Люди много теряют, ожицая исполнения лишь своими путями. Как они будут мыслигь о дальних мирах? Придется изменить многие списки и таб­лицы.

«Знаки Ai ни Йоги»

Относительно распространенности космических цивилизаций сре­ди ученых нет единого мнения. Существуют две противоположные точки зрения. Согласно одной из них, жизнь и разум — это обыч­ные явления в Космосе, имеется множество обитаемых миров, с которыми человечество может попытаться вступить в контакт. Согласно другой точке зрения, жизнь, а тем более разум — крайне редкое, ис­ключительное явление во Вселенной, так что наша цивилизация, воз можно, представлена лишь в «единственном экземпляре».

Каковы аргументы в пользу широкой распространенности кос­мических цивилизаций? В общих чертах они сводятся к следующе­му. В настоящее время астрономическими наблюдениями охвачена область пространства радиусом несколько миллиардов световых лет, в которой находятся 10’° галактик или 1021 звезд. Все данные со­временной астрономии показывают, что в пределах наблюдаемой области Вселенной справедливы основные законы физики; повею ду наблюдается одинаковый в среднем химический состав. Наше Сол­нце — рядовая звезда в рядовой галактике. Нельзя указать ни одно­го существенного физико-химического параметра, который бы по­зволял выделить Солнечную систему среди множества звезд в наблюдаемой области Вселенной. Было бы крайне удивительно, если бы среди этого гигантского количест ва звезд24 только около одной из них, ничем не примечи тельной звезды — нашего Солнца — мог­ла возникнуть жизнь и развиться разум Эти аргументы, по сути, аналогичны тем, которые приводились и в прошлые века, начиная с глубокой древности (см. § 4.1). Дополнительно для обоснования этой точки зрения привлекаются такие соображения: 1) согласно современным космогоническим представлениям, возникновение звезд сопровождаем г я возникновением планетных систем; 2) только в нашей Галактике (не говоря уже о всей видимой Вселенной) со­держатся сотни миллиардов звезд, из которых около 10% подобны Солнцу, таким образом, имеются десятки миллиардов звезд, кото­рые являются подходящими кандидатами на наличие у них планет ных систем; на некоторых из этих планет могут зозникать условия, благоприят ные для зарождения жизни, 3) если заданы благоприяг ные условия и имеется достаточно времени, то на такой планете с неизбежностью должна возникнуть жизнь, первоначально, разуме­ется, в самых простейших формах; 4) как показывает опыт Земли, за несколько миллиардов лет жизнь становится достаточно слож­ной, и если не во всех, то в значительном числе случаев она должна подойти к развитию разума, культуры, цивилизации.

Сторонники уникальности чашей цивилизации обычно подчер кивают чрезвычайную сложность процесса происхождения жизни, необходимость совпадения целого ряда благоприятных обстоя­тельств, что является весьма мало вероятным. С этой точки зрения, происхождение жизни (не говоря уже о разуме) — чудо, так что нашей Земле просто «повезло». С другой стороны, приводятся ар­гументы, связанные с отсутствием во Вселенной «видимых следов» высокоразвитых цивилизаций.

Мы обсудим эти аргументы в еле туютцих параграфах, а сейчас подчеркнем, что приведенные соображения, как «за» так и «про­тив», носят качественный характер. Для проблемы SETI этого не­достаточно. При планировании экспериментов, например, по о о наружению радиосигналов, надо знать, на какую дальность обнару жения мы можем рассчитывать. А для этого надо знать расстояние между цивилизациями, Обнаружение астроинженерной деятельно­сти и возможности прямых контактов также зависят от расстояния между цивилизациями. Как определить это расстояние? Пусть N.,, — Полное число звезд в Галактике, d.,, — среднее расстояние между ними, Nt. — число цивилизаций в Галактике; тогда среднее расстоя­ние d между цивилизациями равно

D = ск Ш / Л’,)1/3. (4.1)

Таким образом, чтобы оценить расстояние между цивилизациями и вытекающую отсюда минимально необходимую дальность обнару жения, надо имен, хотя бьг грубую количественную оценку числа ци­вилизаций. Это принципиальный момент: SETI требует перейти от чисто умозрительных рассуждений о множественности обитаемых миров к количественным оценкам числа внеземных цивилизаций.

Следует уточнить — какие цивилизации мы ищем. В плане SETI представляют интерес только те цивилизации, которые обладают хотя бы потенциальной способностью к контакту. Такие цивилиза­ции мы будем называть коммуникативными. При этом контакт по­нимается здесь в широком емьгеле: это не обязательно обмен ра­диосигналами, но и, например, обнаружение ВЦ по ее астроинже нерной деятельности Поэтому цивилизация, не посылающая никаких сигналов, но активно занимающаяся астроинженерией, так­же относится к числу коммуникативных. Разумеется, после возник­новения коммуникативной цивилизации она не сразу приобретет способность к контакту, для этого требуется пройти определенный период развития. А приобретя такую способность, она утрачивает ее со временем. Это может произойти вследствие гибели цивилиза­ции, потери интереса к передаче сигналов, прекращения астроин-
женсрной деятельности или по каким-либо другим причинам. Вре­мя, в течение которого сохраняется способность к контакту, назо­вем коммуникативной фазой Нас будут интересовать цивилизации, находящиеся в данный момент[170] (одновременно с нами) в комму никативной фазе Определим число таких цивилизаций.

4.3.1. Формула Дрейка. Одна из первых формул для подсчета числа цивилизаций была предложена в начале 1960-х годов Дрей­ком:

Nc(T) = R, J:L.

В этой формуле Л/,(71 — число цивилизаций, существующих в Га­лактике в моменг Т (время 7" о учитывается ог образования Галак­тики); R* — средняя скорость звездообразования: число звезд, воз­никающих в Галактике в единицу времени; Fs — фактор выборки, представляющий собой долю из числа звезд, образующихся за вре­мя от 0 до Т, у которых развиваются коммуникативные цивилиза ции; L — среднее время жизни коммуникативных цивилизаций. Произведение дает скорость образования коммуникативных цивилизаций. Если теперь умножит., эту величину на L, го получим число коммуникативных цивилизаций, одновременно существующих в момент Т. Чтобы получить число цивилизаций, находящихся в момент Тв коммуникативной фазе, надо ту же величину R*JS умно жить на среднюю длительность коммуникативной фазы хс. В фор муле Дрейка используется среднее время жизни L, но при этом не­явно предполагается, что длительность коммуникант в ной фазы равна времени жизни цивилизаций. Што не совсем точно; тем не менее, мы будем использовать формулу Дрейка (4.2), но будем помнить, что под временем жизни коммуникативной цивилизации следует понимать, именно, длительность коммуникативной фазы. То1да NC{T) дает число коммуникативных цивилизаций, находящихся од­новременно с нами в коммуникат ивной фазе.

Так как средняя скорость звездообразования = /V* /Т, то фор­мулу (4.2) можно записать в виде

Лип =

Произведение N*Fx определяет число коммуникативных циви­лизаций, возникающих в Галактике за время ш 0 до Т, а величина L/Tпредставляет собой вероятность того, что любая наугад взятая из этих цивилизаций находится в момент 7"в коммуникативной фазе.

Выражение (4.3) позволяет получить долю цивилизаций по от­ношению к звездам и, следовательно, оценить среднее расстояние между цивилизациями:

D = d*Wf 7)’л. (4.4)

Фактор^, согласно Сагану, можно представить в виде

Fi=fpntpLPiPc; (4-5)

Здесь f — доля звезд, имеющих планетные системы, пе— среднее число планет в планетной системе с благоприятными для возник­новения жизни условиями, pL — вероятность происхождения жиз­ни на планете с подходящими условиями, р, — вероятность проис­хождения разума на обитаемой планете, р( —вероятность возник­новения коммуникативной цивилизации на планете, населенной разумными существами.

С учетом этого выражения для /г формулы (4.2) и (4.3) прини­мают вид

Nc(T) = R*fpnL, PLP, PcL; (4.2А)

NAT) = N* fpnc PL Р, P(.L/T. (4.3А)

Произведение пс— представляет число планет с благоприят­ными д)тя жизни условиями, образующихся в Галактике за время от 0 до Т, a R* Fp NL,— скорость образования таких планет. Вероятности PL, Ph Рс можно трактовать следующим образом. PL определяется отношением числа обитаемых планет, образующихся за время от 0 до Т, к числу планет с подходящими условиями, образующихся за то же время; Р — доля планет, населенных разумными существами, по отношению к обитаемым планетам, Рс — отношение числа коммуни­кативных цивилизаций, образующихся за время от 0 до Т, к числу планет, населенных разумными существами, образующихся за то же время. При этом, поскольку речь идет о вероятности реализации определенного процесса (процесса химической, биологической и социальной эволюции), вероятность его реализации должна зави­сеть от времени. Поэтому надо говорить не просто о вероятности происхождения жизни, возникновения разумных форм жизни и т. д., но о вероятности происхождения за определенное время (более под­робно мы рассмотрим этот вопрос ниже).

Помимо формулы Дрейка, различными авторами были предло­жены иные формулы для подсчета числа цивилизаций. Но проце­дура подсчета, в общем, остается неизменной. Она сводится к сле­дующему. Определим тем или иным способом число подходящих мест, на которых могут возникать коммуникативные цивилизации, отберем из чих те, на которых цивилизации действительно возни кают, и умножим полученное число на вероятность застать цивили­зацию в данный момент в коммуникативной фазе. Соответственно, общая формула для подсчета числа цивилизаций будет иметь вид

1Щ) = N0Fq ; (4.6)

N0 — число подходящих мест (существующих в момент Т либо образующихся за время oi 0 до 7), F—фактор выборки, учитыва­ющий то обстоятельство, то не в каждом подходящем месте воз­никает коммуникативная цивилизация, <у — вероятность того, что любая из Hayi ад взятых коммуникативных цивилизаций находится в момент Т в коммуникативной фазе Применяя разные способы выборки и различные выражения для вероятност и, получают раз­ные модификации с^ормулы (4.6). Сводка основных модис{)ика — ций содержится в нашей статье[171]. Отметим, что F формуле (4.6) отбор осущес твляется по отношению к числу подходящих мест В формуле Дрейка он ведется по отношению к общему числу звезд. Если же вести его по отношению к числу подходящих мест (како­выми в формуле Дрейка являются планеты с подходящими усло­виями), то фактор выборки Сбудет определяться произведением вероятностей F = PL Р, Pt

Описанную процедуру можно применить к любой ограничен­ной области Вселенной. В большинстве случаев она рассматривает­ся применительно к Галактике, Что касается подходящих мест, то хотя при обсуждении этого вопроса рассматривались различные возможности: возникновение жизни на кометах, остывших звездах и в межзвездной среде, обычно при подсчетах числа цивилизаций (как и в формуле Дрейка) в качестве подходящих мест имеются в виду лишь планеты с благоприятными для возникновения жизни условиями. В этом случае N0 = N*Fpnc.

Использование в качестве подходящих мест для возникновения коммуникативных цивилизаций только планет с благоприятными для возникновения жизни условиями означает, конечно, определен ное ограничение возможностей, определенную уступку «планетно­му шовинизму», ибо при этом исключаются разнообразные не пла нетные формы жизни, рассмотренные нами в пунктах 4.2.4 и 4.2.5. Однако такое ограничение, по-видимому, неизбежно, ибо иначе нам грозит опасность сойти с позиций более или менее твердо установ­ленных фактов и знаний и устремиться в лоно ничем не ограничен­ных спекуляций. Просто надо иметь в виду, что оценки, получен ные па основе приведенных формул, в силу отмеченных ограниче­ний, дают только нижнюю границу числа коммуникативных цивилизаций. С учетом не планетных форм жизни они могут быть значительно увеличены.

Надо сказать, что при количественных подсчетах те или иные допу­щения неизбежны: это как раз та цена, которую приходится платить за отказ от умозрительных качественных рассуждений. Строго говоря, раз деление процесса происхождения коммуникативной цивилизации на три этапа жизнь —» разум —» цивилизация, при всей кажущейся очевидности такого подхода, тоже является определенным ограничением[172], тоже пред­ставляет собой известную дань «антропоморфизму», ибо следует тому пути, каким этот процесс прошел на Земле.

Впрочем, не будем преувеличивал степень «антропоморфизма», с которым мы сталкиваемся при использовании формулы Дрейка. В отличие от некоторых более поздних «усовершенствований», где с излишней детализацией выписываются многочисленные сомножите­ли, учитывающие факторы, оказавшие влияние на происхождение жизни на Земле и ход ее эволюции, увенчавшейся появлением совре менного технологического общества, — в формуле Дрейка учитыва­ются только самые важные факторы происхождение жизни, не обя­зательно полностью похожей на нашу; происхождение разума, не обя­зательно точно такого, как наш; происхождение технологии, не обязательно повторяющей наш путь. Вместе с гем эта формула по­зволяет очерт шъ область необходимых исследований: первые два сомножителя (/?* и Fp) от носятся к компетенции астрономии, третий Пе — к компетенции астрономии и биологии; PL — это область пред биологической химии; Р, — область эволюционной биологии; Рс и L относятся к компетенции социальных наук. Одним словом, несмот — ря на неизбежно присущую ей ограниченность, формула Дрейка представляет собой удобный и полезный для анализа инструмент.

4.3.2. Оценка факторов, входящих в формулу Дрейка. Из всех факторов, входящих в формулу Дрейка, на основе современных данных, можно, более или менее точно, оценить только астроно­мические величины: TV*, Т и /?*. С точностью до коэффициента 2 они равны:

N* = 2 ■ 10м звезд, Г= 1010 лет, R* =20 зв./год. (4.7) Оценка остальных факторов менее определенная

Фактор^, по-видимому, близок к единице. Это следует из со временных представлений о формировании планетных систем в едином процессе со звездообразованием. В п. 2.1.3 мы отмечали, что у звезд спектральных классов более поздних, чем F5, на опреде­ленном этапе эволюции сформируется протопланетный диск, кото­рому передается основная доля вращательного момента протозвез­ды. Из этих представлений, подтверждаемых наблюдаемым распре делением скоростей вращения звезд различных спект ральных классов, следует, что все звезды спектральных классов от F5 до М имеют планетные системы. Атак как эти звезды составляют подавляющее большинство (более 99 %) всех звезд Галактики, то можно поло­жить Fp ~ 1.

Дополнительным аргументом в пользу такой оценки является широкая распространенность двойных и кратных систем среди звезд. В п. 2.1.2 мы видели, что от 50 до 70 % звезд представляют собой системы той или иной степени кратности. А по некоторым дан­ным, с учетом звезд малой массы, доля крат ных систем может воз­расти до 90 %. Среди компонентов этих систем встречаются и мас­сивные горячие гиганты, и обычные звезды, и белые карлики, и нейтронные звезды, и «черные дыры». Встречаются среди них и темные спутники, предетавляющие собой промежуточные тела меж­ду планетами и звездами Но коль скоро это так, то естественно до­пустить, что существуют и такие системы, в которых меньшие ком­поненты уже настолько малы, что достигают планетных размеров. В этом смысле одиночные звезды с плане1 ными системами можно рассматривать как предельный случай кратных систем с очень ма­лыми массами компонент. С другой стороны, как мы видели, и в самих кратных системах могут существовать планеты, обращающие­ся сразу вокруг обеих звезд, в случае тесных пар, или вокруг каждо­го из компонент кратной системы, в случае достаточно широких систем. Наконец, наличие богатых семейств спутников у больших планет нашей Солнечной системы тоже говорит о том, что процес­сы фрагментации при образовании небесных тел, по-видимому, достаточно типичны и должны приводить к образованию планет­ных систем у звезд

Но все это качественные соображения. В последние годы они по­лучили наблюдательное подтверждение, когда с помощью инфракрас­ных наблюдений (главным образом, на спутнике «ИРАС») вокруг мно­гих звезд были обнаружены пылевые оболочки, часть из которых пред­ставляют собой формирующиеся протоплансгные диски.

Разумеется, наибольший интерес представляет непосредственное обнаружение уже сформировавшихся планетных систем у других знезд. Эта проблема давно привлекает внимание астрономов. До самого последнего времени она казалась практически неразреши­мой Было предложено немало остроумных методов обнаружения планету других звезд, однако достигнутой точности измерения было недостаточно, чтобы реализовать их на практике, Прорыв был до­стигнут в 90-х годах XX века, и это сразу привело к обнаружению планет у большо1 о числа звезд.

Отметим, что непосредственно наблюдать нланегы даже у самых близких к нам звезд с помощью современных телескопов практи­чески невозможно. Это связано не только с очень малым световым потоком (световой поток от Венеры приблизительно в миллиард раз меньше светового потока ог Солнца), но и с тем, что планета расположена от нас почти точно в том же направлении, что и ее звезда. При таких условиях слабое излучение планеты будет терять­ся в ослепительных лучах ее собственной звезды. Чтобы «убрать» излучение звезды, можно использовать «звездный короно] раф», в котором излучение звезды экранируется аналогично тому, как это делается в солнечных коронографах, позволяющих наблюдать сол нечную корону вне затмения. Правда, надо иметь в виду, что cooi- ношение яркостей солнце/корона на много порядков ниже (благо­приятнее для наблюдения), чем соотношение звезда/планета. Но убрать звездный свет еще недостаточно, надо суметь разделить изоб­ражение звезды и планеты. Для ближайших звезд (и только для них!) это возможно. Однако «звездные коронографы» пока не созданы, и реальные возможности связывают с косвенными методами обна­ружения планет. Основные из них — астрометрический метод и метод лучевых скоростей.

Астрометрический метод состоит в измерении периодических колебаний положения звезды на небесной сфере, обусловленных ее вращением вокруг центра масс системы звезда-планета. Вследствие собственного движения звезды (точнее звезды вместе с ее планет­ной системой) в пространстве, центр тяжести движет :я по небесной севере, «выписывая» плавную траекторию, а звезда из-за вращения вокруг центра масс описывает волнистую линию вокруг этой траек­тории. Колебания звещы (амплитуда волнистой линии) тем боль­ше, чем больше масса планеты по отношению к массе звезды. Этот метод успешно применяется для обнаружения невидимых темных компонент в двойных звездах. Но обнаружение планет из-за их ма­лой массы значительно труднее. Для наземных наблюдений обна­ружение планет этим методом находится на пределе чувствительно­сти современной аппаратуры.

Метод лучевых скоростей состоит в измерении смещения спект­ральных линий в спектре звезды. При вращении вокруг общего цен­тра масс системы звезда в течение одной половины периода удаля­ется от наблюдателя, а в течение другой половины — приближает­ся к нему. Соответственно, спектральные линии смещаются то в красную, то в синюю область спек гра. Измеряя эти смещения, мож­но установить наличие планет, определить период их обращения, массу и друг ие параметры. Именно с помощью этого мет ода и были открыты первые планеты у других звезд.

История обнаружения планет полна драматическими моментами. В 1960 х годах известный американский астроном Ван де Камп сообщил об обнаружении планетной системы у Летящей звезды Барнарда в со­звездии Змееносца. Она названа так потому, что в сравнении с другими звездами очень быстро перемещается (как бы летит) по небесной сфере; угловое перемещение, или, как говорят астрономы, собственное движе ние звезды Барнарда составляет 10 угловых секунд в год! Столь значи­тельное собственное движение указывает на то, что звезда Барнарда на­ходится близко от Солнечной системы, откуда мы ведем свои наблюде ния. Действительно, это третья по близости к нам звезда (после Проксимы и Альфы Центавра), расстояние до нее составляет 1,8 парсека или около 6 св. лет. По физическим характеристикам звезда Барнарда — красный карлик спектрального класса М5 с массой равной 0,15 массы Солнца На основе многолетних наблюдений Ван де Камп обнаружил периодп ческие колебания положения звезды, которые он объяснил наличием невидимого спутника звезды (планеты) с массой в полтора раза больше массы Юпитера, обращающегося вокруг нее по сильно вытянутой эл липтической орбите с периодом около 25 лет

Открытие Ван де Клмпа по времени совпало с началом радиопоисков внеземных цивилизаций. То обстоятельство, что планета была обнаружена у одной из наиболее близких к нам звезд, говорило о том, что планетные системы должны быть Pacnpociраненным явлением Это внушало опти мизм и в отношении поиска сигналов Несколько странным казался боль­шой период и сильно вытянутая эллиптическая орбита, больше напомни ющая орбиты коме Когда эта проблема обсуж, .алась па 1-м Всесоюзном совещании по писку внеземных цивилизаций (1964 г.), проф Б В. Кукар — кин обратил внимапие иа то, что наблюдаемая картина может быть след­ствием наличия не одной, а нескольких планет у шезды Барнарда. В каче стве иллюстрации он рассмотрел, как бы выглядела Солнечная система при наблюдении подобным же методом с другой звезды Поскольку пери­оды двух наиболее массивных планет Солнечной системы — Юпитера и Сатурна примерно соизмеримы (пять оборотов Юпитера составляют 59,3 года, а два оборота Свтурна — 58,9 года), то предполагаемые астрономы с другой звезды из анализа собственного движения Солнца могли бы зак лючить о наличии около него одной планеты-гиганта, движущейся по сильно вытянутой эллиптической орбите с периодом около 60 лет. Конечно, если бы инопланетные астрономы увеличили точность своих наблюдений, то, обнаружив более тонкие ффекты в движении Солнца, они могли бы ус­тановить истинную картину строения Солнечной системы. Нечто похо жее, казалось, произошло и со звездой Барнарда. Повторный более точ иый анализ длительных рядов наблюдений позволил Ван де Кампу выделись в системе Летящей звезды Барнарда две планеты с массами 1,1 и 0,8 мае сы Юпитера, обращающихся вокруг звезды по почти круговым орбитам с периодом 26 н 12 лет на расстоянии от звезды 4,7 и 2,8 а е. После ующие исследования позволили выделить еще одну — трепло планету, причем ока­залось, что расстояния всех трех планет от звезды Барнарда удовлетворя­ют закону Тициуса-Боде, установленному для планет Солнечной систе­мы Наконец, канадские ученые О. Джелсен и Т Ульрих выделили 5 пла нет в системе звезды Барнарда. Все это было очень впечатляющим Ведь если у одной из самых близких к нам звезд имеется планетная система, напоминающая Солнечную, значит, планетные системы должны Зыть весьма распространенным феноменом, ибо иначе трудно представить, как две пла нетные системы могли оказаться практически в одном месте Галактики

К сожалению, в дальнейшем результаты Ван де Кампа подверглись се­рьезному сомнению. В начале 1970-х годов Дж Гейтвуд, в то время моло­дой аспират обсерватории Алл-тени (США), разработал усовершенство ванный астрометрический прибор с компьютерной обработкой данных и, применив его к анализу собственных движений ряда звезд, не подтвердил результат Ван де Капма. Гейтвуд полагал, что его результат вызван инстру­ментальными ошибками Однако Ван де Капм не согласился с таким выво­дом, он продолжал настаивап> на достоверности своих наблюдений.

Вопрос, таким образом, оставался открытым Когда речь идет о ре зультатах, полученных на пределе экспериментальных возможностей, истину установить очень трудно. Необходимо существенное повышение чувствительности методов. Ван дс Камп ушел из жизни в 199Ь г., и как раз в гтот год была от кры та первая из новой серии внесолнечныл планет, уже не вызывающих никаких сомнений, — планета у звезды 51 Пегаса.

Планета у звезды 51 Пегаса была обнаружена методом лучевых скоростей. Долгое время этот метол не давал нужной точности, он позволял регистрировать скорости порядка 500 м/с, а для обнару­жения т, аже такой массивной планеты, каг: Юпитер, у солнцеподоб ной звездьг требовалась скорость 12,5 м/с. Следовательно, необхо димо было существенно повысить чувствительность метода. К нача лу 90-х годов это стало возможно благодаря применению спектрометров нсзого поколения.

Первьгй успех выпал на долю швейцарских исследователей М. Майора и Д. Квелоца. Их спектрометр имел чувствительность 13 м/с и позволял на пределе обнаружить планету типа Юпитера у солнецеподобной звездьг. В 1994 г. они начали наблюдения на вы­соко! орчой обсерватории Верхний Прованс (Франция). В програм­му входил поиск планет у 142 солнцеггодобных звезд из ближайше­го окружения Солнца. В их число входила и звезда 51 Пег аса, рас­положенная на расстоянии около 50 световых лет от Солнца. Неожиданно у этой звездьг была обнаружена довольно значитель­ная лучевая скорость 60 м/с. Скорость периодически менялась с периодом 4,2 дня. Это было невероятно! Ведь период обращения планет составляет годы, а не дни, следовательно, и скорость, обус­ловленная влиянием планет, должна бьгла меняться с годичным пе­риодом Майор и Квелоц решили задержать публикацию своего от­крытия и еще раз все проверить. В июле 1995 г. наблюдения 51 Пегаса были возобновлены. Изменения скорости следовали точно установленному закону. Сомнений не оставалось: это была планет? Масса ее ггорядка массьг Юпитера, а расстояние до звездьг всего 0.05 астрономических единиц (в 20 раз меньше расстояния от Зем­ли до Солнца)! Этим и объясняется столь малый период обраще­ния планеты и большая амплитуда изменения скорости звезды, что облегчило обнаружение планеты, Из-за близости к звезде темпера­тура планеты превышает 1000 К. Поэтому в дальнейшем такие пла­не гъг стали называл «горячими юпитерами».

Осеиыо 1995 г. Майор и Квелоц доложили о своем открытии на конференции в Италии. Весть эта быстро распространилась среди дру­гих исследовательских групп, занимавшихся поисками планетных сие — тем. Среди них была группа из Сан-Францисского университета США (Дж. Марей, П. Батлер и др.), которые проводили наблюдения на Лик ской обсерватории, начиная с 1987 г. К 1994 г. их аппаратура была усовершенствована, и порог чувствительности доведен до 3 м/с. С т; кой чувствительностью можно было бы уверено обнаружить Юпитер с расстояния до 30 световых лет. За много лет наблюдений у них нако­пился очень большой материал. Чтобы сократить время компьютерной обработки, исследователи решили уменьшить число регулярно наблю­давшихся звезд со 120 до 25. Среди отброшенных оказалась и звезда 51 Пегаса’ Получив сообщение об открытии швейцарских ученых, Марси и Батлер немедленно повели наблюдения 51 Пегаса. Открытие под­твердилось. Вскоре о подтверждении сообщили и другие наблюдатели. Получив время на самых мощ компьютерах, Марси и Батлер прове­ли обработку многолетних наблюдений и обнаружили планетные сис­темы еще у нескольких звезд

В последующие годы в поиск включились и другие группы, чис­ло обнаруженных планет быстро росло. К середине ноября 2002 г число планетных систем достигло 87, причем в 11 из них обнару­жено более одной планеты; общее число планет равно 101. Самую свежую и весьма полную информацию о них можно полулить на страничке Интернет «The Extrasolar Planets Encilopaedia» по адре­су: Http://www. obspm. fr/encycl/encycl. html (или по адресу: Http://www. obspm. fr/planets), или, наконец, непосре, (.ственно в Ка­талоге внесолнечных ппанет «Extra Solar Planets Catalog», который является частью Энциклопедии, по адресу: Http://www. obspm. fr/ encycl/catalog. html

Большинство обнаруженных планет относятся к типу «горячий юпитер». Возможно, этот удивительный факт является просто след­ствием наблюдательной селекции: планеты такого типа легче обна­ружить. Но в любом случае наличие планетных систем, которые по своим характеристикам существенно отличаются от Солнечной, яв­ляется важным обстоятельством. Оно указывает на то, что наши представления о происхождении планетных систем нуждаются в коррект ировке. Особый интерес представляют случаи, когда удалось выделить не одну, а несколько планет. Примером может служить система звезды Ипсилон Андромеды (t> And), у которой удалось выделить три планеты с массами 0,71; 2,11 и 4,61 массы Юпитера и радиусом орбиты 0,06; 0,83 и 2,5 а е

Большинство действующих программ рассчитаны на обнаружь ние массивных планет (типа Юпитера). Для обнаружения планет земного типа чувствительности существующей аппаратуры пока не­достаточно. Здесь npo’ DCcc может быть связан с применением ин­терферометров[173]. Уже создан наземный интерферометр, рассмат­ривается проект большого космического интерферометра с 4-мет ровыми телескопами, разнесенными на расстояние 100 м. Недавно НАСА объявило о проекте запуска в 2004 г. астрометрическою спутника, который позволит исследовать 40 миллионов звезд и об­наружить планеты у звезд солнечного типа на расстояниях до 1000 световых лет.

Надо сказать, что обнаружение планеты у звезды 51 Пегаса, стро­го говоря, не было первым надежным обнаружением внесолнеч — ных планет. Это была первая планета, обнаруженная у обычных звезд. Но еще раньше, на несколько лег раньше, планеты были об­наружены у… пульсаров!

Период пульсаров отличается очень высокой стабильностью, вплоть до 10 14 секунды. Это позволяет по изменению периода пуль сара измерять лучевую скорость нейтронной звезды с точностью до 1 см/с (!), что совершенно недоступно дитя обычных,,везд. Еще более точно периодическое смещение нейтронной звезды при вращении ее вокруг общего цент ра масс звезда/планет а может быть определе но по измерению времени прихода отдельных импульсов, что также невозможно для обычных звезд, гак как они не дают импульсного излучения. Все это, в принципе, дает возможность обнаруживать у пульсаров планеты с массой порядка массы Земли. Однако никто не пытался этого делать, так как существование планет у пульсаров казалось совершенно невероятным. Открытие первой планеты у пульсара, как и открытие самих пульсаров, было сделано случайно.

В 1990 г. американский радиоастроном польского происхожде­ния А. Вольцшан на радиотелескопе Аресибо обнаружил слабый пуль­сар PSR 1257+12 с периодом повторения импульсов 6,2 миллисе­кунды. Он находится на расстоянии около 1000 св. лет от Со шца. Анализ вариаций периода пульсара, выполненный совместно с Д. Фрейдом, показал, что вокруг нейтронной звезды вращаются, но крайней мере, три планеты с массами 0,015; 3,4 и 2,8 массы Земли. Планеты обращаются вокруг нейтронной звезды по почти круговым орбитам с радиусом 0,19; 0,36 и 0,47 астрономических единиц и периодом 25,3; 66,5 и 98,2 дней. Интересно, что расстояния планет от звезды пропорциональны расстояниям Меркурия, Венеры и Зем­ли от Солнца (то же относится и к периодам обращения). Эти ре­зультаты были доложены на конференции в 1991 г. Позднее у пуль­сара была обнаружена еще одна далекая планета с массой 100 масс Земли (примерно втрое меньше, чем у Юпитер 0, радиусом орбиты 40 а. е. (примерно, как у Платона) и периодом обращения 170 лет.

Второй пульсар, у которого, возможно, тоже обнару жена пла­нета, — это PSR 0329+54. Он наблюдался в США в 1968-1983 гг. и на Радиоастрономической станции ФИАН в Пущино в 1978- 1994 гг Общий период наблюдений составил, таким образом, 26 лет. Обработав эти многолетние ряды наблюдений Т. В. Ша­банова нашла, что вокруг пульсара обращается, по крайней мере, одна планета с массой около 2 масс Земли, периодом 16,9 лег и радиусом орбиты 7,3 а. е. Возможно, имеется и еще одна планета на расстоянии 2,3 а. е. с периодом обращения около 3 лет. К со­жалению, выводы путинских радиоастрономов не были подтвер ждены другими исследователями, и в интернетовской таблице это обнаружение числится как «весьма сомнительное)-

Еще один весьма далекий пульсар PSR 1828-11, расположенный на расстоянии около 12 тысяч св лет от Солнца, также имеет три планеты с массами 3,12 и 8 масс Земли, обращающихся вокруг пул! сара на расстоянии 0,93; 1,32 и 2,1 а. е. с периодом соответственно 0,68; 1,35 и 2,79 лет. Как и у пульсара PSR 1257+12, у него рассто­яния планет от звезды (и периоды обращения) тоже пропорцио­нальны расстояниям от Солнца (и периодом обращения) Мерку­рия, Венеры и Земли. Данные об этом пульсаре до сих пор осфици — ально не опубликованы, поэтому в интернетовской таблице он числится как «неподтвержденный».

Зато в таблице имеется еще один пульсар с «подтвержденным» обнаружением планеты. Это пульсар PSR В1620-26, тоже весьма далекий, его расстояние от Солнца превышает 12 тыс. св. лет. У него обнаружена одна массивная планета с массой от 1,2 до 6,7 масс Юпитера, расстояние ее от звезды 10-64 а. е., а период обра­щения от 62-389 лет.

Обнаружение планет у пульсаров ставит перед астрофизика­ми весьма сложные проблемы. Ведь нейтронная звезда образует­ся в результате вспышки сверхновой. Надо иметь в виду, что вспыш­ка сверхновой — это гигантский взрыв, при котором выделяется колоссальная энергия. Если у звезды, из которой образовался пуньсар, была до вспышки планетная система, она должна была разрушиться в результате взрыва. Значит, планеты вокруг пульса­ров возникли уже после вспышки. Как именно это произошло, пока не ясно (хотя есть несколько теоретических моделей обра­зования планет на гюслевзрывной стадии). Как бы гам ни было, но наличие планетных систем у таких «экзотических» объектов, как пульсары, наряду с их наличием у обычных звезд, показыва­ет, что планетные системы должны быть широко распростране­ны в Галактике.

Итак, долгие дискуссии, размышленил, споры о существовании планет за пределами Солнечной системы завершены, поиски их увен чались успехом. Несомненно это одно из важнейших астрономи­ческих от крыгий XX века. Символично, что оно было сделано на рубеже веков. Умозрительно существование планет у других звезд казалось очевидным. Но отсутствие прямых доказательств оказыва­ло существенное влияние на научные представления в этой области. Несмотря на то, что при имеющихся средствах планеты просто не могли обнаружить, из отсутствия экспериментальных подтвержде­ний делались далеко идущие выводы — об отсутствии планет или их крайней редкости, об уникальности Солнечной системы в Галакги ке и т. д.

Хотя обнаружение внесолнечных планетных систем несомненно является важным аргументом в пользу их широкой распространен­ности, сам по себе этот факт пока еще не дае г возможности количе­ственно оценить фактор Fp Это можно сделать на основе современ­ных представлений о происхождении планетных систем. А. В. Ту- туков выполнил такую оценку и получил, что у 30% всех звезд в Галактике возникают планетные системы252. При этом общее число планетных систем в Галактике может дос гигать ) 0й.

Рассмотрим теперь следующий фактор пе. При оценке этого фактора (коль скоро мы уже ограничились рассмотрением лишь планетных форм жизни) мы должны прежде всего отобрать те звезды, около которых могут существовать планеты с подходящи ми для возникновения жизни условиями. При отборе таких звезд исключают горячие молодые звезды спектральных классов О, В и А. Это связано с тем, что, как считается, жизнь на планетах может возникнуть и развиться только в период стационарного излучения звезды (когда она находится на главной последовательности). У звезд типа Солнца этот период составляет около 13 млрд лет, а у звезд ранних спектральных классов менее 1 млрд лет. Исходя из

252 Тутуков А. В. Распространенность планетных систем в Галактике //Земля и Вселенна.. 999. № 6. С. 17-24.

14 — 4147 земного опыта это слишком короткий для эволюции срок. На­помним, что на Земле с момента ее образования до появления человека прошло около 4,5 млрд лет. Представим себе звезду спек­трального класса В5, у которой период стационарного излучения составляет всего 108 лет По истечении этого очень короткого пе­риода звезда начинает раздуваться, превращаясь в красного гиган­та, а затем сбрасывает оболочку, обнажая горячее ядро с мощным ультрафиолетовым излучением. Если бы у такой звезды после ее образования начался процесс зарождения жизни, она неминуемо погибла бы в ходе переживаемых звездой катаклизмов. Мы уже не говорим о случае, когда звезда заканчивает свою эволюцию, вспы­хивая как сверхновая. Впрочем, доля звезд ранних спектральных классов пренебрежимо мала; кроме того, они, как уже отмечалось выше, скорее всего, не имеют планетных систем, так что их исклю­чение не приводит ни к какому дополнительному отбору. При более осторожном подходе исключаются также красные карлики спектрального класса М. Время жизни их на главной последова­тельности достаточно велико (много больше, чем для звезд сол­нечного типа), но считается, что они дают слишком мало тепла и света, чтобы эффективно поддерживать жизнь на своих планетах. Остаются звезды спектральных классов F, G и К (точнее, от F5 до К5), которые по своим характеристикам близки к Солнцу. Доля этих звезд составляет около 20 %. Но это еще не все. Для того чтобы поддержать жизнь, планета должна иметь устойчивую ор­биту вокруг звезды. Как мы видели, значительное число звезд вхо ди г в состав двойных и кратных систем. В таких системах не все! да возможны устойчивые планетные орбиты С некоторой степенью произвола полагают, что условие устойчивости выполняется при­мерно для половины подходящих звезд.

Теперь надо выбрать условия уже внутри самой планетной систе­мы Для этого мы должны исходить из определенных представлений о том, какие условия необходимы для возникновения и развития жизни. А это неи? бежно приводит к вопросу, который нам, возмож­но, хотелось бы избежать — о формах и субстрате внеземной жизни. Желая сохранить твердую почву под ногами и следуя уже избранно­му пути, мы вынуждены ограничиться единственно известной нам формой жизни и в качестве «нормы существования» принять усло­вия, необходимые для возникновения и развития водно-углеродной, белково-нуклеиновой жизни. Таким путем мы найдем, по крайней мере, нижнюю границу интересующего нас фактора.

