.....................
Но в различных цивилизациях(и примерно в одно и то же время) наука развивалась совершенно несхожими путями. Число 0, например (номер этой главы), придумали древние индийцы, практически современники Аристотеля, совершенно несклонные к тому, что интересовало тогда греческую науку — к естествознанию и к истории. Зато они интересовались, в первую очередь, математикой, лингвисткой и психологией. Известный философ, индолог и буддолог Александр Моисеевич Пятигорский рассказывал[42] о том, как в начале прошлого века в Оксфорд приехал из Индии один лама, который быстро освоил английский и прочитал на этом языке сотни книг. Этот лама (впоследствии весьма известный, его звали Рамануджан; он стал выдающимся математиком), комментируя эволюционную теорию Дарвина, отметил, что его «теория неинтересна; Дарвин, конечно, был гений, но крайняя интеллектуальная неразвитость». Вот такой оксюморон! А об одном сильном математике, с которым его тогда познакомили, сказал: «Вот у этого человека с головой все в порядке». Индийцы придумали не только ноль, но также поразрядное (позиционное) представление числа. Если бы этого не случилось, вообразите себе, какой была бы наша бухгалтерия, основанная на сложении в столбик римских чисел! Впрочем, античные греки — как и мы — пользовались десятичной системой и умели хорошо считать, как-то обходясь без символа ноля; миф приписывает происхождение десятичной системы греков их особой симпатии к музыкальной квинте. Хотя — с точки зрения чисто математической — десятичная система не имеет специальных преимуществ перед другими.
И опять: когда отнюдь не бесчувственному и не бездушному браминуРамануджану дали прочесть английский перевод Освальда Шпенглера, он — по словам того же Пятигорского — сказал: «Ну, джентльмены, это же чушь полная, это вообще неразвитым человеком писалось». При том, что Шпенглер был одним из первых эрудитов своего времени, и в его знаменитом труде «Закат Европы» — как раз и изложена философия числа, и описано «изобретение» индийскими математиками ноля и позиционного представления чисел, для чего — по выражению автора — потребовалась «чувствительная душа брамина». Рамануджан, кажется, не читал Шпенглера по-немецки, и еще неясно, что бы он при этом сказал.
Последний вопрос из небольшой серии, приведенной в начале этой главы, — это: По каким признакам мы могли бы узнать ИХ? Ясно, что каковы бы ни были ИХ мотивы, удивительное желание осуществить непрямой (не предусматривающий визита) контакт с нами должно выражаться в виде некоего несомненно искусственного сигнала. Можно представить себе три варианта такого сигнала:
несомненно технологическое (не-природное) изделие,
волновой сигнал выраженной (не-природной) упорядоченности, например, периодичности,
направленная панспермия, маркированная информационными символами.
И только при установленном контакте сигнал может уже иметь свойства письма, читаемого адресатом.
Пример сигнала первого типа (со стороны земной цивилизации) — пластинки с рисунками и символикой, отправленные с аппаратами Пионер-10 и Вояджерв никуда: эти пластинки, скорее всего, никогда не достигнут адресата. Адресат — вообще тема отдельная. Очень образно ее описал Станислав Лем в своем «Голосе Неба»: адресат (цивилизация) должен быть готовым прочесть Послание, если оно обращено к нему — а не через его голову. Иначе из отдельных фрагментов, которые он окажется способным-таки прочесть, ему никогда не сложить целое. Изделие само по себе — крайне неэффективный способ установить контакт.
Пример сигналавторого типа (с «нашей» же стороны) — Послание Аресибо(можно прочесть в Wiki) в направлении шарового звездного скопления М13 (25.000 световых лет от нас). Оно содержит информацию, свидетельствующую о том, что где-то во Вселенной существуем мы — цивилизация на определенной стадии развития науки. Это единственная функция послания. Оно не содержит информационных символов (которые имели бы характерный вид — или о которых следовало бы предварительно договориться), и прочесть его чужаку — непросто.
Пример сигналавторого типа (но уже с ИХ стороны) — это так называемый Wow-Сигнал (можно также прочесть в Wiki), происхождение которого осталось неясным, и который больше (с 1977 года) так и не повторился. Случайность? Впрочем, послание Аресибо в направлении шарового звездного скопления М13 тоже никто не повторял.
Между прочим, Лем описывал сигнал весьма продолжительной периодичности — так что принимающая сторона не сразу оказалась способной даже осознать его искусственную природу. А когда осознала, все что удалось установить — это его «биофильность». Биофильностьсигнала описана и у Артура Кларка в «Одиссее 2001». Сигнал у него приходил не из глубокого космоса, как у Лема, а из источников (имеющих очевидное не-природное, технологическое, происхождение), размещенных ИМИ на нашей планете.
Оба литературных примера, взятые из научной фантастики, отражают два обстоятельства: максимум фантазии, на который оказался способен интеллект наших современников (оба писателя — классики жанра), и единственное, как представлялось в ХХ веке даже людям с таким (можно сказать, профессиональным) воображением, осмысленное содержание ИХ возможного сигнала — его «биофильность», то есть способность обеспечить — или ускорить — формирование жизни или разума, что пролонгирует Антропный Принцип с довольно неожиданной стороны. Ненаправленная (изотропная) искусственная панспермия слишком затратна, естественная панспермия (то есть простая контаминация), весьма вероятная в рамках родной планетной системы, вряд ли имеет шансы выйти за эти рамки.
И вновь: не стану рассуждать о мотивах направленной панспермии. Однако, вряд ли тех, кто эту панспермию «направлял», не интересовал результат их работы. А это значит, что такой результат должен быть промаркирован — как маркируют эксперименты биологи, физики или химики, чтобы его узнавали свои — или имели в виду чужие, способные разглядеть клеймо или отличить почерк. Что именно следует промаркировать — и как? Один вариант маркировки я уже упоминал: геометрический образ теоремы Пифагора. Любопытно, однако, достаточно ли убедителен этот образ? Например, так называемое золотое сечение — образ не слишком убедительный: известно, что многие соотношения не только в живой, но и в неживой природе имеют характер золотого сечения. Трудно сказать, почему это так. Но вот арифметика сама по себе уже вполне может рассматриваться как основа для метки эксперимента. Арифметика представляется безусловным артефактом, очевидным продуктом разума. Две простейшие операции с числами (сложение и умножение), составляющие базовый арифметический синтаксис, нетрудно пометить числами, имеющими вид информационных сигнатур в позиционных системах счисления. Мы уже говорили, что, например, число 111 — это не три палочки (как римская цифра III), а именно сто одиннадцать таких палочек, условно изображенных по строгим позиционным правилам десятичной системы счисления. Римское CXI (те же 111) — число, которое трудно различается среди других и которое вряд ли послужило бы информационной сигнатурой. Но числа, вроде 111 (в меньшей степени — 11), распределенные по тексту в соответствии с простым (например, симметричным) паттерном, вполне могли бы служить меткой, указывающей на искусственную природу меченого объекта.
Что касается «живого материала», на который такую сигнатуру следовало бы нанести, то его основными свойствами должны быть достаточная пластичность в исходном состоянии и невероятная прочность (стабильность) — в последующем. Предлагаю читателю самостоятельно подумать, что бы могло послужить таким материалом. К возможному ответу на этот вопрос мы вернемся позже.
Итак, жизнь на Земле могла произойти либо естественным путем, либо стать результатом направленной панспермии. Вариантом последней (случайной, невольной) могла быть неудачная попытка колонизации, в итоге чего на месте гибели группы астронавтов выжили только инопланетные одноклеточные, ИХ симбионты или паразиты. С тех пор ИХ визит, скорее всего, либо не повторялся, либо вовсе не имел (пока) места. Либо — напротив — ОНИ и сейчас среди нас, но тщательно шифруются. В последнем случае и вправду имеет смысл "внимательно присмотреться к венграм«J. Но все же любопытно, что ОНИ посчитали бы заслуживающими внимания всходами? Нашу сегодняшнюю цивилизацию? Готовы ли мы сами с этим согласиться, поставив себя на ИХ место? Если ИХ здесь нет, то следует ли ожидать ИХ визита — или мы так или иначе сами обнаружим себя — с течением времени? Что касается альтернативы всей этой, по словам Крика, «довольно нехудожественной разновидности научной фантастики», то в Мультиверсе наверняка найдется такой мир, в котором жизнь, подобная земной, возникнет и без всякой панспермии. Поэтому гораздо интереснее оглянуться вокруг в собственной Вселенной.
