Книга: От атомов к древу. Введение в современную науку о жизни

Космическая рулетка

Космическая рулетка

Насколько закономерны в нашей Вселенной такие явления, как жизнь и разум?

Кратко на этот вопрос не ответить. Современные научные знания не дают оснований поддерживать связанную с именем маркиза Пьера Симона де Лапласа позицию полного детерминизма. В реальности существует не только необходимое. Существование жизни не противоречит никаким положениям физики или химии, но оно и не вытекает непосредственно из этих положений. Обратим внимание, что такое утверждение верно далеко не для всех природных явлений: например, образование атомов, молекул, звезд при данных физических законах было неизбежно. О возникновении жизни этого сказать нельзя. Звездные системы не обязательно порождают жизнь, как и жизнь (судя по всему) не обязательно порождает разум. Во всяком случае, у нас пока нет никаких серьезных оснований утверждать обратное.

Можно мысленно прочертить траекторию, соединяющую в одно целое все ключевые моменты химической и биологической эволюции, начиная от формирования планетной системы и заканчивая становлением цивилизации. Такие события, как возникновение первых клеток, многоклеточности или мозга, будут на этой траектории промежуточными точками. Как же оценить вероятность того, что жизнь на данной планете пройдет по ней от начала до конца?

Думается, что тут уместна вот какая аналогия. Представим себе игрока в рулетку, который все время ставит на красное с одним дополнительным условием: серия выпадений красного должна быть обязательно непрерывной. Пока раз за разом выпадает красное, человек остается в игре. Если хотя бы один раз выпало черное, игра прекращается и он выбывает. Какие шансы будут у такого игрока?

Это легко подсчитать. При одном испытании игрой в рулетку вероятность выпадения красного составляет ?. Но уже при десятке испытаний вероятность постоянного выпадения красного станет меньше 1/1000, а при сотне испытаний в знаменателе окажется вполне астрономическое 32-значное число. Вот оно-то и будет характеризовать соотношение тех, кто выиграл, и тех, кто проиграл.

Похоже, что жизнь в космосе сталкивается примерно с такой же игрой вероятностей. Для каждого отдельного фактора или события вероятность помешать развитию жизни может быть невысока. Настоящая проблема в том, что этих факторов и событий очень много. Планета не должна оказаться слишком близко или слишком далеко от звезды, не должна быть разрушена ударом другого небесного тела, не должна проявлять слишком высокую или слишком низкую тектоническую активность — продолжать в таком роде можно до бесконечности. Между тем никакого суммирования, приводящего к взаимной компенсации, здесь нет. Единичного события, хотя бы на короткое время выводящего условия на планете за пределы пригодных для жизни, может быть достаточно, чтобы закрыть вопрос навсегда, даже если значения всех остальных переменных при этом остаются в пределах допустимого.

Более того, биосфера может не только погибнуть от внешних по отношению к ней факторов (это можно назвать угрозой первого рода), но и буквально совершить самоубийство (угроза второго рода). Причем для этого не обязательно нужен разумный агент, который устроит термоядерную войну. У известного геолога Джозефа Киршвинка есть интересная статья под названием «Красная Земля, белая Земля, зеленая Земля, черная Земля»[539]. Под «красной Землей» тут понимается Земля в начале кислородной эпохи: тогдашние осадки богаты окисленными соединениями железа, часто имеющими красноватый оттенок. «Белая Земля» — это Земля эпохи «Земли-снежка». «Зеленая Земля» — это современная Земля с ее почти сплошным растительным покровом. А вот «черная Земля» — это ситуация, которая, по мнению Киршвинка, в принципе могла бы реализоваться в далеком будущем. Современные системы фотосинтеза поглощают свет разных цветов (синий, красный), но вот зеленый свет они большей частью отражают. Именно поэтому современные растения и выглядят зелеными. Между тем в солнечном свете зеленый компонент очень силен. А что, если эволюция создаст фотосинтезирующий организм с такими пигментами, которые будут преимущественно поглощать зеленый свет? Это вполне может повысить эффективность фотосинтеза и дать такому организму преимущество в выживании: эволюция — слепой скульптор, она никогда не заглядывает вперед дальше чем на один шаг. Земля, покрытая растениями, поглощающими зеленый свет, будет из космоса выглядеть черной. Отражательная способность планеты при этом грозит снизиться настолько, что биосфера не сможет справиться с перегревом и большинство живых организмов погибнет от высокой температуры (как это чуть было не произошло на рубеже перми и триаса). При всей внешней фантастичности этого сценария никаким законам природы он не противоречит.

