Случайно ли возникла жизнь во Вселенной, или она создана с помощью какого-то Разума?
Прежде чем склониться к тому или иному варианту ответа на этот вопрос, вспомним, что, собственно, имеют в виду, говоря о жизни?
Обычно понятия Јжизнь", Јживое" пытаются связать с такими характеристиками живых организмов, которые присущи только им.
Для органической природы известна такая формулировка: жизнь - это способ существования белковых тел. Говорят также о том, что живые организмы сами производят себе подобных, воспроизводя генетическую информацию, или что организация живого построена на основе сложных иерархических структур. Есть также мнение, что живым является тот объект, в котором энтропия уменьшается (растет внутренняя упорядоченность) за счет повышения энтропии окружающей среды и т.п.
Оказывается, однако, что любое из подобных определений при серьезном анализе страдает недостатками. Например, сложная иерархия - это просто определенный способ адресации информации (вспомним файловые структуры в компьютерных системах или просто почтовые адреса). Рост внутренней упорядоченности вряд ли характерен для времени старения и умирания организма, хотя последний еще жив. И так далее.
Поэтому не следует усугублять ситуацию, придумывая какие-нибудь новые определения Јживого", а следует рассмотреть лишь один характерный признак жизни - феномен генетического кода живых клеток.
В первой части уже было упомянуто о том, что выявить комбинацию 64-разрядного двоичного числа, способную хранить в себе максимум информации, с помощью перебора компьютером всех возможных комбинаций может потребовать времени в сотни раз превышающем время существования Вселенной. Но число таких комбинаций (два в шестьдесят четвертой степени) - по величине малости не идет ни в какое сравнение с возможным числом комбинаций генетического кода живых организмов. В последнем случае речь идет о степени двойки порядка шести миллиардов! Да если учесть еще комбинации пространственного расположения спирали хромосомы, то случайный перебор возможных комбинаций генов для получения целесообразного для выживания клетки варианта их расположения представляется вовсе невозможным.
Именно низкая вероятность получения генетического кода путем отбора наилучшего варианта из всех возможных является для теологов одним из аргументов в пользу существования Бога. Только Божественный Разум, считают они, способен создать генетический код. Другие же, наоборот, полагают, что никакой Разум не может справиться со столь большими количествами, и поэтому существование генетического кода является подтверждением того, что Бог не существует. (Мы видим, что человеческий разум сам по себе не способен выносить однозначные суждения по сложным вопросам).
Однако надо ли рассматривать абсолютно все варианты, чтобы выбрать жизненно необходимый? Возможно, что ответ на этот вопрос родственен ответу на другой вопрос: надо ли рассматривать все варианты, чтобы найти двоичные комбинации, потенциально содержащие в себе максимум информации?
Поэтому вернемся к рассмотрению структуры двоичных чисел, в которых может быть записано максимальное количество информации (т.е. которые обладают максимальным беспорядком следования друг за другом Јнулей" и Јединиц").
Но вначале поясним на примере, что имеется в виду, когда говорится о том, что некоторая двоичная комбинация может содержать в себе максимальное количество информации.
Вспомним, что для четырех двоичных разрядов существует 16 двоичных комбинаций (16 двоичных чисел). Из них только четыре (0011, 0110, 1100 и 1001) обладают максимальной энтропией, следовательно, могут содержать максимальное количество информации.
Действительно, любая из этих четырех комбинаций может Јпородить" четырнадцать других комбинаций, получаемых извлечением из исходной комбинации подряд стоящих разрядов (с учетом возможности циклического сдвига разрядов). Вот эти комбинации: 0, 1, 00, 01, 10, 11, 001, 011, 100, 110, 0011, 0110, 1001 и, наконец, 1100.
Заметим, что никакие другие четырехразрядные двоичные комбинации не могут указанным способом Јпородить" большее или равное четырнадцати число комбинаций. Например, комбинация 0001 порождает 13 комбинаций, а комбинация 1111 (или 0000) всего четыре других комбинации. Вообще говоря, и интуитивно ясно, что из некоторой таблицы двоичных чисел, состоящей, например, из одних единиц, не удастся извлечь информации больше, чем из таблицы того же объема, но содержащей в себе как единицы, так и нули. И хромосома, в которой подряд идет один и тот же нуклеотид, не передаст информации больше, чем это может сделать хромосома с произвольным набором четырех нуклеотидов.
Так вот, оказывается, что нет никакой необходимости перебирать все комбинации двоичных чисел, чтобы найти среди них комбинацию, обладающую максимумом информации. Например, если мы возьмем произвольное 1024-разрядное двоичное число и обнаружим в нем цепочку из девяти подряд стоящих нулей (или единиц), окаймленную слева и справа единицами (нулями), то этого будет достаточно для того, чтобы утверждать, что такая комбинация не может содержать максимум информации (в оговоренном выше смысле). При этом в структуре чисел можно обнаружить не только достаточные признаки таких комбинаций, но и необходимые.
Например, для некоторой 1024-разрядной двоичной комбинации можно привести следующие признаки, которые необходимы, чтобы эта комбинация содержала в себе максимум информации.
1. Комбинация должна содержать две цепочки, одна из которых содержит десять подряд идущих единиц, а другая - десять подряд идущих нулей. При этом, как уже говорилось, таких цепочек из девяти нулей и единиц быть не должно.
2. Комбинация должна содержать цепочки, аналогичные предыдущим, но содержащие по восемь одинаковых значений в разрядах.
3. Комбинация должна содержать две цепочки, состоящие из семи нулей, и две цепочки, состоящие из семи единиц.
4. Комбинация должна содержать четыре цепочки, состоящие из шести нулей, и четыре цепочки, состоящие из шести единиц.
5. Комбинация должна содержать восемь цепочек, состоящих из пяти нулей, и восемь цепочек, состоящих из пяти единиц.
6. Комбинация должна содержать шестнадцать цепочек, состоящих из четырех нулей, и шестнадцать цепочек, состоящих из четырех единиц.
7. Комбинация должна содержать тридцать две цепочки, состоящие из трех нулей, и тридцать две цепочки, состоящие из трех единиц.
8. Комбинация должна содержать шестьдесят четыре цепочки, состоящие из двух нулей, и шестьдесят четыре цепочки, состоящие из двух единиц.
9. Наконец, комбинация должна содержать 128 одиночных нулей и 128 одиночных единиц (Јодиночных", т.е. окаймленных разрядами с противоположным значением).
Легко заметить в правилах, необходимых для получения максимального беспорядка в расположении нулей и единиц по разрядам числа, очень строгий порядок, определенную структуру.
Кроме необходимых, существуют еще и достаточные признаки получения двоичнык комбинаций, содержащих в себе максимум информации. Именно их я использовал для облегчения поиска компьютером подобных комбинаций. Однако обсуждать здесь эти признаки, тем более приводить доказательства их справедливости, видимо, нецелесообразно. Для нас важно другое: для синтеза комбинаций чисел, значит, и любых иных элементов (например, нуклеотидов), обладающих теми или иными возможностями хранения информации, существуют логические ограничения, позволяющие осуществить этот синтез в приемлемые сроки. Разумеется, для нуклеотидов есть еще и физические ограничения.