Глава 13. Где они (universe) и почему молчат? (V)
Так где же ОНИ? — повторим мы снова, оглядывая уже наш мир. Где тут могла возникнуть жизнь (и могла ли?), если — как мы договорились — Акт ее Божественного Творения считать гипотезой несерьезной. А если жизнь возникла там, где это оказалось возможным, то обязательно ли это привело к появлению Разума? А если привело — откуда ИХ ждать? И снова: по каким признакам мы могли бы узнать об ИХ визите?
В отличие от мира Мультиверс, где расстояниями (между Вселенными) и временем для их преодоления можно пренебречь — просто потому, что они не имеют там смысла, — наша Вселенная представляет собой мир столь гигантский и столь «ненаселенный» подходящими сгустками материи, что наш вариант жизни можно легко рассматривать либо как случайный, либо как «выращенный в пробирке». Если он имеет «естественное» происхождение, то упомянутый выше Антропный Принцип в необъятных просторах нашей Вселенной, скорее всего, реализовал его не один раз. Если же жизнь на Земле возникла в результате некоего разумного действия (например, направленной панспермии), то она должна быть каким-то образом, хотя бы временно, изолирована от цивилизации, которая «произвела посев», чтобы проследить его эффективность. Тогда изолирующими стенками «пробирки», в которой он осуществляется, вполне могут служить чудовищные расстояния до ближайших возможных объектов контаминации. Масштаб расстояний во Вселенной хорошо иллюстрируется в книжке Френсиса Крика («Жизнь, как она есть») и во множестве других; не буду на этом долго останавливаться, достаточно следующего криковского образа. Расстояние до Солнца — одна астрономическая единица (150 млн км). Расстояние до центра Галактики — два миллиарда астрономических единиц. Расстояние до крайних, видимых с Земли галактик — в миллион раз больше, чем до центра нашей Галактики. Если это — предельно достижимое вооруженным глазом — расстояние уменьшить до одной астрономической единицы, то Солнечная система пропорционально съёжится до размера едва различимой глазом пылинки. Запущенные с ЗемлиПионеры и Вояджеры, вероятнее всего, НИКОГДА и ни с чем не встретятся — как об этом выше и сказано.
Все эти расстояния и число возможных цивилизаций, "определяемое«знаменитой формулой Дрейка (см. далее) и произвольными модификациями ее параметров, имеют отношение, скорее, к вероятности существования цивилизаций, способных послать нам сигнал, нанести визит или засеять «нашу грядку», но не к самой гипотезе о панспермии. Последняя, возможно, и отодвигает далеко в прошлое проблему происхождения жизни вообще, но не стоит упускать из виду, что для Вселенной она может иметь одно общее решение, а для Земли — другое и частное. Разведение этих двух решений во времени и в пространстве и составляет суть гипотезы панспермии. В конце концов, основные вопросы, которые люди задают себе, попав в этот мир, — это: Кто мы? Где мы? Откуда пришли? Куда идем?
Поиск высокоразвитых цивилизаций в нашей Вселенной интересует нас с точки зрения оценки вероятного расстояния от НИХ до Земли, то есть времени, чтобы преодолеть это расстояние и осуществить «посев жизни». Косвенно на этом основании можно судить об ИХ технологиях и о характере контакта. Обмен «текущими» посланиями с использованием сигнала в радиодиапазоне — с нашими технологиями — удручающе неэффективен, поскольку скорость его распространения ограничена скоростью света, а расстояния до ближайших его источников в лучшем случае измеряются годами его пролета с этой скоростью. Вот почему обмен такими посланиями целесообразен только между цивилизациями, в которых развитие технологий прошло этап стремительного роста (мы находимся именно на этом этапе) и вышло на «плато», достаточная протяженность которого может обеспечить их взаимопонимание, их взаимный интерес и даже их взаимную безопасность, сближая их логику и их мотивации. Доступ к такому обмену для развивающихся или «отсталых» цивилизаций должен быть надежно закрыт. Пресловутое Молчание Космоса — еще один признак нашей «неразвитости» — не столько технологической, сколько нравственной: агрессивность высокоразвитой цивилизации представляется абсурдом.
Что до «жизнетворного» сигнала, то и здесь — поиск подходящей для засева «грядки» и сама процедура направленной панспермии, учитывая плотность материи во Вселенной, выглядят чрезвычайно неэффективно; альтернативным решением (с отмеченными ограничениями) может оказаться дистанционное воздействие с целью оптимизации условий возникновения жизни (разума?). Если результат панспермии в узком смысле слова — это воспроизведение на новой планете жизни, молекулярные основы которой в основном повторяют исходный вариант, то более общая задача — организация условий для возникновения жизни — также может быть названа панспермией — вшироком смысле. В любом случае для контроля «всхожести» и качества "урожая«возникает необходимость изоляции от источника. Очевидна аналогия с экспериментом, чистота которого требует маркировки, служащей, в частности, дополнительным элементом изоляции. Таким образом, наша задача — если жизнь на Земле стала результатом подобного эксперимента — сводится к тому, чтобы отыскать его метку. Ее обнаружение, в свою очередь, может служить свидетельством направленной панспермии — какой бы технологией она ни осуществлялась.Но если радиосигнал от разумной цивилизации может быть промаркирован, например, последовательностью импульсов, соответствующей достаточно протяженному ряду простых чисел (как это предлагали еще полвека назад физики из Корнеллского Университета Джузеппе Коккони и Филипп Моррисон), то результат направленной панспермии целесообразно маркировать более короткой меткой, которую можно было бы быстро отыскать и идентифицировать. С этой точки зрения, числа вида n111 — как мы уже говорили — вполне могут служить такой меткой (информационной сигнатурой). Чтобы ее разглядеть, надо найти место, где ее искать, и выбрать основу соответствующей позиционной системы счисления.
.....................
Номер этой главы — все те же — 111, если таким выбором станет троичная система счисления (Р=3); в ней используются три символа, включая ноль (троичную систему с двумя символами −1, 0, +1 мы не рассматриваем). И он также вполне может служить информационной сигнатурой предполагаемого эксперимента, поскольку 13- это1113. Первые четырнадцать десятичных чисел («темная» колонка) в троичной системе записываются так («светлая» колонка):
Здесь, на взгляд автора, стоит прерваться и коротко поговорить о том, что может быть предметом панспермии, то есть о том, что такое жизнь — с позиций современной науки. Автор понимает, что тема, заявленная в этой главе, не завершена и обозначена лишь в самом общем виде. Развитие ее будет содержанием главы 1, номер которой — в комбинации с номером этой главы — составит палиндром, последовательность символов, сохраняющая один и тот же смысл при чтении в обоих направлениях: 131. А пока — объявленный перерыв (длительностью в одну главу).
Глава 21. Что такое жизнь и опять немного вирусологии (VI)
Несмотря на трудности с определением понятия жизнь, без того, чтобы рассмотреть разумные варианты такого определения, нам не обойтись. Будем только помнить, что строгость этих вариантов очень условна. Троглодиту из племени мумбо-юмбо и пыхтящий паровоз показался бы живым существом, а десяток таких паровозов навел бы на мысль об их размножении или самозарождении— например, в теплом навозе пополам с грязным бельём. Нам, в свою очередь, наверняка показались бы живыми человекообразные роботы будущего, доведись встретить их за углом. Два-три поколения назад человеку, может быть, и пришла бы в голову мысль разобрать компьютер, чтобы понять, принцип его работы. Как устроены отдельные микросхемы — он бы, наверное, даже, и сообразил, но об операционной системе в целом вряд ли догадался. Вскрывая человеческое тело, разглядывая под микроскопом мозг и изучая биохимию нейронов, невозможно ничего сказать об устройстве индивидуального сознания. Операционная система — что-то вроде души компьютера. Если о ее существовании два-три поколения назад чудесным образом стало бы вдруг известно, обязательно нашлись бы так называемые независимые (те же британские) ученые, которые принялись бы изучать ее свойства, отыскивая, например, разницу масс работающего и «зависшего» компьютеров, а отыскав (кто ищет, тот всегда найдет), — все равно передать материал на откуп неуемному воображению креационистов, мистиков, уфологов и журналистов.
