Калеб Шарф - Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной
Несколько человек, изучающих биологическую Вселенную, предложили принять подобный динамический подход к концептуализации жизни как феномена, который балансирует на грани беспорядка или на краю порядка. Вспоминается один мой давний разговор с ведущим астробиологом и физиком Майклом Сторри-Ломбарди[216], когда он сформулировал идею, что жизнь – это нечто, возникающее на грани, где бы эта грань ни появилась. Он имел в виду, что жизнь – это совокупность явлений на грани порядка и хаоса.
Можно представить себе, что на такой грани возникает что-то вроде разности потенциалов, градиента потенциала, благодаря которому может возникнуть ток. Только этот биологический градиент многомерен, это пересечение доступной энергии, порядка-хаоса и времени.
К подобным выводам пришли и другие ученые. Физик Стюарт Кауфманн[217] из Университета штата Вермонт, изучающий природу сложности как таковую, предположил, что сложно устроенные биологические системы могут возникать спонтанно в результате совокупного действия многих простых правил и законов. Все вместе эти простые правила и особенности поведения атомов, молекул и термодинамических систем способны производить колоссальную сложность и хаос, однако из этой мешанины будут возникать неожиданные структуры и «самоорганизовываться» в нечто, по сути дела, принципиально новое. Одновременно мы начинаем выявлять качества тех мест во Вселенной, где возникают чрезвычайные обстоятельства, границы между состояниями вещества, пространства и времени – от галактик до газа, звезд и планет. Просто поразительно, как это космическое путешествие приводит в точности к одной и той же интерпретации – что эти грани и стыки и есть места, где возникает жизнь. А подобное осмысление места жизни в великой схеме мироздания прямо приводит к разрешению противоречия между убедительными, однако не нашедшими объяснения аргументами: тем, что жизнь должна встречаться в изобилии, и тем, что она, тем не менее, возникает очень редко.
* * *В этой книге я показал, что целый ряд наблюдений – и в химии, и в биологии, и в физике планет – показывают нам, что механика жизни представляет собой ничуть не удивительное логическое продолжение всего, что мы знаем о Вселенной. Химический состав и природа космоса порождают необходимый строительный материал, из которого строится жизнь на Земле. И основные глубинные процессы, на которых жизнь работает – переплетенные, взаимосвязанные метаболические процессы, ход которых обеспечивают в пространстве и времени одноклеточные организмы, базируются на том же химическом фундаменте.
В этом смысле жизнь на Земле не представляет собой ничего особенного. Сырья для нее полно везде – от межзвездного пространства до протопланетных систем, оно хранится даже во вселенских ископаемых – веществе метеоритов и комет, которого так много в нашей Солнечной системе. Более того, все, что мы знаем о формировании планет, показывает, что существуют механизмы, вполне способные обеспечить условия для зарождения жизни на юной каменистой планете. И снова оказывается, что нет никакого очевидного барьера между ничем не примечательным содержимым и состоянием Вселенной и молекулярными и термодинамическими составляющими жизни на планете вроде Земли. В довершение всего мы теперь уверены, что в нашей Галактике великое множество каменистых планет – по нынешним оценкам десятки миллиардов, – и условия на многих из них, похоже, приближаются к диапазону, подходящему для возникновения жизни. В сущности, все указывает на то, что набор условий на нашей планете никак нельзя назвать уникальным – Коперник бы нами гордился.
Отметим, что если жизнь встречается редко, очень странно, почему Вселенная при этом так старательно расставляет нужные декорации. Ей это вовсе не обязательно делать. Даже антропная аргументация требует лишь того, чтобы жизнь была возможна, а не того, чтобы она идеально вписывалась в мироздание. Однако если жизнь в любой форме столь необычна, как-то противоестественно, что Вселенная обеспечивает такие замечательные условия для нее. Если налицо подобный нереализованный потенциал, это значит, что и в самом деле существует что-то «особое», что обеспечивает переход от абиотической химии к биотической, что-то такое, что бывает только в местах, тождественных нашей Земле, – а я уже показал, что на данный момент подобная гипотеза обладает малым статистическим весом.
