Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной Шарф Калеб

Тут что-то есть!

Если угодно, представьте себе, что Земля сформировалась вокруг двойной звезды, а не одинарной. В наши дни это уже не удел научной фантастики. Мы точно знаем, что подобные системы существуют – пары звезд, которые вращаются друг вокруг друга по маленьким орбитам, а вокруг них расположены орбиты планет. Одна такая система под названием Kepler-47[195] – в честь обсерватории НАСА, где ее открыли, – пара звезд совершает полный орбитальный цикл каждые семь с половиной земных дня – этакий звездный вальс. А вокруг танцующей пары расположены орбиты как минимум двух планет, которые вращаются по ним медленнее и величественнее.

Разумеется, невозможно точно предсказать, как оценивали бы свои наблюдения небесной механики люди, живущие в подобных условиях. Однако если подключить воображение, приходит на ум сразу несколько вариантов (для удобства давайте предположим, что такая альтернативная Земля вращается примерно так же, как и наша). Во-первых, обитатели такой планеты наблюдали бы, что сверкающие диски светил, пересекая дневной небосвод, примерно за неделю проходят мимо друг друга. Если геометрия слажена идеально, то две звезды затмевают друг друга строго по очереди и в определенное время. А значит, на альтернативной Земле бывают дни, ночи и два вида дней затмения, которые наступают периодически, примерно два раза в неделю.

Каковы были бы наши космологические представления, если бы мы жили в подобной системе? Понятно, что нам пришлось бы принять во внимание целый ряд существенных факторов. Например, когда альтернативная Земля вращается по орбите вокруг двух звезд, время затмений, когда одна звезда закрывает другую, неизбежно сдвигается. Это будет связано с годовым циклом, и если ось альтернативной Земли наклонена, как у нашей, то расписание солнечных затмений будет заметно меняться относительно каждого солнцестояния. Закономерность будет довольно хитрой и, конечно, потребует объяснений.

Но вот что интересно: при всех отличиях альтернативной Земли от нашей нетрудно представить себе, что у ее обитателей тоже поначалу сложится геоцентрическая картина мира, в которой эта планета станет центром мироздания. Звезды будут двигаться относительно друг друга точно так же, как по эпициклу в птолемеевской космологии, а центр эпицикла будет двигаться вокруг этой Земли по другому большому кругу – деференту.

Если немного поколдовать над этой геоцентрической моделью и подправить геометрию, можно привести прогнозы сдвигов солнечных затмений в соответствие с временами года. А главный толчок в сторону гелиоцентрической модели, как и у нас на Земле, дало бы движение других планет в системе, которые метались бы по небу туда-сюда.

Как ни странно, даже такая причудливая система с двумя солнцами даст своим обитателям не больше предпосылок для выводов о своем положении во Вселенной, чем мы получаем от нашей. Им тоже придется дожидаться Коперника, который сместит их родную планету с центральной позиции и расставит все по местам. Но это лишь один пример. А теперь рассмотрим другой сценарий.

Рис. 13. Два Солнца альтернативной Земли.

Хотя на самом деле центр системы – звезды (слева), разумная раса вполне могла бы построить модель, которая точно описывала бы наблюдаемые в небе явления и при этом позволяла бы считать, что в центре мироздания находится их планета (справа)./

Вполне можно представить себе, что другая Земля – маленькая планета в тесной системе гораздо более крупных планет, где всю внутреннюю орбитальную зону занимают каменные и газовые гиганты. На основе всего того, что мы знаем об экзопланетах, подобная конструкция встречается гораздо чаще[196], чем системы, подобные нашей Солнечной. Теперь предположим, что в этой богатой планетами системе между нашей гипотетической Землей и Солнцем вращается еще восемь планет. Все они крупнее Земли, некоторые размером с Нептун. Подобные системы – это не просто гипотеза. Именно так устроены некоторые недавно открытые системы экзопланет[197]. Может быть, в них есть даже точный эквивалент нашей родной планеты – наверняка мы не знаем, но это отнюдь не исключено.

Согласно этому сценарию внутренние планеты выглядят на ночном небе как яркие небесные тела, которые мечутся туда-сюда и с течением недель и месяцев то появляются, то исчезают. Самые крупные так велики, что фазы-полумесяцы Солнца видны невооруженным глазом, так что для того, чтобы пронаблюдать это явление, не нужен Галилей со своим телескопом.

Наша гипотетическая родня, столкнувшись со всеми этими вариациями, не стала бы считать, что движения планет – это просто «несоответствия». Напротив, обитатели подобной Земли вскоре поняли бы, что все действие сосредоточено вокруг Солнца. Это ничуть не повредило бы их ощущению собственной исключительности. Сначала они были убеждены, что Земля уникальна и исключительна, ведь она, очевидно, занимает в мироздании именно такое место, откуда лучше всего видна великолепная механика внутренних планет, занимающих, очевидно, подчиненное относительно Земли положение. Однако у их цивилизации все равно недоставало бы сведений, чтобы сделать выводы о точном расстоянии до крошечных неподвижных звездочек, которые видны на небе по ночам. Но эти яркие точечки никогда не превращаются в диски наподобие планетных – а значит, даже если это другие планеты, они, наверное, очень далеко. А если это, наоборот, другие Солнца, то так же очевидно, что их планетные системы не разглядеть просто потому, что они опять же очень далеко. В естественнонаучных кругах на подобной планете будут преобладать атомисты и сторонники теории множественности миров, и в их представлении во Вселенной окажется множество систем, богатых планетами. Ведь некоторые истины самоочевидны, не так ли?

Есть и еще один сценарий, который перевернул бы нашу историю космических открытий с ног на голову. Представим себе, что Земля вообще никогда не была настоящей планетой, а небесным телом, которое расположено ниже в иерархии миров. Что если наша родная планета была бы вовсе не планета, а спутник другой планеты[198]? Подобные спутники вполне могут обращаться вокруг газовых гигантов: они бывают так велики, что способны удержать атмосферу, и так велики, что способны вести себя совсем как планеты. В такую категорию попадает Титан – небесное тело из нашей собственной Солнечной системы, а подобные ему крупные спутники могут существовать где угодно. Если материнская планета-гигант вращается вокруг солнцеподобной звезды на том же расстоянии, что и мы от Солнца, подобный спутник будет освещаться и обогреваться примерно так же, как и Земля, и условия у него на поверхности в принципе могут быть такими же. Это сложный сценарий, зато его издавна полюбили писатели-фантасты и кинематографисты: какой интересный гипотетический случай развития цивилизации!

Самая вероятная физическая конфигурация для спутника гигантской планеты – это синхронизация[199] его вращения вокруг своей оси и по орбите. Иначе говоря, спутник всегда будет обращен к матери-планете одной и той же стороной, а время его оборота вокруг своей оси будет равно циклу вращения по орбите. Именно так обстоят дела у нашей Луны, и именно поэтому она на протяжении эпох исправно вызывает приливы. Эти регулярные периоды несильной тяги постоянно истощают первоначальный вращательный импульс и заставляют спутник замедлить вращение, и в конце концов оно приходит в соответствие с орбитальным периодом.

Итак, одно полушарие нашей воображаемой Земли-Луны всегда обращено к планете-гиганту – она застилает чуть ли не 20% небосвода, примерно как две ладони, если вытянуть руки перед собой. А дальняя сторона Земли-Луны никогда не видит планету, которая скрыта «позади», и всегда обращена в открытый космос. Первые современные исследователи из дальнего полушария были потрясены, когда увидели, как во время их пути на другую сторону родной Земли-Луны из-за горизонта постепенно поднимается зловещий шар материнской планеты!

На той стороне Земли-Луны, которая обращена к газовому гиганту, течение времени отмечается целым рядом удивительных событий. В период полутемной ночи материнская планета сияет в небе, заливая спутник отраженным солнечным светом. А практически идеальное геометрическое согласование орбит и вращения вокруг своей оси (так мне видится мой воображаемый сценарий) приводит к тому, что тень Земли-Луны падает прямо на огромный диск планеты. Это темное пятно видно даже невооруженным глазом и медленно пересекает поверхность газового гиганта. Для разумных обитателей Земли-Луны это важнейшая точка отсчета, поскольку когда эта тень достигает края диска планеты, это знаменует окончание ночи, когда Земля-Луна освещается отраженным светом планеты, и начало нового дня. Из-за горизонта постепенно показывается Солнце. А диск великой матери-планеты, словно по волшебству, передающемуся через пустоту, в тот же миг начинает превращаться в тающий полумесяц, на который наползает тьма, распространяющаяся по поверхности исполинской сферы.

Простое наблюдение за затемнением диска планеты породило на нашей гипотетической Земле-Луне множество математических и геометрических школ на протяжении бесчисленных поколений. Однако природа еще не все сказала. После краткого периода полной иллюминации ближняя сторона спутника входит во вторую разновидность перемежающихся ночей – «настоящую», темную ночь. Она начинается, когда на диск планеты в небесах, по-прежнему неподвижный, наползает тьма, и он превращается в серебристый полумесяц. Солнце прошло по небосводу к огромному диску планеты, а теперь скользнуло за него и полностью затемнилось.