Ч гобы обеспечить необходимый температурный режим, плане­та должна находиться в пределах гак называемой «зоны жизни» или экосферы (см. § 3.2). Размеры ее зависят от температуры централг ной звезды. Так, для Солнца экосфера простирается от 0,7 а. е. до 1,3 а. е., а для красного карлика класса М 5 — приблизительно от 0,02 до 0,05 а. е. Кроме того, масса планеты (как уже отмечалось в предыдущем параграфе) должна быть достаточна для удержания ат­мосферы, но не слишком велика. Оба эти условия приводят к том)-, что планета подходящих размеров должна находиться на подходя­щем расстоянии от своей (везды. Какова вероятность выполнения этих условий? В Солнечной системе из 9 планет лишь одна -— наша Земля — находится в пределах зоны жизни[174] и имеет к тому же подходящие размеры. Исходя из этого можно заключить, что для Солнечной системы вероятность нахождения подходящей планеты в подходящем месте составляет приблизительно 0,1. Можно при­нять эту оценку в качестве типичной для других планетных систем. Пусть п — среднее число планет в планетной системе (по аналогии Солнечной системой можно принять п ~ 10), тогда:

Отметим, что некоторые авторы учитывают’ долю звезд подхо­дящих спектральных классов и долю подходящих звезд с устойчи­выми планетными орбитами при оценке срактора^. Поэтому для сопоставления результатов различных авторов удобней использо­вать величинуЭта величина приводится в 3-м столбце табли­цы 4.3.1 (см. с. 429).

Перейдем теперь к оценке вероятностей PL, Р,, Рс. Начнем с Вероятности происхождения жизни PL. В п. 4.2.3 мы познакоми­лись с тем, как образу ются основные «строительные блоки» биохи­мии (аминокислоты, нуклеотиды и т. д.) и как из этих «кирпичи — ковч путем полимеризации возникают более сложные органичес­кие молекулы. Но там же мы отмечали, что до сих пор остаются полностью неясными последующие этапы происхождения жизни. Прежде всего — каким образом «запускается» механизм наследствен­ности, как возникают системы такого уровня сложности, начиная с которого вступает в силу естественный отбор, характерный для живых систем.

Существует точка зрения (и она активно пропагандируется в по­пулярной литературе), согласно которой образование первых бел­ковых молекул и первых молекул ДНК произошло чисто случай­но — путем случайного сочетания имевшихся в первобытном океа­не простых молекул. А так как вероятность случайного образования достаточно сложных систем (какими, несомненно, являются живые системы) исчезающе мала, то, с этой точки зрения, происхождение жизни на Земле является чудом, повторение которого где либо в другом месте Вселенной крайне маловероятно. Рассмотрим в каче­стве иллюстрации вероятность случайного образования одного из хорошо известных белков — гемоглобина. Молекула гемоглобина состоит из 4-х полипептидных цепей по 150 элементов (звеньев) в каждой цепи. Всего, таким образом, имеется 600 звеньев, каждое звено — это молекула той или иной аминокислоты. Поскольку в состав живых организмов входят 20 различных аминокислот, то число всевозможных комбинаций из 20 аминокислот при длине цепочки 600 звеньев равно 20’00, и вероятность чисто случайного образования молекулы гемоглобина составляет 1/2О600 = 10 7!t0 (!) •— число практически не отличающееся от нуля. Если же принять во внимание все существующие в природе аминокислоты, а не только те, что входят в состав живых организмов (ведь первоначальный отбор должен был производиться из всех аминокислот), то вероят­ность упадет до величины Ю-1200. И это для простейшего из белков! Если же взять молекулу ДНК, входяшл ю в состав наших хромосом, то вероятность ее чисто случайного возникновения равна 4"410 = QO"2-4’10 — величина, которая «доказывает» абсолютную не­возможность происхождения человека.

Ошибочность подобной аргументации состоит в том, что такой чисто комбинаторный подход не применим к процессу формиро­вания сложной высокоорганизованной системы. На основе простой комбинаторики исходных элементов невозможно за разумное вре­мя получить не только белковую молекулу, но и более простые сис­темы, существующие в природе. Процесс формирования сложной системы гшо. екаег таким образом, что на каждой стадии такого процесса образуются промежуточные подсистемы с присущими им структурными особенностями, благодаря которым на последующих этапах уже не могут реализоваться любые комбинации исходных элементов. Реализуются только некоторые, «разрешенные» комби­нации, а это сокращав общее число комбинаций, повышает веро­ятность реализации процесса (или сокращает время его реализации). Согласно теории Дж. Бернала (1901-1971), существенную роль в этом процессе играет иерархическое строение возникающих струк­тур, каждая из которых включает в себя структуры и процессы, суще­ствующие на более низком уровне. В результате число возможных путей формирования некоторой структуры высшей сложности из ее элементов (субструктур) уменьшае тся, а вероятность образования слож­ной структуры возрастает по сравнению с тем, чго имеет место при ее формировании непосредственно из исходных элементов.

Можно проиллюстрировать это положение на примере форми рования языка. Казалось бы какое отношение имеет язык к обсуж­даемой проблеме? Но ведь язык — это тоже сложная система, а за­кономерности формирования сложных систем имеют много обще­го. Рассмотрим для определенности письменную речь. Исходным элементом ее являются буквы, из них с соблюдением определенных закономерностей образуются слова, из слов строятся предложения, и здесь действуют свои закономерности: порядок слов в предложе­нии, согласование в роде, числе, падеже. Наконец, предложения следую " друг за другом, подчиняясь более сложным законам смыс­ла, логики и т. д. Благодаря этому возникают определенные ограни­чения на сочетания исходных элементов, букв (а также слов, пред­ложений, абзацев). В результате огромное множество априори воз можных «предложений» — вроде: «ыыыуууя гнньл мммбббщь аъ» — не появляется в осмысленном русском тексте. Точно гак же в про­цессе формирования сложной материальной системы допускается не всякая связь, не всякая комбинация, а лишь такая, которая, по выражению А. Д. Урсула, «предопределена и закреплена всем пред­шествующим развитием»[175]. В этом смысле и химическая эволюция подобна повествованию. Написав отрывок эволюционной повес­ти, природа закономерно определяет несколько следующих «букв», затем «слов», «предложений», пока не завершит свою творческую работу ио созданию живой системы.

К сожалению, мы не знаем закономерности этого процесса. Поэтому в настоящее время ) нас нет достоверных данных для на­дежной оценки вероятности PL. Разумеется, это не означает, что PL Очень мала — не следует путать невысокую надежность в оценке вероятности с величиной самой вероятности.

Можно подойти к оценке величины PL, исходя из времени реа­лизации процесса. Для любого, даже чисто случайного, процесса существует характерное время, по истечении которого интересую­щее нас событие произойдет практически неизбежно, ибо опыт повторится достаточное число раз. Тем более это относится к тако­му квазидинамическом) процессу, как предбиологическая эволюция Причем здесь характерное время определяется с учетом тех законо­мерностей сформирования сложных систем, тех квазидинамических связей, о которых говорилось выше. Если оно окажется меньше вре­мени существования планеты с подходящими условиями, то по ис­течении характерного времени жизнь на такой планете с неизбеж ностью возникнет. Время существования планеты с подходящими Условиями (точнее, время существования подходящих условий на планете) определяется временем жизни звезды на главной последо­вательности. Следовательно, условие возникновения жизни на пла­нете можно записать в виде

Характерное время процесса прохождения жизни на Земле времени жизни звезды на главной последовательности

Для одних планет это условие выполняется, для других нет. Доля планет, для которых оно выполнено, и определяет вероятность PL Происхождения жизни на планете с подходящими условиями. На Земле это условие было выполнено. Если для большинства планет характерное время происхождения жизни не сильно отличается от характерного времени для Земли, то для них условие (4.8) тоже выполняется, и тогда вероятность PL близка к единице. Если же ха­рактерное время для Земли является нетипичным, если на большин­стве планет процесс длится дольше, чем на Земле (что само по себе является уже сильным допущением), то тогда все зависит от того, с каким «запасом» это условие было выполнено на Земле. Если оно выполняется с большим запасом, тогда для значительной части пла­нет оно тоже будет выполнено, несмотря на то, что для них про­цесс длится дольше, чем на Земле. Если же запас невелик, тогда для

Большинства планет это условие не выполняется, и величина PL, со­ответственно, мала.

В годы становления проблемы SETI считалось, что процесс хи­мической эволюции на Земле длился несколько миллиардов лег, что сопоставимо с возрастом Земли и почти одного порядка с возрастом Вселенной. Как отметил в то время А. А. Нейфах755, незначительное изменение физических условий на других планетах, по сравнению с земными условиями, може г увеличить срок химической эволюции на 1-2 порядка, и тогда для происхождения жизни потребуется время, превышающее возраст Вселенной. Если это имеет место для боль­шинства планет, то PL много меньше единицы. Новые данные пока­зали, что характерное ьремя происхождения жизни на Земле гораз­до меньше, чем предполагалось ранее. По существу, жизнь возникла на Земле сразу же после того, как закончился процесс ее формирова­ния. Если даже допустить, что на других планетах процесс по каким — то причинам длился дольше, чем на Земле, его длительность, из ja болтшого запаса, для большинства планет, по-видимому, все же не превышает времени жизни звезды на главной последовательности Исходя из этого, можно предположи в PL~ 1.

Перейдем теперь к оценке вероятности Рг Прежде всего надо оговорить, что мы понимаем под термином «разумная жизнь». Понятие «разум», как и понятие «жизнь», кажется первоначально интуитивно ясным. Но определить их не так просто. Где та грань, которая отделяет живое от неживого? Где критерий, позволяющий отделить разумное от неразумного? Разумны ли высшие животные, или разум — прерогатива только человека? Даже в применении к земной жизни эти вопросы вызывают известные трудности. Тем более сложным представляется вопрос о возможных фоомах вне­земного разума. Мы должны быть готовы к тому, что разум, с кото­рым нам придется ветре гиться и вступить в контакт, может прини­мать самые неожиданные формы. На первый взгляд, SETI позво­ляет значительно упростить проблему. Если исходить из узкого Понимания SETI — поиск и обнаружение сигналов от внеземных цивилизаций, то под «разумными существами» можно понимать су щест ва, способные создавать мощные радиопередатчики и радиоте­лескопы, или, говоря более общо, — способные обмениват ься ин­формацией по каналам связи. Какова физическая, химическая и био­логическая природа таких существ — с этой точки зрения, совер­шенно несущественно. Однако пытаясь оценить число цивилизаций по формуле Дрейка, мы вынуждены были ограничиться рассмот­рением вполне конкретной белково-нуклеиновой формы жизни, воз­никающей на планетах, обращающихся вокруг подходящих звезд. И интересующая нас сейчас величина Pt есть вероятность происхожде­ния разумных су ществ именно на такой обитаемой планете в про­цессе биологической эволюции.

Нам известен лишь один пример биологической эволюции на Земле, приведший к возникновению разумного вида «Homo sapiens». Нельзя сказать, что мы хорошо представляем себе процесс биоло­гической эволюции. После первых успехов дарвиновской теории перед ней возникли серьезные трудности. Положение здесь напо­минает ситуацию в проблеме происхождения жизни: чем больше мы уг лубляемся в изучение эволюции, тем менее понимаем, каким образом она привела к возникновению человека. Имея в виду эти трудности, И. С. Шкловский высказал мысль, что на Земле, наряду с мутациями и естественным отбором, по-видимому, действовали еще какие-то факторы, роль которых пока еще окончательно не ясна. Поэтому мы не можем надежно оценить величину Р. Это, конечно, не означает, что величина Р,- очень мала. Здесь, как и в случае с веро­ятностью PL, не следует путать на тежность в оценке вероятности ^которая может быть очень малой) с величиной самой вероятности.

Дополнительные трудности возникают в связи с характером са­мого эволюционного процесса. Многие эволюционисты отмеча­ют, что, по мере усложнения организмов, пути эволюции все более и более разветвляются. И далеко не все из них ведут к появлению разумных существ. Значит, на другой планете эволюция может пой­ти по «тупиковому» пути. Если это так, то природе прйдется поста­вить много опытоз на разных планетах, прежде чем на одной из них опыт увенчается успехом и эволюция пойдет по пути, который приведет к появлению разумных существ. Поэтому, как подчерки­вает Шкловский, если даже считать, что возникновение разумной жизни во Вселенной есть закономерный процесс развития материи, из этого вовсе не следует, что эволюция живой материи на каждой Планете неизбежно должна привести к возникновению разума.

Насколько уникален путь земной эволюции? Если иметь в виду все детали этого пути, то он, конечно, уникален. И земное человечество так же уникально, как и любой биологический вид на Земле. По го­воря о поисках внеземного разума, мы вовсе не должны ограничи­ваться какой-то внеземной копией земного человечества, следователь­но, нет необходимости в том, чтобы пволюция на других планетах повторяла во всех деталях путь земной эволюции. Важны лиш:, ее главные, существенные черты. Каковы же эти существенные черты?

Биологическая эволюция на Земле rif отекала в направлении на­растающей дифференциации функций, выполняемых отдельными

Органами и тканями. Если в однокле точном организма все функции совмещены, то уже у первых многоклеточных opi анизмов начинает­ся разделение между ткапями: появляется мышечная гкань, выполня­ющая функции движения; затем появляются различные специализи­рованные органы и ткани, выпо 1няющие функции дыхания, пище­варения, размножения и т. д., возникает система кровообращения, появляются рецепторы (или органы чувств), связывающие организм с окружающей средой. Это усложнение организмов, появление спе­циализированных органов и тканей неизбежно требует создания уп­равляющих механизмов, иначе организм не сможет функциониро­вать как единое целое. Появляется нервная и эндокринная система, выполняющие функции управления. Появление нервной системы на определенном этапе эволюции, или, говоря шире, — появление не­которой управляющей системы, можно, по-видимому, считать зако­номерной. Более сложной является проб тема эволюции нервной си­стемы до такого уровня, когда возникает то, что мы называем словом «разум». С понятием «разум» (в отличие от «животного ума») обыч­но связывается способность к абстракт ному мышлению, слособность познавать окружающий мир и самое себя, т. е. сгроигь модели мира с помощью абстрактных понятий и использовать результаты познания в соответствии со своими целями. Для возникновения разума требу­ется выполнение ряда условий, сочетание ряда факторов. Прежде всего имеет значение, конечно, количество нейронов в центральной нервной системе, а следовательно, объем мозга и размер живогно1 о. Но одного этого, разумеется, недостаточно. Как поцчеркивает аме­риканский антрополог Р. Ли, необходимым условием возникнове­ния разума является сложная социальная жизнь животного. Еще Фрид­рих Энгельс) казывал на важную роль трута в процессе происхожде­ния человека. Огромное значение имело и появление языка как средства коммуникаций между членами зарождающегося человечес­кого общества. Хотя язык обслуживал определенные материальные потребности, он имел свою собственную логику развития. Развитие языка в значительной мере стимулировало развитие разума, протека­ло в диалектическом единстве с его развитием. Имея единичный при­мер развития мыслящего вида на Земле, мы не знаем, насколько ти­пичным является этот процесс, обязательно ли при всех условиях эволюция управляющих систем приведет к появлению разума.

Этот вопрос активно обсуж тался на конференции CETI в Бюракане в 1971 г. Ф. Моррисон обрати I внимание на то, что человек не имеет близких родственников в отряде приматов По его мнению, это может быта следствием того, что они были уничтожены в борьбе за существо­вание в процессе становления вида Homo. Если это гак, то могли быть другие гуманоидные виды, и один из них неизбежно должен был стан, разумным. Более того, как отметил американский астрофизик Т. Голд, соперничество между двумя высокоразвитыми группами животных мог­ло способствовать происхождению разума. В конце концов, разум явля­ется полезным эволюционным приобретением, поэтому можно думать, что рано или поздно он должен возникнуть. Эту мысль поддержал извес­тный американский кибернетик М. Мински, специалист по искусствен­ному интеллекту. Он заявил, что разум должен был появиться хотя бы потому, что опасно иметь мало разума[176].

Каковы основания ожидать, что на Земле могли быть дру1 не гумано — идпые видьг? Моррисон видит их в своеобразных свойствах биологичес­кой конвергенции в процессе эволюнии видов Под биологической кон­вергенцией понимается эволюционное сближение признаков различных организмов, живущих в сходных условиях. Это сближение может про­явиться как подобие морфологических признаков (например, развитие оптимальной гидродинамической формы тела у тунца, ихтиозавра и дель­фина, принадлежащих к различным классам животного мира), гак и в появлении функционально одинаковых органов (возникновение глаз у моллюсков, насекомых и позвоночных)[177]. Пример биологической кон­вергенции Моррисон видит и в том, что на Земле имеются, по крайней мере, два биологических вида (человек и дельфин), обладающих высоко­развитым мозгом. То обстоятельство, что среди многочисленных путей эволюции лишь один привел к появлению разумных существ, по мнению Моррисона, вполне объяснимо, ибо наличие одного очага разума унич­тожает соседней. Не будь человека, среди млекопитающих нашлись бы другие виды, которые развились бы до разумных форм

Если эти соображения верны, то происхождение разума можно рассматривать как неизбежный результат биологической эволюции На основании этого можно было бы положить Pi = 1. Но остается еще вопрос о длительности процесса биологической эволюции. На Земле этот процесс занял значит ельно больше времени, чем проис­хождение жизни. Длительности его практчески равна возрасту Зем­ли и, действительно, одного порядка с возрастом Вселенной. Изме­нение. длительности эволюции на других планетах всего в несколько раз по сравнению с Землей (в сторону увеличения) приводит к тому,

Что для происхождения разума на этих планетах может не хватить времени. Конечно, это отнасшса не ко всем планетам, на некото­рых из них эволюция может быть даже короче, чем на Земле. Но, во всяком случае, для части планет такая ситуация может иметь мес­то. Поэтому для Р, можно принять более осторожную, по сравне­нию с PL, оценку: Pt < 1. Впрочем, как видно из таблицы 4.3.1, оценки этих факторов у различных авторов отличаются не сильно.

Остается оценить вероятность Рс образования технически раз­витой цивилизации. История человечества знает немало цивилиза­ций, которые возникали, достигали расцвета и гибли по тем или иным причинам внутреннего и/или внешнего характера. При этом различные цивилизации на Земле возникали в разное время в раз­личных местах и, по-видимому, независимо дру1 от друга. Если в отношении таких цивилизаций, как Китай, Индия, Египет, можно говорить об их взаимном влиянии, то цивилизации американского континента (инки, ацтеки и др.), вероятно, возникли независимо от цивилизаций Старого света. Если это так, то можно думать, что образование цивилизаций есть закономерный этап в эволюции мыс­лящих существ. Бытует, правда, и такое представление: все цивили­зации как Старого, так и Нового света, образовались от одной древнейшей Працивилизации. Но оно не отменяет вывод о зако­номерном характере возникновения цивилизаций, Менее опреде­ленным является вопрос о закономерностях появления развитой технологии, при которой можно говорить о межзвездной связи. Наши представления базируются на изучении человеческого опы­та, и мы не знаем, какие из закономерностей исторического раз­вития являются специфическими, присущими только человеческо­му обществу, и какие имеют универсальный характер. Учитывая, что время возникновения технологического общест ва (105-н106 лет) мало по сравнению со временем биологической эволюции, мож­но положить Рс~ 1.

Вспомним, что нас инжересуют коммуникативные цивилизации. Если даже допустить неизбежность возникновения технически раз­витых цивилизаций, остается еще неясным вопрос — обязательно ли они пожелают установить контакт с другими мирами. Каковы побу­дительные мотивы контакта? По мнению профессора Д. Я. Марты­нова (1906-1989), они могут представлять собой сложный комплекс «из любознательности (научного интереса), тщеславия и альтруиз­ма»258. Вероятно, это в какой-то мере справедливо для нашей земной цивилизации в ее нынешнем состоянии развития. Но чго мы знаем о побудительных мотива-: иных цивилизаций? Думается, что мотивы Moiyr бьгть более глубокими. Не исключено, что кот акт с другими сообществами разумных существ является необходимым условием сохранения и дальнейшего развития для каждой цивилизации после того, как она достигнет определенного уровня развития. Если это гак, то любая цивилизация, начиная с определенно1 о момента, всту­пает в коммуникат ивную фазу.

Подведем предварительные ито1и. В табл. 4 3.1 приведены оцен­ки факторов в формуле Дрейка, выполненные различными автора­ми. Если принять скорость звездосбразовшия R* = 20 звезд/год, то для скорости возникновения цигилизаций R = R*Fs получим значе­ния, приведенные в последней строке таблицы. Чтобы получить чис­ло цивилизаций, надо эту величину умножить на L. Например, ио оценкам, принятым в проект «Циклоп», R = 1, и число цивилиза­ций в Галактике, находящихся в коммуникативной фазе, Nc(T) = L,

25* Мартынов Д. Я Выступление на Перьом Всесоюзном совещании по внезем­ным цивилизациям / Вне-емные цивилизации. — Ьреван, 1965. С. 34.

Т. е. численно равно выраженной в годах длительности коммуиика тивной фазы. При других оценках имеем, соответственно, иные зна­чения /?, т. е. иные значения коэффициента при L в формуле для числа цивилизаций Nc(t) = Л — Отсю (а видно, какое большое значе­ние для оценки числа коммуникативных цивилизаций имеет вкемя жизни цивилизаций или длительность коммуникативной фазы. К обсуждению этой величины мы теперь и переходим.

4.3.3. Время жизни коммуникативных цивилизаций (длитель­ность коммуникативной фазы). О времени жизни технически раз­витых цивилизаций (как и о распространенности разумной жизни во Вселенной) имеются две противоположные точки зрения. Со­гласно одной из них, время жизни цивилизаций существенно огра­ничено: оно может составлять нескилько сотен, несколько тысяч, может быть, несколько миллионов лет, но оно, во всяком случае, очень мало по сраьнению с космогоническим масштабом времени. Это так называемая кори шил шкала жизни. Согласно другой точке зрения, время жизни технически развитых цивилизаций неопреде­ленно велико. Раз возникнув, они развиваются, практически, нео­граниченно долго, постоянно приспосабливаясь к новым условиям (или создавая для себя новые условия), преодолевая новые трудно­сти, добиваясь новых побед в преодолении стихийных сил приро­ды С этой точки зрения время жизни коммуникативных цивилиза­ций може* быть соизмеримо только с возрастом Галактики (длин­ная шкала жизни).

Напомним, что величина L в формуле Дрейка представляет со­бой среднее время жизни коммуникативных цивилизаций. Следо­вательно, могут быть цивилизации, время жизни которых как боль­ше, так и меньше L. Особый интерес представляют цивилизации с длительностью коммуникативной фазы порядка Т, т. е. т. орлдка воз­раста Галактики. Есш одна такая цивилизация когда-то возникла в Галактике, го она и сейчас находится в коммуникативной фазе. Можно ли рассчитывать, что такие цивилизации существуют, или время их жизни ограничено какими-то внешними или внутренни­ми причинами? В литературе по проблеме SETI обсуждалось не­сколько возможных причин гибели высокоразвитых цивилизаций: 1) самоуничтожение в результате термоядерной катастрофы или какого-то другого открытия, которое может привести к непредви­денным и неконтролируемым последствиям; 2) генетическая опас­ность связанная с «грузом» неблагоприятных мутаций, сохраняю­щихся в популяции высокоразвитых существ благодаря применению медицины; 3) ограниченная емкость мозга отдельного индивидуу­ма, что в сочетании с быстрым росгим информации254 может при­вести к чрезмерной специализации и, как следствие ее, к вырожде­нию; 4) кризис, связанный с появлением искусственных разумных существ. К этому можно добавит ь еще загрязнение окружающей сре­ды, организационный, демографический и энергетический кризис, а также потерю интереса к науке и технике, что, практически, приве­дет к окончанию коммуникативной фазы Все эти сценарии навеяны состоянием нашей земной цивилизации. Неизвестно, насколько они типичны. С другой стороны, могут быть и иные противоречия, с которыми сталкиваются развивающиеся космические цивилизации и о которых мы не имеем никакого понятия.

Следует иметь в виду, что хотя названные (и не названные) при­чины могут в разной степени влиять на продолжительность жизни технически развитых цивилизаций, совершенно не обязательно, чтобы каждая из них (или они все вместе) с фатальной неизбежно­стью приводили к постепенной или катастрофической гибели ци­вилизаций. Как правильно подчеркивает Н. С. Кардашев, указанные причины, по-видимому, являются весьма существенными для каж­дой цивилизации на определенном этапе ее развития, но это не зна­чит, что они являются принципиально неустранимыми во всех слу­чаях и для всех цивилизаций. Близкая точка зрения была высказана американским биосризиком и футурологом Дж. Платтом. Он счи­тает, что в истории к тждой цивилизации могут встретиться опреде­ленные критические моменты (критические точки). Не всякая ци­вилизация сумеет преодолеть их, какая-то часть обществ может по­гибнуть, но другие выживут и будут развиваться дальше. Вскоре они встретятся с новой кризисной ситуацией, новым порогом, и опять часть обществ погибнет, а другая часть преодолеет этот порог и бу­дет развиваться до тех пор, пока не встретится с новым и т. д Пере ход через каждый порог будет приводи гь к потере цивилизаций. Но какая-то, пусть небольшая, часть обществ, по мнению Платта, сможет найти решение всех проблем, эти общества преодолеют все пороги и будут развиваться неограниченно долго.

Каково соотношение между числом таких цивилизаций и циви­лизаций с короткой шкалой жизни? Этот вопрос исследовался К. Са­ганом260. Пусть Z-д— среднее время жизни долгоживущих цивили­заций, a LK — среднее время жизни короткоживущих цивилизаций; /л — доля долгоживущих цивилизаций из числа всех цивилизаций, возникающих за время от 0 до Т (1 — Я — доля короткоживущих цивилизаций. Тогда общее число цивилизаций в Галактике в мо­мент Т:

N(T) = RfaLa + R (1 -/д) LK = RL—

R — средняя скорость возникновения цивилизаций в Галактике (R = R*fx), R/л — скорость возникновения долгоживущих цивили­заций, R( 1 —/л) — скорость возникновения короткоживущих циви­лизаций; 1-й член даег число долгоживущих цивилизаций, а 2 й — число короткоживущих цивилизаций; L — среднее время жизни, усредненное по всем цивилизациям:

(4 10)

Несмотря на то, что доля /д может быть очень мала, число долго — живущих цивилизаций, существующих в данный момент Т(одновре — менно с нами), благодаря большой длительности их жизни Ltl может намного превосходить число коротко живущих цивилизаций.

Примеоы

1. Пуста Z-д = 109 лет, LK = 103 лет, Д = 10~2 (т. е. на 100 цивилизаций возникает одна цивилизаций с длинной шкалой жизни и 99 — с короткой шкалой жизни). Принимая R = 0,1 год"1 (одна цивилизация возникает раз в 10 лет), Т= Ю10 лет, получим число цивилизации, которые возникают за врс мя от 0 до Т: п, к(Т) = LO7; NJT) = 109. Число цивилизаций, одновременно существующих г I мент Т: NJJ) = 0,1 х 10"2х 109 = 106; NJJ) = 0,1 х (1-10"2) х х103 = 102 Отсюда видно, хотя общее число цивилизаций с короткой шкалой, обрат ющихся за все время существования Галак! ики, на два ворялка больше числа долгоживущих цивилизаций, в данный момент времени соотношение между ними обратное: число цивилизаций с короткой шкалой на 4 порядка меньше числа цивилизаций с длинной шкалой В этом примере L = 107 дет, N(T) = Ю-1 х 107= 106 = ЩЩ.

2. Пусть теперь |д = 1010, LK = 102,/, =10"6. Тогаа: я;1(Г) = 103; /гк(7) = 109; АиТ) = 10?; NK( Т) = 10. В этом примере все цивилизации с длинной шкалой, возникшие за время от 0 до Т, существуют и в настоящий момент, и хогя доты их очень мала (Ю-6), число их в данный момент на 2 порядка превосходит число короткоживущих цивилизаций Здесь L = 1С4 лет, N(T) = 103 = N„(T).

260 Sagan C. On the Detectivity of Advanced Galactic Civilizations // Icarus. 1973. V. 19. P. 350-353.

К. Cai ан обращает внимание на то, что разрыв во времени меж­ду долгоживущими и короткоживущими цивилизациями создает не­преодолимый культурный барьер между ними. Такие цивилизации откроют законы природы и изобрету технологию, применение ко­торой будет казаться нам неотличимой от магии. Они будут, по всей вероятности, изучать примитивные формы жизни и прими­тивные цивилизации, но вряд ли будут особо обеспокоены уста­новлением связи с ними; во всяком случае — не более чем мы обес­покоены установлением контакта с бактериями. Поэтому в иерар­хии космических цивилизаций, по-видимому, существует горизонт коммуникативного интереса. Высокоразвитые цивилизации могут осуществлять оживленный коммуникативный обмен между собой посредством неизвестной нам технологии и при этом будут для нас оставаться «за горизонтом». Существование коммуникативного го­ризонта во много раз уменьшает число цивилизаций, с которыми мы можем вступить в контакт.

Определим число цивилизаций внутри горизонта. Они состоят из коронюживущих цивилизаций и небольшой доли / долгеживу — щих цивилизаций, которые возникли совсем недавно и поэтому еще не успели выйти за пределы коммуникативного горизонта. Возраст этих цивилизаций х < LK. Если скорость возникновения цивилиза­ций постоянна (не зависит от времени), то они равномерно распре­делены по возрасту. Поэтому деля J равна LK/L]V А для цивилиза­ций с возрастом х > LK их доля составляет (1 -/ = [Ll{—Lt)/L.A, эти цивилизации лежат за пределами нашего горизонта. Число циви­лизаций с длинной шкалой, которые, в силу малого возраста, еще находятся в пределах нашего горизонта:

NT) =f‘Nn(T) =f%RL,n = f.iRLl..

Общее число цивилизаций внутри горизонта:

N( Т) = R( 1 -/,)LK + Я/А-

Здесь первый член определяется цивилизациями с короткой шка­лой жизни (все они лежат внутри горизонта), а второй член опре­деляется недавно возникшими цивилизациями с длинной шкалой (возраст которых не превышает LK). Поскольку /л « 1, то N~ R(l -/я) LK, т. е. совпадает с числом короткоживущих цивилиза ций Таким образом, в то время, как общее число цивилизаций (су­ществующих в момент Т) определяется долгоживущими цивилиза­циями, число цивилизаций внутри горизонта определяется корот — коживущими цивилизациями. В рассмотренном выше примере: Ln = 109, LK = 103,/, = 10"2, R = 10-‘, первый член равен 102, а второй равен 1. То есть на 100 кратковременно живущих цивилиза­ций приходится одна долгоживущая, попавшая внутрь горизонта.

Из этих соображений вытекают определенные выводы относи­тельно стратегии поиска. Поскольку общее число цивилизаций в данный момент определяется долгоживущими цивилизациями, то даже при большом числе цивилизаций цивилизации с короткой шкалой жизни относительно редки и расстояние между ними вели­ко. Полому обнаружить их сравнительно трудно. Напротив, высо­коразвитые цивилизации, с длинной шкалой жизни, расположены ближе и обнаружить их было бы проще, но они находятся за пре­делами коммуникативного горизонта. Получается «заколдованный круг». Впрочем, если допустить, что небольшая часть высокоразви­тых цивилизаций проявляет интерес к контакту с примитивными обществами, то, именно, связь с ними окажется для нас доминиру­ющей. А гак как такие сверхцивилизации можно обнаружить на меж­галактических расстояниях (см. гл. 1), то наилучшая стратегия, по мнению Сагана, состоит" в том, чтобы искать высокоразвитые циви­лизации II и III типа среди ближайших галактик, вместо того, что­бы искать цивилизации I типа среди ближайших звезд. Поиск сиг­налов от галактик, насчитывающих миллиарды звезд, имеет несом­ненные преимущества перед поиском от отдельных звезд. И, однако, не слс дует пренебрегать и ближайшими окрес гностями. Ведь, как следует из проведенного анализа, высокоразвитые цивилизации могут находиться «совсем рядом» с нами Было бы обидно упус­тить возможность контакта с такими цивилизациями.

Но вернемся к времени жизни коммуникативных цивилизаций. Возможность двустороннего обмена информацией зависит от со­отношения между длительное! ыо коммуникативной фазы L и вели­чиной запаздывания при межзвездных «переговорах». Для того чтобы двусторонняя связь была возможна, время жизни цивилиза­ций должно превышать некую критическую величину LKp = /за|| = = 2d/с (D— расстояние между цивилизациями, с — с корость света). Принимая во внимание выражение (4.4) для D, можно получить:

LK1, = (2^A)^(77/S)’A.

Полагая d* = 6,5 св. лет, Т= 10’°лет, получим следующие величины LK(„ соответствующие значениям/5, приведенным в таблице 4.3 1:

Согласно С. фон Хорнеру, эффективный обмен информацией между цивилизациями, вследствие эффекта «обратной связи» мо­жет привести к существенному увеличению длительности коммуни­кативной связи. Следовательно, если L > LK(„ то после уст ановления контакта L начинает возрастать; если же L < LKp, то эффект обрат­ной связи отсутствует, и L остается малым. Таким образом, L може! быть либо меньше LK[„ либо много больше этой величины. Циви­лизации, время жизни которых близко к LRp, должны быть крайне редки. До какой степени возрастает величина L после установления контакта? Может быть, установление сьязи с другими мирами это и есть тот главный порог, который должна достичь и преодолеть раз­вивающаяся цивилизация, после чего она приобре тает возможность безграничного развития. В таком случае LKp можно приюты, за тот «водораздел», который разделяет цивилизации на две группы: в пре­делах нашего коммуникативного горизонта и за его пределами

В приведенных выше примерах мы искусственно принимали долю долгоживу щих цивилизаций очень малой. Eon i допустить, что лю­бая из возникающих цивилизаций может приобрести возможность безграничного разви гия, т. е. положить /д = 1, то при тех же зпа чениях R = 10"’ цивилизаций в год и Т = 10’° лет получим N(T) = 10<;. В наиболее благоприятном случае, когда Fpne = 1 и PL=P, = P(.= 1; при этих условиях R = R* = 20 год"1 и HЈFi = 2 • 10", т. е. равно числу звезд в Галактике. Это означает, что около каждой звезды имеется развитая цивилизация. Все они находятся за преде­лами нашего коммуникативного горизонта. Цивилизации типа на­шей составляют небольшую долю молодых, недавно возникших ци­вилизаций с возрастом X < Lkp. которые еще не успели вступить в Галактический KJtv6.

Мы привыкли, как говорится, все «мерить на свой аршин», отсюда мы полагаем, что на многих мирах возможны близкие к нашему миру условия и пото­му, де, возможна и жизнь Мы не мыслим себе жизнь вне наших земных условий, вне нашей «орга­нической» материи Безусловно, существует бес­численное множество миров с условиями очень похожими ча наши, но полного сходства нет и не может быть ни с какой—J [ибо другой планетой — Заго, несомненно, жизнь существует решительно на всех мнрах, только формы се MOiyi значительно разнить­ся от наших, а подчас достигать такой чудовищно огромной разницы, что мы не можем составить об этих условиях ни малейшего представления.

Н Уранов

Нам остается рассмотреть возможности существования жизни на различных астрономических объектах, прежде всего на планетах Солнечной системы. Ьсли говорить о водно-углеродной жизни, то единственной пригодной для такой жизни планетой Солнечной системы считается Земля,

Меркурий обращается слишком близко к Солнцу, максимальная температура поверхности на его дневной стороне достигает почти 480 °С, а во время длинной меркурианской ночи падает до -170 °С. Может быть, где-то на границе дня и ночи в течение ко роткого периода времени на Меркурии достигаются удовлетвори­тельные температурные условия, но на нем нет воды и отсутствует сколько-нибудь значительная атмосфера; в отсутствие последней Меркурий подвергается очень интенсивному ультрафиолетовому облучению от Солнца. Эти условия совершенно непригодны для зем­ной жизни.

Расположенная за Меркурием Венера благодаря парниковому эффекту также имеет очень высокую температуру поверхности, около 460 °С, которая практически не меняется в течение суток При та­кой температуре плавятся даже металлы: олово, свинец, цинк, и, конечно, никакие белковые соединения при таких условиях суще­ствовать не могут. Мощная атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (96 %), азота (3,5 %) и аргона, водяной пар со­держится в совершенно ничтожном количестве (0,05 %;, имеются также следы соляной кислоты, плавиковой кислоты, окиси углеро да и двуокиси серы. Яркие облака, скрывающие от нас поверхность Венеры, состоят из капелек серной кислоты. Атмосферное давле­ние на поверхности планеты в 90-100 раз выше, чем на Земле. Но на высоте 55 км над поверхностью Венеры давление составляет 800 миллибар (что почти равно давлению атмосферы у поверхнос­ти Земли), а температура 27 °С — вполне благоприятна душ жизни. Заманчиво было бы рассмотреть возможность существования жиз­ни в этом слое атмосферы. Основным препятствием для существо­вания там жизни является очень низкая влажность и испарения сер­ной кислоты из облаков. Впрочем, некоторые ученые полагают, что определенные виды земных организмов могли бы существовать в этих условиях, правда, в течение ограниченного времени. Если это так, то тем более допустимо предположить, что на Венере мог бы развиться иной тип жизни (например, углеродной, но с использо­ванием других растворителей). Однако никакими конкретными дан­ными в этом отношении мы не распола1 аем.

