Романтика реальности. Как Вселенная самоорганизуется, порождая жизнь, сознание и сложность Космоса - Бобби Азарян

для создания собственных копий. Клетки делятся, организмы размножаются. Именно так жизнь сохраняется на Земле в невероятно длительных временных рамках, хотя отдельные организмы быстро появляются и исчезают. Жизнь – это, помимо всего прочего, копировальный аппарат.

Однако процесс копирования никогда не происходит идеально, и ошибки неизбежны. Эти ошибки вызывают генетические мутации, создающие удивительно разнообразный набор новых и измененных организмов, отличающихся от родителей и друг от друга, со сходными, но различающимися физическими чертами, формами, функциями и поведением.

Чтобы размножиться и передать новые характеристики следующему поколению, организм должен прежде всего уметь выживать достаточно долго, причем в конкурентной и часто суровой среде. Особенности и функции, лучше всего позволяющие организмам выживать и размножаться, сохраняются в популяции, а прочие исчезают вместе с организмами – их носителями. Таким образом, давление окружающей среды сокращает разнообразие, порождаемое генетическими мутациями, подобно тому, как садовник отрезает ветви дерева бонсай. Вот что подразумевается под естественным отбором. Природа выбирает наиболее «подходящие» признаки выживания из всех возможностей, предлагаемых генетической лотереей. Формируемые силами природы, организмы со временем становятся лучше адаптированными к среде обитания. Простые ниши, как правило, порождают относительно простые организмы, в то время как ниши, представляющие собой более сложный набор вызовов, чаще всего порождают более сложные организмы.

Многим казалось, что тайна сложности полностью разгадана теорией биологической эволюции. В сущности, все живые организмы от тюльпана до тюленя могут быть сведены к одному общему механизму – естественному отбору, влияющему на генетические мутации. Проблема с этой историей в том, что встает вопрос: как вообще появился первый живой организм, первая самовоспроизводящаяся система? Даже РНК – более простая сестра молекулы ДНК – представляет собой чрезвычайно сложную структуру, богатую информацией и химическими хитростями. Кроме того, самовоспроизведение – это механический процесс, который должен подпитываться энергией. Следовательно, в дополнение к генетическому материалу биологическая система требует сложного химического процесса, называемого метаболизмом, который опирается на структурную химическую сеть, выполняющую сложный набор реакций. Биологическая эволюция может объяснить лишь развитие этих особенностей, а не их появление.

Не имея вразумительного механизма, который бы объяснял, как совокупность неживых частиц могла собраться в функционирующую клетку, ученые того времени были вынуждены приписывать абиогенез одной гигантской статистической удаче, а не какому-то еще не открытому протодарвиновскому эволюционному процессу. Эта точка зрения, основанная на идее случайной сборки, стала известна как гипотеза случайности.

Жизнь не дело случая

Как гласит гипотеза случайности, вопреки мизерным шансам и благодаря крайне удивительному столкновению в «первичном бульоне» на древней Земле нужные молекулы соединились именно так, как это было необходимо для создания живого организма: это называют гипотезой застывшей случайности. Ученые, которые ее сформулировали (в том числе первооткрыватель ДНК Фрэнсис Крик), имели лишь смутное представление о том, насколько сложной должна быть простейшая система, способная к самовоспроизведению и метаболизму, но даже они знали, что такое событие крайне маловероятно. Однако, не имея другой механистической теории, объясняющей абиогенез, они остановились на случайности.

Хотя в начале своей карьеры Крик игриво называл жизнь «счастливым случаем», он отдавал себе отчет в уязвимости такой теории. По этому поводу он однажды заметил: «Честный человек, вооруженный всеми доступными нам сегодня знаниями, мог бы заметить, что в некотором смысле происхождение жизни на данный момент представляется почти чудом – столько условий должно было быть выполнено, чтобы она возникла»2.

Чтобы такое гипотетическое молекулярное столкновение произошло, учитывая типы молекул в предполагаемом «первичном бульоне», природе и в самом деле пришлось бы сотворить чудо. Ряд ученых, озадаченных этой проблемой, попытались рассчитать вероятность такого события и пришли к выводу, что оно вряд ли случилось бы в течение прогнозируемой жизни Вселенной. Фред Хойл, известный британский астрофизик, которому было трудно поверить в эту гипотезу, выразил свой скептицизм в книге «Разумная Вселенная», приведя убийственную аналогию: «Вероятность того, что высшие формы жизни возникли таким образом, сравнима с вероятностью того, что несущийся над свалкой торнадо соберет из хлама Boeing 747».

Но это не единственная причина сомневаться в справедливости гипотезы случайности космического масштаба. Жизнь, по-видимому, началась на Земле почти сразу же, как только позволили условия, что было бы потрясающим совпадением, если бы ее появление действительно являлось маловероятным и было просто результатом удачного события. Если допустить последнее, то, скорее всего, жизнь возникла бы через какое-то произвольное время после того, как планета стала пригодной для жизни, то есть буквально в любой другой момент, но только не сразу. Креационисты не преминули воспользоваться этим фактом. По их мнению, раз случай не может адекватно объяснить возникновение жизни, то оно наверняка было сверхъестественным актом. Хотя эта теория неудовлетворительна, поскольку приписывает жизнь чуду в буквальном смысле слова, гипотеза случайности тоже неудовлетворительна, потому что она опирается на статистическое чудо.

К счастью, в двадцатом веке появился третий вариант, и все больше ученых находят его более убедительным, чем гипотеза случайности или божественного вмешательства. Что, если возникновение жизни было неизбежным во Вселенной, которая естественным образом непрерывно генерирует сложность и информацию? Если это так, то было бы правильнее считать жизнь закономерностью, а не аномалией – не случайностью, а императивом.

Карл Саган одним из первых высказал эту точку зрения, давшую астрономам и искателям инопланетян новую надежду на обнаружение внеземной жизни. «Возникновение жизни должно быть чрезвычайно вероятным событием: как только условия позволяют – раз, и готово» – утверждал он 3. Эту позицию развил Кристиан Рене де Дюв, бельгийский биохимик, получивший Нобелевскую премию в 1974 году. Он считал, что Моно заблуждался: «Если приравнять вероятность рождения отдельной бактериальной клетки к случайному соединению ее атомов, то и вечности не хватит, чтобы она возникла… Зная об огромном количестве „счастливых случаев“, скрывающихся за успехом эволюционной игры, законно задаться вопросом, в какой мере этот успех вплетен в саму ткань Вселенной»4.

В своей убедительной книге «Жизненная пыль» де Дюв ответил на мнение Моно о том, что Вселенная не беременна жизнью, а биосфера человеком, совсем просто: «Вы ошибаетесь. Это именно так». Конечно, де Дюв не имел в виду, что конкретно Homo sapiens было суждено возникнуть. Безусловно, случайность играет свою роль в биологии, что он признавал во всех своих работах. Но он также считал, что законы физики и вытекающая из них эволюционная динамика порождают все более нетривиальные формы биологической организации и сложности. Это в свою очередь неизбежно порождает жизнь и разум в космосе.

Если такая точка зрения верна, то это может стать философским прорывом, последствия которого вполне можно назвать духовными. Стюарт Кауфман, исследователь сложных систем из Института Санта-Фе, который, возможно, больше всех сделал для внедрения теории