Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Случайность как фундаментальная категория философии и естествознания 14
1.1. Случайность в философской традиции 14
1.2. Случайность в естествознании 30
Глава 2. Случайность: основные виды и классификация 52
2.1. Онтологическая случайность 52
2.2. Гносеологическая случайность 70
2.3. Случайность возникновения жизни 85
2.3.1. Антропный принцип как обоснование необходимости возникновения жизни 85
2.3.2. Множественность как основание случайности возникновения жизни 91
2.3.3. Случайность как малая вероятность одновременной реализации условий возникновения жизни 97
2.3.4. Случайность «типичной» и «нетипичной» жизни 103
Заключение 113
Список литературы 118
- Случайность в философской традиции
- Онтологическая случайность
- Антропный принцип как обоснование необходимости возникновения жизни
- Случайность «типичной» и «нетипичной» жизни
Случайность в философской традиции
Представления о случайности зародились в глубокой древности, при самых первых попытках человека постичь свое бытие и устройство мира. Перед мыслителями и философами всех времен стояли важнейшие онтологические вопросы: является ли мир упорядоченным или предстает как стихийный хаос? Свободен ли человек в своих решениях, влияют ли неожиданные события на его судьбу, или его участь предписана, предрешена и неизменна? Одним из первых рубежей этого осмысления становится религиозное познание. В его рамках категория необходимости традиционно превалирует над категорией случайности. Изначальная идея о предначертании, предопределенности мира присутствует в большинстве мировых религий. Необходимость здесь может быть представлена как волевой акт трансцендентной силы (Божий промысел в христианстве, воля Аллаха в Исламе), организующий этический принцип (карма в индуизме), действие единого всеобщего дуального начала, с которым необходимо находиться в согласии (Дао в даосизме).
Кладезем самых древних архетипических представлений о необходимости и случайности является миф. На европейскую культуру большое влияние оказал древнегреческий сюжет, согласно которому до сотворения мира существовало царство хаоса. На смену ему пришел космос, миропорядок1. Он установился в небесной тверди и воплотил собой идею совершенной, всеобъемлющей гармонии мира. В отвоеванном у хаоса космосе, пространстве мифа, все взаимосвязано невидимыми нитями, каждый малейший фрагмент бытия содержит частицу единого грандиозного вселенского смысла. Миф воплощает космический, божественный порядок, утверждает в созданном пространстве исходную рациональность, предопределенность и причинность. Все эти качества упорядоченности вносит воля сверхъестественных существ2. Таким образом, в концепции мифа необходимость раскрывается как упорядоченность, предопределенность, связность, осмысленность, значимость.
Поэтичный язык древних греков отразил представления о необходимости и случайности в образах богинь. Ананке воплощает царствующую, неумолимую необходимость, неизбежность, рок. Согласно Платону, мойры, богини судьбы, были дочерями Ананке3. Они прядут и обрезают нить жизни, определяя каждому смертному его участь при рождении. Богиня Тихе олицетворяет случайность, выпавший жребий. Она символизирует неустойчивость, изменчивость мира, роль случая в жизни общества и судьбе человека4. Образ Тихе не встречается в классической древнегреческой мифологии, а возникает позже, уже в период эллинизма, когда происходит становление представлений о случайности, осмысление ее роли в судьбе человека5. В римской традиции противопоставлены две концепции судьбы как фортуны – удачи и случайности, и как фатума – рока, предопределенности, неизбежности6. Мифологические мотивы невозможно обойти вниманием, поскольку они оказали значительное влияние на развитие античной мысли.