Более благоприятны, хотя и достаточно суровы, условия жизни на Марсе. В экваториальных областях Марса температура днепi иног­да поднимается до 10 °С, а перед рассветом подает до -90 °С. Та­кие колебания температуры нельзя считать совершенно неприемле­мыми даже для земных организмов, а учитывая приспособляемость жизни, можно было бы допустить, что на Марсе развились формы жизни, адаптировавшиеся к подобным условиям. Основным пре­пятствием для существования жизни на Марсе опять-таки является отсутствие жидкой воды Но в отличие от Венеры, где из-за высо­кой температуры вся вода, находившаяся в форме пара, диссоции­ровала в верхней атмосфере под действием ультрафиолетового из­лучения Солнца на кислород и водород, причем последний улету­чился в межпланетное пространство, — на Марсе вода, по-видимому, сохранилась в твердой фазе в виде вечной мерзлоты под поверхно­стью планеты[160]. Кроме того, часть воды в виде льда присутствует в полярных шапках. В основном они состоят из замерзшей углекис­лоты, но когда летом температура в полярных шапках повышается, сухой лед испаряется, и остается небольшая шапка, состоящая толь­ко из водяного льда. Осенью замерзшая углекислота покрывает его, и так из года в год. Значит, вода на Марсе все-таки есть, но она не может существовать там в жидкой фазе из-за крайне низкого атмос­ферного давления, составляющего около 6 мбар. В прошлом давле — нис могло быть выше либо вследствие повышенной вулканической активности, либо вследствие изменения климата (возможно, обе причины взаимосвязаны). Потепление климата дол;:сно привести к таянию полярных шапок и переходу углекислоты из твердого со­стояния в газообразное. Расчеты показывают, что, если бы вся уг­лекислота, имеющаяся на поверхности Марса, перешла в газообраз­ное состояние, то атмосферное давление поднялось бы гючги до уровня земною. При таком давлении на Марсе вода вполне могла бы существовать в жидкой фазе Реален ли подобный сценарий Фотографии Марса, снятые с космических аппаратов, показали на личие извилистых долин, очень напоминающих русла высохших рек. Значит, когда-то в прошлом на Марсе текли реки, была жидкая вода, следовательно, и давление, и температура были выше. В таких усло­виях на Марсе могла возникнуть жизнь типа земной, затем условия изменились и сейчас они неблагоприятны для жизни.

Что могло послужить причиной изменения климата? Одна из возможных причин — изменение наклона оси вращения Марса к плоскости его орбиты. Однако изменение наклона происходит с периодом в миллионы лет, а возраст предполаг аемых речных ру­сел, по видимому, составляет сотни миллионов или даже миллиар­ды лет; значит, причина в чем-то другом — в чем именно, мы пока не знаем.

Попытки экспериментально обнаружим) присутствие жизни на Марсе с помощью спускаемых аппаратов «Викинг», совершивших посадку на поверхности Марса в 1976 г., дали отрицательный ре­зультат. Однако вопреки распространенному мнению, этот резуль­тат не столь однозначен. Прежде всего надо иметь в виду, что иска­ли не какую-то жизнь вообще, а единственно известную нам и дос­таточно хорошо изученную форму жизни, построенную на основе углеродных соединений. Далее, драматизм ситуации состоит в том, что из грех запланированных биологических экспериментов пона­чалу все дали четкий положительный эффект — именно тот, кото­рый ожи гался в случае присутствия в марсианском фунте живых микроорганизмов[161]. И лишь после того, как химический анализ марсианского грунта показал полное отсутствие в нем каких-либо органических веществ, результаты биологических экспериментов были пересмотрены, и ученые пришли к выводу, что они могут быть объяснены химическими реакциями небиологического происхож­дения. Наконец, большую дискуссию вызвал вопрос о местах по­садки — насколько адекватно они были выбраны. Пункты посадки ощелены друг от друга на 7000 км. Идентичность результатов ана­лиза грунта в обоих пунктах показывает, что они представляю! со­бой типичные области, достаточно хорошо характеризующие по­верхность планеты в целом. Но, бьгп» может, жизнь на Марсе не распределена равномерно по всей поверхности, а сосредоточена в отдельных «оазисах». Так, северный полюс Марса имеет постоян­ную полярную шапку из водяного льда. На границе этой шапки летом, когда начинает таять лед, возникают благоприятные условия для жизни. Могут быть и другие «оазисы», например, области с повышенной вулканической активностью. Поиск таких «оазисов» планируется при будущих посадках на поверхность Марса самоход­ных устройств («марсоходов»).

Скорее всего, жизнь на Марсе в настоящее время отсутствует, но она, по всей видимости, была там в прошлом и, не исключено, что может вновь появиться в будущем, когда условия станут более благо­приятными. Причем в данном случае речь идет о форме жизни если не идентичной, то, во всяком случае, близкой к земной. Если это так, то можно сказать, чго Марс сейчас переживает период обскура — ции — промежуточного состояния между двумя фазами активной жизни. Как долго продлится этот период, мы не знаем. Для про­верки этих представлений очень важно провести поиск ископаемых микроорганизмов в древнейших осадочных породах Марса, осо­бенно на береговых откосах и дне высохших марсианских рек — подобно тому, как мы делаем это на Земле в поисках ископаемых земных микроорганизмов. Такие поиски планируется провести в будущем с помощью «марсохода».

Однако неожиданно данные о наличии ископаемых микроорга­низмов на Марсе были получены совсем другим путем — на Зем­ле!236 В 1984 г. в Антарктиде был обнаружен метеорит ALN 84001. Он принадлежит к редкой группе SNC, которая насчитывает всего около 12 образцов. Первые метеориты этой группы были обнару­жены еще в начале XIX века. Долгое время их природа оставалась неизвестной, пока в 1980 г. в результате исследования изотопного состава газа в этих метеоритах не было обнаружено, что он соответ­ствует изотопному составу газа в атмосфере Марса. Так было усга-

Новлено марсианское происхождение этих загадочных метеоритов. Каким образом они попали на Землю — Считается, что когда го они составляли часть марсианской литосферы и затем были выброше­ны с поверхности планеты под действием метеоритной бомбарди­ровки. При ударе метеоритов о поверхность планеты образуется большое количество осколков, которые с большой скоростью раз­летаются в разные стороны.

Тонкая марсианская атмосфера не в состоянии существенно за тормозить их. Часть осколков приобретают космическую скорость и выходят в межпланетное пространство. После долго блуждания в нем некоторые из этих осколков попадают в поле тяготения Земли и захватываются ею. Таким же путем попадают на Землю и метео­риты с Луны.

Порода, из которой сложен метеорит ALH 84001, сформиро­валась около 4,5 млрд лет тому назад. Около 16 млн лет назад кусок этой породы под действием мощного удара был выброшен с повер­хности Марса и около 13 тысяч лет назад выпал на льды Антаркти­ды в районе Алан Хилс, где и был найден в 1984 г.

Спустя 12 лет, в 1996 г., группа ученых под руководством Д. Мак Кея из Исследовательского центра им. Джонсона (НАСА) обнару­жила в метеорите присутствие микроокаменелостей древних бакте­рий неземного происхождения. Были найдены также органические молекулы, которые могут иметь марсианское происхождение, и минеральные образования, которые можно рассматривать как про­дукты биологической активности марсианских микроорганизмов. В пользу марсианскою происхождения этих образований говорит то обстоятельство, что концентрация их увеличивается с погруже­нием в глубь метеорита. Возраст образований около 3,6 млрд лет — хорошо согласуется с тем периодом, когда, согласно теоретическим оценкам, климат Марса был благоприятен для жизни. Вопрос нельзя считать окончательно решенным Но несомненно, сделан важный шаг на пути исследование марсианской жизни.

Условия на планетах-гигантах, в силу их удаленности от Солнца, могут показаться слишком суровыми, но фактически они более бла юприятны для жизни, чем Венера. Возьмем, к примеру, Юпитер. Его атмосфера по своему составу является сильно восстановитель­ной, она соответствует модели Юри, которую он принимал для пер­вичной атмосферы Земли. Как мы видели, в такой атмосфере под действием электрических разрядов синтезируются органические соединения. Наблюдаемые на Юпитере очень сильные вспышки радиоизлучения на волнах декаметрового диапазона (15-20 м) дают основание полагать, чго в его атмосфере происходят мощные гро­зовые разряды. Другим стимулятором для образования органичес­ких соединений может служить УФ-излучение Солнца и довольно мощный поток тепла, выделяемого из недр планеты.

Атмосфера Юпитера охвачена бурными коньективными пото­ками, поэтому образующиеся в верхней атмосфере органические молекулы, захватываемые этими потоками, опускаются на значи­тельную глубину под видимую поверхность атмосферы, образуе­мую ее облачным слоем. Температура атмосферы возрастает с глу­биной, выше облачного слоя она составляет минус 130 °С — ми­нус 140 °С, в то время как температура нижней атмосферы достигает +700 °С. Между этими уровнями существует промежу­точный слой, где температура составляет 27 °С, а давление всего в несколько раз превышает атмосферное давление у поверхности Земли[162]. Как раз в этой области происходит конденсация водя­ного пара, таким образом появляются условия для возникнове­ния водно-углеродной жизни. (Выше в атмосфере место водяного пара занимает аммиак; таким образом, на Юпитере могли бы воз­никнуть и существовать две формы жизни: водно-углеродпая и «аммиачная».) Трудность состоит в том, что из-за конвенции орга­нические молекулы не долго находятся в благоприятном слое ат­мосферы; проникая в более глубокие слои, они разрушаются под действием высокой температуры. В этом отношении особый инте­рес представляет знаменитое красное пятно на Юпитере. Предпо­лагается, что этот гигантский вихрь, по размерам превосходящий Землю, представляет собой долгоживущий восходящий поток. В таком потоке частицы подходящего размера могут оставаться во взвешенном состоянии в течение десятилетий. Это могло бы убе­речь образующиеся органические молекулы от разрушения в ниж­них слоях атмосферы.

Существуют ли в действительности органические соединения на Юпитере? Точного ответа на этот вопрос пока нет. Косвенным ука­занием на наличие таких соединений служит окраска юпитерианс — ких облаков. В экспериментах по лабораторному моделированию атмосферы Юпитера (как и в классических опытах Миллера-Юри) различные окрашенные соединения получаются при освещении подходящей смеси аммиака и метана ультрафиолетовым излучени­ем или при подводе энергии от других источников. Но при этом неизменно синтезируется и богатый набор органических соедине­ний. Интересно, чго наиболее интенсивной окраской отличается как раз Красное пятно. Впрочем, существуют и другие объяснения цвета облаков, не связанные с синтезом органических соединений.

В отличие от Юпитера, облака Сатурна не имеют окраски, они более холодны и в основном состоят, так же как и у Юпитера, из аммиака, покрывающего нижнюю, более теплую, атмосферу. По­добно Юпитеру, Сатурн также имеет внутренний источник энер­гии. Внешние слои Урана и Нептуна еще более холодны, аммиак находится там в замерзшем состоянии, но и на этих планетах суще­ствуют области атмосферы, где температура поднимается выше О °С, это следует из измерений радиоизлучения, идущего из этих слоев. То есть и там имеются области с относительно благоприятными условиями, где, возможно, могли бы зародиться какие-то формы жизни. Неудивительно поэтому, что некоторые ученые обращают внимание на возможность существования жизни на этих планетах, прежде всего на Уране[163].

Как справедливо отмечает К. Саган, поскольку нам неизвестно, каким образом возникла жизнь на Земле, мы тем более не можем точно определить условия ее зарождения на столь сильно отличных от Земли планетах, как Юпитер или другие планеты-гиганты. С дру­гой стороны, как только где-то зарождается жизнь, живые организ­мы сами начинают активно регулировать среду своего обитания. Поэтому, в принципе, мы можем вообразить себе огромные «воз­душные существа», парящие в атмосфере планет — гигантов, где в оп­ределенных слоях создается благоприятная экологическая ниша для их обитания. Разумеется, никакими доказательствами существова­ния таких «воздушных существ» мы не располагаем, но и опреде­ленно отрицать эту возможность тоже не можем.

Если условия на планетах Солнечной системы, кроме Земли, представляются нам мало благоприятными дм жизни, то, казалось бы, тем более это относится к спутникам планет, большинство из которых столь малы, что не в состоянии даже удержать собствен­ную атмосферу и потому не обладают ею. Однако в семействе спут­ников имеются исключения. Это прежде всего спутник Сатурна Титан, а также спутник Юпитера Европа.

Титан по размеру несколько уступает югштерианскому Ггнимеду (самому крупному спутнику в Солнечной системе), но, так же как и последний, превосходит Меркурий Особый интерес представляет то обстоятельство, что Титан имеет мощную атмосферу. У поверх­ности Титана давление в 1,6 раза больше, чем у поверхности Земли, а плотность атмосферы в 8 раз превышает плотность земной атмос­феры. Благодаря малой массе Титана водород улетучился из его атмосферы, но она все же сохраняет восстановительный характер, подобно а гмосфере первобытной Земли. В основном атмосфера Титана состоит из азота (95 %), имеется гакже метан и в небольшом количестве другие газы. Красноватая окраска Титана обусловлена фотохимическим смогом, который активно поглощает солнечный свет, благодаря чему температура атмосферы в области смога повы­шается до -100 °С; температура поверхности значительно ниже: —180 °С. При такой температуре метан на поверхности может нахо­диться в жидшй фазе (как вода на Земле), в то время как в атмосфе­ре он присутствует в i азообразном состоянии. Как показали иссле­дования, проведенные с иомонцю космического аппарата «Вояд жер-1», фо 1 охимический смог на Титане состоит из органичсс:сих соединений! В его состав входят метан, этан, пропан, аце тилен, метилацегилен и цианистый водород. Особенно существенно нали­чие цианистого водорода, ибо он, как мы видели (п. 4.2.3), являет­ся важным промежуточным звеном в синтезе сложных органичес­ких соединений. Содержащий органические ьещесгва смог посте­пенно оседает на поверхность, в резервуары жидкого метана, где могут накапливаться органические молекулы. Как отмечают Голдс — мит и Оуэн, возможно, на ранних стадиях эволюции на Титане (как и на Марсе) было значительно теплее, и на его поверхности мог существовать не только жидкий метан, но и жидкий аммиак. В ам миачных водоемах могли происходить разнообразные химические реакции и образовываться более сложные органические соедине­ния Если этот процесс имел место, то образовавшиеся в те далекие времена органические соединения должны были бы хорошо сохра­ниться в этом холодном ледяном мире; было бы важно попытаться обнаружить их присутствие.

Но органические молекулы — это еще не жизнь Может ли суще­ствовать жизнь на Титане? Если она там существует, то она, конечно, отличае тся от земной жизни, ибо па Тит ане нет жидкой воды и нет свободного кислорода. При температуре -180 °С все химические реакции идут очень медленно. Поэтому главной характерной осо-

Ценностью такой жизни были бы крайне замедленные жизненные процессы. Существа, обитающие гам, вынуждены были бы вести трудную жизнь в условиях ужасающего холода, при крайней ско­ванности своих жизненных отправлений. Конечно, творческие воз­можности такой жизни были бы сильно ограничены.

Еще один спутник, который привлекает ученых с точки зрения возможности существования на нем жизни, это Европа — один из 4 спутников Юпитера, обнаруженых еще Галилеем. Размер Европы около 3000 км; средняя пло. ностъ составляет 2,9’/ г/см3. Это ука­зывает на то, что спутник в основном состоит из силикатных по­род. Но его яркая блестящая поверхность, покрытая сетью темных трещин, образована водяным льдом В начале 1990-х годов группа исследователей из Университета им. Дж Хопкинса (США) под ру­ководством Д. Холла обнаружила с помощью Космического теле­скопа «Хаббл» кислородную (!) атмосферу на Европе. Помимо Ти­тана, из спутников планет более слабую атмосферу имеет еще Три­тон, спутник Нептуна, и, наконец, совсем слабые следы атмосферы ранее были обнаружены у спутника Юпитера Ио и у нашей Луны. Таким образом, Европа стала пят ым спутником в Солнечной систе­мы, у которых имеется атмосфер л. Плотность ее очень мала, давле­ние атмосферы у поверхности Европы в 100 млрд раз меньше, чем давление земной атмосферы, но все ж» оно в 10 раз превышает дав­ление атмосферы у поверхности Луны. Однако самое удивительное состои т в том, что атмосфера Европы содержит кислород. Это един­ственный спутник в Солнечной системе, имеющий кислородную атмосферу. А из планет кислородную атмосферу имеет только Зем­ля. Почему это так важно?

Проблема состоит в том, что кислород не может долго нахо диться в свободном состоянии, он активно вступает в реакции с уг — леродо-содержащими газами, образуя двуокись углерода. Следова тельно, на Европе, как и на Земле, должен существовать постоян­ный источник кислорода На Земле таким источником является жизнедеятельность зеленых растений, вырабатывающих кислород в процессе фотосинтеза. А на Европе?

Ученые предполагают, что под поверхностью Европы, на глуби­не 100 км, имеется океан жидкой воды, поддерживаемый в незамер­зающем состоянии за счет энергии приливов и радиоактивного рас­пада. Заманчиво предпо. южить, ч то в океане обитают какие-то фор­мы жнзни, вырабатывающие кислород, который через трещины в ледяной поверхности поступает в атмосферу. Нечто подобное име­ет место в антарктических озерах. Однако достаточен ли световой поток от Солнца, достигающий Европы, чтобы обеспечить про­цесс фотосинтеза — это пока не ясно. С другой стороны, кислород может образовываться и без помощи зеленых растений — в процес­се сублимации льда, т. е. оОразования водяного пара с последую­щей диссоциацией (распадом) молекулы Н20 на водород и кисло­род Можно ли установить, какой из процессов имеет место на са­мом деле? В принципе, это возможно, ибо изотопный состав кислорода — образуемого в этих процессах, различен, но такие ис­следования сопряжены с большими трудностями. Конечно, со вре­менем они будут выполнены.

Возможно, на Европе нет жизни. Но если подповерхностный океан там действительно существует, то он может представлять со­бой потенциальный резервуар для пребиотической химии, что очень важно для изучения процесса происхождения жизни.

Еще одно важное открытие было сделано в 1990-х годах учены­ми из Палеонтологического института РАН — найдены следы мик­роорганизмов в метеоритах. При этом обнаружено морфологичес­кое единство земных микроорганизмов (как современных, так и ископаемых) с микроорганизмами, найденными в метеоритах. По мнению одного из участников открытия, чл. корр. РАН А. Ю. Ро­занова, можно сделать вывод, что жизнь на Земле не уникальна; в некоторых областях Вселенной она возникла раньше, чем на Земле, и могла быть занесена на Землю из Космоса; в тех или иных фор­мах она может существовать и сейчас на других планетах Солнечной системы.

Если речь идет о простейших формах жизни, надо иметь в виду, чго приспособительные возможности ее поразительны На Земле простейшая жизнь обнаруживается в условиях очень низких и очень высоких температур, при наличии агрессивной химической среды; микроорганизмьг живут в горячих источниках и в вечной мерзлоте. На многокилометровой глубине они обитают без воздуха и без сол­нечного света, извлекая все необходимое из окружающего вещества и используя внутреннее тепло Земли в качестве источника энергии. Может быть, это какие-то тупиковые формы жизни, не способные к дальнейшей эволюции. Но важно, что они сохраняются при по­добных «неблагоприятных», с нашей точки зрения, условиях. А попав в более благоприятные — кто знает? — возможно, могут дать начало новой эволюции.

Анализируя возможное! и жизни на гыанегах Солнечной систе­мы, мы все время имели в виду земную жизнь, ориентировались на нее, иногда позволяя себе о тступление от этого «стандарта» (но не выходя за пределы молекулярной жизни). Насколько справедливы такие ограничения? Все дело в том, что мы просто ничего не знаем о других формах жизни и поэтому, стремясь сохранить твердую почву под ногами, ориентируемся на земную жизнь. Надо сказать, что наши предшественники в этом отношении чувствовали себя более свободно. Мы уже отмечали выше (см. § 4 1), что в прошлом веке господствовало убеждение не только в существовании жизни на дру­гих планетных системах, но и в обитаемости планет нашей Солнеч­ной системы. Между тем, физические условия на планетах в первом приближении были уже в то время известны и было ясно, что они не благоприятны для земной жизни Понимая это, ученые полага­ли, что на других планетах жизнь должна приспособиться к услови­ям своего мира. «Живые существа, — писал Фламмарион, — с са мого начала как по скорме, т ак и по своей организации, были стро­го приспособлены к физиологическим условиям обитаемых миров и находились в тесных взаимоотношениях с ними. Люди, населяю­щие дру1ие миры, отличаются от обитателей Земли как по своей внутренней организации, так и по свосму наружному, физическому строению»[164]. Ту же мысль подчеркивал и П. Лаплас. «Человек, созданный для земной темпера туры, — писал он, — судя но всем признакам, не мог бы жить на другой планете. Но разве нельзя до­пустить, что есть бесчисленные количества существ, приспособлен­ных к различным температурам небесных тел?»[165] ] 1о-видимому, и Лаплас, и Фламмарион допускали существование иных форм жиз­ни, кроме земной, но они не высказывали никаких конкретных со­ображений о возможной природе внеземной жи ши, если не счи­тать замечания Фламмариона о том, что «обитатели высших ми­ров» обладают «более эфирной организацией»[166]. Это замечание перекликается с представлениями К. Э. Циолковского о формах жизни, построенных на основе более тонкой материи, и о лучис­том человечестве, а также с идеями В. П. Казначеева о «полевой» жизни.

Но если жизнь адаптируется к самым разнообразным условиям на планетах, то почему она не может приспособиться к условиям межпланетной или межзвездной среды? В этой связи представляет интерес гипотеза Ф. Хойла и Ч. Викрамасинга, согласно которой известная полоса поглощения в спектре галактических источников в области 3 мкм, которая, как считалось, вызывается част ицами льда в межзве щной среде, на самом деле обусловлена поглощением света бактериями, находящимися в межзвездной среле Основанием для такой гипотезы послужило гораздо лучшее совпадение наблюдае мого профиля полосы поглощения с профилем, обусловленным бактериями. Если это так, то значительная доля межзвездной пыли, до 80 %. состоит из бактерий. Хотя большинство специалистов от носятся к этой гипотезе скептически, се не следует сбрасывать со счета, во всяком случае она дает новую пищу для теории панспер­мии.

Более радикальный вопрос, могут ли существовать в меж шезд — ной среде сложные формы жизни, впло1ь до мыслящих существ’1 Фримен Дайсон, один из крупнейших современных физиков гео — рс тиков, вполне допускает такую возможность. Более того, он счи­тает, что межзвездная среда создаст даже лучшие условия дутя жизни. Эти идеи Дайсон развивает в статье «Будущее воли и будущее судь бы» (Природа 1982. № 8. С. 60-^0 ).

Обращаясь к истории, Дайсон останавливается на воззрениях И Нью тона[167] о внеземной жизни и цитирует следующий отрывок из его нео­публикованной прн жизни рукописи: «Как все вокруг нас кишит живы­ми существамм.., так и небеса над нами могут быть заполнены суще­ствами, чья природа нам непонятна Кто глубоко задумается над странной и удивительной природой жизни и устройством животного мира, тот по­думает, что нет ничего невозможного juui природы, ничего слишком труд­ного для всемогущего [юга И как планеты остаются на своих орбитах, так и любые другие тела могут существовать на любом расстоянии от Земли и, более того, могут быть существа, обладающие способностью передвижения в любом направлении по желанию и остановки в любой области небес, чтобы наслаждаться обществом себе подобных, а через своих вестников или ангелов управлять Землей и сообщаться с самыми отдаленными уголками. Так все небеса или любая пх часть может ока­заться жилищем для блаженных, а Земля, в то же время, будет в их влас­ти. Иметь свободу и власть над всеми небесами и возможность выбора наилучших мест для заселения может быть гораздо более счастливым уде­лом, чем привязанность к одному какому-то месту» Ньютон не решился опубликовать эти свои сокровенные мысли, он надежно спрятал руко­пись, и лишь триста лет спустя она была обнаружена в библиотеке Ев­рейского университета в Иерусалиме. Осторожность Ньютона вполне понятна. Но, как подчеркивает Дайсон, в представлениях о возможнос­ти жизни в космическое пространстве, с научной точки зрения, нет ни­чего неприемлемого.

Чтобы адаптироваться к жизни в космическом пространстве, живые организмы должны приспособиться к существованию при трех нулях: G-нуле, Т нуле и Р нуле, т. е в условиях нулевой гравитации, нулевой температуры и нулевого давления Дайсон считает, что это вполне воз­можно. Более того, он полагает, что в связи с успехами генной инжене­рии можно подумать о соответствующей «переделке» земных существ так, чтобы они могли выгкить в космическом пространстве. Что касает ся вопроса о том, каки. л образом могут быть устроены подобные орга­низмы, Дайсон ссылается на работу К Э. Циолковского «Грезы о земле и небе»

Эта книга была издала в 1895 г. в Москве и — дательством А. Н Гонча­рова. В ней Циолковский впервые сформулировал идею о создании ис­кусственного спутника Земли Здесь же он рассмотрел возможности жи:.ми на различных небесных телах и в межпланетной среде Идея жизни в мире без гяжесги особенно занимала Циолковского. А его представлс ния о возможности жизни в межплаиегпой среде были интересны для Дайсона. (Помню, в начале 1960-х годов Дайсон написал Шкловскому с просьбой прислать ему эту книгу Циолковского К тому времени она была переизчана24*, так что просьбу Дайсона удалось выполнить )

Как же представлял себе Циолковский живые существа, обитающие в космическом пространстве? По его представлениям, эти разумные, мыслящие существа являют собой симбиоз растительных и животных организмов, он назвал их живот но-растениями, а в более поздней рабо­те — зоофитами. Кожа этих существ покрыта тонким и мягким стекло­видным сдоем, который хорошо пропускает солнечные лучи, но совер­шенно непроницаем для жидкостей и газов. Таким образом, зоофиты надежно защищены от воздействия космического вакуума (адаптация к Р-нУлю). Жшнедеятельность их осуществляется за счет солнечной энер гни. Зоофиты имеют крыловидные придатки, содержащие хлорофилл, в которых пол действием солнечного света осуществляется фотосинтез не­обходимых для них органических соединений. Весь организм зоофитов пронизан системой сосудов, наподобие нашей кровеносной системы, в которых циркулируют жидкости, доставляющие необходимые вещества в любое место их тела Образующийся в процессе фтосиптеза кислород пе выделяется наружу, а остается внутри организма и используется для дыхания Так же и выделяющийся при дыхании углекислый газ поступает к тем органам, где осуществляется фотосинтез. Тачим обра юм, орга­низм этих существ представляет собой систему замкнутого цикла. По существу, каждый такой организм выполняет функции биосферы, это система «Гея» в миниатюре. Соответственно и время жизни таких орга­низмов неопределенно велико (практическое бессмертие). Зоофиты мо­гут свободно перемещаться в космическом пространстве в любом на­правлении. Разумеется, у нас нет никаких данных о существовании по­добных организмов, по ничто не противоречит такой возможности. «Мир существует бесконечное время, и что он выработал в беспредельные де — циллионы лет, то не может представить себе никакое воображение. Скол] ко ни представляйте себе чудес, не перещеголяете мир — давно признан пая истина»[168].

Характеризуя эти идеи Циолковского, Дайсон пишет: «Циолковский вызвал к жизни новый мир космической биологии, в котором изобре­тенные им ракеты — лишь средство к достижению цели, для восстанов­ления равновесия между живым и неживым в старом мире естественной космологии, — равновесии, которое было нарушено в тот момент, когда Ныотон отправил самую свою спекулятивную рукопись на чердак. Нью­тон изгнал жизнь из космоса Циолковский указал нам путь, чтобы вновь вернуть ее туда»

Следуя этом)’ пути, Дайсон развил теорию жшни Вселенной (кос­мическую экологию, как он ее называет). В количественной форме, с уравнениями и численными оценками, она была опубликована в журнале «Reviews of Modern Physics»[169], основные идеи ее изложе­ны в упомянутой статье «Будущее воли и будущее судьбы». Дайсон исходит из двух гипотез: гипотезы абстрактности и гипотезы адап­тивности, которые в его теории играют ту же роль, что первое и второе начало в термодинамике. Гипотеза абстра] :ции утверждает, что сущность жизни связана с организацией, а не с субстанцией. Поэтому конкретная субстанция жизни (водно-углеродная жизнь или иная) имеет второстепенное, частное значение. Можно пред ставить себе, например, жизнь, независимую от плоти и крови и воплощенную в системах сверхпроводящих контуров или в систе­мах межзвездных пылевых облаков. Гипотеза адаптивности утвер ждаег, что при наличии достаточного времени жизнь может при­способиться к любой окружающей среде. Сна может освоиться в любом уголке Вселенной, так же как освоилась повсюду на нашей Земле. Эти гипотезы принимаются в качестве постулатов. Главная теорема космической экологии Дайсона гласит, что скорость мета­болизма в живом организме и, следовательно, расход энергии из­меняется пропорционально квадрат у температуры окружающей сре­ды. Отсюда следует, ч то более холодная среда благоприятнее для жизни, чем горячая. Это связано с тем, что жизнь, ь конечном итоге, есть упорядоченная скорма вещества, а низкая температура способствует упорядоченности. Поскольку жизнь связана с функ­ционированием управляющих систем, она не столько зависит от количест ва получаемой энергии, как обычно полагают, сколько от информации, т. е. отношения сигнал/шум. Чем холоднее среда, тем ниже уровень шума, тем экономнее жизнь расходует свою энер гию. В этом смысле межзвездная среда наиболее благоприятна для жизни.

В открытой модели Вселенной расширение продолжается нео­граниченно долго, температура окружающей среды непрерывно па­дает и, соответственно, пропорционально Т2 уменьшается скорость энергетического обмена. При этом условия для упорядоченности будут улучша гься. В такой Вселенной жизнь може г существовать веч­но. Конечно, по мере паденья температуры пульс жизни будет бигь — сЛ все медленнее и медленнее, но он никогда не остановится

В невообразимо далеком будущем, через ЙШ чет после начала расширения Вселенной, все вещество из-за распада протонов пе­рейдет в электрон-позитронную плазму (см. п. 2.2.5). Это может вызвать кризисную Chtj ацию для жизни, но такая ситуация, по мне­нию Дайсона, не будет безнадежной. Если принцип абстрактности и адаптивности справедлив, то жизнь должна приспособиться к новым условиям. В конце концов, «невещественная» плазма, ечта ет Дайсон, может с голь же хорошо служить носит елем структур мыс­ли, как и известное нам вещество. (Ср. также замечание И. Д. Нови­кова, цитированное нами на с. 287.)

Дайсон обращает внимание на то, что развитие Вселенной с мо­мента ее зарождения выглядит, как непрерывная последовательность нарушения симметрии. В момент возникновения в грандиозном взрыве Вселенная абсолютно симметрична и однородна, но по мере остывания в ней нарушается одна симметрия за другой и возникает все большее и большее разнообразие структур. Феномен жизни ес­тественно вписывается в эту картину, ибо жизнь — это тоже наруше­ние симметрии. Нарушение симметрии приводит к росту многооб­разия. Развитие самой жизни сопровождается дальнейшей диффе­ренциацией и ростом многообразия. «Я думаю, — пишет Дайсон, — и нашей Вселенной, и жизни присуще то, что процесс увеличения многообразия не имеег конца».

Но это справедливо лишь для открытой модели. В закрытой Все­ленной расширение на определенном этапе сменяется сжатием На смену дифференциации приходит процесс интеграции, возвраще­ние утраченной симметрии. Когда Вселенная сожмется в сингуляр­ное состояние, она вновь обретет абсолютную симме грию и одно­родность Никакие упорядоченные физические структуры в таком состоянии невозможнь. Это будет означать огненну ю смерть для любой формы жизни, построенной из физической материи. И лишь более тонкие формы жизни, лежащие за пределами физического вакуума, смогут пережим эту кат астрофу, аккумулируя накопленный опыт для нового цикла манифе». гации Вселенной

Итак, природа и формы внеземной жизни, как и среда ее обита­ния, могут быть очень разнообразны. В плане SETI нас интересуют сообщества разумных существ, с которыми мы могли бы вступать в контакт. Чтобы оценить, насколько успешны могут быть наши по иски, надо иметь представление о распространенности подобных сообществ во Вселенной. К этому вопросу мы теперь и переходим.

Со всех точек зрения формы и условия жизни на дальних мирах должны от! шча. ься от земных, ина­че смысл многообразия эволюции был бы нару­шен Но в то же время основы жизни па всех ми­ра,, едины Людям особенно трудно сочетать един­ство и многообразие

И. Уранов

4.2.1. Что такое жизиь? Много раз на страницах этой кнш и мы употребляли слово «жизнь». До сих пор мы пе пытались пояснить это понятие, считая, что каждый человек имеет какое-то собствен­ное интуитивное иредст явление о жизни. По теперь, когда мы со­бираемся перейти к рассмотрению жизни в Космосе, нашего инту­итивного представления о ней уже недостаточно. Для того чтобы судигь о распространенное ги и возможных формах жизни в Кос­мосе, — а именно это нас интересует, — надо иметь ясное представ­ление о природе жизни. И вот здесь мы попадаем в трудное поло­жение, ибо, несмотря на несомненные успехи науки в изучении мно­гообразных функций жизни, ее физико-химических основ и механизмов функционирования, у нас нет, как представляется, пол­ного понимания феномена жизни. Я думаю, мнопте ученые ясно ощутили это, когда перед ними была поставлена практическая зада­ча обнаружения жизни на Марсе в связи с осуществлением проекта «Викинг». Надо было решать, какую жизнь следует искать.

Когда мы произносим слово «жизнь», то имеем в виду какие-то живые существа или организмы. Само слово «организм» указывает на определенную стройную организацию исходных элементов, из которых он строится. Действительно, сложная организация — это один из отличительных признаков жизни. Можно сказать, что жизнь еегь высокоорганизованная форма материи. Но каков тот крити­ческий уровень организации, начиная с которого сложную систему можно рассма гривать как живую’ Очевидно, структурная сложность, сама по себе, недостаточна для характеристики жизни. Более того, структура живого организма существует лишь постольку, поскольку он функционирует, живет. Следовательно, живая система обладает способностью самостоятельно поддерживать свою внутреннюю структуру — самосохраняться. Это достигается в процессе обмена с окружающей средой. Обмен веществ, или метаболизм, — один из характерных признаков жизни. Живые системы обладают также способностью к росту и самовоспроизведению. Наконец, надо от­метить огромную приспособляемость жизни, адаптацию ее к вне­шним условиям и, наряду с этим, способность к саморазвитию, к эволюции. Помимо обмена веществ, живые системы обладают спо­собностью к обмену информацией с окружающей средой — спо­собностью воспринимать, хранить и перерабатыва гь информацию, используя се для выработки сохраняюгцих реакций. На этой основе осуществляется способность живых систем к самосохранению и адап­тация их к внешним условиям. Процесс самовосггроизведения, по сути, также является информационным процессом. Подчеркивая роль информации, В. С. Троицкий вместе с тем отмечает: «Опре-

2,4 Троицкий В. С Развитие внеземных цивилизации и физические закономерно­сти / Проблема поиска вне )емиых цивилизаций — М Наука, 1981. С. 3-29. Цит. с 6.

Деление живого нельзя сводить ни к информации, ни к обмену ве­ществ в отдельности. По-видимому, самую основную характеристи­ку, объединяющую все при шаки, мы еще не знаем»214.

С другой стороны, возникает вопрос: присуши ли перечислен­ные свойства только живым системам? Н. Хоровиц отмечает[144], что кристаллы обладают высокой степенью упорядоченности, способ­ностью к росту и могут воспроизводить самих себя. При этом у них обнаруживается ограниченная способность к мутациям. Она про­является в том, что в регулярном расположении атомов в крис галле могут возникать дефекты. Некоторые минералы, обладающие сло­истой структурой, как, например, глины, способны копировать де­фекта! одного слоя в структуре следующего, что можно рассматри­вать как своеобразную генетическую память. На основании этих свойств кристаллов американский химикА. Г. Керне-Смит предпо­ложил, чго жизнь, вообще, началась с кристаллов С другой сторо­ны, обычное пламя также способно к самовоспроизведению по­средством искр и дальнейшему росту, а благодаря активному мета­болизму оно может длительное время поддерживать себя (свойство самосохранения). То есть пламя обладает свойствами живой сущно­сти. Добавим, что способность к саморазвитию, к эволюции также не является исключительным свойством жизни. Современные тео­рии самоорганизации материи показывают, что саморазвитие явля­ется всеобщим свойством материального мира и может проявляться в различных формах при подходящих условиях. В связи с этим воз — никае! вопрос — существует ли принципиальное различие между живой и неживой природой? Один из крупнейших биологов XX века Дж. Холдейн считал, что жизнь и сознание в рудиментарной фор­ме присущи материи, являются ее неотъемлемым свойством: «Мы не находим в том, что называем материей, никакого очевидного следа ни мысли, ни жизни. И потому эти свойства мы изучаем пре­имущественно там, где они обнаруживаются с наибольшей оче­видностью. Но если современные перспективы науки верны, то сле­дует ожидать, что они будут, в конце концов, обнаружены, по край­ней мере в рудиментарной форме, во всей Вселенной»[145]. Ту же мысль подчеркивает и Тейяр де Шарцен: «В целостной картине мира на­личие жизни неизбежно предполагает существование до нее бес­предельно простирающейся преджизни»2 . При таком положении вещей между живой и неживой материей нет непроходимой грани. Дейст вительно, сущностью органической жизнь, ее важнейшим свой­ством является обмен Он осуществляется посредством сложнейших биохимических реакций. Но ведь химические реакции — пусть бо­лее простые — происходят и в неорганической природе. Где же та грань, которая отделяет «живое» от неживого? Говоря о жизни, мы прикасаемся к одной из тех тайн Природы, которые человечество еще не раскрыло. Не случайно некоторые ученые, вообще, отказы­ваются рассматривать какое бы го ни было определение жизни. Так, С. Ф. Лихачев в работе «Основания SET1» характеризует жизнь как «неопределимое понятие, существующее как некоторое свойст во Вселенной»[146].