Попробуем взглянуть на это дело чуть по-другому. Выстрелив в летящую чайку, чтобы собратьс нее клещей для выделения из них патогенных вирусов, полевой зоолог интуитивно определяет ее в полете как живую, а когда она падает на землю и остается без движения, справедливо считает неживой. Однако, если в лаборатории извлечь из только что убитой птицы, например, почки или легкие, измельчить их и поместить в питательный раствор, кусочки ткани останутся живыми, и клетки в них будут расти и размножаться, формируя так называемую органную культуру. Как организм птица погибла, но фрагменты ее ткани продолжают жить. Если — с помощью несложной техники — получить из этих фрагментов взвесь отдельных клеток и также поместить их в регулярно сменяемый питательный раствор, они также будут жить, формируя клеточную культуру и сохраняя исходный геном (то есть информацию, необходимую для воссоздания живой птицы). Более того, если эти клетки поместить в жидкий азот (-196°С) — или отправить в космос (-273°С), их — теоретически — можно будет вернуть к жизни и через десятки миллионов лет. Таким образом, чайка как бы погибла — но все же, как бы не совсем: жизнь ее клеток продолжается — или может быть продолжена в необходимых условиях. В ядрах этих клеток будет регулярно удваиваться ДНК, которая несёт гены именно этой птицы, то есть информацию, которую в принципе (пока таких технологий нет, но их разработка — дело уже не слишком далекого будущего) можно использовать для ее воссоздания. Воссозданная птица будет совсем неотличима от исходной — с точки зрения зоолога, практически неотличима — с точки зрения молекулярного биолога, и только зоопсихолог, способный различать птичьи характеры, возможно, сумеет разглядеть разницу, хотя и припишет ее неодинаковым условиям, предшествующим в жизни обеих птиц («исходной» и «воссозданной») тому моменту, когда он принялся их изучать. Молекулярный биолог сумеет извлечь ДНК из клеток чайки и заставить ее дуплицироваться (размножаться) в искусственной бесклеточной системе, то есть в пробирке, содержащей необходимые клеточные компоненты. Эта техника (правда, для не слишком длинных нуклеиновых кислот) существует уже давно; с ее помощью в 60-ыхСолСпигелман осуществил «дарвиновскую эволюцию в пробирке» фага qβ (ку-бета), РНК-содержащего бактериального вируса, геном которого в процессе непрерывной дупликации укорачивался, что приводило к ускорению цикла удвоения. Наша чайка погибла, но ее жизнь продолжилась — на молекулярном уровне! Так погибла ли она все-таки? Да, если она Джонатан Ливингстон. Нет, если она просто Larushyperboreus. Охотник погубил Джонатана, ученый сохранил информацию, необходимую для воссоздания рода Larus.
В 1980г — в соответствии с программой Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) — на Земле была полностью ликвидирована опаснейшая вирусная инфекция — натуральная оспа. Возник вопрос: что делать с хранящимся в вирусологических лабораториях возбудителем этой оспы — уничтожить или сохранить для быстрого конструирования противооспенной вакцины, если инфекция каким-то образом вернется? От обезьян, например, которые продолжают болеть собственной оспой, не патогенной (пока?) для человека, или еще из какого источника, изученного значительно меньше, от тех же грызунов. Вирус официально законсервирован в двух лабораториях — в России это биологические институты Кольцово под Новосибирском, в Соединенных Штатах — это Центр Контроля над заболеваемостью (CDC), Атланта, Джорджия. Геном вируса оспы полностью отсеквенирован (то есть, определена последовательность его нуклеотидов), и соответствующий символьный текст в электронном виде хранится в ГенБанке, что дает возможность химически синтезировать ДНК вируса и, в случае необходимости, воссоздать его и воспроизвести вакцину достаточно быстро, хотя, разумеется, не так быстро, как при использовании «готовой» ДНК из хранилища.
В 2003г была опубликована статья, посвященная синтезу «с нуля» (то есть, химическому синтезу) генома вируса полиомиелита на основе текстов ГенБанка, доступных любому желающему. Произошла дискуссия о правомерности таких публикаций — с учетом доступности их и описанных в них технологий для террористов, а поскольку появилась информация о том, что тот же оспенный вирус сохраняется нелегально — как минимум, в десятке нелицензированных для этого лабораторий, вопрос о необходимости уничтожить вирус там, где он хранится на законных основаниях, перестал быть актуальным. Нас в этом контексте интересует другой вопрос, а именно: можно ли считать жизнью то, что не является даже молекулами, но записано латинскими символами нуклеотидов в электронном виде (или на бумажном носителе), как руководство к воспроизведению в «благоприятных условиях»? Полный аналог, записанный на носителе, способном к амплификации и автономной реализации записанной же на нем программы, — это, например, споры бацилл сибирской язвы, готовые воспроизводить патогенную бациллу — также в «благоприятных условиях», уже без участия человека. Кстати, «участие человека» совершенно не снимает поставленного вопроса, поскольку человек — не бестелесный Господь Бог, а часть биосферы, в основе которой лежат те же молекулы нуклеиновых кислот и белков. В таком контексте жизнеспособность типографского текста, реализуемая только с помощью человека, его единственного «реаниматора», — это практически то же самое, что и жизнеспособность бамбукового медведя,реализуемаятолько с помощью бамбука, его единственного «аниматора» (пищи, поскольку бамбуковый медведь питается только бамбуком). Определение жизни, по крайней мере, сегодня, не может игнорировать ее многоуровневый — вплоть до планетарного — характер. Что до «бестелесности», то носитель лемовскогобиофильного сигнала — нейтрино, частица также почти бестелесная, не имеющая ни заряда, ни — практически — массы и не реагирующая с другими частицами, а следовательно без потерь пронизывающая пространство. Модуляция потока нейтрино — фантазия; какие бы то ни было целевые модуляции с помощью такого потока — фантазия едва ли не большая. Сегодня.
Если утверждение «бумажная версия генома — это нечто живое», вызывает сильное сомнение у тех, чей ум не дружит с парадоксами, то что сказать о вирусах, простейших существах, иногда состоящих только из генома, в котором записана нужная последовательность нуклеотидов? Биологов и этот вопрос иногда ставит в тупик. А после того, как американец Уэнделл Стенли в 1933 году показал, что некоторые вирусы способны кристаллизоваться, ответ на него приобрел отчетливые негативные очертания.