Мир погружается в кромешную тьму, и далекие звезды ярче проступают на черном небе – однако остается темное пятно на месте диска планеты, окруженное призрачным ореолом, тускло мерцающим кольцом солнечного света, там, где атмосфера планеты преломляет и отражает его лучи. Об этом призрачном ореоле написаны и слагаются по сей день тома стихотворений: поэтам безразлично, что говорит наука о его происхождении. Именно во время второй ночи отчетливее всего заметен еще один феномен. Теперь мы видим, что небо пересекает тонкая сверкающая черта, которую раньше затмевал свет Солнца и планеты. Она исходит из черного диска планеты в обе стороны: так выглядят с краю кольца из частичек льда, опоясывающие планету-гигант. Появляются и другие загадочные небесные тела – десятки ярких точек, причем некоторые из них похожи на крошечные диски. Эти бисеринки света разбрызганы по небосводу и окружают тонкую линию колец планеты.

Рис. 14. Схематическое изображение гипотетической системы, где «Земля» – спутник планеты-гиганта

Вверху – орбитальная конфигурация (масштаб не соблюден); показано, как гигантская планета вращается вокруг свой звезды, и траектории некоторых ее спутников, в том числе альтернативной Земли. Внизу – схематическое изображение некоторых фаз планеты-гиганта и звезды с точки зрения обитателя ближней стороны «Земли». Слева направо – освещение отраженным светом планеты (освещенная солнечным светом планета неподвижно висит в небе), день (звезда поднимается над горизонтом), ночь (звезда заходит за неподвижную планету-гигант и скрывается из виду). Когда мы проходим разные фазы, становятся видны два других спутника планеты (из десятков) и тонкое кольцо наподобие кольца Сатурна.

Много веков назад великие философы и астрономы альтернативной Земли предположили, что эти бисерины – целые миры, такие же луны, как и наша собственная. Более того, ученые даже рассчитали их движение и яркость и давным-давно средствами логики и геометрии определили, что на самом деле материнская планета – самый центр небесных сфер. Самые одаренные астрономы даже обнаружили вполне конкретное соотношение между временем, которое уходит у этих небесных тел на полный оборот вокруг матери-планеты, и расстоянием до нее. Мало того, они еще и поняли, что движение их собственной Земли вокруг матери-планеты подчинено той же закономерности.

Обитателям этого гипотетического мира осталось буквально несколько шагов до установления универсального закона, который связывает действующие на небесные тела силы с так называемой массой – закона всемирного тяготения. Мало-помалу создаются более мощные и точные телескопы, и ученые замечают другие планеты, далекие и доселе остававшиеся незамеченными (вокруг некоторых из них тоже вращаются спутники); тогда обитатели альтернативной Земли быстро делают вывод, что все это совокупно вращается вокруг Солнца. Закон всемирного тяготения, эта универсальная истина, прекрасно объясняет подобную конструкцию. Обитатели Земли-Луны очень дорожат подобным мировоззрением, поскольку его иерархия так красива и элегантна. Солнце – словно добрая бабушка, вокруг него вращаются планеты-матери, а вокруг них – дочери-Луны, и все это управляется одним и тем же набором незыблемых физических законов.

Очевидно, что обитателям такой воображаемой Земли-Луны гораздо проще прийти к гелиоцентрической модели, чем нам с нашими тысячелетиями упорной борьбы за верное понимание устройства Солнечной системы и нашего места в мире. Почему? Потому что, когда нужно разобраться в устройстве Вселенной, все решают обстоятельства. Эти обстоятельства и определяют прежде всего, каковы шансы на возникновение жизни в тех или иных условиях: прямо как загадка про курицу и яйцо, только в масштабах мироздания. Решить эту загадку – следующий шаг к разрешению противоречий между доводами за и против нашей вселенской уникальности и значения.

Все эти гипотетические миры, насколько нам известно, пока что представляют собой не более чем мысленные эксперименты, придуманные для наглядности. А теперь вернемся на реальную Землю. В истории науки и наших космологических изысканий есть одна интересная черта: великие озарения зачастую опираются на самые что ни на есть скучные научные мелочи. Это само по себе явно указывает нам на наше место в мироздании.

Многие фундаментальные открытия совершались лишь благодаря изучению крошечных деталей, мельчайших досадных отклонений, которые на первый взгляд казались чисто техническими, не имеющими никакого значения для внешнего мира, и лишь потом становится понятно, что это настоящее чудо. Огромные прорывы случались именно тогда, когда кому-то не давали покоя легкие неточности в движениях планет, то, что скорость света постоянна и это как-то странно, мельчайшие различия между подвидами живых существ и какие-то не вполне обычные ископаемые останки. Чтобы решиться работать над такого рода задачами, нужна очень крепкая нервная система, поэтому они, как правило, издревле становятся уделом неповторимой когорты одержимых и дотошных зануд. Такая кропотливая рутинная работа зачастую доставляют им массу удовольствия – к вящей досаде и отчаянию коллег. Иногда населению в целом приходится потратить довольно много времени на то, чтобы понять, из-за чего, собственно, столько шума. Вот и переворот в мышлении, которым мы обязаны Копернику, можно считать отличным примером того, как скучнейшие мельчайшие подробности ложатся в основу настоящих революций, приводят к самым драматическим последствиям. Последний и главный труд Николая Коперника – великий трактат «De revolutionibus» – настолько перенасыщен техническими астрономическими подробностями, что читать его с интересом могли лишь самые образованные астрономы того времени. По сути дела, чудовищная сложность лишь уберегла трактат от дальнейшей критики со стороны церкви и государства. Как суховато выразился[200] физик и философ ХХ века Томас Кун, когда писал об истории открытий Коперника, «Если бы работа была несколько легче для понимания, она бы встретила отпор еще раньше». Что неудивительно, поскольку Коперник во многом стремился усовершенствовать основы существовавших моделей небесной механики, а не затеять красивый научный спор. В этом отношении он был похож на человека, одержимого подсчетом вагонов в товарных поездах, – с той лишь разницей, что стремился составить более точную таблицу положения планет на ночном небе. А переворот в самой структуре космологических преставлений вполне мог быть всего лишь побочным продуктом подобных стараний, хотя Коперник, конечно, представлял себе, к чему все это приведет. Прости, Николай, мы очень признательны тебе за труды, только как развлекательное чтение они не годятся.

Более чем через полвека Иоганн Кеплер, столь же одержимый математикой, примерно по таким же мотивам не менее восьми лет трудился над расчетом орбит Марса и других планет. Он был полон решимости выявить «часовой механизм» движения планет и разобраться, что его регулирует, но при этом хотел всего-навсего избавиться от досадных противоречий, от того, что у планет меняется яркость и что в рамках существовавших астрономических моделей их положение в небе чуть-чуть отличается от расчетного.

И даже когда Галилей увидел наконец движение спутников вокруг Юпитера, бесчисленные звезды, составлявшие дымку Млечного Пути, светотень лунных пейзажей и полумесяц Венеры, для него все это были всего лишь очень конкретные детали мозаики, мелкие подсказки, позволявшие усовершенствовать недоработанную картину мироздания. Все эти люди потому и были гениальны, что могли делать экстраполяции на основании подобных деталей – гелиоцентрический космос, подлинная форма орбит, природа движения и сил.

Итак, понятно, насколько наше далеко не совершенное представление о Вселенной и своем месте в ней зависело от конкретных обстоятельств на планете Земля и в Солнечной системе, от нашего положения в пространстве и во времени. Разумеется, очень легко взглянуть на историю науки и решить, что теперь мы знаем гораздо больше, поскольку избавились от подобной узколобости. Можно предположить, что несравненная точность наблюдений и измерений, которой мы обязаны современной технологии, возвысила нас над трясиной возни с мелкими деталями природы, без которой в прошлом было не обойтись. Теперь-то мы способны измерять положение небесных тел с точностью до тысячной доли градуса, оценивать скорости и расстояния за миллиарды световых лет от нас. Однако на самом деле мы по-прежнему пленники собственных обстоятельств и не можем избавиться от этих шор при изучении как космоса, так и микрокосма.

Я еще в первой главе задал вопрос о том, что было бы, если история астрономии пошла бы по иному пути и Галилею удалось создать огромные телескопы и открыть жизнь на других планетах. Это была чистая фантазия, однако теперь мы знаем, что наша Галактика и Вселенная в целом полным-полны иных планет. Еще мы знаем, что разнообразие этих планет, конфигураций систем и истории развития придают статистический вес идее о том, что обстоятельства существования нашей планеты необычны. Кроме того, как я пытался показать на примере фантазий о жизни людей на других планетах, это означает, что и наш угол зрения тоже может оказаться необычным.

