Аннотация: Прежде чем задаваться вопросом, одиноки ли мы во Вселенной, нужно ответить на более простые - что такое жизнь и как она возникла?
Жизнь во Вселенной - ошибка или закономерность?
Одиноки ли мы во Вселенной?
Этот вопрос не даёт покоя людям с древнейших времён. Гениальные догадки о множественности обитаемых миров мелькали ещё у древних эллинов. Неистовый Джордано Бруно, опередивший на века тогдашнюю науку, уже был уверен - звёзды, это такие же светила, только отстоящие от нашего Солнца очень далеко. И если это так, то там, в небесной выси, непременно есть такие же точно Земли... а может, и лучше сей бренной юдоли, как принято было называть обитель человечества.
Ответа на этот вопрос нет до сих пор, и, вероятно, не будет ещё довольно долго. Как долго?
Нередко сложную задачу можно разложить на ряд простых. Попробуем и мы сделать это.
Что такое жизнь?
Согласно современным представлениям, почерпнутым из учебника общей биологии, жизнь есть особая, водно-белковая форма материи, обладающая свойством саморазмножения с передачей наследственных признаков от поколения к поколению. На взгляд автора данной статьи (и не его одного) вышеозначенное определение не описывает всех признаков, характерных для понятия "жизнь", но за неимением лучшего сгодится.
Известно, что Земля возникла ок. 4,6 млрд. лет назад, и довольно долгое время была безжизненна. Но уже в древнейших гранитах, возрастом 3,86 млрд. лет имеются явные следы живых одноклеточных организмов. Из чего следует, что жизнь на Земле возникла практически сразу, как только сформировались океаны.
Как именно она возникла?
На сегодняшний день имеются всего три гипотезы.
--
Самозарождение жизни на Земле.
--
Панспермия - занос жизни из космоса
--
Креационизм - то есть направленное "заселение" Земли неким высшим разумным существом (как вариант - некими высшими существами)
Рассмотрим каждую гипотезу подробнее
Самозарождение (абиогенез)
Согласно этой гипотезе, первые живые существа - бактерии и сине-зелёные водоросли - возникли на Земле самостоятельно и спонтанно, в ходе эволюции неживой природы.
Именно эта гипотеза была взята как рабочая всеми апологетами марксизма, а также атеистами любого рода, поскольку объясняла всё естественно и просто. Как сказал однажды Лаплас на вопрос, отчего он в своих сочинениях не упоминает Бога - "я никогда не нуждался в этой гипотезе".
Первые опыты по проверке гипотезы самозарождения были проведены ещё во времена Ренессанса, и на наш нынешний взгляд выглядят анекдотически. Например, в корзину с грязным бельём кладётся немного зерна, спустя некоторое время в корзине бегают мыши. Из чего делался вывод, что мыши способны зарождаться из смеси пшеницы и белья.
Но время шло, наука развивалась... Первый удар по гипотезе самозарождения нанёс Луи Пастер. Мясной бульон, а также сахарный сироп в запаянной колбе сохранялся годами, без малейших признаков брожения. Более того, бульон в колбе, снабжённой длинным изогнутым носиком, не был изолирован от атмосферы, и тем не менее не прокис. Из чего напрашивался вывод - жизнь сама не зарождается, но может быть занесена извне. Именно опыты Пастера послужили отправной точкой для появления гипотезы панспермии.
Тем не менее "самозарожденцы" не собирались отступать. Ответный ход сделал академик Опарин. Да, колба на лабораторном столе слишком мала, но если её увеличить до размера океана... Опыты, проведённые Опариным, для 1940-х годов впечатляли. В колбах с "первичным бульоном", содержавшим растворы элементарных органических веществ, по тогдашним представлениям, характерным для первородного земного океана, под действием электрических разрядов возникали сложные соединения, вплоть до аминокислот, этих "кирпичиков", из которых и состоят белки. Из этого "бульона" даже выделялись-самовозникали некие "коацерваты", под микроскопом выглядевшие почти живыми протобактериями. Есть ещё вопросы, господа скептики?
