Мир, который построил клещ

Ученый должен сохранять верность истине и не цепляться за свои прежние взгляды, если результаты его исследований противоречат им. Так говорит научная этика. В реальной науке так бывает, увы, далеко не всегда – но все же бывает. И один из самых ярких примеров – идейная эволюция Якоба фон Юкскюля между 1899 и 1908 годом.

Обычно к отказу от взгляда на животных как на «рефлекторные машины» ученых приводит изучение животных высокоразвитых, обладающих большими интеллектуальными возможностями и богатым эмоциональным миром и способных выражать свои чувства и намерения в понятной для нас форме: обезьян, собак, дельфинов, врановых, крупных попугаев и т. д. Фон Юкскюля к такой перемене воззрений привело животное с относительно простым поведением, лишенное заметных для человека признаков интеллекта или эмоций, эволюционно далекое от нас и вдобавок довольно неприятное: иксодовый клещ. Самый обычный клещ, которого многие из нас с омерзением стряхивали со своей одежды или кожи во время лесных прогулок.

Логика выбора объекта была понятной. Занимаясь сравнительной физиологией беспозвоночных (работой нервной системы и органов чувств, физиологией мышечного сокращения и т. п. вопросами) и разделяя, как мы знаем, идею свести поведение к физиологии, фон Юкскюль решил не ограничиваться декларациями, а предпринять реальные шаги в этом направлении. Конечно, для этого нужен был объект с достаточно простым поведением. А что может быть проще поведения клеща? Пройдя последнюю линьку и став взрослым, клещ забирается на кончик травинки или ветки невысокого кустарника над звериной тропой и замирает, растопырив две передние пары лап. В этой позе он может пребывать много дней, сохраняя полную неподвижность. Когда мимо пройдет какое-нибудь животное, клещ цепляется за его шерсть. Потом он еще некоторое время путешествует по шкуре своего хозяина в поисках подходящего места и, выбрав, погружает в кожу свой хоботок и принимается сосать кровь.

Кажется, что такое поведение идеально подходит для описания его как цепочки рефлексов и тропизмов: сначала клещ руководствуется отрицательным геотропизмом (лезет вверх по травинке, пока та не кончится), затем вообще надолго замирает в ожидании нужного стимула – запаха жертвы. Есть стимул – включается следующая реакция, нет – он так месяц просидеть может, не проявляя никаких признаков нетерпения. Чем не автомат?

Но тщательное изучение этого существа привело фон Юкскюля к выводу, что стимулы и рефлексы – это не более чем детали, кирпичики, из которых складывается поведение, даже такое простое, как у клеща. Животное не просто реагирует на те или иные стимулы – переходя к очередному этапу поведения, оно фактически само создает тот мир, в котором ему предстоит действовать. Фон Юкскюль назвал этот мир Umwelt – буквально «мир вокруг», то есть внешний мир, поэтому некоторые невнимательные читатели (особенно составители всевозможных дайджестов и кратких справок) часто путают это понятие с понятием «окружающей среды». Но Umwelt фон Юкскюля – это не внешний мир. Это тот образ внешнего мира, который существует у животного; то, как оно этот внешний мир воспринимает и представляет.

Но разве органы чувств не дают каждому живому существу объективную картину мира? Разве летучая мышь, ощупывая кромешную тьму пещеры своим ультразвуковым локатором, «видит» не те же стены и своды, выступы и ниши, что видим мы, направив на них свет фонаря? Разве мы не воспринимаем формы, краски и ароматы цветов – сигналы, предназначенные вовсе не нам, а насекомым-опылителям? Разве самка бабочки, выбирая место для откладки яиц, не различает даже близкие виды растений с уверенностью профессионального ботаника?

