Чего не знает современная наука - Сборник статей

Рождение жизни. Биологи считают, что о возникновении жизни и начале ее эволюции можно говорить с того момента, как органические молекулы собрались в структуры, которые стали воспроизводить самих себя. Однако на вопросы, как и почему возникли эти молекулы, почему они смогли собираться в структуры, давшие начало живым организмам, какие условия нужны для этого, до сих пор нет однозначного ответа. Нет даже общепринятого определения жизни, так что и сама жизнь, и ее происхождение остаются таинством, то есть тем вопросом, исчерпывающий ответ на который, видимо, никогда не будет получен. И тем не менее это поразительное по своей сложности явление – живые организмы и их сообщества – существует вокруг нас, живет и развивается.

Устройство органической жизни чрезвычайно сложно. Чтобы проиллюстрировать это, Фред Хойл, британский астроном и популяризатор науки, вычислил вероятность случайного возникновения простейшего одноклеточного организма, модели, не существующей в природе. Воображаемая модель Хойла обладала ДНК, способной создавать 400 протеинов, реальная же бактерия может производить тысячи. Эта вероятность по его расчетам оказалась равной 10-57800! Столь малое число невозможно даже вообразить. Чтобы получить хоть какое-то представление о невероятности такого случайного события, заметим, что число протонов (мельчайших кирпичиков атомных ядер) во Вселенной оценивается числом 1080. То есть вероятность случайного выбора какого-либо заранее отмеченного протона – всего лишь 10-80, но она больше вероятности случайной сборки живой клетки в 1057720 раз.

Рождение живой клетки является важнейшим рубежом, разделяющим две эпохи существования нашей планеты – «добиологическую» и «биологическую». В «биологической» эпохе возникают новые, не существовавшие прежде модели и правила поведения материи – правила жизни. Материя как будто учится существовать в новых формах, нащупывая наиболее эффективные пути эволюции и закрепляя свой опыт в механизмах наследования.

Интересно, что жизнь возникла практически сразу же после того, как наша планета остыла до такой температуры, в которой смогла появиться и поддерживаться органическая жизнь. По оценкам ученых, возраст Земли около 4,5 миллиардов лет, а следы жизни в виде сложных клеточных структур находят в древнейших осадочных породах в юго-западной части Гренландии, возраст которых оценивается в 3,86 миллиарда лет.

Жизнь. Эволюция и революции. История живых организмов тоже может быть рассмотрена как череда кризисов, за три с половиной миллиарда лет изменившая облик живых существ от простейших одноклеточных до человека. Причем в этих кризисах одинаково важная роль принадлежит как внутреннему состоянию живой материи, ее готовности к изменениям, так и внешним причинам, обусловленным состоянием планеты в целом и идущих на ней геологических процессов. Первый такой кризис произошел еще на самом раннем периоде зарождения жизни. Изменение газового состава атмосферы заставило первые протоорганизмы, еще обитавшие в воде, приспосабливаться к новой среде обитания и учиться осваивать энергию Солнца через фотосинтез. Благодаря фотосинтезу постепенно накапливался свободный кислород. Когда его содержания в атмосфере оказалось достаточно для образования озонового экрана, защищавшего поверхность Земли от губительного ультрафиолетового излучения, растительная жизнь вышла на сушу. Вслед за растительностью здесь появился и животный мир. Серьезную опасность для живых организмов представляли метеоритные атаки и вулканизм. Падение метеоритов и выбросы вулканов засоряли атмосферу огромным количеством пыли, она становилась менее прозрачной, поверхность планеты охлаждалась на 5–10 °C. Небесные тела, пролетая через атмосферу, вдобавок разрушали озоновый слой. Все это приводило к исчезновению целых видов организмов. Не менее опасными были и оледенения. Чередования периодов похолоданий и потеплений разрушали прежние и создавали новые экосистемы.

Новые испытания всему живому на Земле начались в эпоху неолита (примерно 10 тыс. лет назад) и связаны были с деятельностью человека, причем тяжесть этих испытаний с течением времени все растет. Именно человек становится в последнее время основной причиной изменения облика нашей планеты. Исчезновение лесов, истощение минеральных запасов, загрязнение атмосферы и поверхности земли – далеко не полный перечень сегодняшних экологических проблем, и вполне возможно, что живое на нашей планете закончит свою историю, насчитывающую уже три с половиной миллиарда лет, не преодолев тяжести нагрузки, которую на нее обрушил человек. Однако более возможным выглядит сценарий, при котором жизнь на планете сохранится, но исчезнут лишь некоторые виды – в том числе и человек.