Однако скептики не сдавались. Да, вопросы имеются, и притом многочисленные. Вот, к примеру, живые существа имеют так называемую "хиральную чистоту" - все аминокислоты биологического происхождения представлены исключительно левыми изомерами, в то время как у вас в растворе имеет место рацемат - смесь правых и левых изомеров. В вашем, с позволения сказать, "бульоне" микробы гибнут надёжней, чем в сулеме - какое уж там самозарождение...
И пока "самозарожденцы" клеймили позором маловеров-реакционеров, панспермистов-креационистов, "протаскивающих в науку божественные архаизмы", жизнь нанесла новый удар.
Открытие генетического кода, двойной спирали ДНК в 1952 году было настоящей революцией в биологии. За ними последовали новые и новые открытия - РНК, механизм биосинтеза белков в живой клетке на основе рибосом... Становилось ясно, что ничего подобного в "коацерватах" нет и быть не может, и сходство с живыми клетками чисто внешнее - не более, чем сходство манекена в витрине с живым человеком. Одна "проблема рацемата" вполне могла поставить крест на гипотезе самозарождения. Скорее обезьяна, молотящая по клавишам компьютера, напишет "Войну и мир", нежели из хаоса "первичного бульона" образуется одна-единственная живая клетка.
Теперь уже "самозарожденцы" вынуждены были перейти к обороне. Всё верно, одной обезьяне написать "Войну и мир" не под силу. Но если взять очень, очень много обезьян... невообразимо много... то почему бы и нет?
В ход пошло "ядерное оружие" науки, математика. Действительно, первичный океан огромен, число молекул, разнообразных органических веществ, растворённых в нём, где-то 10^42 степени - совершенно невообразимое число. Так почему бы за миллионы лет и не возникнуть одной-единственной бактерии? В любой лотерее возможен счастливый билет...
Расчёты по методикам 1960-х годов давали вероятность такого случайного возникновения жизни на планете от 10^-16 до 10^-20, в зависимости от исходных допущений. Что, кстати, влекло за собой крайне неприятный вывод - жизнь во Вселенной явление уникальное. В самом оптимистическом случае, одна живая планета приходится на миллиарды галактик, что равноценно утверждению - мы одиноки во Вселенной.
К счастью, эти расчёты оказались ошибочны. Чем дальше продвигались исследователи, тем яснее вырисовывалась картина. Каждое новое открытие в биологии снижало цифру на много порядков. Маленькая рибосома, ответственная за синтез белков, по сложности не уступает полностью автоматическому конвейеру какого-нибудь автозавода, таких рибосом в клетке до 10 млн. И это всего лишь один, далеко не самый сложный механизм. Сама же клетка по степени сложности превосходит любое творение рук человеческих настолько же, насколько космический корабль превосходит по сложности молоток.
По современным подсчётам, вероятность случайного самозарождения не превышает 10^-80, то есть, если отбросить дипломатию - твёрдо равна нулю.
Бесперспективность "стояния насмерть на рубежах" вызвала глубокий раскол в рядах "самозарожденцев". Часть, не выдержав, переметнулась в стан противника - панспермистов или даже, страшно сказать, креационистов. Более стойкие, но достаточно здравомыслящие, приступили к поиску обходных путей - то есть процессов, которые могли бы обеспечить самосборку живой клетки не путём тупого случайного перебора, а строго закономерно. Да, никакая обезьяна не в состоянии написать роман "Война и мир", но ведь роман-то написан? Надо найти автора, того самого Льва Толстого, только и всего. Примером этому служит сама жизнь, и вот один из примеров.