У Гераклита (VI в. до н.э.) вещи и люди подчиняются Логосу, мировому порядку. Становление всего, что есть в мире, происходит благодаря этому порядку, через борьбу и по необходимости7. В учении Пифагора (VI в. до н.э.) первоосновой всех вещей являются числа и заложенные в них соразмерности. В основе бытия, «музыки небесных сфер», лежит выверенный строй и порядок, математическая гармония. Эта идея преломилась через всю историю мировой науки и культуры, ее отклики можно найти и у И. Кеплера, и у А. Эйнштейна8 9. Таким образом, пифагорейцы считают, что в основе мироздания лежит необходимость. Неслучайность мироздания здесь выражает идею гармонии, совершенства, высшего божественного порядка, и эта линия также проходит красной нитью через всю историю философии, обретая особое значение в учении Платона, неоплатоников, средневековой христианской традиции, религиозной философии разных эпох.
В философии Демокрита (V в. до н.э.) появляется первая отчетливая позиция по соотношению случайности и необходимости, в дальнейшем ставшая парадигмальной: миром вершит необходимость. В современном понимании представления древнегреческого мыслителя, которого считают основателем материализма, механистичны, редукционны. Первоосновой сущего у Демокрита являются атомы, единые неделимые частицы. Для атомистов все структуры и формы мира образованы беспорядочным соударением атомов, простым перебором их сочетаний, без всякой конечной цели или плана. Однако соединяются частицы благодаря космическому вихрю, Ананке, необходимости-принуждению, этот вихрь порождает все вещи и целые миры10. Таким образом, в столкновении атомов Демокрита можно усмотреть игру слепого случая, однако сам философ отдает приоритет абсолютной необходимости. Это противоречие так и не разрешено в науке за множество столетий11.
Большую роль Демокрит отводит причинному объяснению мира, в чем видит главную задачу философии. Для древнегреческого философа случайность – это беспричинное, а потому она не может существовать. Он считает, что случайность придумали люди, чтобы оправдать свою глупость.
Платона (V - IV в до н.э.) считают основателем идеализма. В его учении вещный мир – всего лишь тень сверхчувственного совершенного мира идей. Для философа необходимость - проявление высшей разумной воли, божественного ума, сверхъестественного идеального бытия. К случайности же следует отнести все неупорядоченное, хаотичное, нецелесообразное12. Таким образом, организацию и порядок в мир вносит метафизическая трансцендентная сила.
Аристотель (IV в до н.э.), сочинения которого легли в основу европейской рациональной традиции, подытожил всю предыдущую философию и создал учение о категориях, основу основ онтологии. Категории – предельно широкие понятия, отражающие наиболее общие, существенные свойства бытия. Именно Аристотель впервые ввел в явном виде категории необходимости и случайности и сделал их отдельным объектом изучения. Философ признавал объективный характер обеих категорий, так как многое в мире свершается не только по необходимости, но и в силу случайности. Необходимость - то, что иным быть не может. Случайность может быть тем или иным, это нечто непостоянное, преходящее, явление, которое может произойти или не произойти. Необходимость определяет сущность предмета, случайность отражает его второстепенные, менее важные стороны. Таким образом, именно Аристотель впервые указывает на то, что случайность является привнесенной, внешней для объекта силой. Это мнение надолго закрепилось в науке и философии. Необходимость воплощает идею обусловленности, ясной и отчетливой причинности, у случайности же причина неопределенная, «какая попадется»13.
Невозможно обойти вниманием учение о телеологии Аристотеля, оказавшее огромное влияние на европейскую философию и богословие. В соответствии с ним, все в мире подчиняется общему плану или судьбе. В природе присутствует собственная, имманентная целесообразность, выраженная в развитии, восхождении, устремлении каждой частицы бытия к высшей цели - к лучшему исходу, благу, совершенству. Например, Аристотель считал, что существует полная и совершенная идея живого организма еще до того, как он развился14. Финализм и целе-полагание в учении философа также неявно указывают на проявление необходимости как высшей метафизической силы. Таким образом, данная линия, на долгие столетия воцарившаяся в философии и науке, полностью отрицает представления о случайном, стихийном, хаотичном устройстве бытия.