Важнейшей функцией жизни, о которой не было упомян) то выше, является психическая деятельность. Невозможно представить челове­ка в отрыве, вне его психической деятельности, включающей мир эмоций, процессы мышления и сознания. Если структуру человечес­кого организма н его физиологические функции рассматривать как внешнюю сторону его жизни, то психическая деятельность будет со­ответствовать внутренней стороне жизни Хотя психическая актив­ность наиболее выражена у высших форм жизни, какая го прими­тивная психожизнь должна быть присуща и самым простым формам жизни, составляя их внутреннее содержание. Тейяр де Шардеп рас прос гранил эту дихотомию «внешнее-внутреннее» с феномена жиз­ни на мир неживой (предживой) природы, считая ее неотъемлемым свойством универсума. Ткань универсума, согласно Тейяру, — «двух сторонняя гго самой своей природе», она имеет как внешнюю, так и внутреннюю сторону. Поэтому у каждой вещи имеется не только внеш­нее, но и сопряженное ему нечто внутреннее. И если внутренней сто­роной жизни является сознание (Тейяр рассматривает его в наибо лее общем значении, как психику всякого рода от элементарных форм внутреннею восприятия до феномена человеческого мышления), то внутренней стороной преджизни является предсознание. В соответ­ствии с этой концепцией Тейяр считает, что при образовании Земли с самого начала в земной материи была замкнута «некоторая масса элементарного сознания» (точнее надо бьг сказать — предсознания). И если возникновение жизни можно рассматривать как качествен­ный скачок в процессе эволюции преджизии, то возникновение со­знания есть качественный скачок в развитии предсознания. Как пред ставить себе этот скачок от предсознания, заключенного в преджиз ни, к сознанию, хотя бы самому элементарному’ Поскольку руди­ментарное сознание существует всегда, еще до появления жизни и сознания, то, следовательно, речь идет о скачке между двумя уровня­ми, двумя ступенями одной сущности.

В будущем, по мнению Тейяра де Шардена, в рамах «расширен­ной физики» внутренняя сторона вещей будет принята во внима­ние в той же мере, как и внешняя сторона мира. «Мне каже гея, — пишет он, — иначе невозможно дать связное обьяснение всего фе­номена космоса в целом, к чему должна стремиться наука»[147]. Ни это дело будущего. Современная наука изучает внешнюю сторону универсума (к внутреннему она лишь робко подбирается). В частно­сти, биология изучает’ внешнюю сторону жизни. Поэтому в даль­нейшем, говоря о жизни, мы, по необходимости, будем иметь в виду (если не будет сделано специальных оговорок) именно внешнюю сторону жизни. Это ограничение надо принимать во внимание. Внешнее и внутреннее связаны между собой как форма и содержа­ние. Следова1ельно, мы будем рассматривать мир форм. Рассмот­рение естес гвенно начать с земной жизни.

4.2.2. Земная жизнь. Жизнь на Земле предстает перед нами как поразительное многообразие различных царств opi апиьмов, прежде всего растительных и животных, их популяций и видов[148], связан­ных между собою множеством тончайших связей, благодаря кото­рым биосферу Земли можно рассматривать как единую сложную систему. Эта «живая пленка», покрывающая земной шар тонким слоем, приблизительно в тысячную долю его размеров, необычай­но сктивна, она оказывает решающее влияние на формирование на­ружных слоев Земли. По оценкам В. И. Вернадского, верхние слои земной коры (глубиною в несколько километров) на 99% преобра­зованы земными организмами. А что касается атмосферы, то ее со­став также в значительной мере определяется процессами жизнеде­ятельности. Если бы какие — то внеземные цивилизации исследовали
нашу планету, они неизбежно должны были бы столкнуться с пре­образующим фактором земной жизни. Общая масса «живого веще­ства» на Земле составляет Ю12 т, а с учетом ископаемого органичес­кого вещества (уголь, сланцы нефть, газ и др.), представляющего собой остат ют ранее существовавших организмов, эту величину надо увеличить, по крайней мерс, на несколько порядков, что составляет хотя и малую, но уже заметную долю полной массы Земли.

Характерной особенностью живого вещества на Земле является то’, что оно состоит из отдельных организмов, каждый из которых представляет обособленную систему со своей собственной структу­рой, поддерживаемой в процессе метаболизма. В то же время все организмы на Земле так тесно переплетены между собой, что всю систему земной жизни можно рассматривать как единый «сверхор­ганизм». Земные организмы, в свою очередь, состоят из различных

Строение клетки показано на рис. 4.2.1. Клетка отделяется от внешней среды (в том числе от других клеток) с помошью тонкой оболочки — клеточной мембраны, толщиной не более 10~6 см. Внут­ренняя среда клетки представляет собой водный раствор различ­ных органических веществ, в сочетании с некоторыми минеральны­ми солями. Эту внутреннюю среду кле/ки (внутриклеточный буль­он) называют протоплазмой. В клетках всех организмов, за исключением некоторых простейших (прокариотов), в центре клет­ки расположено ядро, а окружающая его часть протоплазмы назы­вается цитоплазмой. И ядро, и цитоплазма имеют сложное строе­ние. В ядре расположены хромосомы, содержащие молекулы ДНК, в них заключена наследственная информация организма. В цитоп­лазме выделяются тонкие волокнистые структуры — митохондрии, в которых протекают химические реакции, обеспечивающие клетку энергией. Кроме того, там содержатся многие другие структуры, называемые органеллами или органоидами, выполняющие различ­ные функции. Полностью структурная организация живой клетки еще не изучена, так как постоянно обнаруживаются все новые и новые компоненты, и, как стгмечает Н. Хоровиц, конца этому не видно. Имея в виду сложную структуру клетки, Тейяр де Шарден характе­ризует се как «триумф множества, органически собранного в мини­муме пространства»[149]. Необходимость в такой сложной структуре станет понятной, если принять во внимание, что клетка представля ет собой миниатюрную, но прекрасно отлаженную автоматически действующую химическую фабрику, в которой протекают разнооб­разнейшие биохимические реакции. И если внешняя красота при­роды, красота жизни вызывает восхищение, то и внутренняя i армо — ния клет ки поражает.

Вся физиология живых ор1анизмов: переработка и усвоение нищи, процессы дыхания, образование новых клеток и клеточных компонентов, сокращение мышц, передача нервных импульсов и множество других функций — все это связано с химическими пре­вращениями, протекающими в живых клетках[150]. Земная жизнь ос­нована на соединениях углерода. Здесь природа использовала уни­кальную способность атомов углерода образовывать д чинные и ус­тойчивые молекулярные цепи, из которых строятся молекулы слож­ных органических веществ. Именно такие сложные органические молекулы образуют живую клетку. Мир клетки — это мир гигантс­ких молекул Помимо углерода, в их состав входят водород, кисло­род и азот, а также в меньшем количестве фосфор (и сера).

По своим функциям и составу органические вещества живой клет­ки разделяются на четыре основных класса: белки, нуклеиновые кислоты, жиры (линиды) и углеводы (к последним относятся саха­ра, клетчатка и крахмал). Все они, в той или иной степени, участву­ют в построении клеточных структур и, кроме того, выполняют разнообразные функции в процессах жизнедея гельности Углево­ды и жиры служат для организма «топливом», их молекулы явля­ются источником энергии для протекающих в клет ках биохимичес­ких реакций. Белки выполняют очень разнообразные функции. Прежде всего они являются катализаторами всех важнейших хими­ческих реакций, в том числе синтеза самих белков. Такие белки — кагализаторьг называются ферментами. В конечном итоге, они кон­тролируют весь тот сложный комплекс процессов, который харак­теризует жизнедеятельность клетки и благодаря которому она постоянно воспроизводит себя как самосохраняющаяся, устойчи­вая система Помимо этих функций, необходимых для существова­ния самой клетки, у многоклеточных организмов в клетках выраба­тываются белки, которые играют специфическую роль, принимая участие в жизнедеятельности друг их клеток данного орг анизма Так, например, гемоглобин, содержащийся в эритроцитах крови, пере носит кислород от орг анов дыхания к клеткам тканей и участвует в ггереносе углекислого газа к органам дыхания. Белки-гормоны, вы­рабатываемые в клетках эндокринных желез, оказывая целенаправ­ленное влияние на деятельность клеток других органов и тканей, тем самым, участвую т в регуляции всех жизненно важных процес­сов в организме. Иммуноглобулины, содержащиеся в плазме кро­ви, обл гдают защитными свойствами и участвуют в создании имму­нитета организма. Перечисленными примерами функции белков в организме не исчерпываются. Нуклеиновые кислоты хранят и пе­редают генетическую информацию, в которой записана программа функционирования каждой клетки, они управляют" процессом син­теза белков в клетке

По своему строению молекулы живого вещества относятся к по­лимерам, они состоят из чередующихся групп атомов (мономеров), связанных между собой в длинные цепи. Мономеры являются, сво­его рода, строительными блоками этих молекул. К наиболее важ­ным мономерам относятся: аминокислоты, нуклеотиды, сахара и жирные кислоты. Из аминокислот образуются белки, из нуклеоти дов — нуклеиновые кислоты, из Сахаров — углеводы, из жирных кислот — липиды.

Молекула белка состоит из одной или нескольких цепочек ами­нокислот — полипенгидных нигей. В состав одной ниш типичного белка входят сотни аминокислот. Каждый белок отличается от дру­гого набором аминокислот и порядком их расположения в полипеп — гидной цепи. В природе существует мнсжесгво аминокислот, но только 20 из них (не считая редких исключений; участвуют в построении белков для всех живых организмов на Земле. Обычно в каждой бел­ковой молекуле имеются все 20 аминокислот. Почему природа ис­пользовала только 20 аминокислот из множества возможных, остает­ся неизвестным (может быть, для того, чтобы не усложнять генети­ческий код?). Но и этих двадцати различных «кирпичиков» достаточно, чтобы построить великое множество различных белков. Цаже для сравнительно простых молекул, содержащих, скажем, 100 аминокислот, можно построить 20100 различных вариантов, т. е. 20|и0 различных белков! Это невообразимо большое число, намного пре­вышающее полное число атомов в наблюдаемой области Вселенной. Фактически, природа не использует все эти возможности: земные организмы синтезируют не более 100 тыс. типов белковых молекул, но и эта величина характеризует чрезвычайное многообразие белко­вых соединений, входящих в состав живых организмов.

Свойства белков определяются не только их составом, но и стро­ением, структурой белковых молекул. Полипептидпые нити в бел­ковых молекулах свернуты в сложные трехмерные структуры (кон — фоомации), напоминающие спутанный глубок ниток. Специфичес­кие свойс тва белка зависят от характера этой трехмерной структуры. Если разрушить ее, оставив сами аминокислотные цепочки непов­режденными, белок перестает функционировать. Однако такой де­натурированный белок обладает способностью при определенных условиях восстанавливать свою трехмерную структуру. При этом и функции его вновь восстанавливаются. Трехмерная конфигурация белковой молекулы определяется последовательностью аминокис­лот в полипептидной цепи. А эта последовательность кодируется соответствующим геном (см. ниже). Синтез белков в клетках осуще­ствляется с помощью нуклеиновых кислог ДНК и РНК. Чтобы по­нять, как это происходить, рассмотрим строение их молекул.

На рис. 4.2.2. изображена схема молекулы ДНК. Молекула со­стоит из двух нолинуклеотидных нитей, закрученных одна вокруг другой наподобии винтовой лестницы, образуя знаменитую двой­ную спираль молекулярной биологии Нити построены из большого числа нук теотидов. Каждый нуклеотид состоит из сахара дезок — сирибозы (Д), фосфатного остатка (Ф) и од­ного из четырех азотистых оснований: аде — нина (А), гуанина (Г), цитозина (Ц) и тими — на (Т). Поскольку две первые составляющие (Д) и (Ф) у всех нуклеогидов одинаковы, они отличаются друг от друга только азотистыми основаниями. Остов каждой нити образую, чередующиеся блоки (Д) и (Ф). К молекулам сахара (Д) прикреплены азотистые основания, при этом каждое основание одной нити со­единяется со строго определенным основани­ем другой ниш, образуя мосты или перемыч­ки между нитями. Аденин всегда соединяется с тимином (А-Т), а гуанин — с цитозином (Г — Ц). Последовательность расположения нуклеотидов в поличуклеотидной нити или, иными словами, последовательность азотистых оснований (например: ГГТАТТГТЦ…) со­ставляет содержание генетической информа­ции. Генетическая информация кодируется последовательностью нуклеогидов точно так же, как информация, содержащаяся в письменном тексте, кодирует­ся последовательностью букв. Заметим, что последовательность нук­леотидов в одной цепи ДНК полностью определяет их последова­тельность в другой цепи, поскольку азотистое основание каждого типа одной цепи может соединяться только с вполне определенным основанием другой цепи.

Каким же образом последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК кодирует последовательность аминокислот в синтезируемых молекулах белка? Очевидно, каждый отдельный нуклеотид не мо­жет использоваться в качеств" элемента кода, так как имеется всего 4 разных типа нуклеотидов, а число кодируемых аминокислот равно 20. Следовательно, должны использоваться комбинации нуклеоти­дов, отличающиеся типом и порядком расположения входящих в
них азотистых оснований. Если в каждую кодовую группу включить по два нуклсотида, то число возможных комбинаций (из четырех нуклеот идов по два) будет равно 16; этого недостаточно для коди­рования 20 аминокислот. При включении в кодовую группу трех нуклеотидов получим 64 различные комбинации: AAA, ААГ. ААТ, ААЦ, . ЦЦЦ Этого уже вполне достаточно и даже с избытком. Природа использовала именно этот простейший трехзначный код: каждая аминокислота кодируется сочетанием трех последовательно расположенных нуклеотидов, образующих кодон. Так, кодон ГГТ кодирует аминокислоту глицин, АТТ кодирует изолейцин, ГТЦ кодирует валин и т. д. Веет имеется 64 кодона, из них 61 кодон используется для кодирования аминокислот, а три кодона, так на­зываемые «стоп-кодоны», определяют окончание синтеза полипеп — тицнпй цепи. Поскольку число кодонов превышает число амино­кислот, то для кодирования одной аминокислоты могут использо­ваться несколько кодонов (например, глицин кодируется четырьмя кодонами: ГГТ, ГГЦ, ГГА и ГГГ), но при этом каждый кодон все­гда кодирует только одну строго определенную аминокислоту. Пос­ледовательность кодонов, которые кодируют полипептидную цепь какого-то белка, образует ген. Таким образом, каждый ген, пред­ставляющий собой определенный участок молекулы ДНК, соответ­ствует определенной полипептидной цепи. Всего в хоомосомах клет­ки содержатся сотни тысяч генов, при этом типичный ген содержит несколько сотен кодонов. Все живые организмы, все формы жизни на Земле — от чростейшей баюерии до человека — используют оцин и тот же генетический код. Это говорит о единстве и общем происхождении всех форм земной жизни.

Молекула ДНК хранит программу синтеза всех белков, исполь­зуемых живыми организмами, но сама она непосредственно не уча­ствует в синтезе белка. Синтез осуществляется с помощью молекул рибонуклеиновой кислоты РНК. Молекулы РНК по своему строе­нию очень похожи на молекулы ДНК, только в состав их вместо дизоксирибозы входит дру! ой сахар — рибоза, а вместо тимина — другое азотистое основание: урацил. В синтезе белка участвуют три вида РНК: матричная (или информационная), транспортная и ри- босомальная. На первом этапе синтеза белка в ядре клетки вблизи соответ ствующего участка ДНК ст рои тся молекула матричной РНК, последовательность нуклеотидов в которой точно соответствует копируемому участку ДНК (с заменой тимина на урацил). Таким образом, информация, содержащаяся в ДНК, переписывается на молекулу матричной РНК, этот процесс называется транскрипци­ей. Затем начинается второй этап — трансляция, в ходе которого последовательность нуклеотидов матричной РНК переводится в последовательность аминокислот в синтезируемом белке. Эта фаза протекает в рибосомах, являющихся теми «цехами» клеточной фаб­рики, где осуществляется сборка белковых молекул. Поступившая в рибосому матричная РНК входит во взаимодействие с рибосомаль — ной РНК и с ее помощью може г перемещаться относительно рибо­сомы, наподобие магнитной ленты в лентопротяжном механизме. Перемещение происходит дискретными шагами на величину одно­го кодона. В фиксированном положении около места сборки оста­навливается определенный кодон матричной РНК. Сюда прибыва­ют транспортные РНК, каждая из которых несет на себе соответ­ствующую аминокислоту. Та РНК, антикодон которой соответствует кодону матричной РНК, прикрепляется к нему, несомая сю амино­кислота соединяется с концом строящейся полипептидной цепи, после чего транспорт нал РНК отщепляется от матричной и отправ­ляется за новой аминокислотой. Матричная РНК перемещается на один шаг, и к месту сборки подходит другой кодон; к нему при­крепляется новая транспортная РНК вместе с несомой сю амино­кислотой и т. д. Так в клетке реализуется очень тонкий процесс сборки белковых молекул по программе, записанной в ДНК.

Но это еще не все! Ведь в живой клетке синтезируется множество различных белков. Следовательно, полная программа должна со­держать подпрограмму, определяющую порядок работы, когда те или иные гены активизируются в определенной последовательнос­ти. Особенно это относится к многоклеточным организмам, у ко­торых в различных клетках вырабатываются разные белки и, следо вательно, в разных клетках должны быть активированы разные гены. Активация тех или иных генов осуществляе тся с помощью особых фермент ов. Именно ферменты помогаю т спирали ДНК раскрутить ся и определяют, какая часть записанной в ней информации будет передана в РНК. Синтез молекул нуклеиновых кислот, как и синтез белковых молекул, зависит от активности множества ферментов, но сами эти ферменты синтезируются по программам, записанным в ДНК. Следовательно, нуклеиновые кислоты и белки образую г вза­имосвязанную систему, определяющую функционирование живой клетки. Недаром земную жизнь называют белково-нуклеиновой.

Конечно, сами по себе белки и нуклеиновые кислоты еще не образуют живую систему. Для того чтобы клетка могла функцио­нировать, чтобы могли протекать те множества реакций, которые характеризуют метаболизм клетки, процесс ее жизнедеятельности — необходимо иметь, помимо генетического аппарата, исходное сы­рье, растворитель и источник энергии. Исходное сырье доставляет­ся в клетку в процессе питания. Растворителем служит вода, на долю которой приходится подавляющая часть вещества клетки (в теле че­ловека 70% по массе). Поэтому земную жизнь называют также вод­но-углеродной. Источником энергии, как уже говорилось выше, яе Ляются утеводы.

Ушеводы образуются в растительных клетках в процессе фото­синтеза. При этом в качестве сырья используются у1лекислый газ и вода, поступающие в клетку из окружающей срсды Под дейст вием солнечного света из молекул углекислого газа и воды образуется молекула сахара гексозы и молекулы кислорода, которые выделя­ются в окружающую среду:

Бсо2 + бн2о W ) с6н12о6 + 602.

Энергия солнечного света переходит в энергию химических свя­зей образующейся молекулы углевода. Часть образующихся моле­кул гексозы используется в качестве исходного материала для био синтеза других органических соединений в растениях, часть при соединении с кислородом (внутриклеточное дыхание) образует уг­лекислый газ и воду:

С6Н[206 + 607 —» 6С02 + 6Н20 + энергия.

Продукты дыхания (углекислый газ и вода) выводятся из клет­ки, а освобождающаяся энергия, содержавшаяся в химических свя­зях гексозы, используется в протекающих в клетке биохимических реакциях. Таким образом, возникающие в процессе фотосинтеза углеводы являются одновременно и исходным сырьем, и источни­ком энергии для дальнейшего биосинтеза. Так как только часть об­разующихся углеводов расходуется при дыхании, то общее количе сгво кислорода, выделяемое растениями в процессе фотосинтеза, превышает количество кислороде, поглощаемого ими при дыхании. Избыток кислорода используют для своего дыхания животные. В клетки животных организмов и в те клетки растений, которые не участвуют в фотосинтезе, углеводы поступают в процессе питания. Избыток энергии, освобождающейся в клетке, аккумулируется в молекулах липидов и расходуется организмом по мере необходи­мое! и

Существенную роль в жизнедеятельности клетки играют клеточ­ные мембраны. Они не только индивидуализируют клетку, отделяя ее от окружающей среды, не только разделяют внутриклеточные структуры, но благодаря избирательной проницаемости регулиру­ют в клетке концентрацию солей, Сахаров, аминокислот и других продуктов обмена.

Лишь в том случае, когда имеются все необходимые компоненты: исходное сырье, растворитель, источник энергии и управляющая система (генетический аппарат), локализованные во внутренней сре­де, — лишь в этом случае может начать функционировать живая си­стема. При отсутствии одного из компонентов живая система не может быть реализована. Это хорошо иллюстрируется на примере вирусов. Вирусы состоят из нуклеиновых кислот, окруженных бел­ковой оболочкой. Они не могут самостоятельно жить и размно­жаться вне клетки. Только внедрившись в клетку и используя ее ком­поненты, ее внутреннюю среду, имеющееся в ней сырье и источни­ки энергии, вирус получает способность размножаться, копируя собственную структуру, т. е обретает черты живой системы. В це­почке, ведущей от предживого к живому, вирусы представляют со­бой системы, непосредственно примыкающие к живому. Тейяр де Шарден классифицировал их как субживые. Но это еще не жизнь! Жизнь, как уже отмечалось выше, начинается с клетки. Именно клет­ка образует простейшую живую систему, способную функциониро­вать самостоятельно, поддерживая свою внутреннюю структуру, ра­сти, размножаться и эволюционировать.

Возникает допрос: каким образом информация, управляющая жизнедеятельностью клетки, записывается в генах? При образова­нии новых клеток, в процессе клеточного деления, каждая молеку­ла ДНК разделяется на две половины по всей своей длине. Затем каждая половина формирует себе другую половину из имеющихся в окружающей среде молекул нуклеотидов. При этом, в силу взаим­ных связей, присущих азотистым основаниям (А-Е), (Г-П), новые основания присоединяются к старым в той же последовательности, которая была у недостающей половины. Таким образом, каждая половина молекулы ДНК точно воспроизводит вторую половину, так что возникают две двойные спирали, полностью идентичные родительской молекуле. При делении клетки одна из двух образо­вавшихся спиралей переходит к одной дочерней клетке, а другая —- к другой. В результате дочерние клетей получают генетический ап­парат ДНК от родительской клетки, а вместе с ним — программу сборки белковых молекул, позволяющую поддерживать жизнедея­тельность вновь образующихся клегок.

При формировании нового организма из зародыша источни­ком генетической информации является ДНК оплодотворенной яйцеклетки, т. е. в конечном итоге — гены родителей. Зафиксиро­ванная в них программа жизнедеятельное! и клеток копируется и в готовом виде передается по наследству следующему поколению. Это очень важно, ибо, если бы каждому орг анизму приходилось заново строить для себя программу синтеза необходимых ему белков, т. с. выбирать, в какой последовательности надо соединять аминокисло­та, чтобы получить нужные белки, — он не смог бы выжить. Итак, генетическая информация переходит от родителей к потомкам на протяжении многих поколений. Естественно спросить: где же пер­воисточник этой информации, каким образом исходно возник дей­ствующий в живой клетке механизм матричного копирования? Но это уже относится к проблеме происхождения жизни.

Итак, генетическая информация на клеточном уровне состоит из закодированной в ДНК комбинации программ, управляющих синтезом большого числа ферментов и других белковых молекул. Но когда мы рассматриваем организм в целом, содержание генети­Ческой информации этим не исчерпывается. Полная npoi раммг. развития организма из зародыша должна содержать не только про­грамму жизнедеятельности каждой клетки, какие бы функции в организме она не выполняла, но и программу дифференциации клеток, построения различных тканей и органов. Как происходит дифференциация, каким образом строится целый opi анизм — это пока не совсем понятно. Не известно даже, как строится отдельная клетка, ведь одно дело сформировать механизм синтеза белков, а другое дело — сконструировать сложную и тонкую структуру клет­ки с ее многочисленными органеллами. Тем более это относится к многоклеточному организму. Ясно, что программа его построения генетически закодирована, об этом свидетельствует тот факт, что любые изменения в структуре ДНК сказываются на строении орга­низма во всех последующих поколениях. Известно также, что при реализации этой программы важную роль играют ферменты, кото­рые запускают, активизируют или останавливают те или иные про­цессы. Однако полностью механизм формирования организма, при­рода действующих здесь управляющих сигналов остаются неизвест­ными. Это предмет интенсивных биологических исследований. Расшифровав генетический код, наука проникла в одну из сокро­венных тайн живой клетки, но до полного понимания феномена жизни пока еще далеко. Возможно, для этого придется обратиться к внутренней стороне жизни, связанной с более тонкими планами бьпия материи.

Механизм воспроизведения, заложенный в ДНК, не только обес­печивает устойчивость организма, сохранение его структуры на про­тяжении многих поколений, но этот же механизм содержит в себе возможность изменения, развития и, тем самым, создает почву лтя эволюции видов. Как это происходит? Под влиянием внешних фак­торов, например жесткой радиации или различных химических со­единений, могут происходить изменения в структуре ДНК. Такие изменения называются мутациями, Мутации приводят к изменению в последовательности расположения нуклеотидов вдоль цепи ДНК, а следовательно, к изменению последовательности аминокислот в синтезируемой полипептлдной цепи, т. е. к синтезу измененного белка. При действующем механизме передачи наследственной ин­формации с помощью ДНК эти изменения переходят к последую­щим поколениям организмов. Большинство мутапий либо вредны, либо бесполезны для организма, и в процессе естественного отбо­ра они отсеиваются, так как продолжают развитие только те орга­низмы, у которых мутации оказались полезными. Обычно полез­ные мутации проявляв >тся не сразу Мутантные организмы могут длительное время существовать в виде небольшого включения в по­пуляцию. Но когда происходят резкие изменения внешних усло­вий, неблагоприятные для всей популяции, проявляется преимуще­ство мутантных организмов. Этот механизм хорошо иллюстриру­ется на примере распространения новых форм насекомых под влиянием широкого применения токсических веществ Так, у неко­торых насекомых возник мутантный фермент, разрушающий ДДТ. Очеьидно, применение этого препарата приводит к вымира­нию немутантных особей, в результате сохраняется и получает раз­витие мутантная форма, нечувствительная к ДДТ То же самое от­носится к появлению бактерий, устойчивых по отношению к тем или иным антибиотикам.

Подчеркнем некоторые особенности земной жизни. Прежде всего несмотря на чрезвычайное многообразие форм жизни на макроскопическом уровне, — на молекулярном уровне выявляется их полное единство Все живые организмы используют одни и те же 20 аминокислот (из тысячи возможных) для синтеза белковых молекул, у всех организмов этот процесс программируе гея с помо — щыо молекул ДНК, состоящих из одних и тех же четырех видов нуклеотидов, при этом используется универсальный генетический код, устанавливающий соответствие между тройками оснований в молекуле ДНК и аминокислотами в синтезируемой полипептидной цепи. Все многообразие форм живых организмов определяется, в конечном и юге, последовательностью расположения азотистых ос­нований в молекуле ДНК.

Другой важной особенностью является пространственная асим­метрия молекул живог о вещесгва. Дело в том, что некоторые органи­ческие соединения, в том числе аминокислоты, могут существовать в двух формах, отличающихся одна от друг ой ориен тацией огдельных группировок атомов в их молекулах: группировка атомов одной фор­мы является зеркальным отображением соответствующей группиров­ки другой формы. Эти формы получили название «левой» и «пра­вой» Так, существуют «левые» и «правые» аминокислоты. По своим химическим свойствам они совершенно идентичны, но поскольку их невозможно совместить, то при синтезе белков они не мог ут заме­нять друг друга. Если синтез происходит в лаборатории, то все1да в одинаковом количестве присутствуют как «левые», так и «правые» формы. Но белки, входящие в состав живых организмов, относятся только к «левой» форме. Как возникла подобная асимметрия живой субстанции на Земле — этот вопрос остается пока агкрытым. Но как бьг так ни было, всеобщая «левая асимметрия» также свидетельствует о единст ве всех форм земной жизни.

Основная функция живого организма (в отсутствие размноже ния) состоит в поддержании обмена веществ. Кроме того, в орга низме происходит энергетический обмен и обмен информацией между различными подсистемами. Можно сказать, что жизнь есть обмен. В процессе обмена вещество, из которого состоят живые организмы, постоянно обновляется. Одни атомы и молекулы за­меняются другими, но ст рукгура жиього организма, его организа­ция, несмотря на эту замену, сохраняется. Именно структура (а не субстанция) организма оказывается наиболее устойчивой; в этом смысле именно она характеризует живой организм в целом, ег о сущ ность Стоит задуматься над таким вопросом. Атомы, из которых состоит тело человека, не стареют и не болеют. Что же стареет в человеке, если атомы его обновляются полностью в течение семи лет? Если материя сама по себе не болеет и не стареет, значит, «рас­страивается» структура организма — то, что заставляет все эти ато­мы работать согласованно. Структура оказывается важнее субстан ции. Это обстоятельство необходимо учитывать при рассмотрении различных форм жизни в космосе.

Наконец, последнее. Основное направление естественных про­цессов в неживой природе состоит в том, что сложные, упорядо­ченные структуры постепенно разрушаются, беспорядок возраста­ет, системы стремятся перейти в наиболее вероятное состояние мак­симального беспорядка (хаоса). Жизнь, напротив, поддерживает и воспроизводит порядок, создаст сложные упорядоченные структу­ры (строит полимеры из сравнительно простых молекул, постоян­но воспроизводит структуру живой клетки и всего организма). Не­смотря на то, что эти структуры представляют собой чрезвычайно маловероятное состояние вещества, жизнь на Земле на протяжении миллиардов лет сохраняет и воспроизводит эти структуры. Более того, в процессе эволюции жизни создаются все более сложные, более упорядоченные формы. Может быть, именно эта «антиэн­тропийная» функция составляет главное существо жизни. Два про­цесса постоянно сосуществуют в природе: созидание и разрушение. Жизнь олицетворяет созидательную функцию Природы.

4.2.3. Происхождение жизни иа Земле. Чтобы судить о рас­пространенности жизни в Космосе, важно уяснить, как возникла жизнь на Земле. Длительное время господствовали представления о непрерывном самопроизвольном возникновении живых организ­мов из неживой материи — теория самозарождения.

Считалось, что черви, насекомые, жабы и другие существа возника­ют нз грязи и гниющих продуктов, а мыши, например, рождаются из пшеничных зерен. Эти представления, кажущиеся нам сегодня верхом наивности, были основаны на наблюдениях (разумеется, неправильно не толкованных) и просуществовали около 2 тысяч лет, со времен Аристо­теля вплоть до эпохи Возрождения, когда точными опытами (Франческо Рнчи н др.) была доказана нх полная несостоятел1 иость[151].

Вновь эта идея возродилась после открытия микроорганизмов (XVII век; Считалось, что микроорганизмы представляют собой проме жуточное звено между живой и неживой природой и могут самопронэ вольно возникать нз неживого. Специально поставленные опыты с на­греванием питательной среды показали, что уничтоженные при кипяче­нии микроорганизмы через несколько дней возрождались вновь. Обнаружить методическую oi пибку в этих опытах удалось не сразу. Дис­куссия о возможности самозарождения жнзин на уровне мнкрооргаииз — Мов длилась целое столетие. В нее были вовлечены такие крупные уче ные, как Ж JI. Гей Люссак, Г. Гельмгольц, Дж Тиндаль и др. И только блестяще поставленные эксперименты Луи Пастера позволили поста­вить точку в этом вековом споре. Пастер доказал, что причиной, вызы­вающей рост микроорганизмов в стернльиом бульоне, являются те же самые микроорганизмы, переносимые частицами пыли. Тем самым, он показал, что в мире микробов, как и среди высших организмов, любая форма жизни ведет свое происхождение от родительской формы. Тогда как же появились первые организмы на Земле?

Исследование земных пород показывает, что чем дальше про­двигаемся мы в глубь геологической истории, тем более простые организмы встречаются в земных породах. Древнейшие породьг со­держат лишь следьг прост ейших микроорганизмов, а еще более древ­ние породы не несут никаких следов жизни. Значит, жизнь на Зем­ле появилась в какой-то момент ее истории. По всем данным это случилось вскоре после сформирования Земли как самостоятельно­го небесного тела, вероятно, в первые сотни миллионов лет. Как это произошло? Теория биологической эволюции позволяет пред­ставить, как из более простых организмов возникли более слож­ные, но она не даст ответа на вопрос о происхождении жизни. Су­ществует два различных подхода, две точки зрения на эту проблему. Согласно одной из них, жизнь занесена на Землю из Космоса; со­гласно другой, она возникла в процессе химической эволюции на первобытной Земле.

Идея заселения Земли из Космоса возникла под впечатлением крушения теории самозарождения. Поскольку тщательными экспе­риментами было установлено, что мертвая материя, сама по себе, не может превратиться в живую[152], то это наводило на мьгель, что жизнь никогда и нигде не возникает, она существует вечно, наподо­бие материи или энергии. «Зародыши жизни», блуждая в мировом пространстве, время от времени попадаю г на подходящую по усло­виям планету и там они дают начало биологической эволюции. Та­ких взглядов придерживались, в частности, крупнейшие естество­испытатели XIX века Г. Гельмгольц и У. Томсон. «Жизнь порождается только жизнью и ничем, кроме жизни», — говорил У. Томсон[153]. Он считал, что во Вселенной существует множество населенных ми­ров, которые время от времени разрушаются, а их обломки рассеи­ваются в пространстве. Поэтому существует бесчисленное множе­стве» метеоритов, несущих семена жизни. Попадая на подходящие планеты они становятся естественной причиной возникновения на них жизни. Отметим, что спустя почти 100 лет, в 60-х годах XX века, в связи с исследованием углистых хондритов среди специалис­тов разгорелась жаркая дискуссия по поводу обнаружения в них внеземных микроорганизмов.

В начале XX века представления об «опылении» планет из Кос­моса были развиты и тщательно разработаны известным шведским химиком Сванте Аррениусом (1859-1927). Он считал, что споры бактерий могут уноситься с поверхности обитаемой планеты под действием электростатических сил, а затем выталкиваться за преде­лы планетной системы силой светового давления. Блуждая в косми­ческом пространстве, споры могут осесть на поверхность более мас­сивных пылинок. Это дает им возможность при прохождении вблизи какой-то звезды преодолеть ее световое давление и проникнуть во внутренние области планетной системы, где пылинка со спорами может быть захвачена одной из планет. Таким образом, живая мате­рия может переноситься через межзвездное пространство от звезды к звезде, от одной планетной системы к другой. Споры легко пере­носят холод космического пространства, им не страшен и господ­ствующий там вакуум. Свою теорию Аррениус назьал панспермией. На основании этой теории он считал, что все живые существа во Вселенггой должны быть химически родственны.

Теория панспермии опирается на представления о вечности жизни. Во времена Гельмгольца, Томсона и Аррениуса эти пред ставления казались вполне естественными, ибо Вселенная в целом считалась вечной и неизменной. Отдельные миры в ней возникали и разрушались, но сама Вселенная вечно оставалась такой, как она есть, и в ней вечно (на тех или иных мирах) могла существовать жизнь. Однако исходя из современных представлений об эволю­ции горячей Вселенной и ее возникновении из сингулярного со­стояния, жизнь (по крайней мере, в ее молекулярной форме) не могла существовать в ранней Вселенной, когда не было ни атомов, ни молекул. Следовательно, если даже теория панспермии может объяснить происхождение жизни на той или иной планете (на­пример, на Земле), она оставляет открытым вопрос о том, как же первоначально возникла жизнь во Вселенной — на каких-то пер — вомирах, откуда она начала потом свое распространение Ниже мьг еще вернемся к этому вопросу.

Друюя трудность, с которой сталкивается теория панспермии, связана с неблагоприятными факторами космического простран­ства: ультрафиолет (УФ), жесткая (рентгеновская) радиация и кос мические лучи. Во времена Аррениуса эти факторы были плохо известны или неизвестны вовсе. Современные данные показывают, что незащищенные споры вряд ли выдержат путешествие через меж звездное пространство, хотя их приспособительные способности полностью не изучены (например, на Земле были обнаружены бак­терии, выдерживающие дозу радиации в миллион рентген). Наибо­лее опасно, по крайней мере для земных микроорганизмов, ультра фиолетовое излучение. Дж. Гринберг и П Вебер провели экспери­менты, в которых они подвергали споры Bacillus subtilis УФ-облучению в вакууме при температуре подложки 10 К На ос­нове этих экспериментов было найдено, что в условиях межзвезд­ной среды 90 % незащищенных спор должно погибнуть в течение 150 лет. Отмстим, что этого времени вполне достаточно, чтобы оставшиеся 10 % могли покинуть плане гную систему. Кроме того, УФ-излучение легко экранируется, поэтому микроорганизмы мо­гут сохраняться даже на поверхности очень малых частиц космичес кой пыли. Защита спор оболочкой из межзвездных пылинок, как считают Гринберг и Вебер, значительно повышают их шансы на выживание, особенно на наиболее опасном участке подлета к звез де. Но соединение споры с част ицами космической пыли (оседание на эти частицы), согласно Аррениусу, как раз и является необходи­мым условием для преодоления светового давления и проникнове­ния на поверхность «опыляемой» планеты. Поэтому возможность переноса микроорганизмов с помощью метеорных частиц не сле­дует сбрасывать со счета. Выть может, какую то роль в этом процес­се могут сыграть также метеоры и кометные ядра, блуждающие в межзвездном пространстве. Во внутренних частях этих достаточно массивных тел живые организмы надежно защищены и от ионизи­рующей радиации, и от УФ излучения. Основная проблема, по мнению академика А. А. Имшенецкого, состоит в возможности очень длительного сохранения клеток в состоянии глубокого анабиоз? Некоторые косвенные соображения, полагает он, такие как «старе­ние белка», отсутствие абсолютно герметичных оболочек клеток и др., делают подобный анабиоз маловероятным Этот вопрос оста ется пока открытым.