Однако, хотите или нет, некоторые наблюдения, касающиеся нашего места во Вселенной, противоречат друг другу. Исследования галактик говорят нам, что наше Солнце – звезда не самой распространенной разновидности. Открытие экзопланет говорит нам, что наша планетная система – не самый распространенный вариант организации орбит и расстояний между ними. В Солнечной системе нет даже представителей самых распространенных видов планет, и она, похоже, убереглась от радикальных перестановок, через которые проходит большинство систем. Это не означает, что в отдаленной перспективе ее не ждет орбитальный хаос – бич всех планетных систем, однако она менее большинства известных систем склонна к разрушительным переменам.
Кроме того, мы живем в один из нечастых периодов истории Вселенной, когда наши глаза и телескопы имеют возможность делать осмысленные наблюдения над природой окружающего мира. Если бы мы жили в далеком прошлом или будущем, то упустили бы жизненно важную информацию. На более локальном уровне мы живем в условиях, которые не скрывают от нас природу Вселенной, однако и не особенно облегчают задачу ее изучения. Живи мы в другом месте, нам было бы гораздо проще интерпретировать картину структуры мироздания и свойства фундаментальных законов, например, законов механики и тяготения.
При желании на нашей собственной планете можно найти свидетельства того, что наше существование как сложноклеточных разумных организмов весьма маловероятно, и им мы обязаны совпадению множества явлений. Причем многие из этих совпадений кажутся чисто случайными – это результат массового вымирания или резкой перемены условий, которые были вызваны самыми разными силами, в том числе и внеземными, как например, гигантский астероид – убийца динозавров. В число этих факторов входит и слияние двух примитивных живых существ (случай с митохондриями), которое стало новым, крайне маловероятным и крайне необходимым шагом на пути к созданию сложной жизни.
Так что же – заурядны мы или нет? Наши мощные инструменты математической вероятности и объективно доказанная предвзятость при ретроспективной оценке событий указывают, бесспорно, что ни то, ни другое нельзя утверждать наверняка. Однако сегодня мы как никогда близки к ответу – мы на грани того, чтобы все наконец узнать.
* * *Вывод, который делаю я сам для себя[218], позволяет увязать все, о чем мы с вами беседовали. Вспомните, что я говорил о жизни как о феномене, возникающем на грани, о том, что жизнь зарождается на пляшущих стыках между разными наборами переменных, описывающих физические условия. Теперь давайте применим это правило к противоречию между заурядностью и уникальностью. К какому варианту мы склонимся?
Вот к какому: наше место во Вселенной – особое, но не значительное, уникальное, но не неповторимое. Принцип Коперника одновременно и верен, и неверен, и пора это признать.
Взгляните на все факты, которыми мы теперь располагаем – от химии космоса до динамики формирования планет, – на то, как эволюционируют бок о бок биология и геофизика у нас на Земле. Думаю, не приходится сомневаться, что во Вселенной предостаточно мест, где возможно создание среды для зарождения жизни, основанной на тех же принципах и состоящей из тех же кирпичиков. Благодаря этой множественности конкретно наша, человеческая биология, ее эволюционная история и ее связи с условиями в масштабах планеты и Солнечной системы вполне могут быть уникальными, если исследовать их при помощи очень точных циркуля и линейки. Однако из этого не следует, что жизнь – и даже сложная жизнь – не может достичь такого же состояния другими путями. Возможно, мы особые и уникальные, однако нас окружает Вселенная таких же сложных, таких же особых и уникальных живых существ, которые просто описывают иную траекторию. Наша уникальность уравновешивается тем, что в пышной панораме жизни мы не представляем собой ничего исключительного, мы просто один из вариантов манифестации одного и того же явления.
При всем при том любой апостериорный анализ того или иного явления – в противовес интуиции – требует, чтобы изначальная предпосылка была такова, что это явление – самый распространенный вариант исхода событий. Бейсбольный мяч, который угодил в руку Джо, все равно должен был в кого-то да попасть. Это ясно. Поэтому вполне может быть, что появление жизни, подобной земной, не зависело от тонкостей наших космических обстоятельств – то есть вся необычность Солнечной системы в данном случае всего-навсего ложный след.
