відносини між двома видами, які виявляються настільки близькими, що види починають впливати на розвиток один одного. Людське ставлення до домашніх рослин і тварин є формою симбіозу.

складність (комплексність) — у складних об’єктах більше рухомих частин, ніж у простих; ці частини з’єднані між собою точними способами або механізмами, що дають нові емерджентні властивості.

Сонце — наша місцева зоря, джерело більшої частини енергії, що живить біосферу.

сонячні вітри — потоки заряджених субатомних частинок, що йдуть від Сонця.

спектроскоп — інструмент, який розбиває світло на різні частоти, використовується для визначення хімічного складу астрономічних об’єктів.

спекуляція — купівля товару за низькими цінами на одному ринку і продаж тих самих товарів за високими цінами на іншому задля отримання великого прибутку.

субатомні частинки — компоненти атомів (протони, нейтрони і електрони).

тверде тіло — стан матерії, коли окремі атоми і молекули тісно пов’язані одне з одним так, що не можуть змінювати свої позиції.

темна енергія — енергія, природа та джерело якої ще не зрозумілі, але саме вона становить 70 % маси Всесвіту і пояснює його постійне розширення.

темна матерія — матерія, гравітаційні поля і ефекти якої визначені й добре відомі, але джерело і форма залишаються невідомими; становить приблизно 25 % маси Всесвіту.

температура — у науковому значенні — фізична величина, що є мірою середньої кінетичної енергії (енергії руху) атомів і молекул.

теплова енергія — кінетична енергія (або енергія руху), яка зумовлює хаотичне коливання часток речовини; за температури абсолютного нуля речовина втрачає всю теплову енергію. Див. температура.

термодинаміка — наука про потоки енергії, як вони протікають і змінюють форми. Перший закон стверджує, що загальна кількість енергії у Всесвіті незмінна. Другий закон стверджує, що енергія прагне до випадкових або хаотичних форм, отже, у довгостроковій тенденції Всесвіт тяжіє до хаотичності або збільшення ентропії. Див. ентропія.

тектоніка плит — концепція, що виникла в 60-х роках ХХ століття. Пояснює, як підкорові течії всередині мантії Землі, що живляться тепловою енергією земного ядра, рухають тектонічні плити на поверхні планети.

трофічний рівень — рівень у харчовому ланцюзі, через який енергія фотосинтезу передається від рослин травоїдам, а від травоїдів — м’ясоїдним тваринам і елітам людських суспільств. На кожному рівні втрачається значна кількість енергії, тому населення на вищих рівнях завжди менше.

умови Золотоволоски — рідкісні «правильні» передумови та середовища, у яких можливе виникнення нових форм складності.

Усесвіт — сукупність речей, про які ми маємо знання, що ґрунтуються на доказах. Утворився з Великого вибуху.

фазовий перехід — зміна стану, наприклад, із газоподібного на рідкий або твердий.

фанерозойський еон (фанерозой) — один з чотирьох основних часових проміжків в історії Землі, триває від близько 540 мільйонів років тому до сьогодні; ера великих організмів або «великого життя».

ферменти (ензими) — біохімічні молекули, що діють як каталізатори, полегшуючи реакції в клітинах, що інакше вимагали б набагато більших витрат енергії активації.

фотон — невагома частинка електромагнітної енергії, що рухається зі швидкістю світла у вакуумі, а також має хвилеподібні якості.

фотосинтез — захоплення енергії сонячного світла рослинами або рослиноподібними організмами для забезпечення власного метаболізму.

хеміосмос — рух іонів із вищого рівня концентрації до нижчого крізь мембрану. У клітинах АТФ-синтаза в клітинній мембрані залучає цю енергію для зарядки молекул АТФ.

цикли Міланковича — зміни орбіти і нахилу Землі, які впливають на кількість енергії, що її планета отримує від Сонця. Ці зміни пояснюють цикл льодовикових епох в епоху плейстоцену.

червоне зміщення — зсув ліній поглинання до червоного кінця спектра; вказує на те, що астрономічний об’єкт віддаляється від Землі. Ключовий доказ того, що Всесвіт розширюється.