Существуют, однако, данные, указывающие на то, что жизнь не была занесена на Землю из Космоса. Дело в том, что, помимо ос­новных элементов, таких как водород, углерод, азот, фосфор, сера и др., в состав земных организмов входят в совершенно ничтожном количестве так называемые «следовые» элементы: молибден, марга­нец, кремний, фтор, медь, цинк и др. Так вот, концентрация этих следовых элементов в бактериях, грибах, растениях и сухопутных животных тесно коррелирует с их концентрацией в морской воде. По мнению Д. Голдсмита и Т. Оуэна, это указывает на то, что жизнь на нашей планете возникла в земных морях, а не была занесена из Космоса, где относительное содержание следовых элементов могло быть совершенно иным.

Критикуя теорию панспермии, Тейяр де Шарден писал: «Зачем искать какие-то непонятные оплодотворяющие начала для нашей планеты в космическом пространстве? Сама молодая Земля по сво ему первоначальному химическому составу в целом и есть ют чрез­вычайно сложный зародыш, который нам нужен. Если можно так выразиться, Земля несла в себе преджизнь врожденно…»226. Каким же образом из этого зародыша развилась жизнь, как возникла она из неживой (прдцживой; материи? Имея в виду химический состав земной жизни, этот вопрос можно свести к следующему: каким об­разом на Земле возникли сложные органические молекулы и как они смогли сформироваться в живые системы? Изучением этой проблемы и занимается теория химической эволюции.

Прежде всего возникает вопрос: почему живые организмы не образуются из неживой материи в настоящее время’ Один из самых простых доводов состоит в том, что уже развившаяся на Земле жизнь не дает возможность новому зарождению жизни, так как микроор­ганизмы и вирусы, по образному выражению И. С. Шкловского, «буквально съедят первые ростки новой жизни». Фактически, до этого дело не доходит, так как условия на современной Земле ис­ключают возникновение на ней жизни. На это обратил внимание А. И. Опарин (1894-1980) еще в 1924 г.; он указал, что синтезу органических веществ пре. ытствует свободный кислород, имеющийся в избытке в земной атмосфере, поскольку он активно вступает в ре­акцию с углеродными соединениями, окисляя их до углекислого газа. Последующие лабораторные эксперименты подтвердили, что в богатой кислородом среде не могут спотанно возникать хими­ческие соединения, входящие в состав живых организмов. Каковы же были условия на первобытной Земле и в какой мере они способ-

22,1 Тейяр де Шард°.н Указ соч, с. 66-67.

Ствовали происхождению жизни? В этом вопросе нет полной ясно­сти. Существует несколько различных моделей первобытной атмос­феры Земли.

Одна из первых моделей была разработана в 1950-х годах изве­стным американским геохимиком и планетологом Гарольдом Юри (1893-1981). Исходя из общей картины формирования Солнеч­ной системы, он полагал, что состав первичной атмосферы Земли должен соответствовать составу того It рого, т л а н етно го облака, из которого образовалась Солнечная система. Поскольку самым обиль­ным элементом в проюпланетном облаке был водород, то атмос­фера Земли должна была состоять в основном из простейших со­единений водорода с другими наиболее обильными элементами: молекулярного водорода Н2, воляного пара Н20, метана СН4 и аммиака NH3. Такой состав имеют нынешние атмосферы нланет — гш антоь На Земле свободный водород в дальнейшем улетучился в межпланетное пространство, однако в первичной атмосфере он присутс гвовал в большом количестве. Такую атмосферу, содержа­щую большое количеово водорода, называют восстановительной. Представление о восстановительном характере первобытной атмос­феры получило широкое признание. Еще раньше Опарин высказал предположение, что химические реакции в восстановительной ат­мосфере должны были привести к образованию сложных органи­ческих соединений, на основе которых возникли первые живые су­щества.

Чтобы проверить это предположение, Г. Юри и его аспирант С. Миллер поставили свой знаменитый опыт, который положил на­чало экспериментальному исследованию процесса происхождения жизни. В колбе воды над столом они поместили смесь газов, соот­ветствующую составу первичной атмосферы: Н2, Н20, СН4, NH3; через эту смесь пропускался электрический разряд, который слу­жил источником энергии. Через несколько дней в колбе с водой были найдены органические вещества. Химический анализ смеси дал волнующий результат — среди продуктов реакции оказались био­логически важные соединения, в том числе четыре аминокислоты, входящие в состав белков — глицин, аланин, аспаргиновая и глутами — новая кислота. В дальнейшем анало1 ичные эксперименты были про­ведены многими другими исследова. елями. Использовались различ­ные источники энергии: УФ излучение, ударные волны, радиоак­тивный распад. Во всех случаях возникали биологически активные соединения, включая аминокислоты. При использовании в каче — ствс ис гочника энергии УФ-излучения наибольший выход амино­кислот был получен, когда в смесь., предложенную Юр и, добавляли сероводород (H2S). В этих экспериментах были получены также про­стейшие жирные кислоты: уксусная, муравьиная и пропионова!. Важнейшими промежуточными продуктами синтеза являются циа­нистый водород (HCN) и формальдегид (НСНО). В серии после­дующих реакций цианистый водород образует азотистые основа­ния, а формальдегид — сахара. Таким путем были сит езированы четыре основания РНК (аденин, гуанин, цитозин, урацил) и раз­личные сахара, включая рибозу, которая входит в состав РНК; од­нако до сих пор не удалось синтезировать тимин, входящий в состав молекулы ДНК вместо урацила.

Эти успехи в какой то мере были поколеблены, когда появились новые данные о составе первичной атмосферы. Основанием для пересмотра модели Юри послужило исследование распространен­ности инертных газов: неона, аргона, криптона и ксенона. Оказа­лось, что относительное обилие этих газов (по отношению к дру­гим элементам) на Земле в миллионы раз меньше, чем на Солнце. Поскольку они не вступают ни в какие соединения и достаточно тяжелы для того, чтобы улетучиться из земной атмосферы (крип тон и ксеьон, например, тяжелее железа), то их обилие на Земле сейчас должно соответствовать их обилию в протопланетном обла­ке — если бы первичная атмосфера Земли сформировалась из него. Но так как этого нет, так как обилие благородных газов намного меньше, то ясно, что земная атмосфера не могла быть «захвачена», не могла образоваться непосредственно из протопланетног о облака.

О л на из альтернативных моделей исходит из того, что первич­ная атмосфера образовалась из твердого вещества, богатого летучи­ми элементами (водород, кислород, углерод, азот), которые при­сутствовали в нем в связанном виде, в составе молекул, содержащих эти элементы. По своему составу такое вещество напоминает веще­ство некоторых метеоритов и комет, еще сегодня существующих в Солнечной системе. При формировании Земли, на заключитель­ной стадии ее образования, частицы вещества, богатого летучими элементами, сталкиваясь с Землей и нагреваясь при соударении, те­ряли летучие элементы. Так могла образоваться слабо восстанови­тельная атмосфера, содержащая войной пар (Н20), азот (N2), окись углерода (СО) и углекислый газ (С02), а также небольшое количе­ство водорода Н2. Геологические данные свидетельствуют в пользу такой слабо восстановителт ной первичной атмосферы.

Наконец, еще одна модель исходит из того, что Земля сформи ровалась, вообще, без всякой атмосферы только из твердых матери алов. Атмосфера возникла позднее, вследствие дегазации, т. е. вы­деления газов из земной коры, разогретой за счет распада коротко живущих радиоактивных изотопов. Этот процесс должен был при­вести к формированию такого же состава атмосферы, как и в пре­дыдущей модели: Н20, N2, СО, С02. Что касается водорода, то земное тяготение не в силах удержать его и он со временем улетучи­вается из атмосферы.

Новые модели первичной атмосферы не закрывают пугь к синте­зу органических соединений Эксперименты показали, что и в слабо восстановительной атмосфере, содержащей мало свободного водо­рода, также могут возникать сложные орг анические молекулы. В не­которых экспериментах водород, вообще, не включали в смесь газов. В одном из таких экспериментов было получено 12 аминокислот (из тех 20-ти, что входят в состав белковых молекул). Таким образом, многочисленные эксперименты но абиогенному синтезу продемон­стрировали возможность образования основньгх классов биологи­чески важных соединений — мономеров, которые служат строитель — ньгми блоками для пост роения более сложных молекул (гголимеров). При этом, как выяснилось, совершенно не обязательно, чтобы про­цесс проходил в чрезвьгчайно бог атой водородом (сильно восстано­вительной) среде, которая соответствует опытам Миллера-Юри. До­статочна и слабо восстановительная атмосфера, лишь бьг она не была окислительной. То есть наиболее существенное требование состоит в отсу. сгвие свободного кислорода в атмосфере. В богатой кислоро­дом атмосфере не могут самопроизвольно синтезироваться органи­ческие соединения, входящие в сосгдв живых организмов. Впрочем, существуют, по крайней мере, два источника органических соедине­ний, которые не зависят от состава атмосферы.

Один из них был указан советским биофизиком Л. М. Мухи­ным — это подводные вулканы. Они поставляют одновременно и исходное сырье, и энергию, необходимую цля синтеза органичес­ких соединений. В зоне действия подводного вулкана выделяется большое количество таких газов, как: СО, СН4, NHS, С02, Н20, Н2, H2S и др. Реакции, ггроходящие между ними в условиях высо­ких температур и давлений, приводят к образованию цианистого водорода и формальдегида, которые являются предшественниками биологически важных органических веществ (мономеров). Образу ющиеся в процессе извержения твердые частицы могут высгупап> в роли катализаторов, а в дальнейшем они способствуют полимери­зации образующихся органических соединений (см. ниже). Действу­ющий в районе подводных вулканов механизм образования слож­ных соединений не зависит от состава атмосферы.

Еще один не зависящий от атмосферы источник возвращает нас в Космос — это кометы и метеоры. В составе комет имеются про­стейшие углеродные соединения, такие как СН, CN, СО, С02, а также вода, аммиак, цианистый водород, т. е. как раз те вещества, которые являются исходными для синтеза более сложных органи­ческих соединений. При столкновении кометных ядер с первобыт­ной Землей эти вещесгва могли поступать в атмосферу и на поверх­ность, 0601 ащая их первичными органическими соединениями. Не исключено, что в составе комет есть и более сложные соединения, включая аминокислоты. В. Г. Фесенков рассматривал столкновения Земли с кометами, как один из важнейших источников поступления органических соединений. К сожалению, его работы в то время (1950-1960-е годы) не привлекли должного внимания. Но спустя несколько десятилетий этот механизм стал активно изучаться мно­гими исследователями. По оценкам Дж. Гринберга и В. Схутте (1984 г.), ядро массивной кометы, столкнувшись с Землей, может внести на се поверхность такое количество органической материи, которое по порядку величины сравнимо со всей нынешней земной биомассой. Это могло бы (отмечают они) вызвать вспышку хими­ческой активности и послужить толчком к зарождению жизни.

Среди метеоритов наибольший интерес, применительно к об­суждаемой проблеме, представляют так называемые углистые хонд — риты. Это класс каменных метеоритов, отличающихся повышенным содержанием углерода. Еще в первой половине XIX века в составе углистых хондритов были обнаружены органические вещества. При­рода их длительное время оставалась неизвестной, так как всегда очень трудно отделить органические соединения, входящие в состав самого метеорита, от «загрязнений», приобретенных при его по­лете в атмосфере, ударе о поверхность и, наконец, при сборе образ­цов метеорита. Поэтому сообщениям об обнаружении органичес­ких соединений в метеоритах обычно не придавалось большого значения. Интерес к этой проблеме возрос после того, как в 1960 г. Мелвин Кальвин и Сьюзен Вон доложили об обнаружении в метео­рите Мюррей (упавшем в 1950 г. в штате Кентукки, США) доволь­но сложных органических соединений — высокомолекулярных па­рафиновых углеводородов, похожих по составу на нефть а также вещества, напоминающего цитозин. Эта работа вызвала очень жар­кую дискуссию. В 1961 г. цругая группа американских ученых ис­следовала метеорит Оргейль (упавший во Франции в 1868 г.), в ко­тором ранее было обнаружено вещество, похожее на углеводороды. Они подтвердили этот результат и показали, что некоторые углево­дороды содержат цепочки из 29 атомов. Несмотря на то, что сами исследователи исключали возможность «загрязнения» земными образцами, вопрос оставался открытым.

Проблему удалось решить лишь после того, как в 1970-х годах был исследован с применением более совершенных аналитических методов метеорит Мерчисон, упавший в Австралии в 1969 г. В со­ставе этого метеорита было обнаружено 16 аминокислот; из них только 5 относятся к числу тех, из которых конструируются белко­вые молекулы, а остальные 11 относятся к тем аминокислотам, ко­торые не входят в состав живых организмов на Земле. Впоследствии число обнаруженных аминокислот было доведено до 50 и оказа­лось, что только 8 из них входят в состав белковых молекул. Далее, как показал анализ, в метеорите Мерчисон в одинаковом количе­стве встречаются и левые, и правые молекулы. Все это указывает на небиологическое (а значит, внеземное) происхождение аминокис­лот в метеорите Мерчисон. В нем были найдены также азотистые основания: аденин, гуанин, урацил и другие углеродные соедине­ния. Исследование изотопного состава показало, что отношение изотопов углерода |2С и |3С отличается от их отношения в земных организмах, что также свидетельствует о внеземном происхождении углеродных соединений в этом метеорите. Впоследствии аминокис­лоты были обнаружены также в метеорите Мюррей. Кроме того, в углистых хондритах были найдены жирные кислоты и другие био­логически важные молекулы.

Таким образом, дискуссия об ор1анических соединениях в ме­теоритах (очень острая в первые годы становления проблемы SETI) завершилась признанием их абиогенного, внеземного происхож­дения. Однако к моменту, когда это было установлено, острота проблемы уже спала. Это связано с обнаружением методами ра­диоастрономии органических молекул в межзвездных газопыле — вых облаках (см. п. 2.1.4); среди них: аммиак, цианистый водо­род, формальдегид, ацетальдегид, цианоацетилен и вода, т. с. тс молекулы, которые в лабораторных опытах по моделированию химической эволюции рассматриваются как предшественники ами­нокислот, нуклеотидов и углеводов. Эти Oticdi тгия, в сочетании с обнаружением органических веществ в кометах и метеоритах, сви­детельствуют о том, что повсюду во Вселенной (по крайней мерс, в нашей Галактике) в широких масштабах происходит синтез био­логически важных соединений, в том числе основных мономеров генетической системы. Как подчеркивает Н. Хоровиц, этот про­цесс представляет собой явление космического масштаба. Поэто­му не исключено, что органические соединения (по крайней мере, часть из них), которые легли в основу первых живых организмов, имели внеземное происхождение. Вещество метеоритов и комет, падавших на первобытную Землю, могло послужить источником органических молекул и, тем самым, ускорить процесс химичес­кой эволюции на Земле Так или иначе, но образование основных строительных блоков биохимии, в свете современных данных, не представляет собой серьезную проблему. Но это лишь первый uiai на пути к жизни. Следующий шаг должен состоять в полимериза­ции — образовании полимеров, молекулы которых входят в со­став живой клетки.

Этот процесс, по видимому, протекал в первобытном океане, который представлял собой довольно насыщенный раствор орга нических соединений (первичный бульон), а также в более мелких водоемах. Но как это происходило? При синтезе полимеров на каж­дом этапе к растущей цепи присоединяется очередной мономер. При этом потребляется определенная энергия и выделяется моле­кула воды. В живой клетке специально вырабатываются богатые энергией молекулы, и, кроме того, весь процесс протекает под кон­тролем соответствующих белков-ферментов, которые не только ус­коряют реакции, но и устраняют ненужные молекулы В «первич­ном бульоне» отсутствовали ферменты, под действием которых могли синтезироваться нуклеиновые кислоты, и отсутствовали эти кислоты, которые управляют синтезом белков ферментов. При этом необходимые для синтеза молекулы составляли только часть (и ве­роятно, не очень значительную) общего количества растворенных органических соединений. Как при этих условиях могли образо­ваться первые полимеры — остается не ясным.

Как ни странно, важную роль в этом процессе могла сыграть обыкновенная г лина, имеющаяся у берегов и на дне водоемов. Ча­стицы глины обладают высокой абсорбционной способностью, что позволяет, с одной стороны, увеличивать концентрацию оседаю­щих на них органических соединений, а с др5 той, — удалять лиш­ние молекулы, в том числе образующиеся прч полимеризации мо­лекулы воды. Кроме того, структура атомных решеток в глинистых минералах могла бы послужип> в качества матриц д, тя упорядоче­ния органических молекул Действительно, эксперимент ы показа­ли, что некоторые глинистые минералы способствуют полимериза­ции, помогая высграивап> в цепочки отдельные мономеры. И все же образование полимеров в первобытных водоемах остается пока одной из величайших загадок.

Следующая проблема — образование внутренней среды живой клетки. Если в растворе каким-то образом сформировались орга­нические полимеры, то при достаточно высокой концентрации они, как показывают исследования, будут объединяться в крупные молекулярные агрегаты, насчитывающие сотни тысяч молекул. Такие агрегаты выделяются из раствора в виде коацерватных ка­пель. При наличии подходящих молекул коацерватные капли ок­ружаются мемЬраной. В результате образования коацерватных ка­пель в первобытном океане в них могли сконцентрироваться по­чти все присутствующие в океане белковые молскуло1 и другие полимеры, а в окружающей среде остаться только сравнительно простые низкомолекулярные соединения. По мнению академика А И. Опарина, коацерватные капли могли послужить прообра­зом живой клетки. Внутри таких капель протекают простые хими ческие реакции. При этом они обладают способностью улавли­вать и впитывать необходимые вещества из окружающего их низ­комолекулярного раствора. В этой способности Опарин видит зачатки обмена веществ, характерного для живой клетей. Возмож­но, образование коацерватных капель, действительно, сыграло оп­ределенную роль на пути формирования жизни, и все-таки коа- церватная капля — это еще не клетка с ее очень тонкой структурой и организацией. Чтобы из коацервагной капли сформировать клет ку. в нее, образно говоря, надо вдохнуть душу. Прежде всего надо создать и поместить внутри клаки прекрасно отлаженный меха­низм наследст венности. Каким образом появился этот механизм — остается совершенно неясным Если бы даже каким-то чудом в первобытном океане возникла настоящая молекула ДНК, вполне подобная современной, она была бы совершенно беспомощна; ведь, как мы уже не раз отмечали, молекула ДНК функционирует лишь при наличии белков-ферментов. Мы уже не говорим о необ­ходимости иметь в дополнение к ДНК несколько видов РНК и такие клеточные структуры, как рибосомы. Возникновение меха­низма наследственности, по-видимому, является центральной про­блемой происхождения жизни на Земле.

И. С. Шкловский выделяет в этом процессе следующие этапы:

1) эголюция малых молекул (образование мономеров);

2) образование полимеров;

3) возникновение каталитических функций;

4) самосборка. молекулы;

5) возникновение мембран и доклеточная организация,

6) возникновение механизма наследственности;

7) возникновение живой клетки.

В настоящее время мы достаточно ясно представляем себе толь­ко первый этап и в какой-то мерс приблизились к пониманию вто­рого. Все остальное остается совершенно неясным. Несмотря на казалось бы большие успехи, нау ка все еще очень далека от понима­ния процесса происхождения жизни. Складывается впечатление, что чем больше мы узнаем о гайнах живой клетки, тем меньше понима­ем, как могло возникнуть это чудо природы Крупнейший россий ский ученый академик Б. И. Вернадский подчеркивал, что отсут­ствие перехода от неживого вещест ва к живому — это не гипотеза и не теоретическое построение, а обобщение, основанное на эмпи рических данных. Он считал, что жизнь во Вселенной существует вечно и привнесена на Землю из Космоса.

В последнее время под влиянием отмеченных трудностей инте­рес к панспермии возрождается вновь. При этом, наряду с анали­зом классическо1 о варианта теории, предложенного Аррениусом, была выдвинута идея о направленной панспермии, согласно кото рой жизнь занесена на Землю нз Космоса, но не случайно, а в ре­зультате сознательной деятельности высокоразвитых внеземных ци­вилизаций. Наиболее полно эта идея была обоснована Ф. Криком и Л. Оргелом в 1973 г., хотя и раньше подобные мысли высказыва­лись другими учеными, например, Дж Холдейном, а еще раньше К. Э. Циолковским[154]. В отличие от своих предшественников, ко­торые исходили из общих умозрительных соображений. Крик и Оргел пытались обосновать гипотезу панспермии с биологических позиций. Одним из важнейших аргументов в пользу направленной панспермии они считают универсальность генетического кода Ведь в условиях спонтанною возникновения жизни путем химической эволюции множества молекул можно ожидать образования opi аниз — мов с различными системами генетического кода. Между тем, изве­стно (мы уже упоминали об этом), что все живые организмы на Земле — от бактерий до человека — используют один и тог же уни­версальный генетический код.

Выше отмечалось, что данные о концентрации следовых элемен­тов в живых организмах как будто указывают на то, что жизнь воз­никла на самой Земле (хотя мы и не знаем, как это произошло). Возможно, направленная панспермия, если она действительно име — е L месго, осущ хтвляется на уровне пр щжизни, т. с. переносится лишь управляющая программа, а для построения «тела» клетки использу­ются те элементы, которые имеются в окружаюшей среде. Это мог­ло бы объяснить корреляцию содержания следовых элементов в живых opi анизмах и в морской воде.

Более важным для теории панспермии является вопрос: как воз­никла жизнь в тех мирах, откуда она начала свои распространение? Как первоначально возникла жизнь во Вселенной? Это вновь воз­вращает нас к проблеме вечности жизни. Несомненно, жизнь, в той или иной конкретной форме, возникает на определенном этапе эволюции Вселенной и существует в течение определенного огра­ниченного времени. Но формы жизни мо1ут сменять друг друга, эголюционируя вместе с развитием Вселенной в бесконечных цик лах ее расширения и сжатия. Когда очередная вселенная возникает из вакуумной пены, в ее зародыше, возможно, уже содержится про — фамма се дальнейшего развития, включая и образование жизни. В течение какого-то времени она существует в потенциальном виде, на уровне преджизни, а затем (подобно зерну, попавшему в благопри­ятную почву и завершившему подготовительный период) «прорас­тает» к активной форме. Каг это происходит, как совершается пере­ход от преджизни к жизни — мы пока, к сожалению, не знаем.

4.2.4. Химия и физика чужой жизни. До сих нор речь шла о жизни на Земле. Теперь, опираясь на данные о земной жизни, мы должны обсудить вопрос о возможных формах жизни в Космосе. Этот вопрос имеет две стороны: физические основы и химические формы жизни. Жизнь на Земле построена на молекулярной осно­ве. Можно думать, что жизнь за ее пределами, по крайней мере оп­ределенный тип внеземной жизни, также имеет молекулярную при роду. Остановимся прежде всего на молекулярной жизни Хими­ческий состав и строение молекул, лежащих в основании чужой жизни, вообще говоря, может отличаться от земных. Следователь­но, можно говорить о различных формах молекулярной жизни, о различной химии жизни.

Живые существа на Земле на 95 % состоят из водорода, кислоро­да, углерода и азога. Но это (не считая гелия) как раз самые распро­страненные элементы во Вселенной[155] Поэтому весьма вероятно, что они входят также и в состав внеземных организмов. Если это гак, то внеземная жизнь, как и жизнь на Земле, будет основана на углеродных соединениях. Именно углерод в этом случае составит основу (каркас) внеземной жизни. В пользу такого заключения го­ворит и обилие органических соединений в межзвездной среде, в том числе достаточно сложных соединений. Вряд ли это обстоя­тельство является случайным, и готовые биохимические блоки не находят себе дальнейшего применения. Можно думать, что в опре­деленных условиях, на определенном этапе, действительно, возни­кает жизнь, основанная на углеродных соединениях. Но это, ко­нечно, не означает, что живая материя всюду состоит точно из та­ких же молекул, как на Земле. Прежде всего для построения внеземных белков могут использоваться другие аминокислоты, от­личные от тех 20 и аминокислот, которые входят в состав земных организмов. Генетические системы внеземной жизни также не обя­зательно должны быть химически идентичны нашим. Возможно, что в состав внеземных организмов не входят известные нам белки, ДНК и РНК. Но в таком случае там должны быть молекулы, вы­полняющие аналогичные функции.

Следующий вопрос связан с природой растворителя. Земная жизнь в качестве растворителя использует воду. Это сразу определя­ет температурный диапазон земной жизни: от 0 до 100 °С. Воз­можны ли другие типы растворителя? Надо сказать, что вода — это уникальное вещество, обладающее очень ценными свойствами. Прежде всего она прекрасно растворяет разнообразные органи­ческие соединения. Далее, вода обладает высокой теплоемкостью и высокой теплотой парообразования. Это позволяет, с одной сто­роны, сглаживать резкие изменения внешней температуры окружа­ющей среды, а с другой, — регулировать внутреннюю температуру организма путем отвода тепла, выделяемого вну три клетки, за счет испарения небольшого количества водьг. Имеет значение и высокое повеохностное натяжение воды: в живой клетке оно способствует концентрации твердых веществ вблизи мембраны. Этим уникаль­ные свойства воды не исчерпываются. Тем не менее она не является единственно возможным растворителем.

Хорошо растворяет органические вещества также аммиак, кото­рый и по другим свойствам приближает :я к воде. По составу органи­ческие соединения, растворимые в аммиаке, отличаются от привыч­ных нам «водноуглеродных». Чтобы установить соот ветствие между ними, надо заменить в обычных органических соединениях кисло­род на аминовую группу NH, а гидроксильную группу ОН заменим, на амин NH2. Так, эт иловому спирту С2НчОН буде т соответствовать соединение C2H5NH2. Таким способом можно построить аналоги обычных аминокислот и аналоги состоящих из них белковых соеди нений. Так же могут бьпь построены аналоги ДНК и РНК с их ко­дом наследственности. Если такие аммиачные организмы существу­ют, то процессы метаболизма в них отличаются от метаболизма зем­ной жизни. Земные организмы пьют воду и дышат кислородом, а «аммиачные» организмы пыот аммиак и дышат азотом При нор­мальном давлении аммиак сохраняется в жидком состоянии в интер­вале температур от -70 °Сдо-33 °С. Следовательно, аммиачная жизнь можеч существовать только при очень низкой температуре. В Солнеч­ной системе подобные условия могут иметь место в атмосферах пла — нет-гигантов, где имеется и достаточное количество аммиака. В на­стоящее время нет никаких данных о существовании аммиачной жиз­ни, но принципиально такая возможность существует.

Кроме аммиака и воды в качестве возможных раст ворителей рас­сматривались метиловый спирт, фтористоводородная кислота (HF) и цианистый водород. Считается, что использование их в качестве растворителя маловероятно, но полностью исключить такую воз­можность мы не можем. Отметим, что метиловый спирт сохраняет­ся в жидкой фазе при весьма широком диапазоне температур — от -94 °С до + 65 °С, что соответственно расширяет возможности «ме- тилово-углеродгюй» жизни

До сих пор речь шла о различных формах углеродной жизни. Но нельзя ли еще больше расширить ее возможности (и диапазон условий существования) за счет перехода к неу1леродным формам? Конечно, использование углерода в качестве основного элемента жизненно важных молекул является не случайным. Выше мы уже говорили о тех свойствах углерода, которые используются при по­строении биохимических соединений. Благодаря своим химичес­ким свойствам (наличию сильных ковалентных связей) углерод спо — собсн образовывать длинные молекулярные цепи, создавая практи­чески неисчислимое множество сложных и вместе с тем стабильных молекул. Более того, поскольку ковалеитные связи имеют простран­ственную ориентацию, углеродные цепи формируются в пцантс — кие трехмерные структуры, которые характерны для активной фазы жизненно важных молекул. Атомы углерода образуют «несущий каркас» (скелет) эти) прос гранственных конструкций. Существуют ли другие элементы с подобными свойствами?

Ближайшим к углероду четырехвалентным элементом является кремний. В периодической системе элементов Менделеева он рас­положен в одной группе с углеродом, непосредственно под ним. Обилие кремния во Вселенной меньше, чем углерода, но все же он достаточно распространенный элемент; на Земле, например, его много больше, чем углерода. Можно ли на основе кремния постро­ил длинные молекулярные цепи? Связь между атомами кремния приблизительно вдвое слабее, чем между атомами углерода. Но глав­ное не в этом; главное в том, что связь кремний-кремний много слабее связи кремний-кислород и кремний-водород. Поэтому длин­ные цепочки, основанные на структуре —Si—Si—Si—, создать сложно. Но эта трудность не является непреодолимой. Оказалось, что мож­но создать кремниевые полимеры на основе кремний-кислоро тных связей, т. с. на основе цепочки: — oi-O-S — О-, где атомы кремния чередуются с атомами кислорода. Такие полимеры (силоксаны) ста­бильны и могли бы послужить основой «кремний органической» жизни.

В условиях относительно низких температур, которые господ­ствуют на поверхностях планет, кремний органическая жизни не мо­жет возникнуть. Этому препятствует чрезвычайно сильное сродство кремния к кислороду. При температуре меньше 1000 К даже в очень богатой водородом восстановительной атмосфере кремний вместо того, чтобы соединиться с водородом и образовать силан SiH4 (ана­логичный метану в химии углеродных соединений), соединяе гея с кислородом, присутствующим пусть в самом ничтожном количестве, и образует двуокись кремния Si02. Однако при высокой температу­ре, больше 1000 К, простейшие кремний-органические соединения, такие как силан, все же образуются. Наряду с другими кремний- водородными соединениями они могут стать исходным материа­лом для образования более сложных кремний-органических моле­кул. Следовательно, жизнь на основе кремния может возникнуть только в условиях высоких температур, которые имеют место в ат­мосферах звезд или в недрах планет. В связи с этим невольно возни­кает вопрос: может быть, не так уж не правы были те ученые, кото­рые допускали возможнос. ь существования жизни на Солнце? Ко­нечно, с нашей обычной точки зрения, это совершенно экзотичес­кие формы жизни.

Большинство специалистов все же скептически относятся к воз­можности существования жизни на кремниевой основе, полагая, что жизнь может бьгть построена только на основе углеродных соедине­ний. Выступая на советско-американской конференции CETI в 1971 г., К. Саган назвал эту точку зрения «углеродным шовинизмом».

По его мнению, основанием для такой точки зрения является лишь то обстоятельство, что ее приверженцы сами состоят из угле­рода. Саган призвал к свободному от антропофорфизма непреду­бежденному обсуждению проблемы. Надо признать, что психоло­гически это довольно трудно, ибо мы склонны абсолютизировать известные нам вещи. На основе имеющихся на сегодня данных мож­но заключить, что знакомая нам водно-углеродная жизнь, к кото­рой принадлежим мы сами, по-видимому, является достаточно ти­пичной и должна возникать во всех случаях при наличии условий, близких к тем, которые имели место на первобытной Земле. В то же время в других условиях могут существовать иные формы угле­родной жизни, с использованием других веществ в качестве раство­рителей (например, упомянутая выше аммиачная жизнь). И наконец, нельзя исключить существования не углеродной жизни, хотя здесь нет, по-видимому, безграничного разнообразия возможностей.

Впрочем, и в рамках углеродной жизни можно встретит ься с со­вершенно необычными формами. На одну такую возможность, свя занную со сверхпроводимостью, указал В. Л. Гинзбург. Высокотем пературная сверхпроводимость наиболее легко достигается для слои­стых и нитевидных соединений. Но именно такие структуры лежат в основании живьгх систем. Поэтому можно допустить, что на каких — то других планетах в состав живых организмов входят сверхпроводя­щие вещества, созданные в процессе эволюции. Можно представить, какими необычными свойсч вами обладала бы такая жизнь!

Обратимся теперь к физическим основам жизни. Мы рассмот­рели жизнь на молекулярной основе. Является ли это единственной возможностью? Извесгньгй английский астрофизик Ф. Хойл в сво­ем замечательном романе «Черное облако» описал смешанный тип жизни, в котором используются как химические, так и электромаг­нитные процессы.

Облако представляет собой систему размером с орбиту Венеры и с массой, равной приблизительно массе Юпитера. Оно состоит из обыч иого вещества (газа и пыли) и свободно перемещается в межзвездном пространстве, время от времени приближаясь к какой-либо звезде для подзарядки энергией. Эта энергия используется, в частности, для синтеза необходимых Облаку молекул, из которых строятся его управляющие и информационные системы, мозг Облака. Передача информации внутри Облака осуществляется не посредством химических процессов, как в случае земной жизни, а непосредственно с помощью электромагнитных волн. Это дает ряд преимуществ, прежде всего в скорости и объеме пе­редаваемой информации, и позволяет сформировать единый сверхорга низм таких гигантских размеров Несомненно, Хойл использовал жанр фантастического произведения, чтобы выразить свои мысли о возмож­ных формах внеземной жизни и ее отличии от жизни земной. В романе содержится много остроумных и поучительных соображений на эту тему, но мы на них останавливаться не можем. Отметим, что такие гигантские системы позволяют преодолеть еще один внд «шовинизма» в представле­ниях о внеземной жизни, так называемый «планетный шовиинзм», т е. убеждение в том, что жизнь во Вселенной может развиваться только на планетах. Одновременно преодолевается и стереотип жизни, для кото­рой обязательно необходима жидкая внутренняя среда

Химические процессы основаны на электромагнитном взаимо­действии. С этой точки зрения Черное облако и земная жизнь от­носятся к одному типу. Более радикальные отличия связаны с пере­ходом к типам жизни, основанным на друг их видах взаимодействий: сильных и гравитационных. Разумеется, все соображения в этой области относятся к чисто умозрительной сфере, но они представ­ляют интерес, так как позво шют осознать круг проблем, с которы­ми мы можем встретиться при изучении внеземной жизни.

Идея о возможности существования жизни на уровне элементар­ных частиц была высказана Дж Коккони — одним из тех ученых, кто находился у истоков становления проблемы SETI (см. гл. 1). Оценивая ее, академик В Л Гинзбург отмечал: «Вряд ли такую идею можно счесть абсурдной, поскольку известно около двух сотен сор­тов таких частиц. Это значительно больше, чем основных "кирпи­чиков", из которых построено обычное вещество. Поэтому в прин­ципе не исключена возможность появления или создания достаточ­но сложной и даже "живой" системы из элементарных частиц.

224 Гинзбург В. Л Выступление на советски американской коиференнии CETI, Бюраклн, сстг. ябрь 1971/ Проблема CETI (связь с внеземными ц-.лилизациями) —- М.: Мир, 1975 С. 176.

Разумеется, это пока лишь чистая спекуляция, фантазия, но не лже­наука»229. В каких условиях может возникнуть подобная форма жиз­ни? Ф. Дрейк укачал, чго подходящим местом могли бы оказаться внешние слои нейтронной звезды. В 1975 г. французский астро­физик Ж. Шнейдер проанализировал возможность «ядерной жиз­ни» на нейтронных звездах, Этот вопрос обсуждаегся гакжс в нео­днократно упомянутой нами книге Д. Голдсмита и Т. Оуэна «По­иски жизни во Вселенной».

Температура на поверхности нейтронной звезды сост авляет 106 К, а сила тяжести в 1012 раз превышает силу тяжести на поверхности Земли. В таких условиях ни одна молекула, пи один атом не могут существовать. Это мир элементарных частиц, которые мечутся со скоростями порядка 1000 км/с, сталкиваясь и взаимодействуя друг с другом. При таких взаимодействиях могут возникать ядра, насчи­тывающие десятка тысяч элементарных частиц, которые по слож­ности можно рассматривать как аналоги живей клетки или, по край­ней мере, аналоги макромолекул, лежащих в основании химичес­кой жизни. Время жизни подобных ядер порядка 10~15 с. По нашим земным меркам, это время ничтожно мало, но надо иметь в вилу, что временной масштаб ядерной жизни совершенно несоизмерим с на­шим временным масштабом. В основе земной жизни лежат химичес­кие реакции, характерная длительность связанных с ними жизнен­ных процессов составляет -10-3 с. Характерное время для процессов «ядерной жизни» ~ Ю-21 с (время, в течение которого нуклон на поверхности нейтронной звезды проходит расстояние, равное свое­му размеру). Отношение характерных времен составляет 1018. Это и есть тот масштабно-временной фактор, на который процессы «ядер­ной жизни» отличаются oi нашей молекулярной жизни. Таким об­разом, времени существования «живых ядер» (Ю-15 с) соответствует 103 с для молекулярной жизни. А это как раз равно по порядку величины минимальной продолжительности поколений у земных организмов. Длительность биологической эволюции на Земле со­ставляет ~ 1017 с, соответствующее время эволюции «ядерной жиз­ни» ~ 10"’ с. Если пришпт> характерное время жизни земной циви — п:зации 104 лет, то соответствующее время для цивилизации на ней­тронной звезде состаьиг 3 • Ю-7 с.

Предположим, что эти цивилизации используют для связи электро­магнитные волны. Можно с уверенност »ю утверждать, что они не оста­новятся ни на радиоволнах, ни на волнах видимого света, ибо в их мает табе времени световые колебания (не говоря уже о радиоволнах) имеют слишком низкую частоту. Вероятней всего они будут использовать гам­ма кванты, ьозннкающие при взаимодействии между элементарными ча­стицами на поверхности нейтронной звезды. Частота гамма-квантов со­ответствует временному масштабу «ядерной жизни». Если мы хотнм ус­тановить контакт с подобной цивилизацией, мы должны быть готовы зарегистрировать (возможно, очень большой) объем информации в тече ине ничтожных долей наносекунды Справившись с этой задачей, мы можем спокойно расшифровывать полученную информацию в привы1. ном для нас темпе, но мы никогда не сможем ответить им, даже в том случае, если бы сами находились на поверхности нейтронной звезды, нбо прежде чем мы осознаем перрый бит информации, эта эфемерная циьн — лнзация перестанет существовать.