Говоря о жизни в космосе, мы сразу сталкиваемся с еще одной проблемой, связанной скорее с человеческим восприятием реальности. Рассуждая о том, почему мы до сих пор не встретили инопланетные цивилизации, люди очень часто основываются (больше подсознательно, чем сознательно) на старинных представлениях, согласно которым Вселенная практически вечна. Философы, убежденные, что мир никогда не рождался и никогда не умрет, были даже в Средневековье. В Новое время близкую к этому позицию выразил, например, шотландский геолог Джеймс Геттон, писавший: «В истории Земли мы не видим никаких следов начала и никаких признаков конца». Но сейчас-то мы знаем, что это совсем не так! Любая планетная система имеет конечный срок существования, в который развивающаяся там жизнь должна уложиться. И в сравнении с темпами эволюции самой жизни этот срок не так уж велик. Например, часть «жизненного цикла» Солнца, охватывающая промежуток от протозвезды до красного гиганта, должна занять около 10 миллиардов лет. Это всего-навсего вдвое больше, чем уже длится история Солнечной системы.

Кроме того, возникновение жизни было невозможно в первые миллиарды лет после Большого взрыва, пока звезды первых поколений не достигли стадии сверхновых и не взорвались, разбросав по Галактике пригодные для сборки планетных систем и живых тел тяжелые химические элементы. Считается, что наше Солнце — звезда даже не второго, а третьего поколения. В древней Вселенной, включавшей только звезды первого поколения и состоявшей почти исключительно из водорода и гелия, никакой жизни быть не могло. Это дополнительно ограничивает максимальный срок, отпущенный на биологическую эволюцию.

С другой стороны, эта эволюция обычно идет очень неравномерно. Например, первые эукариоты появились только после «кислородной революции», и, скорее всего, вследствие нее. До этого биосфера Земли в течение двух миллиардов лет была чисто прокариотной. Но и в эукариотной биосфере эволюция отнюдь не всегда шла быстро: за «эукариотным Большим взрывом» (если он был) последовал «скучный миллиард лет», в течение которого в живой природе Земли не появилось никаких качественных новшеств. Вполне возможно, что без них обходилось бы и дальше, если бы не катастрофическое оледенение, вызванное особенностями дрейфа континентов и приведшее к вынужденной перестройке всей биосферы (эпоха «Земли-снежка»). Сложись геологическая история Земли несколько иначе, самыми сложными живыми организмами на ней до сих пор могли бы быть строматолиты — или, в лучшем случае, красные водоросли. Более того, не исключен сценарий, когда целая биосфера доживает до гибели в огне своего солнца (ставшего красным гигантом), так и не успев породить ни многоклеточных животных, ни высших растений.

Отсюда следует ясный вывод. Обычно (и чаще всего неявно) принимаемое «господами ксенологами» допущение, что время, нужное для развития цивилизации, пренебрежимо мало по сравнению с временем существования Вселенной, совершенно неверно. На самом деле эти времена сравнимы друг с другом. Первое, конечно, меньше, но не на порядки, а всего лишь в разы. На Земле от возникновения жизни до возникновения разума прошло время, приблизительно равное трети времени существования Вселенной, и ничего не стоит вообразить сценарий, где это время было бы еще больше.

Эта логика сразу подсказывает возможное решение пресловутой загадки «молчания Вселенной» (Silentium Universi), или основного парадокса ксенологии, как предпочитали выражаться Стругацкие. Весьма вероятно, что наша цивилизация — просто первая в Галактике. Другие биосферы, если они где-то и существуют, еще не успели дойти до этой стадии. Только и всего. Может быть, успеют в будущем — а может быть, и нет.

«Человек — не статический центр мира, как он долго полагал, а ось и вершина эволюции, что много прекраснее», — писал в середине XX века Пьер Тейяр де Шарден. Что ж, современные научные данные не исключают, что Тейяр был в каком-то смысле прав. Удивительный сверхорганизм человечества — острие эволюции жизни во Вселенной.