Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной - Шарф Калеб (прочитать книгу txt) 📗

Если свести все это воедино, становится ясно, что наше представление о внешнем и внутреннем космосе сильно ограниченно. Это очень узкий взгляд. И в самом деле, интуитивное отношение к случайным событиям и научное развитие статистических методов при других обстоятельствах, другом соотношении порядка и беспорядка, пространства и времени были бы иными. А то самое обстоятельство, что мы очень изолированы от всей другой жизни в космосе – в такой степени, что мы до сих пор ни разу не натыкались на нее, ни разу не замечали никаких ее проявлений, – сильнейшим образом влияет на то, какие выводы мы делаем.

Наконец, чтобы сделать полный круг и вернуться к антропной аргументации, о которой мы говорили в самом начале, – даже глубинные свойства Вселенной и те показывают, что мы находимся в тонком равновесии на самой грани. Малейший сдвиг в ту или иную сторону – и вся природа мироздания была бы иной. Стоит чуть-чуть подкорректировать относительную силу гравитации – и либо вообще не смогут возникнуть звезды и, следовательно, негде будет выковывать тяжелые элементы, либо сформируются и тут же исчезнут огромные звезды, не оставив по себе ничего, никаких потомков. Подобным же образом, стоит изменить электромагнитное взаимодействие – и химические связи между атомами станут либо слишком сильными, либо слишком слабыми, чтобы создавать молекулярные структуры в таком ассортименте, который обеспечит всю сложность мироздания.

Что же из этого следует? Я бы сказал, что все эти факты подталкивают нас к новому научному представлению о своем месте в космосе, к отходу и от принципа Коперника, и от антропной аргументации, – и я считаю, что не за горами тот день, когда это представление и само превратится в полноправный принцип. Пожалуй, можно назвать его космически-хаотическим принципом – золотой серединой между порядком (по-древнегречески слово «космос» как раз и означает хорошо организованную систему) и хаосом. В сущности, жизнь – а особенно жизнь, подобная земной, – всегда будет находиться на границе, на переломе между зонами, каждую из которых характеризует свой набор показателей: энергия, местоположение, масштаб, время, порядок и беспорядок. Наглядное проявление подобных показателей – стабильность или хаос планетных орбит, либо колебания климата и геофизики на планете. Стоит отойти от таких границ слишком далеко в любую из сторон – и равновесие, обеспечивающее условия для жизни, сменится неблагоприятными условиями. Жизнь, подобная нашей, требует правильной смеси ингредиентов, спокойствия и хаоса, инь и ян [214].

Близость к подобным граням оставляет простор для перемен и вариаций, однако не настолько сильных, чтобы совсем перевернуть систему с ног на голову. Очевидная иллюстрация такого принципа – понятие «Зоны обитаемости» [215] вокруг звезды, где планета оказывается в достаточно мягких условиях, которые описываются набором параметров, колеблющихся в узком диапазоне. Однако для существования жизни зона обитаемости должна быть гораздо динамичнее, она не может быть зафиксирована в пространстве или во времени. Нет – это гибкая, постоянно дрейфующая и колеблющаяся функция множества переменных, примерно как траектории, которые описывают руки и ноги актера.

Если то, что жизнь существует только при таких обстоятельствах, – это универсальный закон, на вопрос о нашем месте в мироздании можно получить несколько интересных ответов. В отличие от строгих идей Коперника, которые подчеркивают нашу заурядность и выводят из этого обилие планет с подобными же условиями во всей Вселенной, идея, что жизнь требует изменчивого, динамичного равновесия набора параметров, значительно сужает круг возможных вариантов. С такой точки зрения вероятность зарождения жизни отличается от вероятности, выводимой из антропного принципа, который в предельном случае предсказывает не более чем единственный случай возникновения жизни во всем пространстве и времени. А новый закон, в сущности, выявляет места, где жизнь может зародиться, и потенциальную частотность ее возникновения. Он определяет фундаментальные свойства среды, необходимые для существования жизни, в пределах виртуального пространства из множества пляшущих параметров – то есть составляет карту плодородных зон.

Подобный закон жизни не обязательно предполагает, что живые существа – это какая-то особая составляющая реальности. Возможно, биология и вовсе самое сложное физическое явление во Вселенной – и не только в нашей, но и в любой другой Вселенной, где жизнь в принципе возможна. Однако это, вероятно, явление именно что незаурядное – особенно сложная природная структура, которая возникает при сочетании определенных обстоятельств на грани порядка и хаоса.

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.