Обыватель (большинство медиков — тоже, к сожалению, обыватели) представляет себе вирус как «маленький шарик» в структурном отношении и «большую заразу» — в функциональном. Медики считают вирусы абсолютными паразитами, поскольку они (вирусы, конечно, а не медики) могут размножаться только внутри клетки, «питаясь» ее белками и ее энергией. При этом они (медики, конечно, а не вирусы) бессознательно — а в силу профессии неизбежно — вкладывают в понятие «паразит» еще и нравственный смысл, полагая — наивно, конечно, — что жизнь человеческая без них была бы много счастливее. Между тем, биология учит нас, во-первых, что паразитизм представляет собой вполне нормальное явление. А во-вторых, — что эволюция не имеет дела ни с отдельным человеком, ни с его счастьем, ни с отдельным вирионом (вирусной частицей), ни с отдельными проблемами этой частицы. Эволюция имеет дело с системами, которые модифицируются и усложняются — в частности, с помощью тех же вирусов, — с биологическими видами и их иерархически более сложными объединениями — от экоценозов до биосферы. Заражение вирусами либо элиминирует из популяции тех, кто к ним чувствителен, либо привносит в геном зараженных новые гены, которые способны там закрепиться и придать новым хозяевам дополнительную устойчивость к факторам внешней среды, частью которой опять же являются вирусы. Комбинация обоих событий может оказаться тем самым фактором естественного отбора, на котором настаивает Эрик Галимов[43]. Некоторые специалисты полагают, что скачки эволюции биологического вида могут быть связаны со встройкой в геном и распространением в популяции эндогенных ретровирусов(таких, как возбудитель СПИДа). Латеральное распространение генов продолжается и в настоящее время. Ген обезьяньего белка CD200, функции которого весьма многообразны (а человеческий аналог которого причастен — среди прочего — и к нормальному течению беременности), несколько миллионов лет назад оказался захвачен одним из герпесвирусов, а именно — возбудителем обезьяньего предка герпесвирусасаркомы Капоши (HHV8, humanherpesvirustype 8, как его называют; он осложняет этой саркомой течение СПИДа у человека) и стабильно «встроился» в вирусный геном. Аналог гена CD200 и сейчас довольно уверенно «просматривается» в геноме HHV8, у которого он экспрессируется в виде белка К-14, обладающего набором функций, часть которых неизвестна. Неизвестно — ни какую выгоду принесло это «вирусу-несуну», ни какую выгоду получили приматы от своей «щедрости». Однако, отчетливый след этого события, сохраняющийся в течение миллионов лет, наводит на мысль о бесспорном взаимном удовлетворении. Герпесвирусы обладают большим геномом (до 200 тыс пар нуклеотидов) и большой векторной емкостью, то есть способностью оставаться жизнеспособными при замене так называемых «несущественных» генов на другие фрагменты ДНК. В условиях эксперимента можно таким образом заменить до 80% генома герпесвируса, сохраняя его способность к специфическим синтезам и к размножению с помощью неповрежденного вируса-хелпера. Что до медицинской стороны дела, которая все равно интересует людей больше, чем любая другая, то стоит помнить, что классифицированных и описанных вирусов, известных сегодня, всего около двух тысяч; не более 5% из них патогенны для человека. Ничтожная часть даже этого количества — и то, только те, что вызывают острые инфекции, — является предметом идентификации в обычных клинических лабораториях. Когда в 2002г американцы попытались провести поиск новых вирусов в пробах из нескольких районов Мирового Океана, им удалось идентифицировать как новые более 125.000 видов вирусов![44] Правда, эти вирусы «живут» в морских микроорганизмах. Такое число показывает, однако, насколько мало знаком нам мир самых простых существ на нашей собственной планете.
Так что же такое вирус, простейшая форма жизни? В самом общем виде вирус — это (химически) неотличимый от адресного (клеточного) информационный носитель с автономной программой самовоспроизведения и синтезов, которая для своей реализации использует читающие (базирующиеся на генетическом коде), синтетические (в т.ч. рибосомы) и энергетические (митохондрии) машины адресата. Под это определение подпадают все вирусы — то есть, те, о которых мы говорили и к которым относятся уточнения в скобках («нуклеиново-белковые»), а кроме них — также компьютерные и социальные. И все же, несмотря на высокий уровень обобщения, вирус определяется здесь только в информационных терминах (носитель, программа, чтение, код); ничто в этом определнии не указывает на происхождение или эволюцию вирусов, и ничто не указывает на их роль в живой природе (креационист сформулировал бы это иначе: «Для чего они? С какой целью созданы?»). Между тем, без этих аспектов приведенное определение (как и определение любого биологического — в отличие от физического — объекта) неполно. Дело в том, что физические законы, по преимуществу, обратимы во времени, оно просто не имеет для них значения. Основной же (и очевидный) биологический закон — развитие, необратимое изменение во времени. Это позволяет описывать жизнь в терминах термодинамики, второй закон которой как раз и определяет направление развития в закрытых системах (лишенных внешних источников энергии) в сторону равновесия, тепловой диссипации энергии, разрушения структур и нарастания беспорядка, мерой чего является особый параметр, называемый энтропией. Параметр, обратный энтропии — негэнтропия — определяет меру порядка системы и в принципе соотносится с понятием информация. Вот почему так близки информационные и термодинамические определения жизни.
В закрытой системе покоящийся вирус — даже при температурах, близких к абсолютному нулю, — будет неизбежно постепенно разрушаться. В открытой же системе, частью которой является его «родильный и воспитательный дом» — клетка, он будет поддерживать свою структуру и свое существование, неравномерный ритм которого выглядит как короткие перебежки между состояниями покоя. И хотя такой ритм отличается от того, в каком живет Homosapiens, существование которого в промежутках между актами репродукции (эквивалент упомянутых «перебежек» вируса) не является чем-то вроде летаргического сна, это не дает человеку никаких оснований утверждать, что вирус (в отличие от человека) — не существо, а нечто, намного более примитивное. Центральными отличительными феноменами, объединяющим на Земле все живое — будь то слон, человек, морковка или вирус, — являются хиральность молекул жизни и генетический код, связывающий две основные молекулярные составляющие этой жизни — белки и нуклеиновые кислоты. Что до кристаллического состояния вируса, то, во-первых, оно достигается, по преимуществу, в искусственных условиях эксперимента. В природе вирус вне клетки в кристаллическом виде как-то не встречается. Регулярные структуры, наблюдаемые на срезах инфицированных вирусом клеток под электронным микроскопом, — это не обязательно то, чем можно заразить здоровую клетку. Да и капсулы с телами астронавтов, погруженных в низкотемпературный анабиоз, которые направляются к далекой галактике и будут автоматически «разморожены» у цели, имеет смысл разместить в корабле экономно, так что вид плотной упаковки таких капсул будет неизбежно обладать внешними свойствами кристалла. Попробуйте теперь возразить потив понятия кристаллизация астронавтов и утверждать, приняв это понятие, что астронавты эти — не существа вовсе, а какое-то вульгарное вещество!
Жизнь, определяемая в информационных терминах, выводит ответ на вопрос о том, как она возникла, за рамки мистики, поскольку, как показал еще Алексей Ляпунов, информация — в отличие от материи или энергии — может как возникнуть «из ничего» — так и без следа исчезнуть: законы сохранения на нее не распространяются.
ГенриКастлер отмечал, что новая информация проявляется в виде случайного события, результат которого системе удается запомнить. При этом и способность системы генерировать непредсказуемые, случайные события (флуктуации), и ее способность запоминать их следствия, и связанная со всем этим способность к самовоспроизведению прямо зависят, как показал Иоганн фон Нейман (американец венгерского, между прочим, происхождения), от сложности системы. Чем система проще, тем выше ее склонность к вырождению.Чем она сложнее, тем выше вероятность ее динамической стабильности, ее способности к самоподдерживанию и даже росту. Системы, способные эволюционировать в сторону усложнения, — это, в частности, реакционные циклы, в основе которых лежат химические реакции с участием катализатора. В простейшем варианте они представляют собой трехчленные реакционные циклы (субстрат-фермент-продукт), более сложный цикл такого рода — цикл Кребса, осуществляющий перенос кислорода (дыхание). Интермедианты следующего по сложности — каталитического цикла — сами представляют собой катализаторы для одной из последующих реакций цикла, так что в целом каталитический цикл становится автокаталитическим. Если такие циклы объединяются в систему так же, как реакционные циклы объединяются в каталитический, то есть посредством циклических взаимоотношений, то возникает каталитический гиперцикл Манфреда Эйгена (между прочим, Владимир Щербак одно время работал у Эйгена, который проявил живой интерес к его работе, но не взялся ее комментировать). При этом компоненты такого гиперцикла катализируют продукцию следующего интермедианта, а также собственное воспроизведение из богатого энергией субстрата. Гиперцикл является той сложной системой, о какой говорил фон Нейман. Он представляет собой результат интеграции самостоятельных исамовоспроизводящихся единиц, каждая из которых выигрывает от этого объединения, поскольку пользуется преимуществами других. В свою очередь, это приводит к выигрышу данного гиперцикла в конкуренции с любой такой же системой другого состава. При этом часть информации, содержащаяся в системе, модифицируется за счет флуктуаций, в результате чего она получает возможность эволюционировать в сторону дальнейшего усложнения, сохраняя при этом определенное количество информации, передающейся следующему поколению.
