Ради того, чтобы восполнить потерю доступа к живой науке, и была написана эта книга. Она рассказывает не об умозрительных представлениях о Земле, не о предположениях и прогнозах. Она повествует о людях, занимавшихся наукой, о том, как они развивали навыки наблюдения, измерения, вычисления и описания, разрабатывали и применяли новые научные инструменты и как их нелегкий труд в сочетании с упорством и опытом приносил результаты.

Превращение разрозненных фактов, теорий, наблюдений и экспериментов в так называемое глобальное знание сопряжено с тем, что отдельные фрагменты этого знания – ключевой эксперимент, набор измерений, положенный в основу математической абстракции, – начинают использоваться для объяснения природных явлений в целом. Это особенно важно, когда мы говорим о нашей планете, едином уникальном организме, «едином целом», как мы ее воспринимаем. Между тем одна из задач этой книги – показать, что это не всегда было очевидно и такое восприятие стало результатом упорного труда множества ученых, представителей разных научных дисциплин, стран и эпох.

Глобальное знание обширно, но важно помнить о том, сколь многое остается за его рамками. Мы все живем на этой планете, но это не значит, что все голоса звучат одинаково громко. Это ярко проявляется в сфере политики – и куда менее наглядно, когда рассказывается история науки, которая преподносится как неуклонное следование по пути прогресса. Этот укоренившийся в общественном сознании стереотип об устойчивом прогрессе в большей или меньшей степени прослеживается в истории всех наук. Да и наука в целом понимается как прогрессивная человеческая деятельность. И в каком-то смысле это действительно так, но в равной мере наука – это процесс исключения, отсечения и упрощения.

Великие идеи часто незаметны – они оказывают столь мощное влияние на наше видение мира, что мы просто не представляем, как можно смотреть на него иначе. Мы думаем, что просто видим мир таким, какой он есть. Представление о Земле как о взаимосвязанной глобальной системе – наглядный тому пример. Воспринимать планету именно так настолько привычно, что это не оспаривается даже теми, кто все еще сомневается в реальности антропогенного воздействия на климат. Концепция глобального климата редко становится предметом споров (хотя, если задуматься, трудно сказать, что же такое глобальный климат и где именно он может существовать). Вместо этого споры ведутся о том, будет ли глобальная температура повышаться или понижаться либо – поскольку отрицать ее рост становится все труднее – как будет выглядеть наше будущее. Существование климатической системы, набора природных особенностей, связанных друг с другом и функционирующих во всемирном масштабе, кажется нам очевидным.

Но как этот факт стал очевидным? Важную роль здесь, вероятно, сыграла знаменитая фотография Земли, сделанная с борта космического аппарата «Аполлон-17» в 1972 г. Именно она впервые дала нам возможность увидеть нашу планету со стороны. И это стало для нас откровением: человечество осознало, мгновенно и бесповоротно, хрупкость, уникальность и взаимосвязанность всего сущего на Земле. А вид величественной голубой планеты, восходящей над безжизненной поверхностью Луны, положил начало бурному развитию экологического движения[5]. Но мы уже были готовы увидеть Землю такой. Освоение космоса не столько подтолкнуло нас к масштабному видению планеты, сколько, напротив, стало его результатом. Задолго до полетов «Спутников» и «Аполлонов» ученые, изучавшие Землю, сформировали представление о ней как о едином организме, где все взаимосвязано[6].

Лучшее понимание многообразия научных дисциплин, формирующих современную климатологию, необходимо нам, чтобы отдавать себе отчет в том, что мы знаем и чего не знаем. Тенденция рассматривать климатологию с точки зрения ее способности делать прогнозы серьезно влияет на то, как мы, государства и граждане, принимаем решения, сталкиваясь с неопределенностью будущего. В этом ожидании, что современная климатическая наука может и должна обладать прогностической способностью, слышны отголоски старой «науки закономерностей», астрономии. Между тем то, что сегодня называют наукой о климате, представляет собой совокупность множества разных методов получения знаний (эти методы иногда называют субдисциплинами). Среди них геология, климатология, метеорология, физика атмосферы, гляциология и информатика. Чтобы понять, как наше знание о планете стало масштабным, нужно понять, как эти дисциплины начали представляться взаимосвязанными в рамках отдельной комплексной науки. Таким образом, история нашего знания о планете – это история научных дисциплин (и всех связанных с ними практик, инструментов, методов и социальных структур), которые и создали это знание. И чтобы возникло представление о глобальном климате, потребовалось создать науку о климате, в состав которой вошло множество отдельных дисциплин, найдя способы объединить разрозненные знания об одном и том же объекте изучения.

Чтобы разобраться в особенностях науки о климате (в широком понимании), необходимо вернуться к ее истокам. Две мои предыдущие книги относятся к биографическому жанру: одна из них посвящена Марии Кюри, другая – Исааку Ньютону. Меня всегда интересовала жизнь конкретных людей. По тому же пути я решила пойти и теперь. Люди – а не вода – вот главные герои этой книги. Все они ученые. Самый старший из моих героев родился в 1819 г., самый молодой – в 1923 г. Рассказывая их истории, я предлагаю вам увидеть планету их глазами и совершить путешествие по водам Земли, в котором эти выдающиеся мыслители станут вашими проводниками. Это исследование основано на их личном опыте и впечатлениях.

Я начинаю повествование в 1850-х гг., когда были предприняты первые попытки измерить и объяснить погодные и климатические изменения в глобальном масштабе, что положило начало современному прогнозированию погоды и науке о климате. Тогда же были проведены первые исследования роли атмосферы в регулировании климата, хотя в то время никто и предположить не мог, что человек в состоянии влиять на температуру на земном шаре. Это также было время, когда казалось, что новая наука термодинамика вот-вот раскроет тайны не только Земли, но и Вселенной. Новые уравнения уже могли объяснить поведение молекул статистически. Оставалось узнать, способны ли они также объяснить поведение молекул в реальном мире ледников, облаков и водяного пара.

В 1850-х гг. ледники были в центре внимания ученых-естествоиспытателей, пытавшихся раскрыть секрет их движения, а значит, и прошлого и будущего климата Земли. Сегодня ледниковые периоды воспринимаются как нечто само собой разумеющееся, но когда-то они представлялись совершенно непостижимым явлением и их загадка требовала разрешения. Джон Тиндаль искал ответы на эти фундаментальные вопросы о времени, движении и разрушении среди суровой смертоносной красоты альпийских ледников, а вернувшись в Лондон – в своей полуподвальной лаборатории. Его исследования воздействия тепла на лед и водяной пар свидетельствуют об увлеченности темой энергии и ее рассеяния, а также прошлым и будущим планеты.

В 1856 г. шотландский астроном и ученый-путешественник Чарльз Пьяцци Смит впервые попытался провести астрономические наблюдения без помех в виде облаков, то есть водяного пара, находящегося в атмосфере, и для этого поднялся на вершину вулкана на Тенерифе (одного из островов Канарского архипелага). Впоследствии он занялся также изучением самих облаков, рассчитывая сделать прогнозирование погоды более надежным и успешным. В этом он потерпел неудачу, а позже запятнал свою научную репутацию, страстно отстаивая идею о том, что традиционные британские единицы измерения были ниспосланы свыше при строительстве египетских пирамид. Изгнанный из научного истеблишмента, он искал утешения в сочетании научного наблюдения и религиозного созерцания, посвятив последние годы жизни отшельническому труду по составлению фотографического атласа облаков.