Молекула белка-гемоглобина, собираемая в рибосоме, выходит из неё в виде длинной цепочки аминокислот - неким аналогом служит пулемётная лента. На этом аналогия заканчивается. Поскольку, выйдя из рибосомы, новорожденная молекула САМА сворачивается в весьма сложный клубок. Механизм не так уж сложен - в ходе броуновского движения нужные части белковой цепи оказываются рядом, немедленно сцепляясь при помощи водородных связей. Далее четыре молекулы гемоглобина соединяются вместе, причём также в строго определённой форме - только в такой тетраде гемоглобин приобретает уникальное свойство нормально переносить кислород и поглощать углекислый газ. И так далее... Таким же образом самоформируются ("натурируются") все прочие белки. Вообще самосборка - ключевой принцип живой материи, нарушаемый лишь в случае крайней необходимости. Скажем, ДНК, расщепляемая специальным ферментом, подобно расстёгиваемой "молнии" на одежде, немедленно и самостоятельно "достраивается", и таким образом происходит саморепликация - вместо одной цепи уже имеем две.
Механизм, приводящий к самозарождению, должен быть гениально прост и изящен, чтобы он мог осуществиться в изначально неживом океане.
К сожалению, до настоящего времени никаких механизмов самозарождения не выявлено, и чем дальше, тем меньше вероятность, что он вообще существует.
Если механизм самозарождения так и не будет найден, придётся признать, что сама гипотеза является ошибочной, со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Панспермия
Гипотеза панспермии была выдвинута известным астрономом Сванте Аррениниусом в начале 20 века, и с самого начала подвергалась остракизму со стороны господствующих тогда в биологии "самозарожденцев". Вплоть до 1950-х годов она находилась в глубокой тени, и казалась скорее "интеллектуальным вывертом", нежели рабочей гипотезой. Действительно, зачем умножать сущности сверх необходимых? Самозарождение жизни в океане, это просто, понятно и логично. Но в космосе? Нет, это немыслимо. Ах, не сама зародилась? Да вы, батенька, креационист! Вам, батенька, в церковь, вы дверью ошиблись!
И всё-таки были энтузиасты, которые не отреклись.
Подробный обзор всех материалов по панспермии выходит за рамки данной обзорной статьи. Следует лишь отметить, что почти все возражения, выдвигавшиеся во времена Аррениуса, к настоящему времени преодолены.
Современный, наиболее продвинутый вариант гипотезы выглядит так:
В необъятных космических просторах витают "первичные споры", зародыши первичной жизни. Размеры спор очень малы, не более 0,1 мкм (поскольку с ростом размеров катастрофически возрастают радиационные повреждения, вызываемые космическими лучами, и более крупные споры за миллионы лет блуждания по космосу будут просто убиты всепроникающей радиацией). Споры укрыты в толще космических пылинок, внешне ничем не отличающихся от прочих, "пустых" частиц космической пыли (коей, как известно, в галактике предостаточно)
При формировании будущей планетной системы окружающий газ и пыль собираются в обширный протопланетный диск, в котором оказывается и наша "живая" пылинка. В центре диска вспыхивает новорожденная звезда, давая старт процессу планеообразования. Свет звезды тормозит пылинку, и она по спирали приближается к светилу (эффект Пойнтинга-Робертсона). На некоем расстоянии, определяемом размерами пылинки, давление "солнечного ветра" уравновесит тот эффект. При правильном подборе параметров "живой пыли" пылинки будут выходить на "орбиту ожидания" как раз в "зелёной зоне" молодой звезды - то есть там, где может иметься планета, пригодная для жизни. При этом оболочка пылинки надёжно защищает укрытую спору от ультрафиолетового (а при условии металлической оболочки - и мягкого рентгеновского) излучения. Далее совсем просто. Если такая подходящая планета у звезды имеется, она попросту втягивает "живую" пылинку наряду с прочей космической пылью, двигаясь по орбите. Если океан на планете уже сформировался, спора оживает в благодатном "бульоне" и...