В далеких от равновесия открытых системах, основанных на непрерывно работающих гиперциклах, структурную стабильность обеспечивает движение компонентов, осуществляемое за счет внешних источников энергии. Живые системы полностью соответствуют такому описанию, поскольку являются открытыми, далекими от равновесия и динамически стабильными. Работа компонентов системы приводит к непрерывной потере (диссипации) энергии, восполняемой из упомянутых источников. Структуры, которые формируются и сохраняются подобным образом, Пригожин назвал диссипативными. Автор не видит необходимости углубляться здесь в термодинамику жизни: о пригожинских диссипативных структурах, свойства которых соотносятсясо свойствам живых систем, написано очень много, и они не являются предметом наших рассуждений. Сложность таких систем, обеспеченная интеграцией их компонентов (или агентов, как называет их наука о сложных системах — нелинейная динамика), обеспечивает их высокую конкурентоспособность и дальнейшую эволюцию. Победа в конкуренции приводит к относительной стабилизации системы, но ее открытость и динамический характер ее равновесия с окружающим миром все равно заставляют ее эволюционировать в сторону усложнения. Дело в том, что основное свойство сложных систем это их нелинейность, то есть принципиальная несводимость к простой сумме своих частей. К нелинейной системе неприменим принцип суперпозиции: ее нельзя разложить на независимые составляющие, из описания которых легко собирается исходная система.Сложные системы состоят из множества агентов, которые действуют исходя из частичной информации о системе в целом и о ее окружении; более того, эти агенты в состоянии изменять правила своего поведения на основе такой частичной информации; сложные системы способны извлекать скрытые закономерности из неполной информации и изменять свое поведение на основе новой поступающей информации. Вот почему поведение сложной системы принципиально непредсказуемо. Движение ее агентов определяется выборочными причинами, но не их исчерпывающим комплексом. Следствием такого поведения становится эмерджентность системы, то есть ее способность самостоятельно генерировать неожиданное поведение и свойства, которые невозможно предсказать на основе знания свойств их частей, рассматриваемых изолированно.
Все это приходит, в частности, в голову, когда думаешь о Гее Джеймса Лавлока, гипотезе, которая представляет нашу планету (Гею) в виде живого организма. Впрочем, «живым» он кажется (а с точки зрения Лавлока, является) потому, что живые организмы на его поверхности обустраивают «под себя» свою среду обитания. Эта работа выглядит — может, и вполне справедливо — как работа самой планеты.Разработанная Лавлоком математическая модель такой планеты названа им Маргаритковый Мир. Вот как описывается его модель простыми словами. Возрастание светимости звезды (с ее «возрастом») приводит к разогреву поверхности планеты, и наступает момент, когда на ней возникает жизнь — маргаритки с темными и светлыми цветами — в равной пропорции. Дальнейшее повышение температуры приводит к нарушению этого равновесия, поскольку грунт под темными цветами прогревается больше, и температура достигает оптимума роста маргариток быстрее, чем в других местах. Темные маргаритки получают селективное преимущество. Когда температура проходит этот оптимум, ее максимум, в котором маргаритки еще способны выживать, приводит к преобладанию светлых особей, грунт под которыми оказывается прохладнее; ситуация возвращается к оптимуму. Звезда продолжает расти, и, в конечном счете, температурный максимум на планете преодолевается. Жизнь цветов прекращается. Парадокс заключается в том, что — несмотря на линейное увеличение яркости звезды — температура поверхности планеты, пока она заселена маргаритками, остается близкой к оптимуму для их жизни. Маргаритки стабилизируют температуру, превращая поверхность планеты в гомеостат — одно из существенных свойств жизни.
От реального биологического объекта эта планета отличается тем, что у нее нет конкурентов в ближайшем окружении (например, за источник энергии). В то же время она похожа на то, с чего началась жизнь: это — система, что-то вроде коацервата Опарина. Программой воспроизводства этой системы может в принципе стать развитая цивилизация Homo. Тогда система станет расти, осуществлять экспансию и дробиться на родственные колонии на соседних пригодных для жизни планетах — пока не встретит ближайшую такую же. Взаимодействие двух развитых цивилизаций — после длительного взаимопрощупывания — должно приводить не к звездным войнам (невыносимая безвкусица общества потребления), а к взаимной интеграции и дальнейшей эволюции в сторону усложнения, а также к дальнейшей экспансии. Такая экспансия — за пределами родной солнечной системы — не обязательно должна носить характер распространения популяции. Это не приснопамятная картина светлого коммунистического будущего (ефремовская Эра Великого Кольца из «Туманности Андромеды»), а непреложный формат программы, ее единственный способ существования. В свою очередь, такое развитие необходимо готовить, что означает не только коррекцию нравственности и задач цивилизации, но и поиск направлений экспансии — а также определения тех мест во Вселенной, откуда такую экспансию можно ожидать. Что уже близко к тому, о чем эта книга.
И Гея Лавлока, и каталитический гиперцикл (и, между прочим, тексты ГенБанка, компьютерные и прочие вирусы, всякие роботы и даже паровозы) обладают выраженными свойствами живого. И это означает — как считал Джон Бернал, — что жизнь как явление должна предшествовать появлению живых (в привычном смысле) существ. Если бы мы были разумными гиперциклами или разумными планетами, проблема происхождения жизни была бы уже недалека от решения. Существует, однако, нечто, ограничивающее безудержный полет формально-логической фантазии. Это нечто — традиция, привычка или интуитивное ощущение близости (в англо-язычной культуре именуемое химией) к тем вариантам жизни, химию которых составляют нуклеиновые кислоты и белки. Те и другие объединяет в систему практически только одно — общий для всего живого на Земле генетический код.
.....................
Как и прежде, завершаем главу коротким рассуждением о ее номере. Как читатель уже догадался, 21 — это в четверичной системе счисления все те же 111, которые — как мы договаривались — следует записывать так: 1114. Формальной особенностью этого числа является, в частности, то, что оно делится на три. Четверка — наименьшее основание системы счисления, в которой число 111 обладает этим свойством. Частное от такого деления — 7, то есть 1112. Десятичные числа (темные колонки) в четверичной системе записываются так (светлые колонки):
Если учесть, что десятичное 3 — это двоичные 112, то в двоичной системе номер этой главы можно записать пятью единицами: (11×111)2. О другой особенности числа 21, точнее четверичной системы счисления, мы поговорим позже. После этого станет ясно, почему мы вообще заговорили о системах счисления.
Глава 1. Так где же они (universe)? (VII)
Итак, где во Вселенной имеет смысл искать внеземные цивилизации и внеземную жизнь вообще? Откуда ждать ИХ? И если вообразить себя на их месте (если это место источника направленной панспермии), то куда имеет смысл сеять «зерна жизни»? Где целесообразно провести эксперимент по ее созданию? На какие объекты направлять эту панспермию?
Поскольку условия, которые имелись на Земле 4.5 миллиарда лет назад, так или иначе определили появление и сохранение на ней жизни, то ответ на вопрос о том, где целесообразно искать — или создавать — жизнь определяется, в первую очередь, аналогичными условиями. Этот ответ имеет, так сказать, «качественный» характер, и лишь частично перекрывается решением уравнения Дрейка, имеющего «количественный», статистический характер и ориентированного, во-первых, на «готовые» цивилизации за пределами нашей планеты, а во-вторых, на оценку вероятности существования определенного их числа N:
N = RPNeLCT,
где
R — число ежегодно образующихся звезд во Вселенной;
Р — вероятность наличия у звезды планетной системы;
Ne — вероятность того, что среди планет имеется планета земного типа, на которой возможно зарождение жизни;
L — вероятность реального зарождения жизни на планете;
С — вероятность того, что разумная жизнь пошла по техногенному пути развития, разработала средства связи и желает вступить в контакт;
T — усредненное время, на протяжении которого желающая вступить в контакт цивилизация посылает (радио-)сигналы в космос.
Нас интересует вероятность существования цивилизованных инопланетян постольку, поскольку она может ответить на вопрос об уникальности жизни и разума во Вселенной. В случае панспермии такая вероятность могла — как вариант — обеспечить и наше собственное существование. Формула Дрейка, составляющие которой имеют широчайший диапазон, основана все же на довольно строгой аксиоматике:
жизнь — это молекулярный (и надмолекулярный) продукт;
молекулы, лежащие в ее основе, — это, parexcellence, нуклеиновые и белковые полимеры;
жизнь формируется на планетах, обращающихся вокруг звезд;
возникновение жизни не обязательно приводит к появлению разума (спорное утверждение);
цивилизация, если она возникает, начинает искать «братьев по разуму».