червоний гігант — зірка, що вмирає (скажімо, Бетельгейзе у сузір’ї Оріона), розширилася і має прохолоднішу (червонішу) поверхню.

чорна діра — ділянка простору з такою високою щільністю, що ніщо не може уникнути сили її тяжіння — навіть світло. Нерідко утворюється від розпаду надмасивної зорі в кінці її циклу життя. Чорні діри розташовані переважно в центрах галактик.

ядерна сила сильної взаємодії — одна з фундаментальних форм енергії. Функціонує на субатомних рівнях; з’єднує кварки в протони і нейтрони і утримує разом ядра атомів.

ядерна сила слабкої взаємодії — одна з чотирьох основних форм енергії; функціонує на субатомних рівнях і відповідає за різноманітні форми ядерного розпаду.

ядро — центральна, найбільш щільна частина Землі, що складається здебільшого із заліза і нікелю; джерело магнітного поля планети.

ядро — щільне осердя атома, заселене в основному нейтронами і протонами.

Для подальшого читання

У примітках вказані книжки, які я вважаю найбільш корисними з певної теми, проте більшість робіт, зазначених тут, — це найбільш сучасні видання, і сюди не увійшли такі класичні тексти, як «Нариси з історії» Герберта Веллса і чудовий «Космос» Карла Саґана. У нижченаведеному переліку я зосередився переважно на книжках, що вчать дивитися на історію під широким кутом. Його можна сприймати як вступну бібліографію робіт з великої історії і сучасної історії походження. Це книжки, де піднімаються найголовніші теми великої історії.

Книжки і статті

Alvarez, Walter. A Most Improbable Journey: A Big History of Our Planet and Ourselves. New York: W. W. Norton, 2016. Особистий погляд і підхід до вивчення великої історії від геолога, який доводить, що динозаври вимерли саме через падіння астероїда.

Bryson, Bill. A Short History of Nearly Everything. New York: Doubleday, 2003. Чудово написана захоплива робота з еволюції сучасного наукового розуміння Всесвіту.

Chaisson, Eric. Cosmic Evolution: The Rise of Complexity in Nature. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2001. Ця книга досліджує зв’язок між потоками енергетичної щільності та дедалі більшою складністю.

Christian, David. Maps of Time: An Introduction to Big History. 2nd ed. Berkeley: University of California Press, 2011. Уперше видана у 2004 році одна з перших сучасних спроб скласти оповідь про велику історію.

—. This Fleeting World: A Short History of Humanity. Great Barrington, MA: Berkshire Publishing, 2008. Коротка історія людства.

—. “What Is Big History?” Journal of Big History 1, no. 1 (2017): 4–19, https://journalofbighistory.org/index.php/jbh.

Christian, David, Cynthia Stokes Brown, and Craig Benjamin. Big History: Between Nothing and Everything. New York: McGraw-Hill, 2014. Підручник із великої історії для університетів.

Macquarie University Big History Institute. Big History. London: DK Books, 2016. Чудово ілюстрована робота з великої історії.

Rodrigue, Barry, Leonid Grinin, and Andrey Korotayev, eds. From Big Bang to Galactic Civilizations: A Big History Anthology. Vol. 1, Our Place in the Universe. Delhi: Primus Books, 2015. Антологія есеїв.

Spier, Fred. Big History and the Future of Humanity. 2nd ed. Malden, MA: Wiley-Blackwell, 2015. Амбітна спроба розкрити деякі з основних теоретичних ідей з великої історії.

Інші джерела великої історії

Білл Гейтс фінансував створення проекту «Велика історія», безкоштовного онлайн-курсу великої історії для середніх шкіл. Велика історія тепер має власну наукову організацію (Міжнародна асоціація великої історії), а Університет Маккуорі створив Інститут великої історії для просування викладання та досліджень у цій галузі.

TED-лекція про велику історію, яку я читав у 2011 році, планувалась як короткий вступ до ідеї великої історії; вона доступна за адресою: www.ted.com/talks/david_christian_big_history.

Я намагався максимально скоротити висновки, за винятком тих питань, де існують значні суперечки.