Схема подкупает своим изяществом, полным автоматизмом. Вдумайтесь - рождающаяся звезда САМА стягивает космическую пыль с огромных расстояний. Пылинка-носитель споры САМА выходит в "зелёную зону" той звезды. Планета, которой предстоит стать живой, САМА захватывает ту пылинку. Никаких случайностей - точно так же зенитная ракета находит самолёт в бескрайнем небе, на огромном расстоянии. Расчёты показывают, что при таком раскладе на "засев" огромной галактики требуется совершенно ничтожное по космическим меркам количество живого материала, порядка миллионов тонн. Никакого тупого перебора - каждая планета, где имеются подходящие условия, а именно океан, атмосфера и нужный температурный режим, немедленно и неотвратимо "оживает".
Гипотеза, в частности, просто и естественно объясняет немедленность возникновения жизни на Земле. Из неё же следует, что поиск "космических спор" занятие бесперспективное - каждые сутки на Землю выпадает до 1000 тонн космической пыли, и если даже раз в несколько лет (или веков) на нашу планету опускается опоздавшая "прародительница", обнаружить её невозможно. Кто не успел, тот опоздал, примитивная анаэробная хемобактерия (а именно такие нужны для заселения бескислородного и довольно химически агрессивного первичного океана) не имеет никаких шансов на выживание в современной земной биосфере.
Поскольку прямых доказательств существования космических спор в обозримом будущем не предвидится, остаётся уповать на косвенные. Если когда-нибудь будут обнаружены следы былой жизни на Марсе, гипотеза получит могучий аргумент "за". То же самое случится, если будет обнаружена экзопланетная жизнь в иных звёздных системах.
Единственный вопрос, на который гипотеза панспермии не даёт ответа - откуда взялись эти споры? Если самозарождение в океане невозможно, то тем более немыслимо самозарождение в открытом космосе... Снимая массу частных барьеров, характерных для "самозарожденцев", "панспермисты" упираются в самую главную стену.
Вывод напрашивается сам собой.
Креационизм
"... И сказал Он - да будет свет! И стал свет..."
Исторически креационизм, то есть направленное сотворение, является самой первой и самой древней гипотезой. Бог захотел, и сделал. Как именно? Да нам-то откуда знать? Пути Господни, как известно, неисповедимы...
Будем говорить прямо - не сам возможный факт "сотворения", но именно эта "неисповедимость" была и остаётся самой ахиллесовой пятой гипотезы. Человеческий разум бунтует против ignoramus et ignorabimus ("Мы не знаем и не узнаем"). Вы не знаете и не узнаете - о чём тогда разговор? А мы хотим знать и узнаем!
Разумеется, библейские сказки насчёт сотворения всего сущего за шесть дней и изготовления первого человека из глины по нынешним меркам не более научны, чем самозарождение мышей из грязного белья. И, вне сомнения, опасение "оскорбить святыни" (а в ряде стран это чревато не только служебным, но и уголовным преследованием) сильно осложняет развитие данного направления. К тому же в среде учёных-биологов любое упоминание креационизма - моветон, на грани мракобесия. Но всё-таки есть люди, не убоявшиеся потихоньку двигать и это направление.
Есть такое понятие - "доказательство от противного". Если самозарождение невозможно, то что остаётся?
Как говорится, "учёный обязан глядеть в глаза фактов, даже если они возвещают скорый Конец Света". Справедливости ради следует признать, что гипотеза креационизма в современной, научной модификации опирается на ряд сильных фактов. "Антропный принцип" устройства Вселенной вовсе не шутка, и недооценивать силу этого аргумента никак нельзя. Однако рассмотрение физических основ самого "антропного принципа" выходит за рамки данной статьи. Желающие могут ознакомиться с подробностями самостоятельно, скажем, по ссылке в конце статьи.
Рассмотрим лишь современные варианты гипотезы креационизма, не противоречащие явно уже имеющимся научным данным.