Добавим к этому, что успех таких поисков зависит от технологического и нравственного уровня тех, кто — и тех, кого — ищут. Чрезмерная длительность поиска может привести к мысли об одиночестве во Вселенной. Не имеет значения, будет эта мысль удручающей или, напротив, питающей гордыню; имеет значение, что она, так или иначе, приведет к убеждению в необходимости экспансии. Такая экспансия — по крайней мере, на начальных этапах — может оказаться условием успеха Контакта, который, в свою очередь, будет ей способствовать, однако, ее собственная мотивация не зависит от того, найдем мы ИХ или нет.
Три первых аксиомы (до появления разума) — прямые производные времени, то есть этапа эволюции Вселенной, когда формируются «тяжелые» (то есть, тяжелее лития) атомы, взаимодействие которых позднее приводит к образованию молекул, сначала простых, позднее — сложных; условия образования последних событий складываются тогда, когда эта эволюция приводит к появлению твердых планет. Очевидно, что вероятностьL зарождения жизни на планете связана с некими условиями (назовем их привилегиями), которые определяются пространственной позицией планеты. Поскольку уровень наших знаний не позволяет уверенно судить о таких условиях, мы — в данном случае — просто копируем то, что можем описать как пространственное положение нашей собственной планеты.
Здесь я вынужден спохватиться и принести Читателю свои извинения за то, что — не будучи специалистом в космологии и в астрофизике — берусь, тем не менее, рассуждать о таких материях. Я уже согрешил (за что также — пусть и с запозданием — прошу у Читателя прощения), попытавшись в меру своего обывательского понимания коснуться идей Мультиверса, нелинейности, диссипативных структур и даже теоремы Геделя. Очень вероятно, что рассказ этот оказался не совсем корректным, и профессионалы отнесутся к нему с определенной иронией. Но общее понятие обо всем этом представляется мне необходимым для сути дела, и я продолжу в той же, доступной мне, манере, ожидая, что снисхождение, проявленное профессионалами, будет не столько надменным, сколько извиняющим.
Что до не-профессионалов, то те из них, которые не верят в "эти кислотные последовательности",давно уже бросили чтение, а для того, чтобы оставшиеся всплыли из глубин бездонного океана непривычной информации и немного отдышались на его поверхности, Автор помещает здесь фотографию памятного знака в Обнинске. То ли у Автора вновь кольнуло, и он подумал про славный город, где этот знак установили не очень давно, то ли он припомнил, что в предыдущей главе рассказывал про вирусный белок К-14, похожий на человеческий CD200, и пощадив Читателя, не стал демонстрировать ему первичную структуру обоих аналогов.
Может быть также, что Автор мысленно перенесся в 1964-й, когда его среди других пятикурсников Хабаровского мединститута отправили на сборы — на Тихоокеанский флот, во Владивосток. Автор попал на дизельную подводную лодку класса Щ, бортовой номер 050,базирование — бухта Малый Улисс. Были и учебный поход к берегам Северной Кореи, и парад на рейде Владивостока в честь Дня ВМФ СССР, и обмундирование второй категории для клистирных трубок вроде нас — мятая беска (то есть, бескозырка — полная параша, как выразился сослуживец), рыжий ремень, зеленая бляха, чудовищные клёши и синие караси (носки), которые вечно валились вниз на грязно-коричневые гады (ботинки) — гэ-дэ, кто понимает (а кто — по убогости — думает, что г.д. означает только государственную думу, пусть и дальше так думает — не так уж он и неправ). Но был и выход на палубу полувсплывшей ненадолго во время учебного похода лодки, когда тебе 22, и ты — совершенно один! — стоишь на заливаемом водой кусочке металла посередине Мирового Океана, и ослепительное солнце над головой подчеркивает волшебство и восторг мгновения.
А может быть, Автор почувствовал, что показать атомную субмарину класса «November» — не самый плохой способ подготовить Читателя к той части рассказа, которая повествует о субатомных пролегоменах возникновения жизни? Поди, разбери этого Автора! Так или иначе, он надеется, что глаз Читателя размылился, и Читатель уже понимает, что логика, с которой мы пытаемся идентифицировать привилегии времени и места возникновения жизни, безусловно приведет к большому изумлению, если — обнаружив эти привилегии у вновь открытой экзопланеты земного типа — мы не обнаружим на ней следов жизни. Между тем астрономы зарегистрировали уже не один десяток так называемых экзопланетных систем, на которых в принципе могли создаваться условия для возникновения жизни.
Итак, поговорим сначала о времени, оптимальном для возникновения известного нам варианта жизни. Для установления такого этапа в масштабе существования нашей Вселенной полезно коротко проследить события этого существования, её непрерывной эволюции.
Одна из основных точек зрения на происхождение нашей Вселенной заключается в том, что она возникла в результате Большого Взрыва примерно 13.7 миллиарда лет назад. То, что произошло после Взрыва, соответствует гипотезе так называемой «Горячей Вселенной», детали которой нас здесь не занимают. События последующих трехсот тысяч лет разделяются на несколько этапов (эр), названия которых определяются возникновением, взаимодействием и, наконец, преобладанием тех или иных элементарных частиц. Относительно промежутка 0-10-44сек (первый квант времени) неизвестно совершенно ничего, нет даже гипотез. Затем, в течение 5×10-44-10-36сек началось стремительное раздувание (инфляция) Вселенной, и заработали физические законы. Расширение Вселенной — с новым ускорением, обозначившимся около 5 млрд лет назад, — имеет место и сейчас.Адронная эрапродолжалась одну десятитысячную долю секунды и характеризовалась высокой температурой и плотностью вещества, состоящего из элементарных частиц — адронов. Казалось бы, нас не слишком должны интересовать этапы ранней эволюции Вселенной, поскольку известная нам жизнь основана на молекулярных событиях, несовместимых с миром чрезвычайной плотности, в котором нет ничего, кроме элементарных частиц и температура которого составляет 1028К, хотя и постепенно снижается (до 1012К к следующей эре). И все же именно возникшие тогда адроны, вернее, их часть — барионы, еще вернее, часть барионов — нуклоны, то есть протоны и нейтроны (составная часть атомов), образовавшиеся именно в адронную эру, будут предметом нашего внимания в дальнейших главах — правда, с довольно неожиданной стороны. Следующая за адроннойлептоннаяэра продолжалась несколько секунд и была отмечена дальнейшим снижением температуры вещества, состоящего, по преимуществу, из элементарных частиц — лептонов. Завершила первичную эволюцию элементарных частиц фотонная эра, котораядлилась примерно триста тысяч лет и характеризовалась дальнейшим снижением температуры, аннигиляцией электронов и позитронов, разделением частиц и античастиц и преобладанием фотонной составляющей. Вселенная стала прозрачной для нейтрино, начались ядерные реакции синтеза гелия и других легких химических элементов, установилось их первичное соотношение.
Наконец, спустя 300.000 лет началась (и продолжается поныне) звездная эра. С ее началом — к первому миллиону лет после Взрыва — завершилась эпоха рекомбинации образовались атомы гелия и водорода), частицы стали преобладать над античастицами, и возник нейтринный газ, а также излучение, которое сейчас носит характер реликтового (и подтверждает гипотезу «горячей» Вселенной). Температура вещества опустилась до 3.000-4.500К, в нем стали проявляться гравитационные неоднородности. В течение первого миллиарда лет существования Вселенной ее температура снизилась от 3.000-45.000К до 300К. Посколькув этот период еще не было ни звезд, ни квазаров, ни прочих источников электромагнитного излучения, а реликтовое уже «остыло», его (этот период) называют «Темным возрастом» Вселенной.Дальнейшая конденсация вещества под действием гравитационных сил привела к началу формирования звезд и галактик (или галактик и звезд — последовательность определяют две альтернативные гипотезы). Моделирование этих процессов показывает, что звезды первого поколениямогли иметь массы в миллионы солнечных. Они быстро разогревались до очень высоких температур и эволюционировали в течение нескольких десятков миллионов лет, а затем взрывались как сверхновые, послужив первыми источниками «тяжелых» (тяжелее лития) химических элементов. Звезды второго поколения, содержащие ядра этих атомов, а также атомов водорода и гелия, уже не были столь массивными и горячими, как их предшественницы, и потоки ультрафиолетового ионизирующего излучения от них были значительно меньше. Повторная рекомбинация большинства атомов межзвездного и межгалактического газов привела к прозрачностипространства для электромагнитного излучения всех спектральных диапазонов. Вселеннаяприобрела практически такой вид, какой характеризует ее и сегодня.