Первый вопрос, который приходит в голову, состоит в том, помогала или мешала наша уникальная точка зрения развитию научного метода как такового, каковы могут быть наши слепые пятна, что они прячут от нас на данный момент? Второй вопрос еще неприятнее. А вдруг сама конфигурация и история нашей планетной системы, благодаря которым на Земле стала возможной жизнь, тоже наложила серьезные ограничения на то, как мы вырабатываем у себя картину мира? Иначе говоря, задается ли жизнь вроде нашей именно такими вопросами лишь потому, что способна существовать только в таких космических обстоятельствах?

Небесные сценарии, которые мы тут сочинили, от двойной звезды до землеподобных лун, с точки зрения физики и астрономии вполне вероятны. Мы не знаем другого – вероятны ли они с точки зрения биологии. Прежде всего, мы не знаем, нет ли у среды на таких воображаемых планетах особых свойств, из-за которых жизни будет затруднительно там возникнуть и развиться. Во-вторых, у нас нет теории, которая могла бы предсказать, какого рода разум мог бы там развиться и как превратности исторических случайностей повлияли бы на его интерпретацию окружающего космоса.

Тем не менее не приходится сомневаться, что будь у нас иные обстоятельства в масштабах планеты, совершенно иначе сложился бы и путь развития естествознания, а история науки была бы радикально другой. Наше мировоззрение – плохо ли это, хорошо ли, – временами попадало в наезженную колею, поскольку некоторые важнейшие принципы тонули в море мелочей, которые мы видим вокруг. Однако такое может быть в любой планетной системе, которая способна достаточно долго поддерживать жизнь. Приведу пример, заставляющий задуматься: вспомним, как Иоганн Кеплер изучал орбиту Марса. Должно быть, вы помните, что Кеплера натолкнуло на изучение небесной траектории Марса именно то обстоятельство, что из крупных планет его орбита сильнее всего отличается от окружности, не считая Меркурия. Однако этот выбор за него отчасти невольно сделали капризы времени и небесной механики, поскольку впоследствии мы обнаружили, что орбита Марса не всегда была такой, как сейчас, и не всегда такой будет. Более того, поскольку вообще орбитальная динамика небесных тел в нашей Солнечной системе танцует на грани хаоса, орбита Марса меняется с течением времени[201] под влиянием гравитационной тяги других планет, особенно Юпитера и Сатурна. Эллиптичность марсианской орбиты меняется довольно существенно, за период примерно 96000 лет она меняется в два раза. А за более длительные периоды – за миллионы и десятки миллионов лет – она может меняться от почти круглой до в два раза более эллиптической, чем сейчас.

Иначе говоря, если бы люди появились на сто тысяч лет раньше или позже и если бы человечество все равно породило своего Кеплера, который изучал бы таблицы движения планет, составленные каким-нибудь Браге, его задача могла бы стать гораздо труднее или гораздо легче. Если бы на момент, когда Браге делал свои наблюдения, орбита Марса была почти круглой, она не подсказала бы Кеплеру, какова общая закономерность движения планет. А если бы она была более эллиптической, Кеплера, возможно, опередили бы.

Однако, как мы уже выяснили, подобное поведение орбит – изменения формы, наклона и прочих параметров со временем – тесно связано с общей архитектурой Солнечной системы и ее историей. Орбита и ориентация вращения Земли тоже медленно, понемногу меняется. Все эти изменения конфигурации совокупно, судя по всему, связаны с долгосрочными изменениями климата Земли, в том числе с ледниковыми периодами, которые повторяются каждые 100000 лет. Вероятно – и весьма примечательно! – что в те моменты в истории, когда орбитальные параметры Марса позволяли бы легко измерить эллиптичность его орбиты, температурные условия на Земле были неблагоприятны для биологических видов вроде людей.

Есть и другие колебания физических условий на обитаемой планете, которые способны радикально изменить наше восприятие Вселенной. Если бы наша атмосфера была замутнена водным конденсатом или вязкой дымкой, которую порождает фотохимия органических молекул вроде метана, мы бы никогда не смогли сделать точных наблюдений никаких небесных тел, кроме Солнца и Луны. И вполне возможно, что на Земле бывали периоды, когда на протяжении тысячелетий нам не давала наблюдать за небесами всего-навсего плохая погода – если мы тогда вообще существовали.

А галактическое окружение планетной системы влияет на ее мировоззрение еще сильнее. Мы знаем, что Солнце и его планеты совершают орбитальный цикл вокруг Млечного Пути примерно за 230 миллионов лет. Однако эта орбита – не идеальный круг и даже не эллипс, поскольку сама Галактика представляет собой ландшафт из колеблющихся конгломератов массы и сложных гравитационных полей. Более того, в Галактике нет ничего стабильного, все ее компоненты вращаются и дрейфуют в исполинском трехмерном танце.

В результате наша Солнечная система, как и миллиарды других, неизбежно попадает в участки межзвездного пространства[202], где молекулярный газ и микроскопическая пыль плотнее. Каждый такой участок она проходит за десятки, а то и за сотни тысяч лет. Пусть они встречаются лишь раз в несколько сотен миллионов лет, но если бы цивилизация современных людей возникла именно в такой момент, мы бы не видели ничего, кроме ближайших звезд, и уж точно не имели бы представления о своей Галактике или о космосе за ее пределами.

Однако давайте разберемся, могли бы мы все равно возникнуть в настолько иных обстоятельствах. Вдруг более изменчивые орбиты планетной системы, плохая погода или межзвездные облака как-то мешают возникновению жизни? Подобные явления могут быть очень некстати – они создают неблагоприятные условия на поверхности планеты. Так что есть вероятность, что требования к условиям планеты, способной породить разумную жизнь вроде нашей, предполагают и то, что разум и чувства подобных существ должны получить в свое распоряжение своего рода космическое табло, общедоступное окно во Вселенную. Если вам кажется, что вы где-то это уже слышали, то дело в том, что таков и антропный принцип – наблюдатель увидит именно те, а не иные условия, поскольку именно такие условия необходимы, чтобы наблюдатель вообще существовал. Однако в таком случае и сама идея гораздо уже, и вывод из нее, вероятно, следует более прямолинейный.

Эти вопросы возвращают нас к деликатным отношениям самой жизни и условий на планете – и вечному больному вопросу о том, насколько редка или распространена в космических масштабах жизнь, подобная земной. Биологи обычно разделяют этот вопрос на два и рассматривают отдельно «простую» жизнь, а отдельно – «сложную». Некоторые ученые предпочитают объединять ту и другую под словом «жизнь». Однако «простая» и «сложная», строго говоря, разделяются там, где проходит граница между бактериями и археями с одной стороны и эукариотами с другой – об этих трех доменах жизни на Земле мы уже беседовали. «Сложная» жизнь – это эукариоты, поскольку их клетки «сложнее», крупнее, чем у бактерий и архей, содержат больше структур, и структуры эти сложнее сами по себе. А главное – свои ДНК они держат тщательно и надежно укутанными в маленькие мешочки из мембраны: в ядра клеток. Мы считаем, что подобные сложные формы клеток возникли позднее «простейших» бактерий и архей, а без них по планете не ходили бы существа вроде нас с вами.

То, что организмы бывают простые и сложные, подтверждает гипотезу, которая возникала несколько раз в разных обличьях, и помогает ответить на вопрос о частотности жизни во Вселенной. Эту гипотезу называют «гипотезой уникальной Земли»[203]. Ее с тем же основанием можно назвать «гипотезой уникальности сложной жизни», поскольку она исходит из предположения, что сложноклеточная жизнь, вероятно, в масштабах Вселенной – явление крайне незаурядное. А следовательно, мыслящие и технологически ориентированные существа тоже встречаются очень редко. Предположение о редкости сложноклеточной жизни – идея немаловажная, ее следует обдумать, онако прежде я напомню вам, о чем упоминал еще в первой главе: мне не кажется, что идеи уникальности Земли достаточно обоснованны. И я объясню, почему, дайте только срок.