Стоицизм – философское учение, прошедшее практически через всю историю Античности. Видными его представителями были Хрисипп, Эпиктет, Сенека, Цицерон, император Марк Аврелий. Стоики - наследники эпохи неумолимого слепого рока, не ведавшего понятия свободы личности. Для них все происходит в силу предшествующих причин, и никак иначе. Так, Хрисипп считал, что одно беспричинное событие может уничтожить всю вселенную. В стоицизме проявляется философия долга, тотальная диктатура Ананке, торжество беспрекословной необходимости. Человеку остается лишь покориться назначенной свыше судьбе: согласного судьба ведет, а несогласного тащит15. Рациональное зерно стоицизма, его психологический посыл, который не утратил своего значения – необходимо стремиться к бесстрастию, спокойно принимать любые обстоятельства, сохранять мужество и твердость в жизненных испытаниях16.
Онтологическая случайность
Перейдем теперь непосредственно к онтологическому анализу случайности в природе. Наша цель - определить способы реализации случайности в мире, в физической реальности, т.е. ответить на вопрос, в каких видах она существует. Здесь сразу стоит отметить, что существует, как минимум, два аспекта в осмыслении случайности как феномена. Онтологический аспект проблемы случайности связан с тем, как проявлен этот феномен в устройстве бытия, как он возникает в мире и какими существенными свойствами обладает. Гносеологический аспект раскрывает роль случайности в познавательной деятельности человека, в том, как формируется и обосновывается полученное знание о мире.
И первая задача, которую мы ставим, - определить, «встроена» ли случайность в устройство бытия или проявляется только в познавательной деятельности человека. Другими словами, является ли случайность продуктом человеческого восприятия или свойством самой природы? У нас есть основания утверждать, что случайность существует в двух принципиально разных видах. Мы утверждаем дуальность случайности – она существует в двух видах: и как онтологическая, и как гносеологическая. Мы считаем необходимым моментом ввести в классификацию случайности это разделение, поскольку если этого не сделать, неизбежно возникает концептуальная и методологическая путаница, смешение представлений. Гносеологическая случайность возникает по отношению к объекту познания, к самому исследуемому явлению. Онтологическая случайность существует безотносительно кого-либо или чего-либо, она автономна, «самодостаточна».
Мы будем называть онтологической случайностью случайность, реально существующую в материальном мире и отражающую определенные свойства физических явлений и процессов. Онтологическая случайность присутствует в физической действительности, поскольку в природе есть случайные, вероятностные, принципиально неопределенные, хаотические, непредсказуемые процессы. Так, хорошо известно, спонтанное, произвольное, непредсказуемое поведение характерно для квантово-механических систем, где царит индетерминизм, не имеющий аналогов в макромире, и на сегодняшний день в физике микромира считается, что этот факт является принципиальным и неустранимым. Непрерывные случайные (хаотические) блуждания и соударения атомов и молекул характерны и для классических статистических молекулярных систем, и этот факт лежит в основе статистической физики. Сегодня известно и то, что для многочисленных нелинейных динамических систем макромира и мегамира типичным является иррегулярное, хаотическое поведение, которое в синергетике и нелинейной динамике было названо детерминированным хаосом и определено как принципиально непредсказуемое и случайное88.
Онтологическая случайность принципиально неустранима, заложена в самой «природе вещей», она является собственной, «внутренней» существенной характеристикой некоторых физических явлений, на нее не влияет полнота или неполнота знания о них. Первая проблема, которая при этом возникает, связана с различением онтологической и гносеологической случайностей. В самом деле, на основании чего можно считать, что случайность является существенным свойством объекта познания, а не особенностей познания? Приведем пример: пусть перед нами случайная последовательность чисел, которые не коррелируют друг с другом, возникают независимо. Если никакой закономерности выявить не удается, последовательность воспринимается как случайная. Но что произойдет, если исследователь узнает закон, алгоритм, по которому строится ряд чисел – например, это знаки после запятой числа корень из двух89? Перед нами типичный пример гносеологической случайности – пришло сообщение, появилась новая информация, уточняющая знание, и случайность исчезла90. Разумеется, не любая гносеологическая случайность устраняется так легко. К гносеологической случайности мы будем относить все то случайное, что возникает благодаря особенностям процессов познания. В качестве анонса скажем, что, это, во-первых, вычислительная и измерительная погрешности; во-вторых, случайность, связанная с процедурой упрощения при изучении поведения многоэлементных систем на уровне средних величин; в-третьих, ограниченность концепции; в-четвертых, случайность, связанная с пределом возможностей сознания и познания, и в-пятых – ошибка предпочтения (мы подробно остановимся на этом в п. 2.2).