Описанная картина ранней эволюции Вселенной имеет характерпредположения, более или менее теоретически аргументированного. Оно, тем не менее, является в настоящее время господствующим. Звезды, собранные в галактики, формируют категории, называемые в астрономии «звёздные населения». Это типы звезд, которые различаются по химическому составу, по пространственному распределению, по положению на диаграмме Герцшпрунга-Рассела (известной Читателю по школьной астрономии; если нет — информацию легко найти в Сети), по собственным скоростям и другим критериям. Галактики состоят из звезд, по преимуществу, одного и того же типа населения. Население I характеризуется заметным содержанием в спектре элементов тяжелее гелия (астрономы называют их «металлами»). Тяжёлые элементы образовались в более ранних звёздах и распространились при взрывахсверхновых. Наше Солнце, как и большинство звёзд галактического диска, является типичным представителем Населения I. В звёздах населения II содержание тяжёлых элементов на несколько порядков ниже. Это старые звёзды, сформировавшиеся вскоре после Большого Взрыва, старше 10 млрд лет. В спиральных галактиках население II составляют шаровые скопления в галактическом гало. Наконец, гипотетическое население III составляют звезды первого поколения после Большого Взрыва. Предполагается, что это очень тяжёлые звёзды с малым временем жизни, не дожившие до наших дней. Большая масса объясняется отсутствием углерода, необходимого для упомянутого вышеCNO-цикла горения водорода — в таких звёздах мог происходить только протон-протонный термоядерный цикл, требующий сверхвысоких температур.
Если вокруг звезд первого поколения и могли образоваться планеты, их существование было слишком недолгим для возникновения жизни, какую мы знаем. Планеты звезд второго поколения такие шансы уже имели. Солнце, пяти миллиардов лет от роду, — молодая звезда этого поколения. Оно и его планеты, а миллиард лет спустя (совсем немного, если учесть, что и планеты тогда еще не имели современного облика) и жизнь на одной из них — сформировались практически одновременно.
Мы, таким образом, увидели «левый предел» для возможности возникновения жизни в нашей Вселенной (если временную координату сориентировать так, как это сделал Курт Воннегут, поставив букву В у ее начала слева). Относительно того, может ли жизнь возникнуть на планете, которая — сохраняя для этого все (как нам кажется) условия — оставалась безжизненной много миллиардов лет, мы не имеем никакого представления вообще: «правый предел» нам неизвестен. Не факт, однако, что его нет. Интуиция, тем не менее, подсказывает, что как только на планете появляются условия для возникновения жизни, оно (возникновение) не задерживается.
Пространство современной Вселенной также выделяет участки, в которых возникновение и сохранение жизни оказывается более вероятным, чем в других. Поскольку 100%-ая вероятность этих событий имеет, по определению, место на Земле, поиски таких «привилегированных» участков — это перечень параметров, которые выделяют нашу планету среди прочих. Последнее утверждение — в соответствии с упомянутой выше аксиомой 3 — означает, что жизнь может возникнуть на «твердых» (скалистых) планетах, то есть там, где разнообразие материала в основных фазах (газообразной, жидкой и твердой) и его концентрация достаточны для длительной предбиологической, химической эволюции в направлении усложнения молекул и формирования каталитических циклов и гиперциклов, способных к эффективной конкуренции за субстрат и источники энергии. Согласно гипотезе, к которой склоняется большинство астрофизиков, образование планет проходило как процесс конденсации газо-пылевого облака — практически одновременно с образованием центрального светила. Хронология образования планетных систем выглядит примерно так:
0 — 100 тыслет — вращающееся облако растягивается в диск, в центре которого формируется звезда;
100 тыс — 2 млн лет — частицы пылевогооблака слипаются в планетные зародыши с массами от лунной до земной;
2 млн лет — формируется первый газовый гигант и выметает астероиды первого поколения;
10 млн лет — газовый гигант стимулирует формирование других гигантов и планет земного типа; к этому времени газа почти не осталось;
800 млн лет — перегруппировка планет продолжается около миллиарда лет после начала их формирования.
Мы только-только начинаем обнаруживать небольшие скалистые экзопланеты земного типа у других звезд в окрестностях Солнечной системы, поэтому трудно сказать что бы то ни было об условиях их существования. Отметим лишь, что такой поиск очень труден, и экзопланеты обнаруживаются, по крайней мере, в настоящее время, в частности, только в силу существенного эксцентриситета их орбит. Естественно, появились гипотезы об уникальности Солнечной системы, в которой планеты имеют практически круговые орбиты. Между прочим, именно такие орбиты являются одной из тех «привилегий», благодаря которым возникла жизнь на Земле, поскольку даже небольшое смещение орбиты за пределы «пояса жизни» (в Солнечной системе) — в частности, в силу существенного эксцентриситета орбиты — может уготовить ей судьбу безжизненных Венеры или Марса. Да и сама по себе круговая орбита — мощный устойчивый гравитационный «ритмоводитель», обеспечивающий — в комбинации с необходимым (лучше всего — земным!) наклоном оси планеты регулярную смену сезонов, а такая регулярность также является, по-видимому, одним из факторов происхождения, закрепления и дальнейшего развития жизни. При определенных — однако, достаточно строгих — условиях необходимый ритм могла бы обеспечить и двойная звезда. Регулярные ритмы буквально пронизывают жизнь на всех ее уровнях, и это просто не может быть случайностью. Весьма вероятно, что происхождение земной жизни связано с дополнительным «гравитационным ритмоводителем», — непропорционально (в сравнении с другими планетами Солнечной системы) большим спутником нашей планеты — Луной. Многочисленные циркадные (суточные) ритмы, ритмы, связанные со сменой сезонов, годичные ритмы, 11-летние циклы солнечной активности, лунные биоциклы, имеющие известное отношение не только к физиологии, но даже — по предположению д-ра Алексея Оловникова — и к более общим явлениям, вроде длительности жизни отдельной особи — очень возможно, что все эти явления стали необходимым условием формирования жизни на Земле.
Вот почему трудно себе представить, что жизнь могла возникнуть где-нибудь в глубинах Космоса, вдали от звездных систем, где даже возникновение самих планет — вещь совершенно невероятная: из чего? Вопрос, сохранится ли жизнь спустя миллиарды лет разбегания галактик, когда окружающее пространство окажется значительно более «разреженным», нежели сейчас, не имеет отношения к выбору привилегированных областей ее возникновения. В случае, если цивилизации могут достигать столь уважаемого возраста, такой вопрос будет относиться лишь к "поздним«источникамнаправленной панспермии. Мы не станем его обсуждать, поскольку поиск таких цивилизаций нам пока не под силу даже в воображении. Будут ли они уходить от родного, но угасающего или раздувающегося светила на своей планете — или использовать другие средства — кто скажет? Можно себе представить такой уход и как экспансию — до того, как произойдет Катастрофа. Нас интересует, однако, совершенно другой вопрос; мы обсудим его немного позже, а в этой главе мы говорим лишь о возможной колыбели жизни и касаемся лишь тех цивилизаций, которые — подобно нам — пока сохраняют «верность» своей колыбели. Мы не обсуждаем здесь также гипотезу, которая — по крайней мере, на первый взгляд — и для непосвященных — выглядит плодом совершенно безудержной фантазии и парадоксальным образом вводит Вселенные Мультиверса в наш собственный Юниверс. Это гипотеза, допускающая существование принципиально иных миров в рамках нашей Вселенной — в виде так называемых фридмонов, частицах, которые нами рассматриваются как элементарные и которые могут быть теми же электронами, но каждая из которых в то же время может быть отдельной — в том числе и населенной — Вселенной. Эта гипотеза — несмотря на всю ее фантастичность — математически аргументирована не слабее, нежели описанные выше идеи Эверетта. Примем, однако, что законы физики нашей Вселенной предписывают элементарным частицам свойства, по которым они не отличаются друг от друга (с нашей сегодняшней точки зрения), а это означает общую судьбу, то есть, независимость от вероятно населяющих их «цивилизаций». Однообразие (хотя все-таки статистическое) такой судьбы удручает, и мы оставим фридмоны в покое.