Основа гипотезы уникальной Земли состоит в том, что для возникновения сложноклеточной, а затем и разумной жизни годится лишь вполне конкретная последовательность событий при формировании планетных систем, самих планет и их свойств. А вот простой жизни, например, микробам, питающиеся скальными породами, возникнуть гораздо проще. Чтобы это обосновать, можно опереться на широчайший диапазон наших познаний об истории Земли и обстоятельствах ее существования. Возьмем, к примеру, воду. Это простая молекула из двух атомов водорода и одного атома кислорода – жизненно необходимый биохимический растворитель и центральный компонент геофизических механизмов на Земле. Однако количество воды на планете и то, достаточно ли ее на поверхности в жидком виде, где сложная жизнь может пользоваться ею в свое удовольствие, зависит от множества вполне конкретных событий и ситуаций. Можно утверждать, что присутствие воды на Земле связано с конфигурацией астероидов, комет и гигантских планет в Солнечной системе, а также с эволюцией орбиты Земли в настоящем и в прошлом. Кроме того, сложная жизнь, скорее всего, лучше развивается при наличии сильного защитного магнитного поля планеты, которое, в свою очередь, связано с тем, как формировалась система Земли и Луны, а может быть, и каким-то образом зависит от приливной тяги Луны. Без относительно большого спутника у Земли были бы более сильные колебания оси, а следовательно, и сильные перемены климата, которые сказались бы на сложной жизни сильнее, чем на стойких микробах. А развитие состава земной атмосферы и океанической химии со временем, несомненно, связано с различными причудами геофизики, причем некоторые из них восходят еще к досолнечным, протопланетным временам, к эпохе жара от радиоизотопов, получившихся в результате взрывов близких сверхновых и замешавшихся в сгущавшуюся массу. И вообще без тектоники материковых плит, которая отчасти зависит от внутреннего жара Земли, химическая и топографическая обстановка на поверхности планеты и взаимообмен между континентами, морским дном и океаном были бы совсем иными. И т. д.

Если наложить все эти факторы на хронологическую шкалу развития биологических видов в последние 4 миллиарда лет, развитие жизни станет похоже на шаткий карточный домик. Стоит изменить одну-единственную мелочь там или здесь – и очень может быть, что непоправимо нарушится цепочка событий[204], которая привела к возникновению сложной жизни и существ, подобных нам (не менее опасный путь, только в ином масштабе, прошли наши непосредственные предки, когда разбрелись по свету из Африки примерно сто тысяч лет назад).

В этом-то и суть аргументации «гипотезы уникальной Земли»: возникновение сложной и разумной жизни здесь, на Земле, сильно зависело от некоторых вышеупомянутых факторов, а возможно, и от всех. Более того, других рабочих гипотез, мягко говоря, мало. Если она верна, значит, жизнь, хоть сколько-нибудь похожая на нас, может обретаться лишь на близнецах Земли. Иначе говоря, даже в космосе, полном планет, сложная жизнь, вероятно, явление крайне необычное.

Предполагаемая редкость условий на нашей планете и ее истории, вероятно, даже не главный довод в пользу гипотезы уникальной Земли. Некоторые ученые на основании исключительно биологических аргументов доказывают, что возникновение сложных организмов маловероятно где бы то ни было, поскольку определенные важнейшие детали молекулярных механизмов могут оказаться на нужных местах в нужное время лишь благодаря весьма специфической цепочке событий. Из этого опять же следует, что сложная жизнь во Вселенной, похоже, встречается очень редко и что для того, чтобы она вообще возникла, нужны совершенно особые обстоятельства.

Главную роль в биологической аргументации играет то, что бактерии и археи не могут легко и просто «усовершенствоваться» и стать более крупными и сложными физическими формами, поскольку у них не хватает производительности, чтобы вырабатывать достаточно энергии. Чем больше у организма генов, тем больше энергии ему требуется, чтобы конвертировать генетическую информацию в белки. Индивидуальные микроорганизмы, ограниченные своими достаточно примитивными методами выработки энергии, не могут позволить себе таскать повсюду обширную библиотеку генетического материала, потому-то они и остаются простыми.

Как я уже писал, эукариотические клетки отличаются от полчищ одноклеточных организмов – и на то есть еще одна причина. В эукариотических клетках содержатся дополнительные структуры, так называемые митохондрии – обернутые в клеточные мембраны упаковки ДНК, РНК и сотен ферментов. Эти упаковки хранятся отдельно от ядра клетки, которое оберегает первичную ДНК организма. Митохондрии сами по себе удивительны. Помимо всего прочего они служат специализированными станциями по производству химической энергии для поддержания эукариотической жизни: именно они обеспечивают реакции окисления, в результате которых получаются жизненно важные молекулы, которые умеют разносить электрическую энергию по клеткам. Именно поэтому мы, собственно, и должны дышать кислородом, и именно поэтому мы, как и остальные эукариоты, можем быть такого огромного размера.

Митохондрии делают возможной такую жизнь, как мы, поскольку многократно повышают производительность нашего метаболизма. Энергия, которую они обеспечивают, позволяет увеличить количество генов, экспрессия которых по силам нашим клеткам, в 200000 раз по сравнению с одноклеточными организмами. Однако происхождение митохондрий, скорее всего, бактериальное. Мы считаем, что примерно 2 миллиарда лет назад они слились с предшественниками эукариотических клеток и вступили в отношения эндосимбиоза – были полностью поглощены клетками-хозяевами и стали служить для них жизненно важными генераторами энергии.

Пока что все складывается. Однако некоторые ученые, в том числе биохимики Ник Лейн и Билл Мартин[205], отстаивают ту точку зрения, что организм, который слился с митохондриальным предком, вероятно, сам по себе был не более сложным. Эти ученые утверждают, что сложные клетки эукариотов начались с сочетания двух похожих организмов. Согласно Лейну и Мартину, вся история сложной жизни началась с одного-единственного случайного и крайне маловероятного слияния двух клеток.

Мне представляется, на сегодня это самый веский довод в пользу того, что происхождение сложноклеточной жизни на Земле было чистым везением. Он подкрепляет астрофизическую и планетную аргументацию, которая доказывает, что жизнь зародилась в результате весьма специфической цепочки событий, однако сам по себе он еще сильнее. Если и в самом деле для возникновения жизни необходимо столь уникальное стечение обстоятельств, шансы, что планет вроде Земли достаточно много, вероятно, очень малы. Однако пока что митохондриальная гипотеза не нашла окончательного подтверждения.

Бывали, конечно, на Земле и другие поразительные случаи эндосимбиоза (когда один организм мирно существует внутри другого к вящей пользе обоих). Вот, к примеру, хлоропласты – структуры, играющие главную роль в фотосинтезе, – в клетках растений свидетельствуют, что на каком-то этапе произошло похожее слияние. Ученые считают, что эти микроскопические структуры в форме фасолинки когда-то были сине-зелеными одноклеточными водорослями – древними видами микробов, умевшими осуществлять фотосинтез. Однако растения, которые также содержат митохондрии, появились гораздо позже, чем сложноклеточная жизнь. В сущности, все свидетельствует о том, что ничего похожего на «митохондриальное событие» больше не повторялось – оно произошло ровно один раз 2 миллиарда лет назад.

Эта теория достаточно убедительна. Однако на самом деле мы не знаем, что митохондриальный предок слился с другим видом простейших. Если на тот момент уже существовала прото-эукариотическая форма жизни, а может быть, даже какая-то относительно сложная архея, митохондриальное событие, вероятно, стало лиш шагом в эволюции подобного организма, очередным случаем ничем не примечательной разновидности эндосимбиоза, какие бывали и раньше, когда прото-эукариоты захватывали полезных микробов, но не переваривали, а сохраняли в себе. В таком случае митохондриальное событие было бы куда менее примечательным, и, признаться, мне это больше по душе. Линии доказательств, которые основаны на «невероятных событиях», мне претят. Они подозрительно похожи на доводы некоторых ученых ХХ века, например, физика Фреда Хойла, который утверждал, что для зарождения жизни на Земле требовалось «осеменение извне». Хойл предполагал, что земная биохимия началась с организма, который, будучи совершенно естественным, вроде бактерии, был занесен сюда откуда-то из внеземного пространства. Такие гипотезы называются «панспермия»[206] – от греческого словосочетания, которое означает «смесь всяческих семян».

По мысли Хойла и его сторонников, если смешать атомы и молекулы где-то в общем котле на первобытной Земле, шансы, что даже в пределах нескольких миллиардов лет спонтанно сформируются молекулы ДНК или РНК, практически нулевые. Подобным же образом жизнь не могла зародиться здесь сама по себе и наверняка была инициирована зачатком жизни или прото-жизни, который прибыл к нам откуда-то еще. Проблему абиогенеза отдали Вселенной на аутсорсинг.

Сегодня мы полагаем, что способы, которыми создаются молекулярные структуры, как базовые, так и сложные, гораздо проще, чем мы думали, как и способы, которыми из сложных систем может спонтанно возникать порядок. Кроме того, мы полагаем, что существует широкий диапазон неживых, неорганических химических и физических лекал, которые могли подтолкнуть углеродную химию к тому, чтобы стать полномасштабной биохимией на юной Земле. Так что привлекать панспермию в представлении Хойла теперь словно бы и ни к чему. И хотя современные представления всего не объясняют, однако из них очевидно следует, что нужно воздерживаться от предположений, что если какой-то биологический феномен не вполне понятен, он автоматически становится невероятным. Так что, на мой взгляд, предполагать, что сложные клетки с митохондриями имели лишь очень скудные шансы на возникновение из микробного котла, – это (по крайней мере на первый взгляд) все равно что увлекаться идеей той самой панспермии, согласно которой зарождение жизни маловероятно просто потому, что нам так кажется.