Конечно, при определении статуса случайности, в первую очередь следует опираться на строгое научное знание, существующее на сегодняшний день. И если какой-либо феномен или процесс в естественных или точных науках определяется как принципиально случайный, то с большой долей вероятности речь идет об онтологической случайности. Разумеется, парадигмальность естественнонаучного знания, его постоянное изменение и пополнение делают представления об онтологической случайности относительными: то, что сегодня, мыслится как неустранимо случайное, завтра может оказаться проявлением некоторого ранее неизвестного порядка, и наоборот. Но все же, по-видимому, в природе существуют принципиально хаотические явления, так что онтологическая случайность в мире присутствует и распознается.
Итак, онтологическая случайность — это природный феномен, а гносеологическая случайность – феномен познания. Имеет смысл начать анализ с онтологической случайности. Прежде всего, приведем фактуальные подтверждения присутствия случайности в природе. Когда она возникает в природе? На каком этапе существования Вселенной начинает проявляться ее действие случайности?
На основе данных современного естествознания есть все основания полагать, что Вселенная возникла самопроизвольно, в результате случайности. В современной науке, в том числе и теории Большого взрыва, первоосновой мира является физический вакуум, существовавший до появления Вселенной. Эксперименты подтверждают, что вакуум может приходить в особое возбужденное состояние, вследствие чего в нем может образоваться поле, а уже из него – вещество. Большой взрыв вполне мог произойти в результате флуктуации напряженности поля в вакууме, т.е. случайность предшествовала всему, всеобщее начало, пангенезис, инициирован случайностью91 92. По словам знаменитого физика и космолога С. Хокинга, спонтанное возникновение – вот причина, по которой есть Нечто, а не Ничто, по которой существует наша Вселенная и мы сами93.
Далее, в новорожденной Вселенной случайность сразу же проявилась как имманентное свойство материи, поскольку последняя с самого момента своего появления подвержена флуктуациям. Что происходило четырнадцать миллиардов лет назад, в первые доли секунды после Большого взрыва? Действие случайности проявилось в создании поразительных «фрактальных узоров» космоса через гравитационные флуктуации, которые в дальнейшем повлияли на распределение масс космических объектов – протогалактик и протозвезд. По данным современной астрофизики, ранняя Вселенная была неоднородна, о чем свидетельствуют небольшие расхождения температуры реликтового излучения, сохранившего до наших дней свидетельства сотворения мира94. Некоторые области имели чуть большую плотность, в которых замедлялось расширение, и гравитация начала собирать материю воедино. Эти сгустки вещества были «семенами», из которых позже «выросли» галактики со звездами, планетами и даже разумными существами. Неравномерности и нерегулярности в зародившемся пространстве были очень важны, ведь, по сути, все известные нам структуры мегамира изначально были порождены случайными колебаниями. В далекой перспективе человечество тоже можно назвать результатом флуктуаций очень ранней Вселенной95. И в этом месте следует поставить первое «nota bene»: важнейшим проявлением онтологической случайности в природе являются флуктуации, присутствующие в любом реальном физическом процессе как важнейшее и неустранимое его свойство – и ниже мы остановимся на них подробно.