Ну, во-первых, разные существа обладают разными наборами органов чувств, да и возможности сходных органов чувств у них неодинаковы. Мы чуем запахи, но по сравнению с собакой мы практически лишены обоняния: ведь для нас даже свежий след зверя ничем не пахнет, и даже учуяв кошачий запах, мы не можем сказать, какой именно из живущих во дворе котов оставил здесь метку. Для кошки видимый мир выглядит гораздо менее многоцветным, чем для нас, – зато она прекрасно видит при такой освещенности, которая нам представляется кромешной тьмой. Цветовое зрение насекомых «сдвинуто» по сравнению с нашим в коротковолновую сторону – чисто красные цветы для них неотличимы от черных[44], зато на многих цветах, которые кажутся нам одноцветными, они видят яркий и контрастный ультрафиолетовый рисунок. Тем более нам трудно вообразить, каким предстает мир рыбке мормирусу, ощущающей искажения электрического поля, или гремучей змее, улавливающей инфракрасное излучение всего, что хоть чуть теплее окружающего воздуха. Так что одно и то же окружение отображается в субъективном мире разных животных действительно разным образом – и без учета этой разницы понять поведение животных совершенно невозможно. Достаточно вспомнить хотя бы, что зоологи и физиологи более века не могли понять, как летучие мыши ориентируются в темноте, – и поняли это лишь после того, как инженеры изобрели эхолокатор.

Но основное в мысли фон Юкскюля даже не это. Есть такой полуанекдот-полупритча о человеке, который спрашивал прохожих на улице, как пройти, допустим, к ближайшему почтовому отделению. «Пройдете мимо киношки, перейдете на ту сторону, там будет наша школа, а за ней сразу почта», – ответил школьник. «Идите вот так, там будет продовольственный, потом хозяйственный, потом сберкасса и в том же здании с другой стороны – почта», – посоветовала женщина с большой сумкой. «Напротив собеса, не доходя поликлиники», – пояснил пенсионер.

Мы улыбаемся, потому что понимаем: каждый из персонажей этого сюжета упомянул то, что играет заметную роль в его жизни. Хотя его глаза вполне исправно отображали на сетчатку и далее в мозг все те здания и вывески, о которых говорили другие, в его умвельте они не присутствовали (или, по крайней мере, воспринимались как незначительные и потому «малозаметные», непригодные в качестве ориентиров). Местность в его восприятии состоит из значимых объектов-ориентиров и малоструктурированного «фона» – причем разделение на «объекты» и «фон» у каждого свое. Этот образ местности, созданный мозгом, порой заставляет человека видеть то, чего на самом деле просто нет. Одной моей коллеге довольно известный в своей области ученый, с которым она договорилась об интервью, объяснял, как пройти в здание, где он работал: «Выходите из автобуса, идете перпендикулярно улице, обходите пятиэтажку… гм-м… бывшую пятиэтажку…» На месте пятиэтажки, о которой он говорил, к тому времени уже года два высился новый многоэтажный дом-башня – но для него там так и осталась пятиэтажка.

И, даже уже осознав свою ошибку, он не мог вспомнить, что же там теперь стоит, потому что пятиэтажка в его умвельте была значимым ориентиром (еще с тех пор, как он сам осваивал этот маршрут), а башня – лишь частью фона.