Но я и на этом не остановлюсь. Я считаю, что если история науки чему-то нас и учит, то только тому, что подобного рода предположений следует всячески остерегаться. В наших силах отсекать самые экстремальные из подобных идей, и мы обязаны так и поступать. Как я покажу, дело в том, что зачастую они вдохновлены интуитивными предположениями о природе статистики, которые оказываются ошибочными. В сущности, самый серьезный довод против любой версии «уникальной Земли» дает нам относительно простой, однако очень убедительный экскурс в область природы вероятности и нашего восприятия случайности.

Преподаватели статистики частенько рассказывают своим студентам на первом занятии одну старую историю, которая неизменно вселяет в новичков благоговейный ужас; на первый взгляд она проста, однако подчеркивает некоторые глубоко укоренившиеся у нас заблуждения, в которые мы впадаем, когда пытаемся поместить информацию в тот или иной контекст. Как и многие хорошие истории, ее можно рассказывать по-разному. Я предпочитаю спортивные аналогии.

Итак, как-то вечером Джо сидит дома один, и вдруг ему звонят. Это его старый друг, с которым Джо не говорил уже лет пять, а то и больше, и он очень рад звонку. Они разговаривают, и друг говорит, что у него есть лишний билет на важный бейсбольный матч тем же вечером. Может быть, Джо составит ему компанию?

Через час Джо уже пробирается к своему месту на стадионе. Там уже собралось пятьдесят тысяч болельщиков. Полный аншлаг, яблоку негде упасть. Когда Джо с другом оказываются на своих местах, кто-то спрашивает, не согласятся ли они поменяться и сесть на места чуть-чуть получше в пяти метрах отсюда, чтобы члены одной семьи могли сесть вместе. Джо тут же соглашается, и они с другом занимают новые места.

Игра начинается, в «доме» – знаменитый бэттер. Усевшись поудобнее, Джо замечает неподалеку разносчика и подзывает его. Джо протягивает руку к лакомствам на подносе, и тут бэттер на поле размахивается и запускает мяч на трибуны. Мяч взлетает высоко-высоко, отскакивает от подноса и попадает прямо в руку Джо. Это настоящая сенсация, и мяч тут же превращается в спортивную реликвию.

Джо качает головой, не веря своему счастью. Если бы старый приятель не позвонил ему, если бы у него не оказалось билета на этот матч, если бы Джо не согласился поменяться с кем-то местами и в эту самую минуту не протянул руку к подносу, он не поймал бы мяч! Джо кажется, что это просто невероятно, и на миг он даже задумывается, не открылся ли у него особый дар – притягивать загадочные совпадения.

Казалось бы, логично. Если с тобой такое случается, поневоле задумаешься. Задашься вопросом, не избрало ли нас мироздание именно ради этого события. В конце концов, каковы шансы, что все события сложатся так удачно?

Беда в том, что когда речь заходит о случайности и шансах, интуиции доверять решительно не стоит. С точки зрения Джо все это кажется крайне невероятной чередой событий. Он один из 50000 болельщиков на стадионе – и мяч прилетел именно в нужный момент в нужное место. Однако так ли уж стоит доверять точке зрения Джо?

Если хочешь разобраться в глобальном значении этого события – нет, не стоит. Видите ли, мощный, но плохо рассчитанный удар по мячу мог запустить его в кого угодно на набитом до отказа стадионе, и мяч мог попасть в кого угодно, и кто угодно мог его поймать. Это было неизбежно. Если бы мяч не отскочил в руку Джо, он наверняка отскочил бы в руку кому-нибудь другому, или ударил бы кого-то по голове, или выбил бы у него из руки стакан с колой. И каждый из этих людей тогда думал бы то же самое, что сейчас думает Джо. И что в этом такого?

Все до единого возможные сценарии предоставляют обширные возможности изумляться астрономически крошечным шансам на то, что мяч приземлится именно в том или ином месте. Во всех до единого сценариях будет ровно столько же простора для удивления, что события сложились именно так, а не иначе: решение идти на матч было принято в последнюю минуту, именно в этот миг возникло непреодолимое желание поглядеть вверх, на ком-то был счастливый костюм, кто-то именно в эту секунду надкусил хот-дог… Однако все эти события принимают особое значение лишь после свершившегося – и такую информацию мы в целом называем апостериорной, то есть частью анализа post hoc.

Итак, оценить подлинное значение случившегося с Джо не так-то просто, однако очевидно одно: это отнюдь не настолько экстраординарное событие, насколько нам показалось поначалу. Да, было крайне маловероятно, чтобы такое произошло с нашим конкретным Джо, однако с любым из тех, кто очутился на стадионе, это могло произойти с куда большей вероятностью.

Какое это имеет отношение к идее, что Земля как пристанище сложной разумной жизни представляет собой редкость? Сама мысль о том, что к нашему появлению на планете могла привести лишь очень специфическая последовательность событий и уникальное стечение обстоятельств, основывается на апостериорных знаниях. И это так, что бы мы ни рассматривали – поразительные шаги молекулярной биологии, которые потребовались, чтобы возникла сложная жизнь, или изумительную последовательность астрофизических событий, которая сформировала Землю в современном виде. Мы с вами стоим и дивимся тому, что вообще возникли – нам кажется, что с точки зрения вероятности это настоящее чудо[207], – и при этом мало чем отличаемся от Джо, который дивится тому, как мало шансов у него было так удачно поймать мяч.

Можно сколь угодно тщательно препарировать всевозможные компоненты истории Земли и ее свойства – от случайности формирования нашейпланеты с ее спутником и от уникальности нашей геофизической и экологической истории до всевозможных извивов и коллизий биологической эволюции, – словом, все те свойства, благодаря которым наш уголок Вселенной сделался подходящим для жизни. И мы и в самом деле обнаружим, что каждая деталь очень важна и каждая уникальна во вселенском масштабе, а возникла, вероятно, совершенно случайно. Однако это попросту ничего не говорит нам о том, что само по себе наше существование как сложных разумных живых существ во Вселенной редкость.

Более того, не исключено, что все совсем наоборот. Давайте предположим, что возникновение жизни и эволюция некоторых ее разновидностей в сторону усложнения и появления человекоподобного разума вообще неизбежно везде, где только закрепится жизнь. Примерно как вероятность того, что мяч, с силой запущенный в сторону полной до отказа трибуны, угодит в кого-нибудь из болельщиков. Это не значит, что жизнь всегда может развиться до сложного уровня, однако если диапазон благоприятных возможностей достаточно широк, она не преминет ими воспользоваться.

С такой точки зрения наше присутствие на Земле могло с равной вероятностью стать результатом бесчисленного множества альтернативных историй, а те конкретные характеристики, которые мы обнаруживаем в нашем единичном случае, повторяю, не более чем апостериорные факты. Живые существа, подобные нам (то есть сложноклеточные, сообразительные, наделенные мозгом и речью и склонные к развитию техники), появляются, дай им хотя бы малейший шанс. Мы можем сколько угодно дивиться собственной везучести, это не имеет никакого отношения к действительности. Участник неизбежного события с весьма конкретным, но случайным исходом всегда будет считать, будто он чудо с шансом один на триллион.

Иными словами, любое мыслящее живое существо в любой точке Вселенной всегда будет усматривать в собственных обстоятельствах нечто уникальное – считать, будто они глубоко специфичны и будто, пойди все иначе, шансов на возникновение сложной жизни не осталось бы. Сопротивляться подобной предвзятости, наверное, невозможно – и неважно, редко встречается сложная жизнь или ее везде как грязи. Пока мы не сумеем либо открыть жизнь на какой-то другой планете, или каким-то образом исключить такую возможность полностью, любые апостериорные рассуждения об уникальности наших обстоятельств практически лишены смысла. Чтобы проще было представить себе эту логику, можно задаться вопросом: имеет ли смысл утверждать, что существование предмета, который вы сейчас перед собой видите, крайне маловероятно, или лучше сказать, что у вас, вероятно, недостает знаний, чтобы судить о том, как этот предмет возник? Лично мне выбор ясен.

Если мы становимся сторонниками той или иной теории, то очень дорожим ей, однако давайте проясним: мы говорим не о том, чтобы ответить на вопросы, редко возникает жизнь или нет и действительно ли Земля – уникальное прибежище для нее. Чтобы дать этот ответ, нам нужно больше информации. Здесь мы утверждаем лишь, что, каким бы ни был ответ, нам всегда будет казаться, что мы поймали пресловутый бейсбольный мячик и шансов на это было один на триллион.

Я уже говорил о том, что фундаментальная природа биологического разума еще плохо изучена, и поэтому рано утверждать, что его возникновение – неповторимое событие в череде крайне необычных. Существа вроде легендарных головоногих, возможно, еще докажут нам, что это ошибочное предположение. Подобные же сложности возникают и ниже по цепочке, когда речь идет об условиях на планете, необходимых для возникновения сложноклеточной жизни. А насколько необходимы были именно те биологические и космологические обстоятельства, в которых очутились мы, люди? Мне приятнее предположить, что все не обязательно должно было сложиться так, как на Земле. Однако нам придется подождать, прежде чем мы сможем подтвердить или опровергнуть эту идею.