1. "Панспермический креационизм"
Данная версия, по сути, является логическим завершением самой гипотезы глобальной панспермии. Создатель (или создатели), существа (или даже сущности) с очень богатыми возможностями, в какой-то момент создают в данной галактике достаточное количество спор, далее рассеивающиеся самостоятельно.
Преимуществом этого варианта является возможность однократного акта творения. Тем самым снимается основная трудность "локальной" версии - поскольку звездо- и планетообразование идёт непрерывно, Сверхсуществам-Сеятелям необходимо иметь просто-таки космологические сроки жизни, буквально миллиарды лет. Даже если предположить некую "преемственность поколений", позволяющее отдельным Сеятелям жить не столь долго (но всё равно, это будут сотни тысяч, если не миллионы лет), существование какой-либо сверхцивилизации в течении миллиардов лет представляется крайне сомнительным.
2. "Локальный креационизм"
Согласно этой версии никаких блуждающих по космосу спор нет. Сверхсущества-Сеятели целенаправленно ищут пригодные для жизни планеты. Далее совсем просто...
Преимуществом этой версии является 100% надёжность. Действительно, какой-нибудь гиперзвездолёт, это вам не крохотная беззащитная бактерия, таящаяся в пылинке... Не нужно ломать голову, как защитить споры от жестокого космоса, от ультрафиолета и прочего. "Пришёл, увидел, осеменил!"
Недостатки - см. выше.
В обоих вышеприведённых вариантах возникает необходимость в целой "Пирамиде Разума". Действительно, и в первой, и особенно во второй схеме Сеятели, по сути, являются лишь исполнителями, их же, в свою очередь, кто-то должен был создать. На самом верху гигантской Вселенской Пирамиды Разумных находится Создатель Вселенной, который, собственно, и заварил всю кашу...
3. "Абсолютный креационизм"
Эта, пожалуй, наиболее экзотическая версия странным образом смыкается с абиогенезом самых упорных "самозарожденцев". Суть в двух словах - Создатель Вселенной при её запуске/устройстве предусмотрел некие специальные законы/механизмы, однократно срабатывающие при достижении планетой "половой зрелости" и самоликвидирующиеся впоследствии. Таким образом, нынешние усилия "самозарожденцев" априори тщетны - "что положено Юпитеру..."
Версия снимает нужду в Пирамиде Разума, поскольку в таком случае сам Создатель Вселенной мог задать необходимые исходные параметры (подобно постоянной Планка и пр.). Поскольку всякий процесс в этой Вселенной материален, подобный механизм, пусть и уже исчезнувший, должен был оставить некие следы - "осколки разорвавшейся мины".
На взгляд автора статьи, единственной целью данной версии является максимально приблизиться к библейским представлениям об устройстве мироздания. Никаких внятных доводов в пользу того, что общие законы биологии сейчас "не те, что в древности", нет. С таким же успехом можно предположить, что раньше законы Ньютона или Кеплера были иными.
Вместо эпилога
Уровень развития современной науки не позволяет установить, какая из трёх гипотез истинна. ПОКА не позволяет. Но время идёт...
Вопрос "одиноки ли мы во Вселенной" только на взгляд приземлённых прагматиков кажется риторическим. От того, каков будет ответ, зависит очень и очень многое.
Если среди сотен подходящих планет не будет найдено ни одной живой, это будет означать, что жизнь - исключение, ошибка эволюции. И само существование человечества в этом свете будет выглядеть совершенно иначе. Разум, как способ вселенской эволюции исправить ошибку, вернув планету в нормальное, безжизненное состояние... Очень не хочется верить в такую перспективу, но исключить её теоретически пока невозможно.
Если же окажется, что жизнь явление вполне обыденное, значит, разум, как закономерный этап эволюции живой материи, необходим Вселенной. Зачем? На то нам и разум, чтобы найти ответ на этот вопрос.