Впрочем, может быть, несмотря на быстротечность реакций, лежащих в основании ядерной жизни, возникшие на се базе циви­лизации могут существовать в течение всего времени жизни нейт­ронной звезды — для них это было бы равносильно практической бесконечности.

«Ядерная жизнь» основана на сильных взаимодействиях между элементарными частицами, образующими «живое ядро». Другой крайний, с нашей точки зрения, случай представляет жизнь, осно­ванная на гравитационном взаимодействии. Возможно ли это? Ха­рактерная структурная единица «гравитационной жизни» должна быть достаточно велика, чтобы сила гравитации преобладала над сильным и электромагнитным взаимодействиями — она должна быть сопоставима с размерами звезд. Если это гак, если отдельные звезды в системах «гравитационной жизни» ит рают такую же роль, как ато­мы и молекулы в химической жизни, то аналогом живой клетки могли бы быть галактики. Поскольку характерное время взаимо­действия между отдельными звездами в галактиках (многие милли­оны лет) очень велико по сравнению с длительностью химических реакций (Ю-3 с), то миллиарды лет существования галактик во вре­менном масштабе «гравитационной жизни» соответствуют лишь первым секундам эволюции химической жизни. Значит, «гравита­ционная жизнь» (если о ней, вообще, можно говорить), по суще­ству, еще не успела возникнуть.

Надо признать, что ко1да мы пытаемся размышлять о «ядерной» или гравитационной жизни, мы испытываем большие психологи­ческие затруднения, ввиду необычности этих форм жизни и совер­шенно непривычных душ нас пространственно-временных рамок. И все же логически мы не можем исключить возможность такой жизни, хотя она с трудом поддается нашему воображению. Наши представления о ней неизбежно грубы, заведомо не совсем правиль­ны, но, думая в этом направлении, мы подготавливаем наше сознание к принятию существующей Реальности во всем ее многообразии.

Впрочем, обязательно ли не химические формы должны быть связаны с «ядерной» или «I равтациоиной» жизнью? Ведь в бес­предельном Космосе, неисчерпаемом как вширь, гак и вглубь (воз­можно в иных пространственных измерениях) могут существовать неизвестные нам более тонкие виды материи, подчиняющиеся дру­гим закономерностям, другим тинам взаимодействий. С этими ви­дами материи могут быть связаны какие-то иные неведомые нам формы жизни. В этой связи представляет интерес гипотеза акаде­мика РАМН В. П. Казнечеева о сосуществовании на Земле двух форм жизни: белково-нуклеиновой и «полевой» («энерго-информацион — ной»). Основываясь на экспериментах по передаче информации от клетки к клетке, проведенных в Институте клинической и экспери­ментальной медицины Сибирского отделения АМН СССР, Казна­чеев пришел к выводу, что земные существа представляют собой сим­биоз различных форм живого «вещества» (живой материи), вклю­чая «полевые» формы; причем белково-нуклеиновые гела клеток являются только «носителями» информационных полей, которые простираются безгранично[156]. Возникает в связи с этим такой воп­рос: не является ли полевая форма внутренней сущностью белково — нуклеиновой жизни (той внутренней стороной жизни, о которой говорил Тейяр де Шарден)? Казначеев ничего не говорит о приро­де полевой составляющей, но судя по всему, она не сводится к изве­стным физическим полям. Сгметим, что, согласно Казначееву, «по­левая» жизнь существует в Космисе изначально, вечно перерабаты­вая потоки энергии, создавая те или иные структуры материи. Можно принять такую концепцию, если допустить, что «полевая» составля­ющая жизни принадлежит к более гонким мирам, находящимся за пределами физического вакуума, и потому может свободно прохо­дить через сингулярное состояние[157] вселенных, рождающихся из вакуумной пены. Это могло бы обеспечить передачу информации от одного цикла Вселенной к другому, включая программу разви­тия нового цикла со всем богатством развивающихся в нем форм жизни и разума

(Похожий сценарий передачи информации через сингулярность с по­мощью нейтринного сигнала описан С. Лемом в романс «Голос Неба». Возможность прохождения нейтринного сигнала через сингулярность остается весьма проблематичной, но «полевая» составляющая, принад лежащая более тонким нефизическим мирам, может быть совершенно не чувствительна к физической сингулярности )

К представлениям о «полевой» жизни тесно примыкают идеи К. Э. Циолковского о существовании «тонких» форм жизни, «не­известных разумных сил», построенных ча основе «несравненно более разреженной материи». Циолковский считал, что в перспек­тиве изменится и физическая основа человечест ва, которое из «ве­щественного» превратится в «лучистое».

Гипотеза о полевой форме жизни позволяет по-новому взгля­нуть на теорию панспермии. Жизнь может быть привнесена на Зем­лю не в виде спор и бактерий, а в полевой форме, т. е. в форме гипотетических постоянно действующих во Вселенной «биологи­ческих» энергоинформационных полей, под действием которых при наличии необходимых условий формирую тся биологические мак­ромолекулы и состоящие из них живые системы[158].

Отметим, что, с точки зрения современных представлений о процессах самоорганизации материи, существование разнообраз­ных форм жизни, основанных на различных материальных носи­телях, не только возможно, но и необходимо. «Такие процессы в материальном мире, — пишет Б. Н. Пановкин, — … носят, по ви­димому, достаточно широкий и общий характер и, вообще, не при­вязаны к какому то определенному материальному субстрату. Пос­леднее означает, что самоорганизующиеся высокоорганизованные системы в принципе могут возникать не только на белковом суб­страте, но и на любом подходящем материале. Самоорганизация является всеобщим свойством материи и может возникать в различ­ных формах при подходящих условиях»[159].

Философия древняя советовала мыслить о даль­них мирах, как бы принимая в них участие В ра: ных формах давались эти указания.

«Братство», 162

Изучение природы рождает и укрепляет в чело­веке веру в многочисленность обитаемых миров.

К Фламмарион

Представления о разумной жизни во Вселенной, о Космическом Разуме пронизывают всю древнюю философию, пересекают плас­ты мифологической культуры и теряются где-то в глубинах доисто­рических времен, откуда до нас дошли легенды об Атлантиде и Ле — мурии, о Сынах Неба и Учителях человечества. Убеждение в обита­емости Вселенной, в множественности обитаемых миров было широко распространено в античном мире. Можно привести нема ло имен выдающихся античных мыслителей, принадлежавших к раз­личным философским школам, которые были едины в этом убеж­дении. Анаксимандр, Пифагор, Анаксагор, Платон, Демокрит, Ге­раклит, Эпикур, Плутарх и многие другие. Часто они исходили из общих умозрительных представлений о беспредельности простран­ства, а также из идей гилозоизма и пантеизма. Хорошо известно высказывание греческого философа Метродора (V век до и. э.): «считать Землю единственным населенным пунктом в беспредель­ном пространстве было бы такой же вопиющей нелепостью, как утверждать, что на i ромадном! асеянном поле мог бы вырасти только один пшеничный колос». Среди образованных людей Древней Гре­ции подобные взг ляды, по-видимому, были достаточно распрост­ранены

Известный французский археолог XVIII века Жан Жак I цттеле — ми в своей книге «Путешествия молодого Анахарсиса по Греции» в форме легкого повествования нарисовал яркую и, по мнению спе­циалистов, правдивую картину общественной жизни древних гре­ков. Их взгляды о населенности миров Баргслеми вкладывает в уста верховного жреца храма Изиды:

«Верховный жрец Каллий, близкий друг Евклида, сказал мне после этого —толпа не видит Boicpyi населенного ею земного шара ничего кроме небесного свода, ярко освещенного днем и усеянного звездами ночыо, это для них граница вселснной Но для многих философов вселенная уже не имеет границ, для пик она раслшрнлась ло таких размеров, перед ко­торыми в страхе останавливается даже паша сила воображения. Сначала люди предполагали, что Луна обитаема. Затем было высказано предпо ложение, что звезды тоже представляют собой миры и, наконец, что число миров может быть бесконечно, потому что ни один из них не может ни ограничи л., пи охватить другого. Какой дивный путь открыва ется для человеческого духа1 Для того чтобы пройти его, чтобы пройти через вечность, возьми крылья утренней зари и лети к Сатурну, лети к небесам, расстилающимся над >гими планетами: ты беспрерывно будешь встречать новые небесные тела, новые звезды и миры над мирами, всюду ты найдешь бесконечность, в материи, в пространстве, в цвижснии, в численности миров и звезд, украшающих миры, и если ты будешь I лядеть миллионы лет, то ты все таки едва успеешь увидеть лишь несколько то­чек в беспредельном царстве природы. О1 Какой великой представляется нам природа при этой мысли! И если наша душа действительно способна расшириться вместе с этой мыслью и каким-либо путем слиться с вое принятыми ею идеями, то каким чувством гордости должно наполнить человека сознание, что он проник в эти непостижимые глубины.

— Чувство гордости! — воскликнул я удивленно, — но почему же, досточтимый Каллий? Мой дух чувствует себя стесненным при виде это­го безграничного величия, перед которым исчезает все остальное. Ты, я, все люди в моих глазах кажутся теперь крохотными существами в необьят — ном океане, среди которого владыки и завоеватели выделяются только тем, что они в окружающей их воде шевелят несколькими каплями боль­ше, чем другие.

При этих словах верховный жрец пристально взглянул на меня; после короткого молчания он пожал мне руку и сказал: "Сын мой’ Самое кро­хотное сущестьо, начинающее познавать бесконечность, принимает уча­стие в том величии, которое наполняет его удивлением".

Сказав это, Калий удалился, а Евклид заговорил со мной о людях, которые верят в многочисленность миров, о Пифагоре и его учениках». (Фл., .909, с. 31-34)[128]

Этот впечатляющий отрывок, рисующий взгляды просвещенных греков времен Платона, представляет собой позднейшую реконст рукцию Бертелеми. Можно привести подлинные высказывания ан­тичных авторов. Одним из горячих приверженцев идеи множествен­ности обитаемых миров был знаменитый римский философ и поэт Лукреций Кар, живший в I веке до н. э. Он считал, что видимый нами мир не единственный в природе. За пределами этого мира, в других областях пространства, над видимым звездным небом рас — nojiai ается невидимая вселенная, И в этой вселенной имеются друг ие миры и другие земли, населенные другими людьми и другими жи­вотными. И видимую, и невидимую вселенную Лукреций Кар считал материальными. В своей поэме «О природе вещей» он писал.

«Если волны созидающей материи в тысячах ра:личных видов проно­сятся по океану беспредельного прос ранетка, то неужели их плодотвор­ности хватило только на создание земного шара и его небосвода» Нсуже ли возможно, что за пределами видимого небесного свода мировая мате­рия осуждена на мертвое бездействие? Нет и нет! Если творческие элементы из себя создали массы, из которых возникли небеса, воды и земля с ее обитателями, то эти элементы материи, несомненно, должны были н в остальном пространстве вселенной создать бесчисленное мно жество живых существ, морей, небес н земель; они должны были усеять вселенную мирами, схожими с тем миром, на котором мы несемся по волнам эфира. Всюду, где бесконечная материя находит пространство, в котором она может беспрепятственно проявить свои силы, она создает Жизнь в самых разнообразных проявлениях, и если число элементарных частиц настолько велико, что всей жизни всех когда-либо живших су­ществ не хватило бы для их подсчета, если созидающая природа снабдила эти элементы силами, которые они вложили в основу нашего земного шара, то те же творческие элементы непременно должны были создать миры, людей и жизнь также и i сЗластях пространства, скрытых от на­шего взора» (Фл., 1909, с 20)[129].

Убеждение в множественности обитаемых миров было свойствен­но не только греко-римскому миру. Сходные представления содер жатся в древнейших учениях Индии, Китая, Египта. В одном из древнейших источников — в индийских Ведах имеется указание на то, что Солнце, Луна и другие неизвестные жителям Земли (!) не­бесные тела населены разумными существами. Эти миры выработа­ли в себе жизненные формы, «непостижимые для нашего разума» (Фл., 1909, с. 14).

Следует иметь в виду, wo древняя концепция множественности миров в одном отношении существенно отличается от современ­ной В наше время под обитаемыми мирами подразумевают плане­ты, населенные разумными существами, может быть, какие-то дру­гие объекты во Вселенной, но, во всяком случае, не Вселенную в целом. В древней космологии наблюдаемый мир (вселенная) огра­ничивался сферой неподвижных звезд (см рис 4 1.1). И когда ан тичные философы говорили о множественности миров, они имели в виду множественность таких миров-вселенных. Эти миры суще­ствовали в неком абстрактном пространстве и не имели ничего об­щего с видимыми нами звездами и планетами. Любопытно, что в последние годы, в связи с развитием квантовой космологии и ант — ропным принципом (см. гл. 2 и 3), наметился новый поворот к концепции множественности миров-вселенных, но уже на новом витке спирали познания. Что касается обитаемости миров, то, с одной стороны, древние философы (например, философы эпику рейской школы и некоторые другие) указывали на обитаемость Луны и планет, т. е. имели в виду небесные тела, принадлежащие нашему миру. С другой стороны, под обитаемыми мирами подразумева­лись миры-вселенные, которые, по необходимости, должны были располагаться за пределами видимого небесного свода, т. е. при-

ГЛАВА 4 Множественность обитаемых миров

334 _____ ________________ _______________

Надлежали невидимой бесконечной Вселенной. (В какой-го мере такие преде гавленил сродни современной концепции «параллель­ных миров».) Подобные представления содержатся в философии Платона, по-видимому, тех же взглядов придерживался и Лукреций Кар. На Востоке они удержались вплоть до позднего средневековья. Так, китайский философ XIII века Тэги My писал. «Небо и Земля

Я) Пифагорейская система но Филоляю (V век до п.-).); 6) система Гсраклнда Поп — гинского, ученика Платона (IV век до н э.), «) сисгсма Аристотеля (IV век до h. j.). Рисунки из книги А И Еремеевой «Астрономическая картина мира и ее творцы». Согласно Пифагорейской модели, в центре Мира располагается Центральный огонь, вокруг него обращаются 10 концентрических сфер Земли, Протиноземли, Луны, Солнца, пяти (известных тогда) планет Меркурия, Bcncpw Марса, Юпите­ра и Сатурна, наконец — сфера неподвижных звезд Каждое светило считалось прикрепленным к своей сфере и вращалось вместе с ней. В системе Гсраклнда Поптнйского в центре мира находится Земля, вокруг нее вращаются Луна Солн­це, Марс, Юпитер, Сатурн; Меркурий н Венера вращаются вокруг Солнца и вме­сте с ним вокруг Земли самая внешняя сфера неподвижных звезд. В системе Аристотеля в центре Мнра неподвижная Земля вокруг нее расположены кон­центрические сферы Луны Солнца пяти планет и сфера неподвижных звезд Из­вестна также система Аристарха Самосекого (III век до н. э.). который помещал в центр Мира Солнце. Каковы бы ни были летали этих моделей и их различия, общее в них то, что они включали вес известные тогда светила Луну, Солнце, планеты, располагая их на различном расстоянии от центра Мнра. Все системы ограничивались сферой неподвижных звезд. Это был весь видимый мир древних, вся их вселенная И когда древние философы учили о множественности миров, они имели в виду множественность таких миров вселенных

Велики, однако во всем Космосе они лишь как маленькие зерна риса… Это как если бы весь Космос был деревом, а небо и земля были бы одним из его плодов. Космическое пространство подобно коро­левству, а небо и земля не более чем одно единственное лицо в этом королевстве Как же неразумно было бы предполагать, что, кроме неба и земли, которые мы видим, нет никаких других небес и зе­мель» |96.

190 Цитируется по докладу Дж Виллингема и Р. Псшска на конференции «Юннс — пейс-82»; см. «Земля и Вселенная», 1984. № 2. С. 90-93

Логика этого высказывания вполне подобна api ументации Мет — родора. Но следует обратить внимание на мысли Тенг My о том, что, кроме неба и земли, которые мы видим, т. е. за пределами ви­димого небесного свода (в невидимой вселенной), должны суще­ствовать другие небеса и земли, т. е. другие невидимые миры.

Наско. [ько далеко заходили древние мыслители в своих взглядах на распространенность разумной жизни во Вселенной, можно су дать, например, по высказыванию, которое приписывается Анакса гору (V век до н. э.), о том, чго в кажцой частице, как бы мала она ни была, есть города, населенные людьми, обработанные поля, све­тит Солнце и другие звезды, как у нас. Есть нечто общее между этим положением и учением средневекового штайского философа Фа Цза — на (643-712 п.), согласно которому мир един, «нет нринципиаль ной разницы между большим и малым, между близким и далеким. Малое включает в себя большое, одно — многое, многое — одно. В одной крупинке может поместиться вся Вселенная, гочно так же, как эга крупинка можег поместиться в другой»[130]. Интересно, что уже в новое время аналогичные идеи развивал известный немецкий фило соф, физик и математик Г. Лейбниц (1646-1716). В письме к Я. Вер н^лли он писал — «С другой стороны, весьма возможно, скажу даже больше, неизбежно, что в мельчайших пылинках, далее в атомах (вы­делено мною — авт ), существуют миры, которые в отношении кра­соты и разнообразия развитой в них жизни нисколько не уступаю! нашей земле…» (Фл., 1909, с. 169-170). Можно предположить, что в этой уверенности Лейбниц опирался не только на свои собствен­ные выводы, но и на авторитет древних мыслителей. В том же духе примерно в то же время высказывался и Б. Паскаль «Пусть человек представит себе неисчислимые вселенные в этом атоме, и у каждой — свой небесный свод и свои планеты, и своя Земля, и тс же соотноше­ния, что в зримом мире, и на этой земле…»[131].

Вдумаемся еще раз в выражение Фа Цзана: «в одной крупинке может поместиться вся Вселенная». Чго это — образное выраже ние, поэтическая метафора или гениальное прозрение, предвосхи­щающее современные представления о квазизамкнутых мирах — фридмонах и о макро-микросимметрии Бесконечного Космоса?

В чем суть этих представлений? Рассмотрим множество квазизамкну тых миров-вселенных, периодически возникающих и исчезающих в Веч­ном Беспредельном Космосе (см. п. 2.2.3). Напомним, что наша Вселен­ная представляет собой один из таких миров. Согласно концепции мак — ро-мнкроснмметрии, каж сый макромир, подобный нашей Вселенной, при наблюдении извне (т. е. из другого макромира) представляетсу элемен­тарной частицей этого мира. В теории академика М. А. Маркова масса такой частицы составляет 10"6 г, а ее размер 10~33 см. Марков назвал эти частицы фридмонами (в честь советского космолога А. А. Фридмана). При наблюдении изнутри фрндмон представляет собой квазизамкиутый мир, подобно тому миру, частицей которого ои является. Если из двух соседних миров А и В наблюдатель В воспринимает мир А как частицу своего мира, то наблюдатель А воспринимает мир В как соответствую­щую античастиц;’, Возможно, наша Вселенная сама является таким фрид моном, т. е. элементарной частицей другого мира, а этот мир, в свою очередь, является элементарной частицей нашего мира Существует мно жество фридмоиов, множество других макромиров, которые земной на блюдатсль воспринимает как микрочастицы своего мира Согласно Г. М Идлису, квазизамкну] .>гс «бс нраничиые макромиры, с одной сто­роны, внешне эквивалентны частицам других макромиров, соприкасаю­щихся с данными, а с другой сгоропы, сами состоят в конечном счете из своих элементарных частиц, которые, в свою очередь, скрывают за со­бой или как бы содержат в себе аналогичные собственные макромиры, внешне эквивалентные им, и т. д. до бесконечности». Таким образом, получается, что каждая нз так называемых элементарных частиц мате рин потенцна (ьно содержит в себе весь структурно неисчерпаемый ма­териальный Космос[132].

Когда сталкиваешься с подобными параллелями, трудно отделать­ся от впечатления, что мыслители древности знали гораздо больше, чем мы думаем, судя по тем обрывкам их знаний (часто в чужом изложении), которые дошли до наших дней.

Представления древних об обитаемости миров зачастую (хотя и не всегда!) выражались в религиозно-философской форме. Это вполне естественно, ибо в те далеки" времена религия была господ­ствующей, если не единственной, формой общественного сознание Можно думать, что для современного человека, интересующегося проблемой множественности миров, представляет интерес сущность Древних воззрений, а не форма их выражения. И если некоторые миры ь представлении древних были населены Богами, то надо имет ь в виду, что, согласно древним концепциям, хотя за Богами и при­знавались великие творческие способное! и, они не всегда рассмат­ривались как гворцы всей вощимой и невидимой Вселенной. В Буд­дизме, Конфуцианстве и некоторых других религиозно философ­ских системах вообще отсутствует понятие Бога как Верховного Существа, стоящего над Вселенной. Высшим Божественным поня­тием в этих системах являются такие философские категории, как Абсолют, Абсолютный Разум, Абсолютное Сознание, Беспричин­ная причина, Единый Элемент, из которого путем последователь­ных манифестаций, в процессе дифференциации и последующей интеграции дифференцированных частиц возникают элементы, тела и формы, образующие Вселенную. Согласно «Тайной Доктрине» «с изначала человеческого наследия, с самого первого проявления строителей планеты, на которой живет человек, сокрытое Божество признавалось и рассматривалось лишь в его философском аспекте Всемирного Движения, трепета творческого Дыхания в Приро­де»[133]. В «Письмах Махатм Синнету» разъясняется, что Парабрахм (Высшее Божественное понятие Буддизма) «не есть Бог, но абсо­лютный неизменный закон…». «Слово Бог, — говорится там да­лее, — было изобретено для определения неизвестной причины тех следст вий, которыми, не понимая их, восхищался или устрашал­ся человек»[134].

Что касае гея многочисленных Богов древних мифов, то в Ригве — дах, в гимне под названием «Песнь Творения», прямо говорится: < Боги появились позже сотворения этого мира». Согласно гермети­ческой традиции Древнего Египта, Боги — это бессмертные люди, а люди — смертные Боги Если добавить сюда известную доктрину восточной философии о том, что нет Бога, который бы раньше не был человеком (т. е. Бош должны были пройти через человеческую ; 1волюцию), то мы приходим к представлению о высокоразвитых су­ществах Вселенной, находящихся на ра (личных стадиях эволюцион­ного процесса, в том числе значительно опередивших земное челове­чество. Это представление в какой-то мере приближается к совре­менному понятию о «внеземных цивилизациях»; важное различие состоит в том, что в понятии ВЦ упор делается на технологические аспекты. В отношении Богов древности люди были убеждены, что они принимают участие в судьба* Земли. При этом считалось, что

Посвященные, т. с. представители жреческой науки того времени, обладают средствами сношения с Высшими Существами

Рассмотрим более подробно проблему соотношения науки и религии в вопросе о множественности обитаемых миров. Широко распространено мнение, что наука всегда с гояла на позициях мно­жественности обитаемых миров, в то время как религия выступает против этой идеи. Хотя такое представление имеет определенные исторические основания, тем не менее оно не совсем точно. Мы ) же упоминали о священной книге Индуизма —- Ведах, где говорит ся об обитаемости Солнца, Луны и других небесных тел Подоб­ные же идеи содержатся и в Буддизме. «Из Священных Писаний, — свидетельствует Н К Рерих, — мы знаем Учение Благословенного об обитателях далеких звезд»[135]. В противоположность этому Хри­стианская Церковь, опираясь на взгляды Аристотеля и геоцентри­ческую систему мира Птолемея, канонизировала доктрину об ис­ключительности человеческого рода. Поэтому, когда Джордано Бру­но (1548-1600) противопоставил этой доктрине концепцию множественности обитаемых миров, она стала предметом острой идеоло1 ической борьбы с церковью.

Основываясь на философских идеях Николая Кузанского и аст­рономической теории Н. Коперника, Бруно создал поразительную картину Мироздания, на несколько веков опередившую развитие наблюдательной астрономии. Он сумел преодолеть ограниченность гелиоцентрической системы, которая, поместив Солнце в центр мира, по-прежнему замыкала Вселенную сферой неподвижных звезд. Бруно учил, что небо не ограничено никакими сферами, это еди­ное, безмерное, бесконечное пространство, которое содержит в себе все: звезды и созвездия, солнца н земли. В противоположность Ари­стотелю он утверждал единство, общность элементов, составляю­щих Землю и другие небесные тела. Он разделял все небесные тела на самосветящиеся — звезды (солнца) и несамосветящиеся (плане­ты), которые светят, отражая солнечный свет из за обилия на них облаков или водных пространств. Бруно учил об изменяемости всех небесных тел, благодаря чему в природе осуществляется непрерыв­ный обмен между ними и космическим веществом, заполняющим пространство В соответствии с этим он считал, что и поверхность Земли тоже меняется по истечении больших промежут ков времени, на месте морей появляются континенты, а на месте континентов — моря.

Исходя из этой картины мироздания, Ьруно учил, что во Все­лснной имеются бесчисленные солнца и бесчисленные земли, кото­рые кружат вокруг своих солнц, подобно тому, как наша Земля кру­жится вокру1 нашего Солнца. Тем самым Земля была сведена до уровня рядовой планеты, а Солнце — до уровня рядовой звезды, Вселенная, безгранично расширившись, лишилась единого центра, ибо в Бесконечной Вселенной ни одна точка не может быть выде­ленной. На этих бесчисленных мирах в бесконечной Вселенной обитают живые разумные существа. Нелепо полагать, считал Бру­но, что не существует других разумных живых существ и другого видг. мышления, кроме известного нам на Земле. Вселенную Ьруно представлял как некий Сверхорганизм (Сверхжи tin. — что-то вроде системы 1ея, увеличенной до вселенских размеров), неразрывно связанной с человечеством, обитающим на ее мирах.

Брошенный инквизицией в тюрьму Бруно не отрекся от своих взглядов, он мужественно отстаивал их и был притворен к смерт­ной казни. Его сожгли па Площади Цветов в Риме 17 февраля 1о00 г. Несомненно, что это одна из самых драмашческих страниц в истории становления научного мировоззрения — тем более дра­матическая, что идея множественности миров, за которую Ьруно заплатил жизнью203, вовсе не противоречит Христианскому Учению, хотя и вступает в конфликт с некоторыми примитивно понятыми догматами веры.

Буквальная интерпретация текстов Писания нередко нрпводит к про­тиворечию с научной картиной мнра Так например, геологическая ис­тория Землм вступает в видимое противоречие с доктриной о Семи Днях Творения. Но надо быть очень ограниченным мыслителем, чтобы под Днем Творения понимать один земной день. Ясно, что речь идет о круп­ных космических периодах, образно названных в Книге Бытия днями. В гл. 2 мы уже упоминали о Днях Брамы и говорили, что, согласно древ­неиндийским исчислениям, один День Брамы равен 4,3 млрд земных лет. Почему же не допустить, что один День Творения может составлять миллиарды земных лет? Это лишь один из многих примеров. Конечно, наиболее просвещенные христианские богословы понимали неправомер ность буквальной интерпретации библейских текстов. Но, к сожалению, было и немало догматиков, с которыми ученым и философам приходи­лось бороться. Фламмарнон приводи.’ в своей книге письмо Г. Галилея к парижскому адвокату И. Диодати (январь 1633 г.), где он сообщает, что составил специальную записку, в которой, опираясь на авторитет боль­шинства отцов Церкви, старался доказать, насколько недопустимо ссы­латься иа авторитет священного писания при решении научных вопро сов, для которых один опытный путь наблюдения имеет решающее зна­чение. «Я требовал, — пишет Галилей, — чтобы в подобных случаях в будущем священное писание оставлялось в покое» (Фл., 1909, с. 234).

Что касается концепции множественности мнров, то она не проти­воречит Писанию. Не случайно епископ Парижа еще в XIII веке осудил тезис о невозможности для Бога создать множество мнров. По мнению известного физика Д. Брюстера (1781-1868), специально изучавшей) этот вопрос,, в Библии нет пи одного положения, которое было бы несовмес­тимо с зтой концепцией. (Надо отметить, что, будучи крупным физи­ком, Брюстер оставался искренне привязанным к Христианскому Уче­нию.) Более того, многие места как в Ветхом, так и в Новом Завете, считает Брюстео, не могут быть интерпретированы без привлечения кон­цепции множественности мнров. Поэтому нет ничего удивительного в том, что некоторые раннехристианские секты стояли на позициях этого учения. Фламмарнон упоминает, со ссылкой на Иринея, о секте вален — тианцев, — соторые признавали н проповедовали систему Анаксимандра (греческий философ, VI век до н. э.), учившего о бесчисленности оби­таемых мнров. Сторонником этой концепции был и один из самых про­свещенных христианских философов Opi ген, живший в Александрии в III веке. «Жития Святых» характеризуют его как «чудо своего века по громадности своего ума и глубине учености». Ориген учнл о множе­ственности вселенных, последовательно возникающих, умирающих и воз­рождающихся вновь в бесконечном периодическом процессе, н о мно­жественности миров в каждой такой вселенной. «Если Вселенная, — ннсал он, — имеет начало, то в чем проявлялась деятельность Бога до сотворения Вселенной? Грешно н вместе с тем безумно было бы думать, что Божественная Сущность пребывала в покое и бездеятельности, н было время, когда блаюдлть ее не изливалась ни иа одно существо, а всемогущество ее ничем не проявлялось… Что касается меня, то скажу, что Бог приступил к своей деятельности пе в то время, когда был создан наш видимый мир, и подобно тому, как после окончания последнего воз­никнет другой мир, точно так же до начала нашей Вселенной существо вала другая Вселенная. . Итак, следует полагать, что не только существу­ют одновременно многие миры, но и до начала нашей Вселенной суще­ствовали многие вселенные, а по окончании ее будут другие миры»[136]"4. За свои смелые взгляды Орнгеи был изгнан из Александрии в Палестину, где в период гонения на христиан он был заключен в тюрьму и умер от пыток. Уже после его кончины на Константинопольском соборе он был осужден как еретик. «После учеников Оригена начала ложная вера духо­венства расти> Это затронуло и концепцию множественности мирог.

Во время формирования Христианства, в первые века нашей эры, представление об устройстве мира складывалось под воздействием гео­центрической системы мнра Птолемея, которая была в то время обще­признанной н, естественно, послужила остовом для всего здания склады вающейся христианской теологии. В течение веков она прочно укрепи лась в религиозном сознании. После коперниковской революции в астрономии перед христианской теологией встал вопрос — как согласо­вав вероучение с новыми пре, [ставлениями о мире. Фламмарнон в следу­ющих выражениях описывает возникшую проблему «Земля была преж­де окружена каким-то лучезарным венцом, но вот в одни несчастный нли, наоборот, очень счастливый день наши глаза открылись, мы с глазу на глаз оказались перед этой окруженной славою Землей, мы вгляделись в нее, и вдруг ее лучезарный венец рассеялся как дым, этот дворец зем­ного человечества потерял свое великолепие и роскошь, погрузился в какую-то непроглядную тьму, а вдали от пего в ярком свете появились в несметном множестве новые земли с новыми для каждой из них небеса­ми и заполнили собою все бесконечное пространство. С этих пор внд мира изменился, а вместе с ним должны были измениться и верования, которые до того времени казались утвержденными столь прочно и непо­колебимо» (Фл., 1898, с. 260).

Как же ответили на эют вызов теологи? Догматически мыслящие теологи, следуя букве сложившегося учения, были убеждены, что оно не можег быть согласовано с новыми научными знаниями. Ведь Творец со­здал звезды «ьовсе не для обитания их какими-нибудь другими людьми нли иными тварями, но только для освещения и оплодотворения Земли Нх светомБолее просвещенные представители христианской теоло­гии относились к новой научной картине мира вполне терпимо и даже отстаивали ее с теологических позиций. Во много раз упомянутой уже книге Фламмарнон пр-иводит слова патера Феликса, настоятеля Храма Парижской Богоматери: «Помещайте в звездном мире столько челове­ческих обществ, сколько вам угодно, пусть они имеют такой вид и такую материальную н нравстьенную температуру, какую только желательно вам вообразить; католическое учение относится к этому с такою терпи­мостью. которая вас наверное удивит, оно потребует от вас лишь одно­го— не считать этих звездных поколений человечества ни потомками Адама, ни духовным потомством Помазанника Божия Иисуса». И да­лее: «… если вы хотите непременно, чтобы планеты, солнца и звезды имели своих жителей, способных, подобно нам, познавать, любить и про — славлят ь Создателя, то я спешу заявить во всеуслышание, что христианс­кое учение не противоречит этому; оно ничего не отрицает и ничего не утверждает в этой произвольной гипотезе».

Другие христианские писатели высказывались более определенно в пользу множественности обитаемых миров. Так кардинал Полииьяк в своем «Анти-Лукреции», где он стремился развенчать материалисти­ческую философию Лукреция Кара, касаясь проблемы множественно­сти миров, высказывает мыелн, если не совпадающие полностью, то вполне в духе критикуемого им автора. «Все звезды, — пишет он, — суть солнца[137], похожие па наше, окруженные темными телами, как паша Земля, на которую они льют свет и тепло. …возможно ли предполо жить, что эти далекие от нас небесные светила имеют иное назначение, чем паше Солнце, что бесчисленные небесные огни без Всякой цели и пользы шлют тепло и свет в беспредельное пустое пространство’ Бог пе ограничивается созданием одного тела определенного рода из своей неисчерпаемой сокровищницы Он сразу высыпает во Вселенную бес­численные массы одинаковых тел. Одинаковые причины ведут к одп паковым следствиям» (Фл., 1909, с. 20-21). Еще более красноречивые доводы приводит французский философ Кузен Депро. «Неужели воз­можно предположить, — пишет оп, — что бесконечно мудрое Суще­ство украсило небесный свод такой массой различных тел только для того, чтобы удовлетворить паши взоры, чтобы создать для пас величе­ственную картину’ Неужели эти бесчисленные солнца созданы только для того, чтобы обитатели пашей кпошечпоп Земли могли любоваться ими, как светлыми точками па небе, в то время как большая часть их вообще едва видна для нас, а бесконечное число их совершенно неуло­вимо для невооруженного глаза’ Такая мысль не выдерживает никакой критики, особенно если принять во внимание, что в природе всюду царствует поразительно совершенная согласованность творения Божия с Его целями, и что во всех своих делах Бог ставит Себе целыо не ■только Свою славу, но и радость и пользу Своих создаппй. Неужели Он создал звезды, которые испускают лучи, не доносящиеся до какого — либо мира, где они могли бы вызвать жизнь? Это невозможно! И у этих миллионов солнц, как и у нашего Солнца, у каждого есть свои особые планеты, и вокруг себя в пространстве вселенной мы видим необъятное количество миров, в которых живут разнообразные существа — ми­ров, населенных разумными обитателями, способными ценить н сла­вословить величие и красоту дел Божиих» (Фл., 1909, с. 36).

Эти доводы, по существу, совпадают с аргументацией Джордано Брупо, который, отвечая на вопрос венецианской инквизиции, гово­рил «В целом мои взгляды слсдиющие. Существует бесконечная Все­ленная, созданная бесчисленным божественным могуществом, ибо я считаю недостойным благости и могущества Божества мнение, будто оно, обладая способностью создать, кроме этого мира, другой и другие бесконечные миры, создало конечный мир». (Цит. по упомянутой ста­тье Менцииа.)

Таким образом, довод о том, что звезды были созданы якобы только для нужд человека[138], сравнительно легко был преодолен христианской теологией. Но осталась еще одна, более серьезная трудность, связанная с Боговоплощением Христа на Земле. Вот как формулирует ее Фламмарн­он: «Если обитаемая нами Земля не более, как незаметный атом среди бесчисленного множества миров, то в чем же заключаются ее права и преимущества, предоставленные ей; почему она могла сделаться предме­том особого божественного попечения, почему сам Всевышний и Веч ный мог жить на ней, приняв вид одного из ее существ, почему он не погнушался этого праха (емпого и благоволил воплотиться в него?» (Фл., 1898 с. 258).

Одну точку зрения иа эту проблему выразил протестантский теолог первой половины XVI века Мслапхтон. Он считал, что принятие множе­ственности обитаемых миров было бы издевательством над таинством искупления: «Богочеловек — один, он в обличий человека пришел в наш мир, где был распят и воскрес. И мы пе можем допустить, чтобы эта драма повторялась бесгчетно< число раз во всех бесчисленных мирах» (Цит по упомянутой статье Менцина) Надо сказать, что не все бого словы были согласны с подобной ар1уменгацией. В добавлении к 30-му изданию своей книги в очерке «Множественность миров с исторической точки зрения» Фламмарнон подробно обсуждает эту проблему. Мы не будем касаться здесь всех богословских тонкостей. Приведем лишь цити русмое Фламмарионом высказывание знаменитого американского про поведннка HcnMjpca. «Предположим, — говорит он, — что один из бес численных мириадов миров поеттла какая нибудь нравственная зараза, охватившая все население, вследствие чего оно подпяло под действие, под приговор непреложного и неумолимого по своей святости закона. В таком случае, если бы Бог, в своем праведном негодовании, совершенно вышвырнул пз вселенной ату негодную планету, то по не могло бы нало­жить никакого пятна на его личность. . Но скажите мне, о! скажите мне, уже ли не было ли чертою изысканнейшей нежности в существе Бога, если бы он всячески старался вновь привлечь к себе этих габлуд — ших детей своих, отторгнутых от него их преступлением’ И как бы ин были они малочисленны при сравнении с несметным множеством верно слу;:сащих ему, не прилично ли было бы его бесконечному милосердию послать на эту виновную землю вестников мира, чтобы призвать к себе н виовь принять к себе, а не погубить этот единственный мир, сошедший с верного пути? И если правосудие потребовало д, ш этого столь великой жертвы, то скажите мне, не было ли верховным делом благости Бога позволить своему собственному Сыну взять на себя бремя искупления виновных, чтобы иметь возможность вновь смотреть на этот мир благо­склонно и протянуть рук) помоши и призыва всему его населению?» (Фл., 1898, с. 265- 266). Итак, мы видим, что и эта трудность не является для христианской теологии непреодолимой.