Когда мы думаем о планетах с другим происхождением и другой физико-химической историей, о биологических событиях и эволюционных путях, которые кажутся нам маловероятными, то наталкиваемся на ограниченность собственных знаний. В следующей главе, которая станет последней в этой книге, мы поглядим, где наши поиски упрутся в эту ограниченность. Но прежде предпримем еще одно путешествие, которое позволит нам взглянуть на дальние пределы наших поисков своего места в мироздании – выяснить, как мы можем ответить на вопрос о самой природе реальности, о природе Вселенной в целом, о месте в ней разума. Подобные масштабные философские рассуждения, само собой, также чреваты для неосторожного путника всевозможными опасностями.

Чтобы попробовать разобраться в природе реальности, можно двинуться в двух направлениях. Первое – внутрь, к микроскопическому и молекулярному, а затем еще глубже, в квантовый мир вещества и энергии. Второе – наружу, на огромные масштабы пространства и времени, охватывающие все звезды и галактики, вещество, темное вещество и космическое излучение. Хотя эти направления и противоположны, они, как ни странно, нераздельны. Более того, просто поразительно, сколько всего говорит нам внутренняя Вселенная вещества и энергии о внешней Вселенной и наоборот. Причина проста – самые фундаментальные компоненты реальности берутся из одной и той же шкатулки с сюрпризами. Физика великой архитектуры Вселенной такая же, как и физика атомного и субатомного мира. И нам не придется углубляться в эту невероятную науку, чтобы найти главную подсказку, позволяющую понять, почему конкретные обстоятельства нашего существования фундаментальным образом влияют на то, что мы можем узнать о мироздании, а чего не можем. Оказывается, Вселенная отнюдь не обязана открывать наблюдателю свои тайны.

Одно из величайших космологических открытий[208] за последние двадцать лет состоит в том, что расширение Вселенной – раздувание и рост самой ткани пространства, которое расталкивает галактики друг от друга, – идет с ускорением. Грубо говоря, хотя все вещество во Вселенной обеспечивает достаточно гравитационной тяги, чтобы в конечном итоге замедлить расширение Вселенной, получившее мощный первотолчок в момент Большого Взрыва, сейчас Вселенная повышает темп расширения. Чтобы подтвердить, что она ведет себя именно так, астрономы тщательно изучили то, как тускнеют яркие сверхновые с увеличением расстояния. Оказывается, этот процесс прекрасно соответствует расширению Вселенной с ускорением. Это открытие подтверждено самыми разными астрономическими свидетельствами – например, тем, что звездные скопления и группы галактик с течением времени (в космических масштабах) расширяются, и эфемерным отпечатком вещества на всепроникающем радиационном фоне Вселенной, и об этом я еще расскажу. Главное – то, что примерно 5 миллиардов лет назад Вселенная перестала замедляться и начала ускоряться.

Почему же так произошло? Самый простой ответ – мы еще не знаем, а поскольку мы признаем, что чего-то не знаем, то обозвали причину всеобщего ускорения неожиданно честно – «темной энергией», в честь собственной темноты и невежества. Хороший вариант состоит в том, что это энергия вакуума как такового – зыбучего океана «виртуальных» пар частиц, которые то возникают, то исчезают вследствие фундаментальной природы квантовомеханической неопределенности. Этот океан обладает странными свойствами, например, создает отрицательное давление – испускает отталкивающее гравитационное поле. Расширение Вселенной просто создает место для того, чтобы «плотности энергии вакуума» становилось все больше и больше, и в результате она начинает преобладать в балансе космических энергий и расталкивает пространство еще дальше.

Чем в результате окажется темная энергия, мы пока не знаем, но сегодня она составляет около 70% общего количества энергии во Вселенной, и, если опустить подробности, можно сказать, что, похоже, она никуда не денется. Как выясняется, это приводит к колоссальным последствиям для того самого периода космического времени, в котором нам с вами выпало жить.

В 2007 году физики Лоуренс Краусс и Роберт Шеррер опубликовали крайне интересное и скандальное исследование на эту тему. Они изучали, как влияет расширение Вселенной на астрономические наблюдения тех или иных ее обитателей, а конкретно – почему Вселенная будущего повернется к космологам, если такие найдутся, совершенно иной стороной.

Для этого они представили себе, как бы выглядела Вселенная в глазах биологического вида, который во всем похож на нас, но живет в галактике в глубинах космоса через 100 миллиардов лет. Если эти существа изготовят устройства вроде телескопов и станут разглядывать в них Вселенную, они обнаружат, что за звездами их галактики… ничего нет. Почему? Потому что темная энергия довела расширение Вселенной до точки, где видимый свет из других галактик растянется до такой степени, что перестанет быть виден. Космос за пределами галактики пропадет из виду.

Существа из будущего, само собой, не обязательно встревожатся, а просто отметят, что Вселенная, содержащая видимый свет, состоит из их «островной Вселенной», их галактики, а больше там ничего нет. Вот, собственно, и все. Однако, спрашивают Краусс и Шеррер, как этот биологический вид разработает точную космологическую теорию, если его данные окажутся настолько ограниченными? Ведь в ничто обратится не только видимый свет далеких галактик, но и другие жизненно важные признаки Вселенной, у которой был момент рождения, и все следы Большого Взрыва.

Еще в 1960-е годы ученые обнаружили всепроникающее фоновое микроволновое излучение. Благодаря этому открытию и удалось доказать идею Большого Взрыва. Микроволновое излучение – это реликты минувшего, когда Вселенная была так горяча, что не пропускала свет: это было примерно через 380000 лет после Большого Взрыва и примерно 13,8 миллиардов лет назад. Теперь мы регистрируем это фоновое излучение как очень равномерный, однако не абсолютно однородный шум микроволновых фотонов, которые разбегаются по Вселенной во все стороны. Однако через 100 миллиардов лет расширение пространства растворит это реликтовое микроволновое излучения до одной триллионной сегодняшней интенсивности, а фотоны приобретут длину волны в метр и превратятся в радиоволны. А еще позднее наблюдатель изнутри Галактики не увидит и этого, поскольку межзвездный газ станет для электромагнитных волн со все увеличивающейся длиной волны практически непреодолимой преградой.

И это еще не все: в описываемом будущем изменится даже баланс элементов, из которых составлена космическая материя. На сегодня мы видим, что примерно 74% массы обычного вещества в космосе составляет водород, а 24% – гелий, и этот состав очень близок к первичным пропорциям водорода и гелия. Вместе с еле заметными следами дейтерия (тяжелого изотопа водорода) баланс этих элементов в основном и позволяет делать выводы относительно состояния юной Вселенной – жаркой и плотной: это, так сказать, отпечатки пальцев Большого Взрыва. Однако пройдет 100 миллиардов лет, и звезды будут посредством термоядерного синтеза преобразовывать в гелий все больше водорода, отчего пропорция сдвинется, и гелия станет целых 60%. От первоначального соотношения ничего не останется, а следы дейтерия, которые мы находим сегодня, по большей части пропадут – близкий к нам дейтерий в значительной мере уничтожат звезды, а далекий пропадет из виду, поскольку к тому времени мы уже не будем видеть излучения других галактик. Гора в очередной раз родит мышь.

В сущности, история самих звезд находится сейчас на интересном перепутье. Астрономы уже 20 лет знают, что в прошлом звезды в галактиках формировались в гораздо более высоком темпе[210]. В последние годы ученые приложили героические усилия, чтобы при помощи телескопов составить карты и охарактеризовать галактики, существовавшие на разных этапах истории космоса, и по результатам этих наблюдений были проделаны исследования, которые позволили уяснить всевозможные детали с беспрецедентной точностью. Судя по всему, более половины звезд, которые мы наблюдаем сегодня, возникли в период от 11 до 8 миллиардов лет назад, когда разыгралась настоящая вакханалия звездопроизводства. Сегодняшние темпы формирования звезд составляют едва лишь 3% от того, что было 11 миллиардов лет назад, и довольно быстро снижаются. А следовательно, за остаток жизни Вселенной будет создано лишь 5% от того числа звезд, которое уже возникло.

Это неожиданно и неприятно. Выходит, мы существуем на пороге долгих космических сумерек. А поскольку подавляющее большинство звезд составляют маленькие красные звезды – и они же живут дольше всех – получается, что Вселенная в целом становится тусклее и краснее, и так будет долго-долго. В наши дни в некоторых галактиках звезды вообще не возникают. Ученые полагают, что и наша Галактика – Млечный Путь – переживает переходный период – сокращает производство новых звезд и планет и создает лишь одну-две звездные системы в год. Это примерно средний показатель сегодняшней производительности галактик.