Случайность присуща явлениям физической действительности, является их собственным моментом, онтологической характеристикой. Подтверждают этот тезис не только события квантового мира, случайные при любом уровне описания, но и поведение любых сложных нелинейных природных систем. Перемещение электрона и любого другого субатомного объекта, распад радиоактивного ядра по своей сути случайны96. Собственно, одного этого факта было бы достаточно, чтобы по законам логики определить случайность как онтологическую категорию. Однако мы считаем необходимым уточнить способы бытия онтологической случайности в природе и предложить нашу собственную классификацию.
Антропный принцип как обоснование необходимости возникновения жизни
Итак, где наша точка отсчета? Что является истоками живого? Только ли ранняя Земля или весь космос, сама природа мироздания? Условиями возникновения жизни в глобальном масштабе принято считать фундаментальные физические константы (массу протона, электрона, нейтрона, константы гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого взаимодействий, три пространственных измерения)149. Традиционно эти параметры и возможность появления жизни связывает сильный антропный принцип: очень ранняя Вселенная должна была иметь свойства, позволяющие в дальнейшем развиться жизни (чаще всего подразумевается разумной). Иными словами, порождающий жизнь фактор заложен в самой основе устройства мира150. Сильный антропный принцип указывает на закономерный, необходимый характер сложившегося математического соотношения фундаментальных констант, и вытекающей из него предопределенности появления во Вселенной жизни. Данная концепция весьма популярна, и последние десятилетия ее много обсуждали, но далеко не всем ученым и философам она кажется такой уж удачной. Во-первых, она наделяет существование человека несравненным величием. По словам знаменитого британского физика и космолога С. Хокинга, с трудом верится, что это все это грандиозное сооружение из звезд и галактик существует только ради нас151. Распространенное мнение - это довольно сентиментальная и эгоцентрическая позиция, к тому же ведущая к потребительскому отношению к природе. Нам же кажется, разумнее предположить, что люди в этом мире – все же гости, а не хозяева, особенно в свете той силы, которыми обладают хаос и случайность в природе и социальной реальности. Во-вторых, АП часто считают тавтологией. Антропным называется рассуждение, исходящее из условия собственного существования152. Получается что-то вроде: мы постулируем неизбежность собственного появления исходя из факта, что существуем. Такая постановка задачи грешит недостатком данных. В-третьих, многочисленные обсуждения проблемы антропного принципа в содержательном отношении дали не так уж и много, они не смогли направить философский дискурс по какому-то качественно новому, необычному, эвристичному направлению153.
Однако проблема АП не представляется нам такой уж плоской и однозначной. Действительно, здесь есть не только общеизвестные в научном сообществе положения, но и совсем небанальные «точки роста» для научного поиска (вроде концепции С. Лема - жизни как сверхневероятной случайности, выигрыша в «космическую лотерею»). В нашей стране существуют подробные и интересные исследования проблемы антропного принципа154.
Нам бы захотелось заострить внимание на одном принципиально важном моменте – за несколько десятилетий было предложено такое количество разных формулировок АП, что авторы, вступившие в дискуссию, обсуждают и критикуют различные по сути принципы155. В контексте заявленной темы исследования мы вкратце рассмотрим некоторые следствия антропного принципа и концепции, образующие с ним единый смысловой горизонт.
Тонкая настройка Вселенной. В соответствии с этими представлениями, значения физических постоянных были очень точно «подобраны», «подогнаны», «отрегулированы», поскольку любая другая их комбинация создала бы непригодный для обитания мир. Можно привести пример с паззлом или детскими кубиками: существует только одна комбинация, при которой собирается красивая картинка, а все остальные сочетания беспорядочны, разобщены, бессмысленны. Здесь порядок – нечто уникальное, особенное, единственное на фоне огромного числа состояний беспорядка. Исходя из этого соображения, наиболее вероятным состоянием Вселенной было бы именно хаотическое состояние, поскольку их количество несравнимо больше. На этом фоне тонкая настройка кажется статистически очень маловероятным, поразительным сочетанием.