Идея исключительности человеческого рода, вопреки распрост­раненному мнению, вовсе не вытекает из существа Христианской Доктрины (или ьообше из религиозного мировоззрения), в извес­тной мере она нейтральна по отношению к научному или религи­озному мировоззрению. Но поскольку определенные догматы веры, связанные с этой идеей, находили опору в канонизированной Хри­стианской церковью геоцентрической системе мира, то крушение этой системы и становление гелш (центрической системы проходи­ло в острой борьбе с доктриной уникальности и потребовало ее преодоления. Вот почему торжес тво новой картины мира явилось одновременно и торжеством концепции множественности обитае­мых миров. Мученическая смертъ Джордано Бруно на костре «свя­щенной» инквизиции не могла изменить неотвратимого — в после­дующие века идея о множественности обитаемых миров быстро рас­пространилась в Европе, завоевав полное и всеобщее признание. В течение трех столетий (XVII-XIX века) она рассматривалась как со­вершенно очевидная, само собой разумеющаяся. Многие выдаю­щиеся ученые, писатели и поэты безоговорочно поддерживали эту концепцию. Идею множественности обитаемых миров пропаган­дировали Сирано де Бержерак и Б. Фонтенель, о ней писали Воль­тер, И. Геге и Ф. Шеллинг. Убежденными сторонниками этой идеи были X. Гюйгенс, И. Ньютон. М. Ломоносов, В. Гершель, И. Кант, П. Лаплас и многие другие ученые. Достаточно полный обзор по этой теме можно найти в упомяну той уже много раз книге Фламма — риона. Насколько была распространена эта идея, можно судить по тому, чти в 1822 г. немецкий астроном Груйтуйзен «открыл» лун­ный город недалеко от центра лунного диска, а известный амери­канский астроном В Пикеринг объяснял наблюдаемую изменчи­вость отдельных деталей лунной поверхности массовыми миграци­ями насекомых. Хорошо известно, какое сильное впечатление на современников произвело «открытие» марсианских каналов (Скиа­парелли, 1877).

Надо сказать, что не все ученые и философы придерживались столь категорических взглядов о повсеместной распространеннос­ти жизни во Вселснной. Например, Кант, будучи приверженцем идеи множест венности обитаемых миров, тем не менее занимал более сдержанную позицию. Он считал, что в беспредельной Вселенной могут быть и необитаемые миры, если они не приспособлены для жизни. «Но можно предполагать, — писал он, — что планеты, не­обитаемые теперь, будут обитаемы со временем, когда процесс их образования достигнет извесгной степени совершенства. Возмож­но, что наша Земля как таковая, существовала тысячи лет, прежде чем на ее поверхности выработались условия, при которых могли бы жить растения, животные, а затем и люди» (Фл., 1909, с. 36). Эта аргументация, включающая идею эволюции, близка к совре­менным научным взглядам.

Говоря о проблеме множественности обитаемых миров, нельзя не упомянуть имени Констант ина Эдуардовича Циолковского, ко­торый был убежден в широкой распространенности разумной жиз­ни во Вселенной. «Есть знания несомненные, — писал он, — хотя они и умозрительного характера… Теоретически мы уверены в бес­конечности Вселенной и числа ее планет. Неужели ни на одной из них нет жизни! Это было бы уже не чудом, а чудищем’ Итак, засе­ленная Вселенная есть абсолютная истина»[139]. «Вселенная и жизнь одно и то же»[140]. «Вселенная заполнена высшей сознательной и со­вершенной жизнью»[141]. «Во Вселснной господствовал, господству­ет и будет господствовать разум и высшие общественные организа­ции»[142]. «Величайший разум господствует в Космосе…»[143].

Справедливости ради надо отметить, что, несмотря на явную приверженность многих крупных ученых идее множественности обитаемых миров, в целом наука все же сохраняла некоторый скеп­тицизм по отношению к этой проблеме, который усиливался по мере распространения позитивистских вз1 лядов. Он затрагивал не только содержание проблемы (много или мало обитаемых миров), но и саму возможность ее научного обсуждения как проблемы ме­тафизической, выходящей за пределы позитивной науки. В этом отношении характерен эпизод из биот рафии К. Фламмариона. Ког­да молодой Фламмарнон написал свою знаменит} ю книгу «О мно­жественности обитаемых миров» (в то время он работал на Париж­ской обсерватории), директор обсерватории У. Леверье, прославив­шийся тем, что открыл планету Нептун «на кончике пера», узнав об этом, предложил молодому астроному покинут ь обсерваторию Он считал, что подобное занятие несовместимо со статусом серьезного ученого.

В начале XX века уверенность в множественности обитаемых ми­ров была поколеблена из-за распространения космогонической те­ории Д. Джинса, согласно которой образование планетной сисге мы — редчайшее событие в истории Галактики. Современные кос­могонические теории, рассматривающие образование планет в едином процессе с образованием звезд (что позволяет им оперет ься на бон а — тый наблюдательный материал), приводят к противоположному вы­воду: о закономерное™ и гииичносги процесса происхождения пла­нет. А в последние годы XX века планеты были обнаружены у не­скольких десятков звезд. И число их быстро растет. Однако это нй означает автоматического возвращения к представлениям прошлых веков, когда господствовала уверенность в повсеместной распростра­ненности жизни. Исходя из данных об условиях существования вод­но-углеводной (белково — нуклсиловой) формы жизни, современная наука пришла к выводу, что Земля — единственная обитаемая плане­та в Солнечной системе. Таким образом, область пространства, где теперь еще можно надет гься встретить «братьев по разуму», отсту пила в звездные дали. Среди ученых ведутся дискуссии о том, на­сколько распространена жизнь в Галактике, во Вселенной. Теперь уже в рамках самой науки формулируется концепция уникальности нашей земной цивилизации (М. Харт, И. Шкловский). Вековое про тивоборсгво двух доктрин — уникальности человеческого рода и множественности обитаемых миров — перестало Hj рать роль водо­раздела между научным и религиозным мировоззрением. Это весь­ма поучительный пример, как, не шля и ошибаясь, человеческое по­знание приближается к истине.

Известный английский астроном XIX века Джон Гершель (сын знаменитого В. Гершеля) писал: «Надо почти совсем не знать аст­рономии, чтобы полагать, что человек представляет собой един­ственную конечную цель творчества, и чтобы не понять, что в дан­ной окружающей нас Вселенной есть и друг ие миры с живыми на селяющими их существами» (Фл., 1909, с. 38). Таким образом, по мнению Дж. Гершеля, лишь незнание астрономической картины мира может привести нас к мысли об уникальности нашей земной цивилизации. Достаточно уяснить себе эту картину, и мысль о мно­жественности обитаемых миров становится совершенно очевидной, не нуждающейся в дальнейших доказательствах, в виду явной бес­смысленности создания столь огромного и сложного мира, в кото­ром жизненные потенции реализуются лишь на его ничтожной ча­сти. С тех нор прошло более ста лет, наши знания о Вселенной неизмеримо обогатились, границы познанпого мира существенно расширились. Достаточно напомнить, что во времена Дж. Гершеля наблюдаемая область Вселенной ограничивалась только нашей Га­лактикой, о других МММ* ничего не было известно. С развити­ем астрономии аргументация в пользу множественности обитаемых миров приобрела более конкретный характер, опираясь на совре­менную научно обоснованную астрономическую картину мира. Тем пе менее п в паше время, вопреки Гершелю, можно найти немало астрономов, которые прекрасно знают астрономию, но никак не могут согласиться с его аргументацией. Значит, дело не только в при знании современной ас/рономическон картины мира, но и в некото­рых гносеологических особенностях человеческого мышления

Думается, что наука XX ве:са, где-то в глубинах своей памяти, в своем научном «подсознании» сохранила представление древних о множественности обитаемых миров, но она подошла к исследова­нию проблемы по-своему, опираясь на свой опыт и свои методы исследования.

Обитаемость небесных тел до сего дня остается под сомнением Даже лучшие астрономы не ре­шаются высказаться по этому вопросу. Причина, главным образом, лежит в самомнении человека.

«АУМ»[127],137

Почему Космос ограничивать одною Землю и ду мать, что Космос дал одно убежище человеку’

«Беспредельность», о2

Теперь, когда мы познакомились со строением Вселенной и осоз нагш место, которое занимает человек в этом огромном мире, есте­ственно, возникает вопрос, — существуют ли другие разумные су­щества во Вселенной? Мы видели, что Земля — одна из планет, об­ращающихся вокруг Солнца. Помимо планет, в состав Солнечной системы входт множество малых тел — астероидов и комет. Серд­цем всей этой системы является Солнце. Но Солнце — лишь одна из звезд, мириады которых усеивают небесный свод. Мир звезд чрез­вычайно разнообразен. Звезды отличаются по размерам, массе, све­тимости и другим параметрам. Тем не менее, природа всех звезд одна. (Мир сложен, но един в многообразии.) Звезды — это те же солнца, и около них мсгут быть свои планеты с населяющими их разумными существами. Наше Солнце вместе с другими звездами входит в гигантск)Ю звездную систему — Галакт ику, насчитываю­щую более ста миллиардов звезд. А в пределах наблюдаемой нами области Вселенной содержится более десяти миллиардов подобных звездных систем — галактик.

Если представить себе Солнечную систему как многоквартирный Дом, в котором мы живем, то Земля будет одной из квартир этого Дома. Галактика уподобится невероятно громадному Звездному Городу, содержащему 100 миллиардов таких домов. А вся наблюд?

3?0

Даемая область Вселенной, вся Метагалактика будет подобна гигант­скому Звездному Острову, на котором находятся десятки миллиар­дов таких звездных городов. Человечество подобно младенцу, вел нающему в жизнь. Мы уже освоились в своей квартире — на своей планете Земле и начинаем делать первые робкие шаги за ее преде­лы, к другим планетам Солнечной системы А весь <шромный Звез­дный Остров’ Мы можем любоваться им из окна своей квартиры (оптическое окно прозрачности земной атмосферы), но этот мир остается пока недоступным для нас. Недоступным — в смысле пря­мого посещения. Однако мы можем изучай, его с помощью своих телескопов. Наблюдая этот Гигантский Мир, мы задаем себе воп­рос — может ли быть так, что весь Город мертв, весь Остров мертв, и лишь в одном из городов этого Острова, в одном из домов этого Города, в одной из квартир этого Дома живем мы — люди Земли, а вся остальная Вселенная остается безжизненной’ Может ли быть гак, что крошечная песчинка Вселенной, на которой мы обитаем, служи г единственным пристанищем разумной жизни5 Подобные же вопросы задавали себе люди много веков назад, хотя их представле­ния о Вселенной отличались от наших. Познакомимся, как изменя­лись взгляды на этот вопрос в течение столетий.

Попытка понять, каким обраюм во Вселенной реализовался комп­лекс необходимых условий, привела к постановке вопроса: «не за­мешан ли человек в проектировании Вселенной более радикальным образом, чем мы думали до сих пор?’80 В какой мере правомерна подобная постановка вопроса?

Прежде всего необходимо отметить, что понятие «проектирова­ние Вселенной», при определенных условиях, вполне допустимо в

,|"1 Уилер Дж. Выступление в дискуссии на Кра.;овском симпозиуме по космоло — Ihh, 1973/Космолог™. Теория и наблюдениI —М Мир, 1978 С. 368.

11—4147 рамках научного подхода. Речь идет о том, что жизнь и разум, буду­чи важными атрибутами материи, могут быть существенным и при­том не только пассивным, но и активным фактором эволюции кос­моса. В концепции биосферы В И. Вернадского это выражаегся в планетарных масштабах. Но уже здесь намечается переход к следую­щей ступени, ибо, согласно Вернадскому, человечество рассматри­вался не только как геолог ический, но и как космический фактор. Подтверждение этих взглядов можно видеть в изменении глобаль­ных характеристик Земли (например, по уровню радиоизлучения; и в первых попытках освоения Солнечной системы. К. Э. Пиол ковский развил концепцию ноосферы до Вселенских масштабов. Он считал, чго высокоразвитые внеземные цивилизации, освоив­шие наблюдаемую нами область Вселенной, в широких масштабах воздействуют на ход природных процессов. По выражению Е. Т. Фадцеева, они «могут сознательно и по-новому организовы­вать материю, регулировать ход естественных событий»[121]. Сход­ных взыядов придерживался и известный американский астроном О. Струве, под руководством которого были проведены первые эк сперименты по проекту «Озма». В своей увлекательной книге «Мы не одни» У. Салливан, излагая взгляды О. Струве, пишет, что, по его мнению, наука в середине XX века достигла уже такого уровня в изучении Вселенной, когда, «наряду с классическими законами фи­зики, необходимо принимать во внимание деятельность разумных существ»[122]. Н. С. Кардашев в связи с проблемой поиска внеземных цивилизаций высказал мысль, что расширение наблюдаемой облас­ти Вселенной может быть «результатом сознательной деятельности суперцивилизаций»[123]. А И. Д. Новиков в цитированной выше книге «Как взорвалась Вселенная» серьезно обсуждает вопрос о создании Вселенной…в лаборатории (см. также: Сажин М. Ь Современная космология, гл. 17 «Не хотите ли создал. Вселенную5»). В совре менных моделях космических цивилизаций рассматриваются раз­личные варианты космокреатики, под которой подразумевается де­ятельность внеземного разума, направленная на «фундаментальную перестройку структуры материального мира, включая, быть может, изменение его пространственно-временных свойств и некоторых основных законов»’84. Мы подробно обсудим эти проблемы в гл. V. Отметим, что Л. В. Лесковым рассмотрены модели эволюции кос­мических цивилизаций, основанные на интеграционных процессах и приводящие к объединению цивилизаций, к образованию Мета — цивилизаций, а также еще более высоких иерархических структур185. Творческие возможности таких Иерархий безграничны.

Таким образом, понятие «конструирование» Вселенной нриоб ретае г вполне содержательный емьгел, если под Конструктором понимать не Личность, стоящую над Вселенной, а Коллективный Разум высокоразвитых Космических Иерархий (Космический Ра­зум). Другой подход состоит в том, что под Конструктором нодра зумевасгся сама Природа186.

Рассмотрим ансамбль логически возможных миров. При реали­зации миров этого ансамбля вьгбор исходного комплекса (началь­ные условия, фундаментальные константы, физические законы) может производиться случайно или целенаправленно. Если роль Конструктора выполняет Космический Разум, случайный выбор маловероятен. Если роль Конструктора выполняет Природа, воз­можен либо случайный выбор, лнбо целенаправленный. Под целе­направленностью в данном случае можно понимать детерминиро­ванность выбора самыми общимгг законами эволюции.

Как отмечает в этой связи М. В Сажин, при случайном вьгборе константы физических взаимодействий должны не слишком отли­чаться друг от друга. Но это не так в нашей Вселснной! Означает ли это, что наш Мир создан искусственно. Ьсли это так, если «наш мир — игра неизвестного нам интеллекта, следует отметить, что он не сделал слишком много ошибок…» (Сажин М В. Современная космология в популярном изложении. — М,, 2002. С. 224.)

Ш Лесков Л. В Космические цивилизации: проблемы эволюции.— М Знание, 1985. 64 с.; см I 39 Там «е. С. 42—47

"Ч Правда, в >том случае легко прийти к известной мысли Спинозы, что Природа и есть Бог. Современные представления о самоорганизации позволяют по-новому пе­реосмысли. ъ эту проблему. В статье, посвященной «Самоорганизующейся Вселенной» 3. Янга, В И. Аршннов приходит к следующему выводу «И вот тог: осмысление человека в «самоорганизующейся Вселснной 1 порождает совершенно новый взгляд на мир, который тпорит сам себя. Этот взгляд предполагает, что идея божественности яв..яется ие чем-то внешним миру, ио е необходимостью включена в тотальность само­организующейся дннамикп Вселенной на всс« уровнях и во всех измерениях Но в таком случае бог — это уже не творец в традиционном смысле, но разум Вселенной». (Аршинов В. И. «Самоорпинзующаяся Вселенная» Э. Лига и глобальный эволюцио­низм / О современном сгатусе идеи глобально! о,-»волюцнонизма. — М Ий — г филосо­фии Н СССР, 1986. С. 91-104; см. с. 104).

Чрезвычайно тонкая настройка Вселенной к условиям, необхо димым для жизни, позволяет рассматривать ее как систему, анало­гичную системе «Гея». Такая система, как уже отмечалось, ведет себя подобно живому организму, и эволюция ее напоминает развитие организма из зародыша («генная модель» эволюции). Это неизбежно приводит к представлению о «Мировом Яйце», из которого «вылу­пилась» Вселенная (представление, присутствующее в мифологии многих народов). Роль Яйца может играгь сингулярность или со­стояние ей предшествующее. В. В. Рубцов и А. Д. Урсул в Mohoi ра­фии, посвященной методологическим аспектам проблемы внезем­ных цивилизаций, совершенно правомерно, на наш взгляд, ставят вопрос о том, было ли в объекте, из которого образовалась Вселен­ная («сингулярность», «первоатом», «сверхплотное состояние» ит. д.), заложена «программа» ее закономерного развития, разво­рачивания в пространстве и времени, или же мир является результа­том случайного взаимодействия осколков, разлегевшихся после «пер — вовзрыва»? В связи с этим они отмечают, что представление о «пер — воатоме» как об однородной сверхплотной «капле» скорее основано на традиции физикализма, чем на знании его подлинной природы и структуры’87. В настоящее время физика делает первые шаги в по­пытке проникнуть в сложную природу сингулярности. Сюда отно­сятся и идеи Дж. Уилера о предгеометрическом состоянии Вселен ной, и более поздние представления о возникновении раздуваю щейся Вселенной из вакуумной пены. В рамках этих идей и моделей предполагается, что отбор исходного комплекса (начальных усло­вий, констант и законов) происходит случайно. Если даже это, дей ствительно, так, можно думать, что после того, как отбор совер­шился, дальнейшая эволюция Вселенной разворачивается по избран­ной прот рамме, как рост могучего дерева происходит по прог рамме, заложенной в семени, из которого оно развивается.

3.5.4. Является лн антропньтй принцип ангропоценгриче хим? Каково соотношение между современным космологическим антроп — ным принципом и антропоцентрическим принципом, идущим от Аристотеля? Сходство в наименовании и некоторые неудачные фор­мулировки АП привели к тому, что в ряде случаев между ангроп ным и антропоцентрическим принципом ставился, по существу, знак

1R7 Рубцов В. В., Урсул А. Д. Проблема внеземных цивилизаций, философско — ме. одологичсские аспекты. — Кишинев Штиинца, 1984.263 с. ,см с. 88.

Равенства. Это явилось одной из причин цовольно острой полеми­ки, которая возникла вокруг АП18К. Между тем, содержание этих принципов совершенно различно.

Антропоцентрический принцип, связанный с геоцентрически­ми системами мира, декларирует центральное или, во всяком слу­чае, уникальное, привилегированное положение человека во Все­ленной. Антропный принцип не требует и не утверждает исключи­тельности человеческого рода. Для того чтобы АП «работал», важно не наличие человека на Земле, а наличие наблюдателя на любой планете в нашей Вселенной Для существования наблюдателя в га­лактике М 31 необходимы те же условия (поскольку мы договори лись не рассматривать «экзотические» формы жизни), те же 01 ра — ничения на фундаментальные параметры Вселенной; и он тоже не может существовать, если эти условия не выполняются. В этом смысле было бы более точным говорить не об антропном принципе, а о «принципе разумного наблюдателя». Но такое название более гро моз, 1ко. В конце концов, суть не в названии, а в адекватном понима­нии термина. Нас ведь не смущает термин «атом», хотя он уже давно перест ал считаться неделимым.

Предсказательная и объяснительная функции антропного прин­ципа связаны с любым наблюдателем во Вселенной и, по-моему, это самый главный аргумент против интерпретации АП в духе ан­тропоцентризма. Что же является основанием для подобной ин­терпретации? Иногда в качестве основания рассматривается пора­зительная взаимосогласованность фундаментальных констант и ас­трономических свойств Вселенной, очень тонкая подстройка Вселенной для жизни. Между тем, антропный принцип вовсе не декларирует эти качества, они объективно присущи миру; АП толь ко помогает вскрыть обиективную реальность. Другим основанием послужили некорректные формулировки АП типа: «если бы не было людей, не было бы и Вселенной» или: «Вселенная создана ради человека» и т. д. Антропный принцип, конечно, ничего об­щего с подобными формулировками не имеет. Они возникли в результате ряда неточностей1"9.

Иногда исключительное положение человека в ансамбле вселен­ных пытаются усмотреть в том, что мы живем в такой «уникальной» Вселенной, где реализовался комплекс условий, сделавший возмож­ным наше существование. Здесь акцент смещается с вопроса о цент­ральном (привилегированном) положении человека во Вселенной на уникальность самой нашей Вселенной. В связи с этим прежде всего, можно отмети ть, что уникальность нашей Вселенной относи­тельна. До сих пор мы всячески избегали упоминания о неант ропо­морфных формах жизни и разума, поскольку интересовались мес том человека во Вселенной Но коль скоро речь зашла об у пикали ности человека в ансамбле вселенных, такое ограничение становится неоправданным. Ведь в друт их вселенных могут существовать совер­шенно «экзотические», с пашей точки зрения, формы жизни и ра­зума. И для каждого «наблюдателя» в такой вселенной будет дей­ствовать свой АП. Поэтому сам по себе АП вовсе не ведет к какой то привилегированности человека в ансамбле вселенных. Можно полагать, что в разных вселенных существуют свои формы жизни и разума, и ни одна из них не является более привили ированной, чем другие. Но если даже ограничиться рассмотрением только из­вестных нам форм жизни, то и в этом случае нет оснований гово­рить об исключительности нашей Вселенной (и тем более об ис­ключительности человека). То обстоятельство, что в ансамбле ми ров наша Вселенная принадлежит, может быть, к редкому классу обитаемых вселенных (познаваемому подмножеству), делает ее, в известном смысле, уникальной, но не более, чем уникальна планета с подходящими для возникновения жизни условиями среди множе­ства других планет. Хотя это нова не означает, что мкая планета по своему значению занимает центральное положение во Вселенной Нелепо требовать, чтобы положение человека ника" не выделялось ни в пространстве, ни во времени Это было бы доведением прин­ципа Коперника[124]До абсурда. Именно это подчеркивал один из авторов аптропного принципа Ь. Картер, когда он отмечал, что наше положение во Вселенной, хотя и не является центральным, но, в известном смысле, оно неизбежно привилегированное.

Остается рассмотреть, не ведет ли введение понят ия «коиструи рование Вселенной» к антропоцентризму Это зависит от планов Конструктора (под которым мы подразумеваем Космический Ра­зум), от его намерений. Если Он создает Вселенную только ради человека, если выбор начальных условий, фундаментальных кон­стант и законов был сделан только ради того, чтобы в грандиоз­ном процессе эволюции Вселснной на одной из множества планет появился, наконец, Homo sapience, — гогда молено говорить об ан­тропоцентризме. Но ыкая точка зрения была высмеяна еще Воль­тером в «Микроме! асе». Если же человек занимает более скромное место в планах Конструктора, то и оснований для антропоцентриз­ма не т. Неизвестные нам планы "Конструктора потребовали реали­зации определенных условий во Вселенной. Как одно из следствий этого, стало возможным существование человека на Земле (наряду с появлением дру1 их разумных существ в других областях Вселенной). В этом случае человек — не цель эволюции, а ее промежуточный этап.

Заметим, что если под Конструктором понимать Творца в тра­диционном религиозном духе, то и в этом случае место человека во Вселенной будет зависеть от целей, от воли Творца. Таким обра­зом, введение Конструктора в любой его ипостаси (Природа, Кос мический Разум, Творец), само по себе, не имеет никакого отноше­ния к антропоцентризму и не дает оснований интерпретировать антропный принцип как антропоцентрический

Отрицание антропоцентризма вовсе не означает отрицание глу­бочайшей связи человека и Вселенной. Характер ее нуждается в даль­нейшем осмыслении В этом плане антропный принцип имеет oi ромную эвристическую ценность. Следует oi мстить также эстет и ческую роль антропного принципа Эта проблема подробно исследовалась Ю. В. Линником. Линпик видит эстетическую роль АП в том, что он «утверждает гармонию космоса и человека. Древ­няя идея о связи между человеком и миром получает здесь каче­ственно новое осмысление»[125]. В древних философиях человек мик рокосм и Вселенная-макрокосм были связаны одной мерой, взаим­но отражали друг друга. Развитие астрономии привело к тому, что эта соотнесенность оказалась утраченной. «Мир перестач быть изо­морфным человеку»[126] Вселенная стада для него лишь безразлич­ным пассивным фоиом. Современный антоопный принцип на но­вом уровне возвращает нас к древней идее о соотнесенности челове­ка и Вселенной, человека и Космоса

Почему же все проявляется в той, а не в другой форме, почему существуют тс, а не другие чаконы природы? Ведь возможны и дру1ис…

К. Э. Циолковский

3.5.1. СЬановлс ние антропиого принципа. Антпопный прин­цип (АП) устанавливает соотношение между фундаментальными свойствами Вселенной в целом и существованием в ней жизни и че­ловека, или в более общей трактовке — между существованием на­блюдателя и наблюдаемыми свойствами Вселенной. Уже на первом этане формирования АП (Г. М. Идлис, А. Л. Зельманов, 1950- 1960-е годы) были сформулированы дв’: главные отг осящисся к Нему идеи:

1) основные черты наблюдаемой Вселенной являются необхо димыми для возникновения и развития жизни и 2) это обт-ясняется тем, что мы наблюдаем не произвольную область Вселенной, а ту, в которой существует познающий эту Вселенную субьекг (наблюда­тель) и в которой реализовались необходимые для его существова­ния условия. Или: мы являемся свидетелями наблюдаемых свойств Вселенной, потому что при других ее свойствах развитие Вселен­ной протекало бы без свидетелей (А Л. Зельманов). В 1973 г. Б. Картер сформулировал это положение в виде следующего прин­ципа, который ои назвал антрополо1 ическиг1-

«…то, что мы можем наблюдать, должно быть ограничено усло­виями, необходимыми для нашего существования»’77.

Следует подчеркнуть, что антропный принцип был выдвинут вне всякой связи с проблемой существования разумной жизни или исследованием места человека во Вселенной. Космологов и физи­ков теоретиков интересовали совсем другие проблемы: почему мир устроен так, а не иначе? Почему Вселенная такова, как мы ее на­блюдаем? Пока космология делала первые шаг и, задавать такие воп­росы было не принято, считалось, что это относится к области метафизики Космологию интересовал вопрос, как устроен мир. Что же касается того, почему он устроен гак, а не иначе — этот вопрос выходил за пределы космологии Если же иа него прихо­дилось все таки отвечать, то ссылались на действия законов при­роды. Объяснение в таком случае сводилось к следующему. Суще­ствуют определенные объективные законы природы, в том числе физические законы, известные нам из опыта. Решая уравнения, описывающие эти законы, и подставляя значения фундаменталь­ных констант (известные также из опыта), мы получаем космоло­гические модели развития Вселенной в целом, теории образова­ния и эволюции галактик, звезд и т. д., т. е. теории, описывающие

Картер Б Совпадения больших чисел и Антропологический принцип R космо — л01 ии (доклад па Краковском симпозиуме по космологии, 1973) / Космология Тео­рия и наблюдения. — М.: Мир, 1978. С. 369- 380, см. с 370. В дальнейшем за эгам принципом у твердилось пагшанне «антронимй».

Наблюдаемые свойства Вселенной. Значит, эти свойства и объяс­няются действием законов природы. В течение определенного времени, на определенном уровне развития космологии, такое объяснение считалось удов тетворительным. (Хотя наиболее про­ницательные мыслители, такие как К. Э. Циолковский и А. Эйн­штейн, не удовлетворялись подобным объяснением и стремились к более глубокому постижению «Причины Мира».) На следую­щем уровне развития космологии с неизбежностью возникчи воп­росы: почему имеют месть именно такие законы природы, и по­чему физические константы имеют такие, а не какне-то иные зна­чения? Попытка отвешть на эти вопросы и привела к формулировке апгропного принципа[119]

3.5.2. Ансамбль миров. Что объясняет и чего не объясняет ан — гропный принцип. Используя антронный принцип, мы можем те­оретически (до наблюдения) предсказать, какими свойствами дол­жна обладать обитаемая Вселенная. Например, какова должна быть средняя плотность во Вселенной, ее масса (в случае закрытой моде­ли), какова должна быть размерность пространства и числовые зна­чения фундаментальных констант. Однако задача, как мы помним, состояла в тан, чтобы попять, почему Вселенная обладает наблю­даемыми свойствами. Попытка перейти от предсказания к объясне­нию привела к развитию концепции ансамбля вселенных.

Ансамбль вселенных характеризуется всеми мыслимыми комби­нациями начальных и граничных условий, всеми мыслимыми ком­бинациями фундаментальных констант. В каждой вселенной этого ансамбля реализуется определенный набор параметров. Существо — ванне наблюдателя возможно не при всех, а только при некоторых комбинациях параметров, которые определяют совокупность не­обходимых и достаточных условий для жизни. Эти параметры вы­деляют в ансамбле миров «познаваемое» подмножество. Можно назвать его также подмножеством обитаемых вселенных, а каждую вселенную этого подмножества — обитаемой Очевидно, наша Все­ленная прингылежит к этому подмножеству.

Ансамбль вселенных может бьпъ мыслимым («логически возмож­ные миры» Г. Лейбница[120]) или реально существующим При этом миры могут реализоваться последовательно (как в модели пульсиру­ющей Вселенной) или существовать параллельно. Согласно современ­ной квантовой космологии (см. п. 2.2.3), вследствие квантовых флук туаций вакуума, из вакуумной пены рождается множество миров-все- ленных. И наша Вселенная лишь одна из них. При рождении этих вселенных, вероятно, происходят флукгуации всех физических пара­метров, включая размерность физического пространства и значения фундаментальных констант. Возникают вселенные с самыми различ­ными свойствами. Некоторые из них оказываются пригодными для жизни, они и относятся к подмножеству обитаемых вселенных. В других вселенных какие то из параметров выходят за доп) стимые пределы, эти вселенные остаются безжизненными. В принципе, это аналогично проблеме обитаемых планет в Солнечной системе. Те планеты, которые попадают в пределы экосферы, при нашчии дру­гих благоприя тных обстоятельств, могут стать обитаемыми. Плане­ты, находящиеся за пределами экосфегы, остаются безжизненными. (Напомним еще раз, что здесь мы рассматриваем только ту форму водно-углеродной жизни, к которой принадлежим сами. Возможно в других вселенных, где нет ни звезд, ни планет, ни атомов, ни, вооб­ще, известных нам форм материи — сущсс гвугст какие то свои «экзо­тические», с нашей точки зрения, виды жизни. Но мы ими пока ин­тересоваться не будем). Итак, предположение об ансамбле вселенных позволяет объяснить, почему мы наблюдаем то или иное свойство Вселенной. Если оно относится к числу необходимых для жизни (а мы видели, что важнейшие свойства Вселенной являются таковыми-), то объяснение сводится к весьма тривиальному рассуждению: рас­сматриваемое свойство относится к числу типичных свойств обитае­мых вселенных (раз оно необходимо для жизни); наша Вселенная — обитаема, следовательно, ей также присуще это свойство.

Сложнее обстоит дело, когда мы пытаемся понят ь, почему реали­зовался наш мир с набором наблю (аемых параметров (размернос­тью, константами и т. д.). Поясним это на примере. Как известно, для жизнедея тельности человека необходим кислород. Предположим, жители Тау Кита получили пластинку, установленную на космичес­ком корабле «Пионер-10>’. Тогда они могли бьг с полным основани­ем предсказать, что в атмосфере Земли должен наблюдаться кисло­род. Предположим теперь, что они ранее наблюдали кислород в зем­ной атмосфере. Теперь они могут объяснить этот факт тем, что Зем­ля относится к числу обитаемых планет, в атмосфере которых при­сутствует кислород. В данном случае объяснение сводится к тому, что кислород наблюдается (в атмосфепс Земли) потому, что он в ней Присутствует. Но если бы перед тау-китянами был поставлен воп­рос: почему в земной атмосфере присутствует кислород, они не мог­ли бы ограничиться ссылкой на то, что земля обитаемая планета, им следовало бы найти истинную причину наличия кислорода в атмос­фере, которая связана не с сущесп воьанием человека на Земле, а с жизнедеятельностью зеленых растений, которые обогащают агмос — фepv кислородом. Так же и в отношении Вселенной. Привлекая ан­самбль миров-вселенных, мы можем объяснить, почему во Вселен­ной наблюдаются те или иные свойства, но не можем объяснить, по­чему в ней реализовались условия, сделавшие ее обитаемой, если не считать это чисто случайным событием. Таким образом, полного ответа на вопрос «почему Вселенная такова…» атропный принцип (даже с привлечением ансамбля вселенных) не дает.

Иногда антропный принцип формулируют в таком виде: фундамен­тальные свойства Вселенной определяются фактом существования чело­века (наблюдателя). В таком виде формулировку АП нельзя признать пол­ностью корректной, ибо здесь причина и следствие поменялись местами. В действительности, не Вселенная такова, потому что в ней существует че­ловек, а человек существует во Вселенной потому, что в ней реализова­лись именно те условия из множества возможных, которые оказались до­пустимыми для существования жизни (и человека). Но раз уж это про­изошло, и мы существуем, то наблюдаемые свойстза Вселенной не могут быть иными, чем те, которые требуются для того, чтобы жизнь в ней стала возможной. Разумеется, можно по следствию судить о причине. Но при этом не надо выдавать следствие за причину.

Что меня действительно глубоко интсресуе., так это — мог лн Бог создать мир иным?

А Эйнштейн

Природа материального мира, его важнейшие свойства в значитель­ной мере определяются фундаментальными физическими посто­янными. К ним прежде всего относятся: массы важнейших элемен­тарных частиц протона, нейтрона и электрона: т„, те, заряд электрона е и фундаментальные физические консганты: постоян­ная тяготения G, постоянная Планка H (или H = H/2N), скорость света с, постоянная слабого взаимодействия Gw. Значения этих кон­стант зависят от выбранной системы единиц измерения. Наряду с ними используются безразмерные константы четырех физических взаимодействий:

Гравитационного

Слабого

Электромагнитного

Сильного

Значения констант получены из эксперимента. Но почему они именно такие?

В романе «Черное облако» известный английский астрофизик Ф. Хойп описал сообщество высокоразвитых Космических Разумов, которые познали все законы природы. Единственная проблема, которую им остается решить — кто задает фундаментальные посто­янные? Но как только кто-либо из членов сообщества приближает­ся к разгадке этой тайны — он бесследно исчезает. Современные
космологи также отважились взяться за эту проблему. Прежде всего им необходимо было ответить, почему константы имеют те самые значения, которые известны нам из опыта. Подход, который ис­пользовался при решении этой проблемы, вполне соответствовал обычной процедуре, принятой в физике: если нас интересуют зна­чения каких-то параметров, попробуем проварьировать эти значе­ния и посмотрим, как изменятся при этом условия в изучаемой си­стеме. Этот естественный и вполне разумный подход, применитель­но к фундаментальным константам, привел к совершенно неожиданным результатам.

Ну казалось бы, что может произойти, если мы немного изме­ним массу электрона? Соответственнс изменится размер атомов, а значит, и размер окружающих нас тел. Но если изменения массы электрона неьелики, то и размер тел должен измениться незначи­тельно. Во’ вроде и все! Или, что будет, если изменить значение пос тоянной тяготения G? Очевидно, для двух данных тел изменит­ся сила тяготения между ними. От величины тяготения зависит эво­люция Вселенной и эволюция отдельных небесных тел. Значит, из­менятся и эти тела, изменятся, в частности, их размеры. Но опять — таки, кажется, что если изменения постоянной тяготения будут невелики, то и свойства тел изменятся немного. Никаких глубоких качественных изменений во Вселенной при незначительной вариа­ции констант вроде бы не должно произойти. Оказалось, что по­добное заключение совершенно неверно. Незначительные вариа ции физических констант на самом деле ведут не к малым измене­ниям свойств небесных тел, а к радикальным качественным изменениям свойств Вселенной в целом. Причем эти изменения та­ковы, что они исключают возможность существования жизни во Все­ленной. Рассмотрим несколько примерев.

Начнем с «соотношения больших чисел», которое связывает констан­ты макро и микромира. Однс из соотношений такого рода связывает постоянную Хаббла Ни с атомными константами. Обратная величина постоянной Хаббла 1///,, имеет размерность времени, по порядку вели­чины она равна 1018 с. Рассмотрим комбинацию атомных констант, име­ющих ту же размерность: Ft /а^т .с2 . Подставляя значение констаит, можно убе. 1иться, что эта комбинация по порядку величины также равна 1018с. Таким образом, имеем:

(3-1)

"п О. тс1 v ‘

В этом выражении слепа стоит обратная величина постоянной Хаббла, которая характеризует свойства Вселенной в целом; справа — комбина­ция атомных констант. Конечно, это равенство приближенное, оно удов­летворяется только ио порядку величины. И все же даже такое прибли­женное совпадение, учитывая совершенно различный характер входящих в пего констант, — удивительно. Возникает вопрос: что это, чисто слу­чайное совпадение, или его можно предсказать теоретически? Оказывает­ся, для обитаемой Вселенной оно на самом деле должно иметь место.