Почему так получается? Отчасти потому, что сырье для создания новых звезд – газ и пыль, оставшиеся от предыдущих звездных поколений, поначалу собирались в сгустки благодаря гравитации, а теперь снова развеиваются. Энергия звезд и сверхновых, а также та энергия, которую создает вещество, падающее на гигантские черные дыры[211], рассеивает вещество в галактиках. А галактики растут и сливаются несопоставимо более вяло, чем когда-то, а между тем именно эти процессы активизируют и стимулируют конденсацию новых звезд из межзвездного сумрака. Правда, слияния галактик все равно хоть редко, но происходят. Пройдет 4–5 миллиардов лет, и соседняя с нами галактика Андромеда натолкнется на нас – и в результате этого космического «тектонического сдвига», вероятно, будет создана целая плеяда новых звезд. Правда, по вселенским масштабам продлится это недолго, может быть, пару сотен миллионов лет, а затем самые крупные и яркие из новых звезд умрут, и мы вернемся к неизбежному будущему – тусклому и красноватому.

Если сопоставить все эти факты, невольно придешь к выводу, что мы существуем, вероятно, в единственный период в истории мироздания, когда из наблюдений над окружающим миром можно сделать верные заключения о самой природе Вселенной. Еще 10 миллиардов лет назад, когда Вселенной было 3–4 миллиарда лет от роду, нам пришлось бы потрудиться, чтобы зарегистрировать возникновение темной энергии и ее влияние на расширение пространства. Пройдет еще 100 миллиардов лет – и наблюдатели, скорее всего, сделают вывод, что живут в стационарной Вселенной. Рождение и смерть новых звезд и планет будут наблюдаться крайне редко, и не будет никакого легкого способа распознать, что пространство за пределами Галактики расширяется, и никакого легкого способа сделать вывод, что возраст Вселенной конечен.

Все это очень интересно, однако есть и еще один вопрос, пожалуй, самый существенный. А уверены ли мы вообще, что Вселенная, которую мы наблюдаем в данный момент, ничего от нас не утаивает? Что если мы подобны тем самым невезучим обитателям далекого-далекого будущего и наше представление о реальности искажает природа Вселенной как таковая? Не думаю, чтобы у кого-нибудь из нас был готов ответ на этот вопрос, однако он показывает, что на пути к пониманию своего места во Вселенной мы столкнулись с очередным препятствием. Обстоятельства, в которых мы живем – в космическом смысле слова, – влияют на научный прогресс на нашей планете, что мы наблюдали, в частности, на примере того, какую форму имела орбита Марса в те годы, когда жил Кеплер, – и точно так же не исключено, что на наши попытки оценить свое значение в космических масштабах сильно влияет все то, что мы знаем о возрасте и размерах Вселенной. Обитатели воображаемой одинокой галактики в далеком-далеком будущем поняли бы, что их солнце всего лишь одна из нескольких сотен миллиардов таких же звезд – примерно так же, как и мы представляем себе свое положение на Млечном Пути. Однако для них это будет, так сказать, позиция на шахматной доске в целом, положение дел во всем космосе, а это сильно отличается от нашей нынешней картины мира и, прямо скажем, ораздо унизительнее.

Возможно, они поймут, что такой скромной Вселенная была не всегда, если отметят, что со временем все больше и больше водорода превращается в более тяжелые элементы. Если звездная археология и астрофизика будут у них достаточно развиты, обитатели будущего сумеют заключить, что самые старые маленькие красные звезды и звездные остатки и в самом деле насчитывают примерно сотню миллиардов лет. Не знаю, какие космологические модели наши преемники построят для объяснения подобных наблюдений, однако убежден, что с их точки зрения все будет выглядеть логично. Однако их космос окажется очень маленьким, совсем крошечным по сравнению с той Вселенной, которую знаем мы, обладающим весьма скудным запасом звезд, планет и возможностей для зарождения жизни. А по меркам астрофизики он будет еще и необычайно старым.

Какие же выводы о своем месте во Вселенной сделают гипотетические обитатели подобного места? На самом деле они столкнутся примерно с теми же трудностями, что и мы. Не исключено, что и в нашем мировоззрении тоже недостает важнейших сведений о природе вещей, а мы и не подозреваем, что их недостает. Раз мы это понимаем, придется быть готовыми к применению новых стратегий – и обойти подробности нашего положения в космосе, редкость планет, подобных Земле, биологическую игру в кости и трудности апостериорной статистики. Поколебать сложившуюся картину нашей заурядности в космических масштабах пока что очень трудно, однако столь же бесспорно, что некоторые аспекты нашего места в мироздании весьма необычны. Похоже, стоит смириться и взглянуть в лицо неприятной правде.

(Не) заурядность

Все мы обитаем на маленькой планетке, которая вращается вокруг одной звезды средних, так сказать, лет среди примерно 200 миллиардов звезд, входящих в исполинский вихрь вещества, из которого состоит галактика Млечный Путь. По оценкам ученых, наша Галактика – всего лишь одна из нескольких сотен миллионов подобных структур в наблюдаемой Вселенной, которая занимает объем, простирающийся от нас во все стороны более чем на 430000000000000000000000 (4,3 10) км[212].

Эта область разрослась до таких размеров благодаря постоянному расширению пространства, которое началось в момент Большого Взрыва примерно 13,8 миллиардов лет назад. Астрономы подсчитали, что эту зияющую бездну занимает по меньшей мере миллиард триллионов звезд и что за последние миллиарды лет очень много звезд и исчезало, и появлялось.

По мелким человеческим масштабам это просто прорва вещества и ужасно много места. Наш биологический вид возник буквально в последнюю секунду чудовищно долгой истории Вселенной, которую, судя по всему, ждет еще более долгое будущее, с нами или без нас – неизвестно. Каким же может быть наше значение? Задача найти свое место, оценить свою влиятельность при таком положении дел выглядит как монументальная шутка. Похоже, вообразить, будто мы вообще играем хоть какую-то роль, – несусветная глупость.

И все же именно этим мы и занимаемся, несмотря на принцип Коперника, предполагающий, что мы совершенно заурядны, принцип, который руководит нами вот уже несколько веков. Именно он послужил для нас главной вехой на пути к выявлению скрытой структуры космоса и природы реальности. Однако на страницах этой книги мы познакомились с количественными доказательствами того, что оценить нашу значимость не так-то просто, и этих доказательств с каждой главой становилось все больше. Одни открытия и теории показывают, что жизнь вполне может быть явлением заурядным и распространенным, другие – что все совсем наоборот. Мне кажется, уже настало время дать кое-какие ответы, однако мы в здравом уме и, разумеется, не собираемся подводить итог под вопросом о своем месте в мироздании.

Итак, что же нужно сделать, чтобы дойти до сути? Как подступиться к тому, чтобы свести воедино все эти нити открытий, наблюдений и гипотез – от бактерий до Большого Взрыва, – чтобы все-таки прийти к заключению, можно ли нам считать себя чем-то выдающимся или не стоит? А может быть, не все нити следует учитывать – и не исключено, что одни доказательства противоречат другим… Например, может статься, что для зарождения и эволюции жизни архитектура Солнечной системы не так важна, как мы думаем, или она не дает нам разглядеть что-то происходящее в космическом окружении на более глубоком уровне. Мы узнаем о макрокосме и микрокосме все больше и больше – но какие из этого следуют выводы относительно наших стараний разобраться, есть ли еще где-нибудь живые существа? И какие шаги нам теперь следует сделать? Сделайте глубокий вдох: сейчас мы попробуем разобраться, какова фундаментальная природа самой жизни.

Эту книгу я начал с рассказа о том, как Антони ван Левенгук заглянул в чуждый нам мир микрокосма. Это достопамятное нисхождение по длинной лестнице убывающих масштабов в полную жизни Вселенную внутри нас дало нам один из первых намеков на то, что составляющие наших организмов, совокупность наших молекулярных структур существуют на одном из концов биологической шкалы размеров. Сомневаюсь, чтобы до той секунды, когда Левенгук так сильно удивился, люди имели возможность даже задуматься об этом – разве что мимоходом и очень поверхностно.

На Земле есть организмы гораздо крупнее и массивнее нас – взгляните хотя бы на китов и деревья. Есть и тесно сплоченные экосистемы, которые вполне можно было бы назвать самыми большими живыми существами на свете, например, опята, чей клонированный коллектив может занимать площадь в два километра в поперечнике. Однако мы гораздо ближе к верхнему пределу размеров (всего в тысячу раз меньше максимума), чем к микроскопическому концу спектра живых существ. От микрокосма нас отделяет огромная физическая брешь. Самая маленькая бактерия, способная к самовоспроизведению, насчитывает в поперечнике всего 0,1 микрона. Самые маленькие вирусы еще в 10 раз меньше. Человеческий организм примерно в 10–100 миллионов раз больше, чем самые простые известные нам формы жизни.