Понятно, что в одном и том же месте и в одно и то же время существа разных видов создадут себе разный умвельт. Разным он будет и для особей одного вида, но разного возраста, пола, физиологического состояния и т. д. Но и умвельт одной и той же особи неодинаков, не равен самому себе. Для клеща, выдвинувшегося на исходную позицию для атаки, весь умвельт сводится к единственному значимому сигналу – запаху бутирата (масляной кислоты), означающему приближение добычи. Пока клещ не почуял его, весь окружающий мир – лишь бессмысленный и нечленимый фон. Ни красок, ни линий, ни звуков для него не существовало и раньше: клещи рода Ixodes (как и многие другие) не имеют органов зрения и слуха. Но теперь для него пропали и запахи, приведшие его к этой тропе, и направление силы тяжести, против которого он лез на травинку, и колебания самой травинки под ним, и ветерок, и дождь, и нагревающие его панцирь солнечные лучи, и колебания температуры воздуха – хотя физически все это продолжает действовать на его рецепторы. Он ждет заветного сигнала – запаха бутирата. Когда этот запах появится, оживут и другие чувства клеща: осязание, которое поможет ему ухватиться за шерсть и потом пробираться между шерстинками; чувство силы тяжести, которое вновь погонит его вверх – к шее или к ушам, куда не достанут зубы четвероногого хозяина, – и т. д. Такое чередование ощущений и действий (ощущения запускают определенные действия, а те открывают доступ в умвельт новым ощущениям) фон Юкскюль назвал «функциональным циклом». Спустя несколько десятилетий кибернетики увидят в юкскюлевском функциональном цикле одно из первых описаний механизма обратной связи.

Заметим при этом, что фон Юкскюль, будучи классическим физиологом, вовсе не отрицал, что в основе всех наблюдаемых им действий клеща лежат рефлексы. Но он считал, что вывести из них поведение организма – даже такое простое, как у клеща – так же невозможно, как вывести из свойств кирпича архитектуру здания (хотя оно несомненно состоит из кирпичей) или из отдельных букв – смысл фразы. Главное в поведении – не рефлекторные механизмы (хотя их, конечно же, надо изучать), а план, конструкция, замысел (Planmä ssigkeit в терминологии Юкскюля) – каковой, по его мнению, и является главной проблемой не только науки о поведении, но и всей биологии.

Но откуда может взяться в организме эта конструкция, эта сложная и стройная архитектура элементарных перцептивно-двигательных актов? Попытки ответить на этот вопрос привели фон Юкскюля к витализму – представлению о том, что в живых организмах помимо обычных физических сил и тел (молекул, атомов) действует также специфическое нематериальное начало, управляющее всеми жизненными процессами. Довольно популярный в XVII – начале XIX века, витализм потерпел сокрушительное поражение в середине века в связи с успехами эволюционной теории, физиологии и особенно химии, научившейся синтезировать органические вещества из неорганических («старые» виталисты считали это невозможным, полагая, что для синтеза органических веществ необходимо участие «жизненной силы» и ее носителей – живых организмов; отсюда и происходят названия «органическая химия» и «органические вещества»). Однако на рубеже веков и в первые годы XX века витализм вновь стал набирать популярность, обретя много известных сторонников, среди которых наиболее заметны были философ Анри Бергсон и выдающийся эмбриолог Ханс Дриш. Под эти-то знамена и встал фон Юкскюль, разработав собственную версию почтенной старой идеи.

В нашу задачу не входит ни подробный разбор этой версии, ни анализ витализма в целом и той роли, которую он играл в биологии начала XX века. Для нашей темы важно, что начиная с 1920-х годов витализм вновь стал быстро терять популярность в естественных науках, утягивая за собой из круга модных идей и конкретные теории ученых-виталистов. Хотя фон Юкскюлю удалось собрать вокруг себя некоторое число последователей и даже создать при Гамбургском университете, профессором которого он был, небольшой Институт исследования умвельта, его влияние на современную ему физиологию и зоопсихологию оказалось весьма ограниченным. Даже сегодня имя Якоба фон Юкскюля куда более известно в семиотике (он считается то ли предтечей, то ли одним из основателей этой науки), чем в физиологии и науках о поведении. Никак не откликнулись на его идеи и «протоэтологи» – Уитмен (умерший вскоре после обнародования фон Юкскюлем своих новых взглядов на поведение животных – в 1910 году), Хайнрот и Хаксли. Оценить истинное значение его концепции предстояло ученому следующего поколения, одному из главных героев этой главы и всей книги.

Но прежде чем мы перейдем к нему и его времени, нужно хотя бы вкратце сказать о еще одной фигуре начала века – авторе первой целостной теории инстинктивного поведения.