«Взрывная неустойчивость» фундаментальных констант. Как было сказано ранее, неустойчивость выражается в том, что флуктуация, малое возмущение направляет процесс развития системы по совершенно новой траектории, сильно отличающейся от исходной156. «Взрывная» в данном контексте означает, что любое отклонение от начальных условий приводит систему к полной деструкции, коллапсу. Речь идет о том, что малейшее изменение сложившихся соотношений параметров привело бы к полной разбалансировке дальнейшей истории Вселенной, к краху ее эволюции. При самом незначительном варьировании констант не смогли бы существовать в стабильном состоянии орбиты атомов, звезд и планет или такие сбалансированные структуры мегамира, как галактики. Могла бы появиться Вселенная, в которой никогда не возник бы водород, и нере ализованными остались бы все элементы Периодической таблицы. Могла появиться Вселенная, которая за очень короткий срок просто прогорела бы, как спичка. При всех этих бесчисленных переборах, числовых сочетаниях «наугад» никакой жизни не возникло бы. Все это говорит о том, что ранняя Вселенная находилась в буквальном смысле на «лезвии бритвы»157.
Глобальный (универсальный) эволюционизм. Согласно этой концепции, вся Вселенная является огромной эволюционирующей системой, ее пронизывает единый направленный процесс, общая арка развития. Каждая новая глава в истории времени начинается не с чистого листа, ей предшествует сумма других эволюционных процессов. Генезис нашей Вселенной определила физическая эволюция (возникновение вещества), которая запустила астрономическую эволюцию (появление галактик и звезд), в недрах которых происходили сложные реакции, синтез тяжелых элементов (химическая эволюция). Далее последовала биологическая эволюция, за ней – социальная, за ней – технологическая, и этот ряд может убегать в далекое будущее (например, эволюция искусственного интеллекта и появление кибернетического сознания). Появление Разума предстает как результат творческой революции Природы, высшее проявление ее самотворящего158 начала.
Узкий эволюционный «коридор в сложное». В рамках синергетических представлений наш мир уникален вовсе не потому, что обитаем, а потому, что упорядочен, допускает существование организованной сложности, и нам этот подход кажется более продуктивным. Здесь речь идет об очень избирательном течении физических процессов в ранней Вселенной, позволивших в дальнейшем «возникнуть иерархии нелинейных сред с возрастающей сложностью, все большим богатством форм и структур, большим числом степеней свободы»159. Иначе говоря, чтобы такой сложный мир воплотился, начальные условия должны были попасть в очень точный интервал (это и понимается под «узостью» эволюционного коридора)160.
Космический замысел. Мыслители и теологи разных эпох не раз обращали внимание на то, что для Вселенной характерна необыкновенная, удивительная упорядоченность, завершенность, высшая предопределенность, как в великом произведении искусства. Из чего следовало, что храм природы возводился не произвольным образом, хаотично, а по четкому «плану строительства». Собственно, сильный антропный принцип потому и не нравится многим современным ученым, что часто трактуется в пользу божественного плана творения, Высшего замысла. Действительно, хоть концепция сильного АП и является научной, она содержит читаемый для многих намек на проявление упорядочивающей трансцендентной силы, неслучайность сущего. Наиболее известное изложение «доказательства от замысла» принадлежит богослову XVIII в. Уильяму Пейли, который рассуждает о совершенстве биологической конструкции, сравнивая ее с часами. Найденные на вересковой пустоши часы устроены необыкновенно искусно, их винтики и пружинки идеально подогнаны друг к другу, и даже если их происхождение нам неизвестно, сама их сложность и точность должна навести нас на мысль, что они были созданы чьей-то рукой. Неведомый мастер или мастера сделали часы для заранее определенной цели, которой они полностью соответствуют, продумали их конструкцию и предопределили назначение. Само совершенство живого организма, такого необычайного устройства, наводит на мысль о его разумном создателе161. Подобное представление теологи нередко экстраполируют на всю Вселенную в целом, в утонченном устройстве которой проглядывают черты грандиозного замысла. Создана ли Вселенная по чертежам, которые мы когда-нибудь научимся читать, или мы находимся во власти иллюзии дизайна?