Будем, однако, надеяться на разумность людей, которая позволяет предвидеть последствия представлений о природе как бездонной кладовой, из которой можно черпать ресурсы, не заботясь о будущем.

Рассуждая таким образом, мы видим историю Вселенной как чередование периодов спокойного развития и резких переходов (кризисов), в результате которых наш мир приобрел современный вид. Кризис – это своего рода экзамен, на котором проверяется способность форм жизни к дальнейшему существованию, их перестройка в соответствии с их внутренним состоянием и внешней обстановкой. И нет оснований считать, что череда этих экзаменов уже закончилась.

Алексей Чуличков, д-р физ. – мат. наук, МГУ

Что ни век, то век железный

Почему наш век называется железным? Связано ли это с физическими свойствами металла? Возможно, знакомство с историей освоения железа, с его природой и символикой облегчит понимание нашего времени и нашего места в нем.

Железный век (начался около II–I тыс. до н. э.)

В археологии: исторический период повсеместного распространения железа как материала для изготовления оружия и орудий. Следует за каменным и бронзовым.

В индийской философии – Кали-юга: век тьмы, четвертый и последний период в цикле проявленного мира. Следует за Золотым, Серебряным и Бронзовым.

Платон в «Государстве» также рассказывает о четырех веках человечества.

Железный век. Это эпоха перемен, действия и двойственности. Там, где война, – это и жестокость, и героизм. Там, где личность, – это и культ эго, и яркая индивидуальность. Где свобода – это и полное непринятие закона, и абсолютная ответственность. Где власть – это и стремление к захвату и подчинению других, и умение «властвовать собой». Где поиск – это и жажда все новых удовольствий, и любовь к мудрости. Где жизнь – это и выживание, и Путь. Железный век – это этап движения из прошлого в будущее, от старого к новому. Это век, в который живет каждый из нас.

Железо называют металлом могущества цивилизаций. Исторически наступление железного века непосредственно связывают с открытием способа получения железа из руд, залегающих в недрах Земли. Но наряду с железом «земным» существует и его «небесный» собрат – железо метеоритного происхождения. Метеоритное железо химически чистое (не содержит примесей), а значит, и не требует трудоемких технологий их удаления. Железо в составе руд, напротив, нуждается в нескольких этапах очистки. О том, что первым человек узнал именно «небесное» железо, говорят и археология, и этимология, и распространенные у некоторых народов мифы о богах или демонах, сбросивших с неба железные предметы и орудия.

В Древнем Египте железо называлось би-ни-пет, что в буквальном переводе означает «небесная руда» или «небесный металл». Древнейшие образцы обработанного железа, найденные в Египте, сделаны из метеоритного железа (они датируются IV тыс. до н. э.). В Месопотамии железо именовали ан-бар – «небесное железо», в древней Армении – еркат, «капнувшее (упавшее) с неба». Древнегреческое и северо-кавказское названия железа происходят от слова sidereus, «звездный».

Первое железо – дар богов, чистое, легкое в обработке – использовалось исключительно для изготовления «чистых» ритуальных предметов: амулетов, талисманов, священных изображений (бусы, браслеты, кольца, очаги). Железным метеоритам поклонялись, на месте их падения создавали культовые сооружения, их растирали в порошок и пили как лекарство от многих недугов, носили с собой в качестве амулетов. Первое оружие из метеоритного железа украшалось золотом и драгоценными камнями и использовалось в погребениях.

Некоторые народы не были знакомы с метеоритным железом. Для них освоение металла началось с рудных месторождений «земного» железа, из которого они изготовляли предметы прикладного назначения. У таких народов (например, у славян) железо называлось по «функциональному» признаку. Так русское железо (южнославянское зализо) имеет корень «лез» (от «лезо» – «лезвие»). Немецкое название металла Eisen некоторые филологи производят от кельтского isara, означающего «крепкий, сильный». Ставшее международным латинское название Ferrum, принятое у романских народов, вероятно, связано с греколатинским fars («быть твердым»), которое происходит от санскритского bhars («твердеть»).