Действительно, величина 1 /Н0 — это, так называемое, хаббловское время /„, которое определяет современный возраст Вселенной. А величина, стоящая справа в выражении (3.1), как следует из теории внутреннего стро­ения звезд, определяет время /, жизни звезды па главной последовательно­сти[117]. Значит, выражение (3.1) сводится к равенству: tH ~ ts. В обитаемой Вселенной такое соотношение с необходимостью должно выполняться. Дей­ствительно, если /н < T„ то к моменту Tu (современный возраст Вселенной) в недрах звезд не успеют образоваться тяжелые элементы, необходимые для жизни. Если же /н > F то к этому моменту все ядерное горючее уже выго­рит, ядерные реакции в недрах звезд прекратятся, и они перестанут постав — ляп, энергию, необходимую для жизни. Следовательно, условие — г5, а значит, и соотаошение (3.1) является необходимым для жизни.

Итак, это соотношение (как и выше рассмотренное соотношение р = рк|,) связано с современным возрастом Вселенной. Оно накладывает опреде­ленное ограничение на положение человека (наблюдателя) во временной шкале: человек, познающий Вселенную, можег появиться лишь тогда, ког­да созревают необходимые условия, и он существует во Вселенной до тех пор, пока условия в ней допускают его существование. Если изменить зна­чения атомных констант, соотношение (3.1) выполняться не будет и суще­ствование человека в современный момент станет невозможным.

Значения фундаментальных констант накладывает ограничение не только на положение человека во временной шкале, но и на свойства самой Вселенной.

Рассмотрим постоянную тяготения. Если изменить ее значение, это приведет к изменению внутреннего строения звезд. В § 2.1 мы видели, что значительные по толщине слои Солнца, расположенные непосред­ственно иод его поверхностью, охвачены конвективным перемешивани­ем. Подобные конвективные зоны имеются и у других звезд главной по­следовательности с массой близкой к массе Солнца. Более массивные звезды не имеют конвективной зоны. Согласно существующим гипоте­зам образования звезд и планетных систем, последние возникают только у звезд, имеющих конвективную зону. Если несколько увеличить посто­янную тяготения, то тогда все звезды главной последовательности пред­ставляли бы собой горячие голубые гиганты, не имеющие конвективной зоны, и следовательно, у них не могли бы возникнуть планетные систе­мы. Более сильное гравитационное взаимодействие несовместимо с су­ществованием планет, а значит, и с существованием человека. Надо при­знать, что этот вывод основан на некоторых гипотезах, справедливость которых может быть подвергнута сомнению.

Более определенное заключение вытекает из рассмотрения константы сильного взаимодействия. Если бы она была меньше наблюдаемого значе­ния, то ядерные силы оказались бы недостаточными для того, чтобы удер­жать нуклоны в составе атомного ядра. В таком мире ие могли бы суще­ствовать никакие химические элементы, кроме водорода В нем отсут­ствовала бы химическая форма движения материи и не могла бы существовать жизнь известного нам типа.

Обратимся теперь к массам элементарных частиц. Масса электрона, выраженная в энергетических единицах, составляет 0,5 МэВ Масса про­тона и нейтрона порядка 103 М.~В. При этом масса нейтрона па 1,3 МэВ больше массы протона. Эта разница масс Am на 0,8 М.»В превышает мас­су электрона или. иными словами, сумма масс покоя электрона и про­тона на 0,8 М >В меньше массы нейтрона Это очень важное обс тоятель­ство, оно объясняет, почему электрон в атоме водорода пе вступает во взаимодействие с протоном, образуя нейтрон р + ё —> л + V. Для подобной реакции не хватает энергии Ведь необходимо, чтобы суммарная Nicpi ия протона и электрона равнялась суммарной энергии образующихся пейтро на и нейтрино. На ускоритетях, ко*да )лектроп и протон сталкиваются с большими скоростями, эта реакция протекает весьма эффективно. Но в обычных условиях, в атоме во’юрода, поскольку суммарная масса покоя протона и электрона меньше массы нейтрона (не говоря уже об энергии вмделяющс) ося нейтрино), эта реакция идти ие может. Если бы масса электрона была, например, втрое больше, составляя 1,5 МэВ, то реакция могла бь1 идти В этом случае атом водорода пе мог бы существо! ать, он разрушился бы примерно через 30 часов после образования То же самое будет иметь место, если, не меняя массу электрона, изменить массу прото­на или пей фона так, чтобы рамость их — мае.. Am уменьшилась на 0,8 M.JB. Поскольку масса протона и иейхрона порядка 103 Мэ!$, то достаточно ничтожного изменения масс этих частиц, па величину — 0,1 %, для того чтобы реакция стала возможной. Таким обра юм, если изменение посто­янной сильного взаимодействия, как мы видели выше, приводит к тому, что во Вселенной не могут существовать никакие химические элементы, кроме водорода, то при незначительных изменениях массы протопа и ней фона во Вселенной не может существовать и водород А следовательно, и все остальные химические элементы, ибо все они обра |уюгся из водород? Конечно, в такой Вселенной пе могла бы существовать и жизнь.

Итак, /ця существования атома водорода необходимо выполнение ус­ловия Am > п. Если бы нам пришлось конструировать Вселенную, мы должны были бы считаться с этим условием Казалось бы, удовлетворить ему не очень сложно — надо выбрать массу протона и нейтрона так, чтобы их разность (Ai#I=« — тр) была больше массы электрона п*г. Но, с крутой стороны, нельзя допустить, чгобы величина Am была слишком большой, ибо в этом случае мы столкнемся с проблемой дейтерия

Ядро дейтерия (тяжелого водорода) состоит из протопа и нейтрона, которые удерживаются ядерными силами. Энергия связи частиц в ядре дейтерия составляет есп=2,2 МэВ. Ядерные силы препятствуют распаду нейтрона и делают ядро дейтерия стабильным. В свободном состоянии нейтрон легко распадается на протон и электрон с испусканием анти­нейтрино: Ri—)P+E +v. Разность масс нейтрона и протона идет на образо­вание электрона, а оставшаяся масса превращается в энергию Е движе­ния образующихся частиц: Е = Am — те = 0,8 МэВ. Поскольку внутри ядра дейтерия энергия связи превышает энергию движения образующих­ся частиц, то нейтрон не может расласться, и ядро останется стабиль­ным Условие стабильности ядра:

Ecn > Е — ДТ — те, или Am < Ecn + тс.

Если это условие нарушается, то дейтерий не может существовать. Су­щественно ли это для жизни? Хотя дейтерий — очень редкий элемент, его полное отсутствие имело бы катастрофические последствия для Вселен­ной Действительно, образование ядра дейтерия (дейтона) является пер­вым звеном в цепочке ядерных реакций, ведущих от водорода к более тяжелым элементам. Если бы не было дейтерия, не было бы и этих эле — ментог Мы снова пришли к безжизненной чисто водородной Вселенной.

Два последних примера иллюстрируют еще одно важное обстоя­тельство: исключительно «гонкую настройку Вселенной» для жизни. Действительно, для существования водорода необходимо, чтобы вы­полнялось условие Am > тп для стабильности дейтерия необходимо условие Am <eCD + те. Для того чтобы во Вселенной могла существо­вать жизнь, надо, чтобы выполнялись оба эти условия одновремен­но, т. е. Am должно бьггь заключено в очень узких пределах:

Те < Am < eCD + те

Или

0,5 МэВ < Am < 2,7 МэВ.

Разность масс протона и нейтрона удовлет воряет приведенному условию. Но насколько «узки» эти ворота? Протон и нейтрон — две частицы с очень близкими свойствами, они отличаются лишь зарядом и небольшой разностью масс. Существуют и другие семей — ст ва похожих между собой частиц, они получили название изото­пических мультиплетов. Так вот, если взять разность масс Am для частиц, входящих в изотопические мультиплеты, то для всех семейств она существенно больше, чем для протона и нейтрона и, что весьма существенно, больше предельного значения 2,7 МэВ. На это обра­тил внимание И. Л. Розенталь. Для протона и нейтрона величина Am минимальна, это своего рода флуктуация в распределении Am пдя различных мультиплетов. Любопытно, что в Природе осуще­ствилась эта редкая флуктуация! Но если бы этого не произошло, жизнь во Вселенной была бы невозможна.

Еще более впеча тляющий пример связан с массой электрона. Если мы возьмем массы всех элементарных частиц, то окажется, что боль­шинство частиц имеет массу чуть больше массы протона. Имеется некоторое количество частиц с массами в 10 раз больше и в 10 раз меньше массы протона. Электрон — самая легкая из заряженных элементарных частиц, он почти в 2000 раз легче протона. Ближай­шая к электрону по массе частица мюон имеет массу в 200 раз боль ше электрона. Значит, электрон не просто наилегчайшая часгиц, он Существенно легче всех остальных частиц. Это очень редкая флук туация! И опять-таки если бы эта флуктуация не реализовалась в Природе, то нарушилось бы необходимое условие жизни: тс < Am. И. Л. Розенталь приводит и другие примеры[118].

Основной вывод, который следует из этого анализа, состоит в следующем: во Вселенной реализовался очень редкий набор фунда­ментальных констант, представляющий собой редкую флуктуацию их возможных значений. Причем структура Вселенной оказалась крайне чувствительна к числовым значениям этих постоянных: она сохраняется только в очень узких пределах их изменения. Доста­точно значению каких-либо из постоянных выйти за эти пределы, как структура Вселенной претерпевает радикальные изменения, в ней становится невозможным существование одного или несколь ких основных структурных элементов — атомных ядер, самих ато­мов, планет, звезд или галакт ик. Во всех этих случаях во Вселенной не может существовать и жизнь. Это означает, что в любой обитае­мой вселенной (мыслимой или реально существующей) фундамен­тальные физические констант ы не могут иметь иные значения, кро­ме тех, которые известны нам из опыта. Развитие этих идей приве­ло к формулировке космологического антропного принципа.

На первый взгляд кажется, что Вселенная должна быть совершенно безразлична к нашему сущест вованию. Ну какое ей дело до того, что на одной из ее бесчисленных «песчинок» обитает мыслящее суще­ство — человек, пытающийся позна ть се законы? Конечно, раз уж он существует, то условия во Вселенной должны допускам ь ei о существо­вание Но для человека, как мы уже подчеркивали в предыдущем па­раграфе, важны не просто допустимые условия, а условия, нсобходгг мые для его возникновения и его жизни. Связаны ли эти условия с существенными чертами Вселенной (как это имеет место для обитае­мой планеты) или они определяются какими-то второстепенными параметрами, совершенно несущественными для Вселенной в целом’ Кажется, что скорее должно иметь место последнее.

Вновь представим себе пашу оранжерею Предположим, что она рас­положена на острове 230 .тыс. км2. На севере и западе острова преобла­дает горный рельеф, на юго-востоке Paenojiai аются низменные равнины. Довольно густая сеть рек, много озер. Климат умеренный, океаничес­кий, влажный. Средняя температура января от 3 до 7 °С, июля 11-17 °С (читатель узнал, конечно, Великобританию, но это просто пример). Очевидно, условия на острове не препятствуют жизни растений в оран жерее. Но они не являются необходимыми для их жизни Площадь ост­рова может быть больше или меньше, горы могут быть пе на севере, а па юге или их, вообще, может не быть Климат может быть более суровым или более мягким. Внешний мир может быть устроен совершенно иначе, н все это никак Lie скажется па жизни растений. Ьсли бы они могли мыслить и задались бы, подобно нам, вопросом — в какой мере условия в их Мире связаны с их существованием, то вынуждены были бы при­знать, что главные, существенные черты их Мира никак ие связаны с фактом их существования Кажется, что такое же заключение должны сделать и мы с вами по отношению к нашей Вселенной.

"’1 Маркс Г. Цт работа, с 80.

Действительность, однако, оказалась иной. В 1958 г. советский астрофизик Г. М. Идлис, анализируя условия во Вселенной, поста­вил следующий вопрос: «почему наблюдаемая нами чаегь Вселенной представляет собой расширяюн^юся систему галактик, состоящих из звезд с обращающимися вокруг них планетами, на одной из которых обитаем мы? Нельзя ли решить этот вопрос исходя из самого фткта нашего существования?»[113]. На основе проведенного анализа он при­шел к выводу, что основные черты наблюдаемой нами астрономичес­кой Вселенной являются характерными для обитаемой Космической Системы, поскольку они (довольно неожиданный вывод!), оказыва­ется, необходимы для жизни. Иными словами, Космическая Система может стать обитаемой лишь в том случае, если она включает в себя планеты, обращающиеся вокруг звезд, состлвляющих звездные систе­мы с параметрами, соответствующими параметрам типичных галак­тик. Причем эти звездные системы («галактики») должны входить в расширяющуюся систему более высокого ранга («метагалактику»), свойства которой, подобно нашей Метагалактике, описываются ре­лятивистскими космологическими моделями. То есть обитаемая Кос­мическая Система должна обладать структурными и динамическими свойствам] [, присущими нашей Метагалактике.

Это обстоятельство позволяет понять, почему наш мир таков, как он есть, почему наблюдаемая Вселенная обладает отмеченными выше свойствами. Согласно Г" М. Идлису, это объясняется тем, что мы наблюдаем заведомо не произвольную область (вообще говоря, бесконечной) Вселенной, а ту. в которой существует познающий эту Вселенную человек (наблюдатель) и в которой, следовательно, реа­лизовались условия, необходимые для сто жизни. А. Л. Зельманов сформулировал это положение в виде следующего афоризма: «Мы являемся свидетелями процессов определенного типа потому, что процессы другого типа протекают без свидетелей»[114]. В этой связи он указывал, например, на красное смещение как один из факто­ров, благоприятствующих возникновению и развитию жизни; в то время как смена расширения сжатием со временем привела бьг к таким условиям, которые сделали бы жизнь невозможной.

Дальнейшее развитие этих идей позволило установить еще более глубокую связь между фундаментальными свойствами Вселенной в целом и наличием в ней жизни (и человека). Необходимость такой связи ясно осознавал еще К Э. Циолковский. «Тот космос, который мы знаем, — писал он, — не может быть иным», поскольку челове­ческое существование не случайно, а имманентно космосу[115]. В рабо тах Идлиса и Зельманова эта идея была наполнена конкретным аст­рономическим содержанием. Речь шла о наблюдаемых астрономи ческих свойствах Вселенной, и обнаруженная связь относилась к наблюдаемой области Вселенной. В дальнейшем эта связь была рас­пространена как на наблюдаемые, так и на теоретические свойства Вселенной в целом, а не только ее наблюдаемой части. И (что осо­бенно важно!), оказалось, — не только астрономические свойства Вселенной, но и фундаментальные физические параметры мате риального мира тесно связаны с наличием во Вселенной жизни и человека.

Рассмотрим вначале астрономические свойства Вселенной. Одним из важнейших астрономических свойств является средняя плотность вещества во Вселенной. Как мы видели в предыдущей главе, средняя плотность близка к критической, и это находит объяснение в рамках инфляционной модели Вселенной. Любопытно однако то, что в оби­таемой вселенной и не могло быть иначе. Действительно, если сред няя плотность вещества много меньше критической, го тормозящее действие гравитации мало •— Вселенная расширяется очень быстро, и при такой скорости в ней не могут сформироваться гравитационно связанные системы — галактики, звезды, планеты, которые необхо­димы для возникновения жизни. С другой стороны, если средняя плотность много больше критической, то тормозящее действие гра­витации очень велико, расширение быстро сменяется сжатием, и вре мя жизни т акой Вселенной (длительность цикла расширения-сжат ия; оказывается слишком мало, много меньше, чем требуется для возник­новения жизни и тем более эволюции ее до стадии человека. Таким образом, в обитаемой Вселенной средняя плотность вещества дсшж на быть близка к критической. Тогда скорость расширения будет не столь велика, и во Вселенной смогут сформироваться звезды и пла негы. В то же время длительность стадии расширения будет достаточ­на для возникновения и эволюции жизни.

С критической плотностью связана изот ропия Вселенной — важ­нейшее свойство, которое постулировалось в модели Фридмана и которое получило экспериментальное подтверждение в наблюдае­мой изотропии реликтового излучения. Возникает, однако, вопрос: как объяснить это свойство Вселенной? Можно ли, не постулируя, вывести это свойство теоретически? С. Хокинг показал, что наблю даемую изотропию можно объяснить в том случае, если плотность вещества с большой точностью совпадает с критической. Но гак как это условие связано с существованием жизни во Вселенной, то и изотропия также оказывается связана с жизнью. То есть обитаемая Вселенная с необходимост ью должна быт ь изотропной

Перейдем теперь к такой фундаментальной характеристике Все­ленной, как размерность физическою пространства. Почему фи­зическое пространство трехмерно’ Прежде всего человек сам трех­мерное существо, поэтому он не может сущсствовать в пространстве одною или двух измерений. Предположим, существуют какие-то одномерные или двумерные миры. Мы могли бы мысленно изу­чать их свойства, но жить в этих мирах, наблюдать их изнутри мы не можем. Возможно, какие то экзотические (с нашей точки зре­ния) одномерные и двумерные существа могут обитать в этих ми­рах. Но человек обитать в них не может. Наша Вселенная не может быть ни одномерной, пи двумерной. Но ос тается еще Mtioi D других возможностей. Ведь пространство могло бы иметь больше трех из­мерений. Почему же тогда физическое пространство трехмерно, а например, не пятимерно? Чтобы ответить на этот вопрос, посмот­рим, как видоизменяются физические законы с изменением раз­мерности прост ранствл.

В нашем трехмерном. мире сила взаимодействия двух электрических зарядов убывает обратно пропорционально квадрату расстояния между ними (закон Кулона). То же самое относится к силе взаимодействия двух тяготеющих масс (закон всемирного тяготения) Выражение для силы можно записать в виде F, = /л/г; /_>, — коэффициент пропорциональнос­ти, зависящий от произведения взаимодействующих зарядов (или масс), а индекс 3 указывает па то, что формула относится к трехмерному про странсгву. Как связан закон обратных квадратов с размерностью про стране гва’ Напряженность поля, или енла, действующая па пробный за­ряд в данной точке, на расстоянии г от заряда, создающею поле, опреде­ляется плотностью силовых лнннй, т е. числом линий, проходящих через единицу поверхности в точке наблюдения, Очевидно, что эта величина Равна полному потоку силовых линий, исходящему из заряда, деленному на поверхность сферы радиуса г. Идя трехмерного евклидова простран­ства площадь сферы равна 4NR~, поэтому сила пропорциональна г-2. В пространстве N измерений площадь сферы пропорциональна RN~X. Следо­вательно, сила будет пропорциональна 1/ RN~[: FN = BN/RN‘1.

Анализ движения тел под действием такой силы был выполнен П. Эренфесгом в 1917 г. Он показал, что при N> 4 в задаче двух тел не существуют замкнутые устойчивые орбиты’73. Если мы рассмот­рим, например, планету и Солнце в 4 мерном пространстве (а также в пространстве бо шшего числа измерений), то планета в таком про­странстве не будет вращаться вокру1 Солнца по устойчивой круговой (или эллиптической) орбите она либо упадет на Солнце, либо уйдет в бесконечность Значит, в таких мирах не существует аналогов пла­нетных систем и атомов[116]. А следовательно, в них не может суще­ствовать жизнь, построенная па молекулярном уровне. Какие-то ги­потетические «полевые» формы жизни могли бы существовать в та­ком мире, но человек «из плоти и крови», человек в его физическом теле, сос оящем из сложных органических молекул, не может суще­ствовать в пространстве более чем трех измерений. Казалось бы, увс личение размерности пространства должно от крыть новые возмож­ности для построения все более сложных структурных образований атомной природы. Но выяснилось, что это не так.

С другой стороны, при N-1,2 сила взаимодействия падает с расстоянием слишком медленно Поэтому какую бы скорость ни придать заряду, он не сможет уйти из поля притяжения центрально­го тела, он как бы находится в глубокой ^бесконечно глубокой) потенциальной яме, и чтобы извлечь его оттуда, надо затратить бес­конечно большую энергию. Следовательно, в таком пространстве не существовало бьт свободного движения тяготеющих масс, и в его («одномерных» или «двумерных») атомах не могли бьт происхо­дить процессы ионизации. В таком мире не существовали бы про­цессы возникновения и распада, процессьт обмена, характерные для жизни. Только в трехмерном мире возможно возникновение слож­ных молекулярных структур, обладающих способностью к обмену, изменчивости, эволюции.

Понятно теперь, почему мы живем в трехмерном мире: в другом мире мы просто не могли бы существовать. Это относится не толь­ко к человеку, но и к любому разумному существу с телом, представ­ляющим собой сложную структуру, построенную из атомов.

Следующий шаг в исследовании отношения «человек-Вселенная» связан с фундаментальными физическими константами.

Вероятно, можно сказать, что условия на Земле достаточно благо­приятны для появления человека. Однако термин «благоприятны» не очень точен. Когда мы анализируем условия в какой-то системе, с точки зрения возможности существования в ней жизни, нам при­ходится сталкиваться с тремя типами условий: допустимые, необхо­димые и достаточные. Между этими типами условий не всегда про — в< |дится четкая грань, что приводит к определенным недоразумени­ям. Чтобы избежать этого, поясним, в каком смысле в дальнейшем будут употребляться эти понятия.

Допустимыми условиями мы будем называть те условия, которые не препятствуют сущесгьованию жизни в данной системе. (Условия, которые препятствуют существованию жизни, исключают возмож­ность ее существования, будем называть запрещающими.) Очевидно, в обитаемой системе все условия являются допустимыми.

Определим теперь необходимые условия. Условие будем считать необходимым для жизни, если при наличии этого условия жизнь в данной системе может существовать, а при его отсутствии она стано­вится невозможной. (О тсутствие необходимого условия есть усло­вие запрещающее.) Всякое необходимое условие является допусти­мым, но не всякое допуст имое условие будет необходимым. Допус­тимые условия могут меняться, мы можем заменить одно допустимое условие другим — жизнь в системе при этом будет сохраняться. Но если мы выйдем за пределы необходимых условий — жизнь в систе­ме станет невозможной. Следовательно, необходимые условия яв­ляются предельно допустимыми.

Поясним это на примере. Рассмотрим оранжерею с растениями. Пу сть оптимальная температура для данного вида растений составляет 20 °С. Предположим далее, что растения нормально развиваются при тем­пературе от 10 °С до 30 °С и 1 ибнут при температуре ниже 0 °С и выше 50 °С. Установим в оранжерее температурный режим 20 °С ± 1 °С. Эти условия будут, конечно, допустимыми. Более того, они весьма благопри­ятны для развития растений. Но они не являются необходимыми. Мы можем изменить эти условия, немного расширив диапазон температур­ных изменений, — условия станут менее благоприятными, но вполне до­пустимыми. Меняя температурный режим, мы можем выйти за границ)’ благоприятных условий (10 °С 30 °С); условия станут неблагоприят­ными, но они еще будут допустимыми. Так будет до тех пор, пока мы не подойдем к предельным значениям 0 °С и 50 °С. Как только мы выйдем за эти пределы, жизнь растений станет невозможной и они погибнут. Условия 0 °С < Т < 50 °С являются необходимыми для данного вида рас­тений.

Мы рассмотрели условия, связанные с таким жизненно-важным па­раметром, как температура окружающей среды. Помимо этого, суще­ствует множество «нейтральных» параметров, которые никак не влияют иа жизнедеятельность организмов. Условия, связанные с этими парамет­рами, также являются допустимыми. Мы можем менять их сколько угод­но, и это никак не скажется на жизни в системе. В качестве примера возьмем ту же оранжерею. Одним из условий существования и нормаль­ного развития растений является наличие солнечного света. Для этого необходимо обеспечить прозрачное покрытие оранжереи. С этой целью можно использовать либо стекло, либо прозрачную пленку (с близкой характеристикой спектральной прозрачности). Реализация того или иного варианта приведет к изменению условий внутри оранжереи, но это, прак тически, не скажется на развитии растений. Поэтому оба вариант мож­но считать допустимыми Еще меньшее влияние оказывает материал кар­каса. его можно сделать из дерева или из металла, металлический каркас можно сделать сварной или закрепить на болтах — все это существенно не повлияет на условия в оранжерее. В любой системе существует мно жество таких параметров, несущественных для жизни, и соответствен­но, множество совершенно несущественных допустимых условий, кото­рые, конечно, не являются необходимыми для жизни.

Обычно существует целый комплекс необходимых условий. Если, по крайней мере, одно из них не выполняется, жизнь в данной си­стеме невозможна. Поэтому если выполняется только часть из пол­ного набора необходимых условий, то этого недостаточно для су­ществования жизни. Жизнь в системе может существовать в том и только в том случае, когда в ней реализуется весь набор необходи­мых условий. Этот набор образует комплекс необходимых и доста­точных условий. Ни одно условие в такой системе не является зап­рещающим, все условия —допустимые, хотя не все из них относят­ся к классу необходимых и достаточных условий.

После этих предварительных замечаний вернемся вновь к нашей Земле Напомним, что мы рассматриваем вопрос о месте человека во Вселенной. Человек есть продукт биологической эволюции. По своему генезису и условиям существования он тесно связан с расти — гельным и животным царством. Поэтому условия существования человека на Земле (а значит, и во Вселенной) определяются услови­ями существования жизни. Причем в оаннон случае речь вдет о совершенно определенном типе — водно-углеродной жизни, к ко­торой принадлежит человек. В последующих главах мы обсудим воз­можность существования иных форм жизни, но здесь, поскольку мы анализируем место человека во Вселенной, го, говоря о жизни, будем подразумевать (если не сделано специальных оговорок) именно тот тип жизни, к которому принадлежим мы сами.

Исходя из того, что было сказано выше, можно утверждать, что все условия на Земле являются допустимыми, хотя не все из них необходимы для жизни. (Например, наличие железных дорог не препятствует существованию жизни на Земле в целом, но это усло­вие не является, конечно, необходимым для жизни.) Какие же усло­вия на Земле необходимы для жизни, чтобы она могла нормально развиваться, эволюционировать и, в конце концов, привести к по­явлению высших форм жизни человека?

Прежде Bcei о необходим ноток солнечной энергии, поток тепла и света. Величина потока должна быть такой, чтобы обеспечить необходимый температурный режим на Земле Для этот планета должна обращаться на определенном расстоянии от Солнца, не слишком близко и не слишком далеко, в пределах так называемой «зоны жизни» (или экосферы) Для Солнечной системы экосфера простирается примерно от 0,7 а. е до 1,3 а. е. Далее, для жизни необходима атмосфера. Из атмосферы поступает углекислый таз, который является источником питания зеленых растений, и кисло­род, которым дышат живые ортанизмы Кроме того, атмосфера надежно защищает поверхность Земли от потока тубительных для жизни ультрафиолетовых лучей. Чтобы удержать достаточно мощ­ную атмосферу, масса планеты не должна быть слишком мала, веро­ятно, не меньше 0,4 массы Земли. С другой стороны, при слишком большой массе сохраняется неблагоприятная для жизни водород — но-гелиевая атмосфера, да и планета из-за большого ускорения силы тяжест и становится непригодной для человека Считается, что пре­дельная масса планеты, на которой может жить человек, составляет1 2,4 массы Земли (ускорение силы тяжести 1,5 р). Имеет значение также скорость вращения планеты, наклон оси к плоскост и орбиты и друг ие факторы Мы не будем останавливаться на этой проблеме. Она подробно обсуждалась рядом авторов[111]. Важно подчеркнуть, что условия, необходимые для жизни, связаны не с какими-то вто­ростепенными параметрами, а с главными свойствами, которые ха­рактеризуют планету как небесное тело

Можно поставить вопрос каким O6PajoM получи. юсо так, что на Земле реализовался комплекс необходимых и достаточных условий для возникновения жизни? Почему, например, на Земле имеют мес­то необходимые температурные условия’ Пытаясь ответить на после­дний вопрос, можно рассуждать таким образом (это рассуждение понадобится нам при анализе антропного принципа): в Солнечной системе имеется несколько планет; они расположены на различном расстоянии от Солнца, одна из них попадае. в пределы экосферы, на этой планете и создаются необходимые условия для возникновения жизни. Если бы Земля находилась вне экосЛсры, жизнь на ней была бы невозможна. С таким рассуждением можно со1ласиться, но тогда возникает следующий вопрос: в «зоне жизни», вообще говоря, мог­ли образоваться планеты разной массы, почему же получилось так, что планета, попавшая в «зону жизни», имеет как раз подходящую массу? Ответ на этот вопрос можег быть двоякий Можно предполо­жить, что имело место случайное совпадение благоприятных обсто ятельств, и даже вычислить вероятность такого совпадения. Так мно­гие и поступают. Но можно рассуждал иначе Мы пока плохо пред­ставляем себе процесс формирования планет Не исключено, что, в силу закономерностей этого процесса, на заданном расстоянии от Солнца (в пределах экосферы) формируются планеты с массой, удов­летворяющей условиям, необходимым для жизни. Ведь существует определенная зависимость между массой планеты и ее расстоянием от Солнцг.’66. Если это гак, то возникновение на Земле необходимых условий представляется вполне естественным и понятным. Однако по мере того, как мы более детально знакомимся с условиями на Зем ле, выявляются поразительные обстоятельства.

Рассмотрим, например, термические условия в земной атмосфе­ре. Тепловое состояние атмосферы определяется сочетанием трех основных факторов: поток солнечного излучения, отражательная способность (альбедо) Земли и пропускание земной атмосферы. При определенном сочетании этих факторов достшаегся терми­ческая стабильность атмосферы: усредненная по всей поверхности Земли среднегодовая температура атмосферы остается постоянной. Само по себе это не должно нас удивлять. В живой и неживой при­роде мы постоянно сталкиваемся с саморегулирующимися система­ми, в которых те или иные параметры поддерживаются в заданных пределах.

""’ Для планетных систем других звезд эта зависимость может не выполняться Обнаруженные п носиедпис тоды штнетные системы у цругих звезд обладают харак терне гиками, резко отличными от Солнечной системы. В связи с этим сейчас пере­сматриваются представ [синя о формиропанин планетных систем По видимому, су шествуют два разных процесса, которые привод»! к формированию двух разных ти­пов планетных систем.

В п. 2.1.3 мы видели, гак в недрах звезд главной последовательности осуществляется управляемый термоядерный синтез, благодаря чему звез­да в течение миллиардов лет остается стабильной; такие ее характерис­тики, как светимость, температура поверхности, рэциус остаются посто янными. Прекрасным примером саморегулирующейся системы является живая клетка. В системе рыночной экономики регулировка осуществля ется посредством закона стоимости и т. д. Принцип действия подобных систем понятен на примере работы домашнего холодильника: когда тем­пература в камере опускается ннже заданного предела, специальное уст­ройство отключает ток, и холодильная машина перестает работать; под действием более теплого наружного воздуха температура в камере начи­нает медленно подниматься, но как только она превышает заданный пре­дел, то же регулирующее устройство включает ток, и холодильная маши­на вновь начинает работать. В механике широко используются центро­бежные регуляторы для регулировки скорости вращения вала. Когда скорость вращения возрастает, шары регулятора расходятся и включают тормозное устройство, когда скорость падает до установленного уровня, шары отпадают, и тормозное устройство выключается Электронный эк­спонометр фотоаппарата определяет освещенность объекта и автомати­чески и устанавливает нужную диафрагму; в результате световой поток, падающий на фотоэмульсию, остается в заданных пределах, несмотря на изменение наружной освещенности Природа изобрела прибор, в кото­ром осуществляется подобная регулировка — это человеческий глаз. При увеличении освещенности зрачок глаза сокращается, при уменьшении расширяется. В результате световой поток, падающий на сетчатку, оста­ется в заданных пределах.

Во всех этих примерах (число которых можно было бы много­кратно умножить) саморегулирование осуществляется благодаря так называемой отрицательной обратной связи: изменение регулируе­мого параметра приводит к тому, что внутри системы включаются регулирующие механизмы, которые возвращают регулируемый па­раметр к прежнему значению, поддерживая стабильное состояние системы. Но все дело в том, что земная атмосфера не является сис­темой с отрицательной обратной связью. На это обращает внима­ние венгерский физик теоретик Г. Маркс[112]. Температура поверх­ности Земли, как уже отмечалось, определяется тремя факторами: потоком солнечной энергии, отражательной способностью (альбе­до) Земли и пропусканием земной атмосферы. Малейшее пониже­ние среднегодовой температуры ведет к увеличению снежного по­крова и, как следствие, к повышению альбедо. А это, в свою оче­редь, приводит к понижению температуры и т. д. Следовательно, раз начавшись, процесс похолодания будет нарастать. Аналогично, повышение температуры, согласно Марксу, приводит к увеличению содержания углекислого газа и водяного пара в атмосфере, а это ведет к увеличению парникового эффекта и, следовательно, к даль нейшему повышению температуры. Подобные системы называют­ся системами с положительной обратной связью. Равновесие их крайне неустойчиво, оно не может поддерживаться за счет внутрен­них регулирующих механизмов. Применительно к земной атмос­фере проблема, как подчеркивает Маркс, усугубляется тем, что все гри фактора, от которых зависит температура, меняются со време­нем и притом различным образом. Тем не менее на протяжении почти 4 миллиардов лет на Земле сохраняется постоянство темпе­ратуры с точностью до 10%. В условиях положительной обратной связи это требует очень эффективного механизма внешней регули­ровки.

Какой фактор может осуществить такую регулировку? Термичес­кий баланс в значительной мере определяется пропусканием зем­ной атмосферы, а пропускание зависит от ее химического состава. Следователг но, pei улируя химический состав в атмосфере, можно, в принципе, стабилизировать температуру. Но при этом состав ат­мосферы не может изменяться произвольно, ибо для поддержания жизни необходим определенный химический состав. В современ­ной атмосфере Земли химический баланс поддерживается очень точно. Маркс (со ссылкой на Дж. Лавлока) приводит следующий пример, связанный с содержанием кислорода в атмосфере и ее влаж­ностью. Современная концентрация кислорода составляет 21%. Если бы она была ниже 10%, то горение было бы невозможно, даже при использовании в качестве топлива сухой древесины. (Между тем, мы знаем, какое важное значение для человека имеют процессы горе­ния на Земле.) С другой стороны, если бы концентрация кислоро­да превысила 25%, то горели бы даже сырая грава и лес под дождем. При современной концентрации зеленая трава и лес не горят, если влажность превышает 15%. Вновь проблема состоит не столько в том, как установилось подобное сочетание парамефов (хотя и это очень важно), сколько в том — как оно поддерживается. Ведь кис­лород постоянно воспроизводится в земной атмосфере в процессе фотосинтеза и выводится из нее вследствие процессов горения, ды­хания, выветривания и т. д. В результате каждые 1000 лет атмос­ферный кислород полностью обновляется. Каким образом при этих условиях сохраняется его концентрация? Маркс замечает в связи с этим, что «термическая и химическая стабильность земной атмос­феры скорее похожа на чудо, чем на необходимость»,68.

В наших рассуждениях, говоря о положительной обратной свя зи, мы не принимали во внимание фактор жизни. По мысли Map I улиса и Лавлока, именно жизнь выполняет роль регулирующего механизма Она сама регулирует химический состав и температуру нижней атмосферы. Ибо рост организмов, с одной стороны, зави­сит от химического состава и температуры, а с другой стороны, влияет на химические процессы в окружающей среце с участием тех 1азов, которые необходимы для продолжения жизнедеятельности, в том числе с участием 1азов, регулирующих температуру Земли. Напри мер, потепление климата ведет к увеличению биомассы организ­мов, которые в процессе своей жизнедеятельности используют фо тосинтез. Благодаря этому количество углекислоты в атмосфере сокращается, что ведет к похолоданию. В результате восстанавлива­ется прежнее значение температуры и (благодаря уменьшению био­массы) прежнее количество углекислого газа. Таким образом, если не рассматривать атмосферу изолированно, а в соответствии с кон цепцией Э. Зюсса и В. И Вернадского, включить ее вместе с соот­ветствующими слоями гидросферы и литосферы, заполненными «живым веществом» в единую систему биосферы Земли, то в такой Системе будет действовать регулирующая отрицательная обратная связь. Лавлок и Маргулис назвали эту систему Геей, по имени древ — нетрсческой Бог ини Земли.

Гея включает в себя полную систему жизни на Земле, т. е. все орга­низмы, а также производимые и потребляемые ими газы, жидкости и твердые вещества. Лавлок рассматривает Гею, как гигантский жи вой организм, возникший в результате 4 млрд лет эволюции на Зем ле. Подобно любому живому организму, Гея стремится сохранить детальное равновесие, которое обеспечивает оптимальные условия для сохранения и воспроизведения жизни, т. е. для ее собственной жиз недеятельности. Все живые организмы на Земле, включая человека, являются част ью этой сложной живой системы. Гея обеспечивает нас пищей, воздухом для дыханич и создает благоприятный для нас кли­мат. Но каким образом мог возникнут ь этот Сверхорганизм? Маркс считает, что, поскольку Гея существует в единственном экземгишре, она не можег быть продуктом эволюции типа биологической, кою рая имеет дело не с отдельными организмами, а с их популяциями. «Поэтому, если она существус т на самом деле, — заключат! Маркс, —

",й Маркс Г. Ци г работа, с.

Она не может быть спон танно возникшим объектом, но вполне может быть разумным артефактом, перенесенным на Землю извне»’69. То есть говоря более определенно, мы можем допустить, что система Гея была спроектирована и осуществлена высокоразвитыми Внезем­ными Цивилизациями — Строи гелями Космоса. Ъсли это так, то человек занимает на Земле то место, которое отведено ему этим Про­ектом. А каково место человека во Вселенной?