Случайность «типичной» и «нетипичной» жизни
Рассмотрим еще два варианта того, как могут сложиться условия возникновения жизни, и что на них может повлиять.
2) Параметры среды, необходимые для возникновения жизни, одни и те же, при этом они достаточно распространены. Жизнь - это повсеместное, обычное, типичное явление с одними и теми же ключевыми характеристиками. Тогда на нашем участке Млечного Пути должна существовать или со временем возникнуть диаграмма рассеяния жизни. Множество принимает вид {5,5,5,5,5,5…}. Выше мы уже перечислили эти условия, когда говорили об особенностях нашей звездной системы как колыбели жизни. Для запуска биогенеза нужен довольно узкий диапазон значений, однако стоит отметить, что среди параметров среды обитания, которые мы описали, нет исключительно редких, необычных условий. Действительно, Земля является небольшой планетой, которая вращается вокруг звезды распространенного типа вблизи рукава обычной спиральной галактики. Таких звездных систем миллиарды в одном только Млечном Пути. Тип солнечной системы с единственной звездой, масса Земли, ее геологическое строение, возраст, наличие на ней атмосферы, набор присутствующих химических элементов – подобные параметры встречаются и у других космических объектов. В соответствии с принципом заурядности Коперника, место нашего обитания не является привилегированным, выделенным, чем-то разительно отличающимся от других. Рассмотрим, например, орбиту Земли. Она очень близка к правильной окружности. Ее эксцентриситет, т.е. «мера вытянутости», степень сходства с эллипсом, составляет два процента. Почему это условие важно? Чем больше орбита планеты напоминает эллипс, тем более выражен на ней перепад температуры, связанный с годовым обращением вокруг звезды. Например, эксцентриситет орбиты Меркурия составляет двадцать процентов, и перепад температур на поверхности планеты, связанный только с приближением и удалением планеты от Солнца, составляет около девяноста градусов Цельсия. Суровые условия более вытянутых эллипсов, где палящий жар сменяется погружением в долгую лютую «зиму», считаются неблагоприятными для жизни. Земле повезло с орбитой, но ее характеристики не является исключительно редкими. Наша планета была бы очень необычным местом, например, при совершенно круглой орбите с уникальным эксцентриситетом в одну стотысячную процента. Тогда можно было бы сказать, что в поисках таких планет можно прочесать вдоль и поперек всю Галактику, но это не так190. Если бы Земля располагалась вблизи некого особенного редкого астрономического объекта, и именно его близость стала условием, сопутствующим биогенезу, можно было бы говорить о «принципе уникальности». Однако по оценкам астрофизиков, только в Млечном Пути существует около миллиарда звездных систем, где могут присутствовать планеты с условиями, подобными земным (примерно один процент от общего количества)191 192.
Какие еще условия могут говорить в пользу того, что жизнь – это не просто однократная случайная вспышка на бескрайних звездных просторах, а действительно массовое типичное событие? Одним из них может быть возраст нашей Вселенной, определяющий период ее эволюции. Так, после Большого взрыва во
Вселенной довольно долго присутствовали только водород, гелий и незначительная примесь лития. Водород - самое легкое и распространенное вещество, именно с него начинается Периодическая система химических элементов, далее идет гелий, а за ним литий193. Все более тяжелые элементы зародились в атомных печах звезд и были выброшены в пространство в момент их гибели. Сброшенные оболочки красных карликов содержали более легкие и распространенные элементы, такие как углерод, азот и кислород, в то время как взрывы сверхновых распыляли по космосу огромный спектр тяжелых элементов, вплоть до урана. Мы и поныне храним в себе свидетельства тех древних катастроф, ведь клетки наших тел состоят из химических элементов, полученных из развеянного пепла звезд. Именно так появился углерод – основа всего живого. Взрывы звезд первого поколения насытили межзвездный газ и пыль новым материалом, и зародившиеся звезды второго поколения содержали уже больший процент и разнообразие тяжелых элементов, чем их прародители.