Между прочим, мысль, сформулированная в начале предыдущегоабзаца — «трудно представить, что жизнь могла возникнуть вдали от звездных систем» — не такбесспорна. Дело в том, что звездные системы сформированы из так называемой барионной материи, которая составляет не более 4-5% общей материи нашей Вселенной. Всего же вещества во Вселенной, согласно сегодняшним представлениям, должно быть раз в 5 больше. Другими словами, во Вселенной существует огромное количество темнойнебарионной материи, которая не излучает и поэтому не доступна обычным наблюдениям. Эта материя играла особенно важную роль в формировании структур различного масштаба во Вселенной; без нее наблюдаемые структуры в расширяющейся Вселенной просто не успели бы возникнуть. Различают также темную барионную материю. К ней относят астрономические объекты, состоящие из обычных протонов и нейтронов, которые — по тем или иным причинам — значительно слабее обычных испускают и отражают электромагнитное излучение (темная небарионная материя его вовсе не испускает и не отражает), поэтому темная барионная материя, не является, строго говоря, темной. Сложные органические молекулы, содержащие углерод (толины), составляют одну из компонент темной барионной материи. Они есть в диффузных темных облаках, в поверхностных слоях некоторых звезд, в плотных звездообразующих областях, в протопланетных дисках, в кометах, небольших планетах, метеоритах и частицах межзвездной пыли. Толины являются химическими предшественниками жизни. Появление углерода и азота небиологического происхождения на Земле можно объяснить лишь космическими причинами. И сама жизнь могла быть доставлена на Землю из космоса, например, с кометами, и даже в капсулах-фуллеренах. Могла ли жизнь возникнуть в областях темной материи (барионной или нет) и снабжаться темной энергией(еще одна загадочная космическая сущность, обеспечивающая, между прочим, новый инфляционный этап развития Вселенной, начавшийся около 5 миллиардов лет назад — тогда же, когда начала формироваться Солнечная система) — такой вопрос сегодня даже не рассматривается.
Итак, привилегированными областями, с точки зрения возникновения и сохранения жизни, являются, скорее всего, звездные системы (галактики), а из них – более структурированные, спиральные (существуют также эллиптические галактики и ”неправильные”, структура которых вероятно нарушена гравитационными катастрофами – например, столкновениями звездных систем). У спиральных галактик, как правило, имеются две ветви (два рукава), берущие начало в противоположных точках галактического ядра. Известны примеры и большего числа рукавов. В нашей галактике (Млечном Пути) различают, как минимум, пять спиральных рукавов различного размера: рукав Лебедя, рукав Ориона, рукав Персея, рукав Стрельца и рукав Центавра. Их названия соответствуют локализации основной массы рукавов. Солнечная система находится в очень небольшом местном рукаве Ориона, который соединён с двумя более крупными - внутренним рукавом Стрельца и внешним Рукавом Персея. Фактически мы живем в пространстве между двумя спиральными ветвями, бедном звездами.
И здесь, в звездной системе, как и в планетарной, для возникновения и сохранения жизни существует “привилегированная зона”, расположенная на определенном расстоянии от центра системы. Эта зона называется коротационным кругом (или поясом). Спиральная галактика вращается так, что ее вращение происходит с непостоянной угловой скоростью: близкие к центру части галактики, содержащие звезды, вращаются быстрее, более далекие — медленнее. В результате угловая скорость вращения звездной системы уменьшается по мере увеличения расстояния до ее центра. В то же время газо-пылевая составляющая всей массы галактики вращается синхронно с ее ядром, оказывая давление на рукава – тем более сильное, чем ближе они к галактическому ядру – в соответствии с уменьшением ее плотности к периферии. Возникает галактическая ударная волна, и на внутренней кромке рукавов образуется спиралевидная полоса сжатого межзвездного газа, в которой и рождаются звезды. Чем больше относительная скорость межзвездного газа и спиральных рукавов, тем мощнее галактическая ударная волна и тем сильнее сжат в ней газ. Соответственно чем сильнее сжат газ, тем интенсивнее идет в нем процесс образования звезд. В зоне коротации рукава вращаются почти синхронно с межзвездным газом, относительного движения почти нет, и ударной волны не образуется. Именно поэтому образование звезд в зоне коротации и вне ее происходит в разных условиях. Таким образом, коротационнаязона оказывается выделенным узким кольцом - тором с радиусом 250 парсек - в «теле» (нашей) Галактики. Имеются основания считать, что Солнечная система находится как раз в зоне коротации, относительно спокойной – если иметь в виду насыщенность бомбардирующим материалом и лучевой нагрузкой. Зоне коротации приписывают привилегию особого места в Галактике, где может возникнуть и сохраниться известная нам – нуклеиново-белковая - форма жизни.
И все же “умеренная” метеоритная бомбардировка сыграла, возможно, ключевую роль в возникновении жизни на нашей планете, то есть, была даже необходимой. Два американских исследователя, Дэвид Кринг и Барбара Коэн, предположили, что внутренние планеты Солнечной системы - Марс, Венера, Земля и Меркурий - около 3,9 миллиардов лет назад подверглись бомбардировке огромными осколками планетного вещества - астероидами и метеоритами. По оценкам этих авторов, только на Земле должно было образоваться до 22 тысяч кратеров диаметром более 20 километров. По меньшей мере 40 из них должны были иметь диаметр около 1.000 километров, а несколько - свыше 5.000 километров. На Земле эти кратеры давно исчезли в результате геологических процессов. Большинство кратеров, обнаруженныхв южном полушарии Марса, тоже образовалось в ту эпоху. Вся эта бомбардировка продолжалась недолго, около 200 тысяч лет. В среднем столкновения Земли с астероидами таких размеров, как тот, что позднее уничтожил динозавров, происходили тогда каждые 100 лет.
Никто прежде не предполагал, что описываемая катастрофа затронула всю внутреннюю часть Солнечной системы и была столь мощной: специалисты считали, что Земля и Луна претерпевали тогда соударения с облаком комет, а поскольку размеры комет (и, соответственно, кинетическая энергия их удара) много меньше, чем у астероидов, то и масштабы бомбардировки казались менее значительными. Кринг и Коэн, изучив образцы пород из лунных кратеров, нашли, что их химический состав соответствует содержанию изотопов не в кометах, а именно в астероидах, а также в метеоритах, которые обнаруживали на Земле.
При метеоритных ударах таких масштабов возникали трещины, из которых выделялась горячая вода, насыщенная органическими молекулами, и такие трещины могли стать очагами предбиологических процессов, которые привели к быстрому появлению жизни по окончании бомбардировки.
Жизнь могла возникнуть именно в горячей воде таких гидротермальных очагов. По мнению Кринга и Коэна, условия в трещинах метеоритов были настолько благоприятными для этого, что первые живые клетки могли появиться там уже через несколько сот тысяч лет после конца бомбардировки, то есть примерно 3,85 миллиардов лет тому назад. Эта дата, действительно, близка к возрасту обнаруженных в последние годы первых признаков жизни на Земле.
.....................
Немного о номере этой главы. Читатель, который уже ожидал, что им станет число 31, поскольку очевидная привязанность Автора к триплету 111, как будто, требует перехода от представления этого гомотриплета в четверичной системе (21) к представлению его в пятеричной, будет приятно разочарован доверием автора к своей сообразительности. Автор принимает, что Читатель давно усвоил и само понятие о системах счисления, и «равноправие» таких систем с различными основаниями. Другое дело — человеческая культура, где некоторые из этих систем исторически акцентированы (например, десятичная, как удобная для счета пальцами обеих рук, или пятеричная, которую — из тех же соображений — еще в XIX веке использовали китайцы, освободив другую руку для других дел). Гомотриплет (информационная сигнатура с тремя одинаковыми знаками) 111 выделен в таблице ниже, в которой — как и в предыдущем случае (Глава 21), но уже для пятеричной системы — он соответствует децимальному числу 31. Первые тридцать пять десятичных чисел (темные колонки) в пятеричной системе счисления записываются так (светлые колонки):
В соответствии с определением, пятеричная система счисления использует пять символов-цифр: 1, 2, 3, 4 и 0.