Наше Солнце представляет третье поколение. Но что это означает применительно к нашему вопросу? Чем выше процент тяжелых элементов в составе звезды, тем больше вероятность, что у нее есть планеты. Пока подобная закономерность выявлена для планет-гигантов, подобных Юпитеру, но она наверняка еще более актуальна для планет земной группы, которые практически целиком состоят из тяжелых элементов, просто по ним собрано меньше данных. У звезд первого поколения планет не было вообще. Возможно, именно прошедшие четырнадцать миллиардов лет и смена трех поколений звезд обеспечили необходимый минимальный «период насыщения». Тогда эра, в которую существуем мы, – это время, когда во Вселенной пробиваются все новые «ростки», появляются потенциальные очаги жизни, и она понемногу начинает напоминать возделанный и цветущий сад194. Если следовать этой логике, развитие и бурный расцвет галактических цивилизаций еще впереди, а мы – одни из первых обитателей, поэтому мы и не наблюдаем никакой информационной активности поблизости, и на безбрежных космических просторах так тихо195.
3) Возникновению жизни каждый раз способствуют особые, редкие, неповторимые условия. Здесь можно представить множество простых чисел {2,3,5,7,11,13…}, каждый элемент которого – уникальное, более не встречающееся число196. Такая жизнь индивидуальна, своеобразна и неповторима, однако все же не единична, встречается на просторах Вселенной, образует некоторое множество. Здесь особое сочетание условий, их своеобразие и есть случайность. Можно предположить, что для такой «нетипичной» жизни произвольность условий, их разнообразные комбинации складываются в зависимости от игры случая.
Так, для жизни земного типа благоприятным условием является тип нашей Солнечной системы, где звезда только одна. Двойные звездные системы, а тем более кратные (состоящие из трех и более звезд) считаются проблематичными для обитания, поскольку орбиты их планет будут сильно вытянутыми эллипсами, а в некоторых случаях и вообще странными петлями и восьмерками. Это создаст экстремальный перепад температур на поверхности планет (в стабильных бинарных системах) и непредсказуемые, скачкообразные изменения климата в системах, где сильны неустойчивости. Из-за нестабильности кратных систем планеты также будут испытывать постоянные гравитационные возмущения, которые скажутся на их магнитном поле и геологической активности. Однако в таких системах может присутствовать жизнь со спящим циклом, характерным, например, для вирусов. При отдалении планеты от источника тепла такая жизнь может надолго, вплоть до тысячелетий, засыпать, а потом снова прогреваться и «оттаивать». Богатое воображение фантаста Артура Кларка рисует такую необычную жизнь в романе «Конец детства»197.
Еще одним незыблемым условием для земной жизни является наличие самой планеты, земной тверди. Однако для современной астрофизики вовсе не фантазией являются газопылевые межзвездные облака, насыщенные соединениями органической химии, например, этиловым спиртом. Такие объекты действительно обнаружены и изучаются. Сложные соединения органической химии – строительный материал живого на Земле. Непрозрачная среда облаков защищает образовавшиеся макромолекулы от опасного космического излучения198 199. Потенциально и такие экзотические объекты могут стать колыбелью жизни.
Какие еще возможны нетипичные условия? Так, все биологические организмы на Земле, в том числе и люди, являются углеродной формой жизни. Углеродная, органическая химия в нашем понимании – это язык живого. Однако возможно построение биологии, основанной на совершенно других химических принципах, например, на основе кремния вместо углерода200. Кремний – вещество, близкое по свойствам к углероду, он принадлежит к той же группе в периодической системе химических элементов. Подобно углероду, кремний способен формировать длинные цепочки и циклы, т.е. образовывать макромолекулы, которые на Земле являются главным строительным материалом живого вещества. Разновидностью таких соединений могут быть силиконы – полимеры, в которых чередуются атомы кремния и кислорода.