Да и среди теплокровных сухопутных млекопитающих[213] мы относимся скорее к крупным видам, правда, все же не самым большим. На противоположном конце шкалы находятся самые маленькие наши родичи – карликовые белозубки, крошечные комочки меха и плоти, не достигающие и двух граммов веса. Они существуют на грани возможного – тепло, которое источают их тельца, с трудом удается компенсировать непрерывным обжорством. Однако большинство млекопитающих по размеру ближе к белозубкам, чем к нам, – настолько, что средний вес тела млекопитающего составляет 40 граммов. Наши сложноклеточные разумные организмы находятся ближе к верхней границе диапазона – крупнее нас лишь относительно немного видов млекопитающих. Вероятно, дело в эволюционном сдвиге, поскольку хорошая ниша отчасти стимулирует организм становиться больше, чтобы лучше приспосабливаться к переменам обстановки и сопротивляться хищникам.

Итак, мы, бесспорно, существуем почти на верхней границе размеров, на стыке между разнообразием мелких биологических видов и относительно ограниченными вариантами крупных.

А теперь вспомним об устройстве нашей планетной системы. Мы убедились, что она во многих отношениях необычна. Наше Солнце принадлежит не к самой многочисленной разновидности звезд, наши орбиты в данный момент круглее обычных и отстоят друг от друга дальше, среди соседних планет нет супер-Земли. Если бы вы были архитектором планетных систем, то нашу систему сочли бы скорее чем-то необычным, легким отклонением от нормы. Некоторые подобные качества коренятся в том, что наша Солнечная система, в отличие от большинства других систем, избежала полномасштабной динамической перестановки. Это отнюдь не означает, что нам гарантировано безмятежное будущее: мы уже знаем, что пройдет несколько сотен миллионов лет, и в жизни нашей системы вполне может начаться более хаотичный период. А пройдет еще 5 миллиардов лет – и Солнце раздуется в старческих судорогах и довольно резко переиначит свойства своих планет. Сегодня вс указывает на то, что мы живем на переломе, на какой-то границе времен, на переходе от периода юности звезд и планет к подкрадывающейся старости. То, что мы существуем именно в такие относительно спокойные времена, в ретроспективе не так уж и удивительно. Таковы и прочие обстоятельства нашего существования: мы живем в умеренных условиях, где не слишком жарко и не слишком холодно, где химическая среда не слишком агрессивная и не слишком инертная, где все не слишком быстро меняется, но и не слишком застаивается.

Кроме того, мы убедились, что астрофизически спокойная область простирается далеко за пределы нашей Галактики. С точки зрения Вселенной в целом мы существуем в период гораздо более мирный, чем бурная и жаркая юность космоса. Создание звезд повсеместно приостанавливается. Другие солнца со своими планетами формируются в темпе, составляющем менее 3% от того, что было 8–11 миллиардов лет назад. Звезды по всей Вселенной понемногу начинают вымирать. В космологическом масштабе всего лишь 5–6 миллиардов лет назад Вселенная еще замедлялась после Большого Взрыва. Таким образом, мы опять живем в периоде мягкого перехода. Темная энергия, составляющая природу вакуума, ускоряет рост пространства и препятствует развитию относительно крупных космических структур. Но это означает, что жизнь в далеком будущем обречена на унылое одиночество во Вселенной, расшифровать которую будет все сложнее и сложнее.

Если свести все это воедино, становится ясно, что наше представление о внешнем и внутреннем космосе сильно ограниченно. Это очень узкий взгляд. И в самом деле, интуитивное отношение к случайным событиям и научное развитие статистических методов при других обстоятельствах, другом соотношении порядка и беспорядка, пространства и времени были бы иными. А то самое обстоятельство, что мы очень изолированы от всей другой жизни в космосе – в такой степени, что мы до сих пор ни разу не натыкались на нее, ни разу не замечали никаких ее проявлений, – сильнейшим образом влияет на то, какие выводы мы делаем.

Наконец, чтобы сделать полный круг и вернуться к антропной аргументации, о которой мы говорили в самом начале, – даже глубинные свойства Вселенной и те показывают, что мы находимся в тонком равновесии на самой грани. Малейший сдвиг в ту или иную сторону – и вся природа мироздания была бы иной. Стоит чуть-чуть подкорректировать относительную силу гравитации – и либо вообще не смогут возникнуть звезды и, следовательно, негде будет выковывать тяжелые элементы, либо сформируются и тут же исчезнут огромные звезды, не оставив по себе ничего, никаких потомков. Подобным же образом, стоит изменить электромагнитное взаимодействие – и химические связи между атомами станут либо слишком сильными, либо слишком слабыми, чтобы создавать молекулярные структуры в таком ассортименте, который обеспечит всю сложность мироздания.

Что же из этого следует? Я бы сказал, что все эти факты подталкивают нас к новому научному представлению о своем месте в космосе, к отходу и от принципа Коперника, и от антропной аргументации, – и я считаю, что не за горами тот день, когда это представление и само превратится в полноправный принцип. Пожалуй, можно назвать его космически-хаотическим принципом – золотой серединой между порядком (по-древнегречески слово «космос» как раз и означает хорошо организованную систему) и хаосом. В сущности, жизнь – а особенно жизнь, подобная земной, – всегда будет находиться на границе, на переломе между зонами, каждую из которых характеризует свой набор показателей: энергия, местоположение, масштаб, время, порядок и беспорядок. Наглядное проявление подобных показателей – стабильность или хаос планетных орбит, либо колебания климата и геофизики на планете. Стоит отойти от таких границ слишком далеко в любую из сторон – и равновесие, обеспечивающее условия для жизни, сменится неблагоприятными условиями. Жизнь, подобная нашей, требует правильной смеси ингредиентов, спокойствия и хаоса, инь и ян[214].

Близость к подобным граням оставляет простор для перемен и вариаций, однако не настолько сильных, чтобы совсем перевернуть систему с ног на голову. Очевидная иллюстрация такого принципа – понятие «Зоны обитаемости»[215] вокруг звезды, где планета оказывается в достаточно мягких условиях, которые описываются набором параметров, колеблющихся в узком диапазоне. Однако для существования жизни зона обитаемости должна быть гораздо динамичнее, она не может быть зафиксирована в пространстве или во времени. Нет – это гибкая, постоянно дрейфующая и колеблющаяся функция множества переменных, примерно как траектории, которые описывают руки и ноги актера.

Если то, что жизнь существует только при таких обстоятельствах, – это универсальный закон, на вопрос о нашем месте в мироздании можно получить несколько интересных ответов. В отличие от строгих идей Коперника, которые подчеркивают нашу заурядность и выводят из этого обилие планет с подобными же условиями во всей Вселенной, идея, что жизнь требует изменчивого, динамичного равновесия набора параметров, значительно сужает круг возможных вариантов. С такой точки зрения вероятность зарождения жизни отличается от вероятности, выводимой из антропного принципа, который в предельном случае предсказывает не более чем единственный случай возникновения жизни во всем пространстве и времени. А новый закон, в сущности, выявляет места, где жизнь может зародиться, и потенциальную частотность ее возникновения. Он определяет фундаментальные свойства среды, необходимые для существования жизни, в пределах виртуального пространства из множества пляшущих параметров – то есть составляет карту плодородных зон.

Подобный закон жизни не обязательно предполагает, что живые существа – это какая-то особая составляющая реальности. Возможно, биология и вовсе самое сложное физическое явление во Вселенной – и не только в нашей, но и в любой другой Вселенной, где жизнь в принципе возможна. Однако это, вероятно, явление именно что незаурядное – особенно сложная природная структура, которая возникает при сочетании определенных обстоятельств на грани порядка и хаоса.

Несколько человек, изучающих биологическую Вселенную, предложили принять подобный динамический подход к концептуализации жизни как феномена, который балансирует на грани беспорядка или на краю порядка. Вспоминается один мой давний разговор с ведущим астробиологом и физиком Майклом Сторри-Ломбарди[216], когда он сформулировал идею, что жизнь – это нечто, возникающее на грани, где бы эта грань ни появилась. Он имел в виду, что жизнь – это совокупность явлений на грани порядка и хаоса.

Можно представить себе, что на такой грани возникает что-то вроде разности потенциалов, градиента потенциала, благодаря которому может возникнуть ток. Только этот биологический градиент многомерен, это пересечение доступной энергии, порядка-хаоса и времени.

К подобным выводам пришли и другие ученые. Физик Стюарт Кауфманн[217] из Университета штата Вермонт, изучающий природу сложности как таковую, предположил, что сложно устроенные биологические системы могут возникать спонтанно в результате совокупного действия многих простых правил и законов. Все вместе эти простые правила и особенности поведения атомов, молекул и термодинамических систем способны производить колоссальную сложность и хаос, однако из этой мешанины будут возникать неожиданные структуры и «самоорганизовываться» в нечто, по сути дела, принципиально новое. Одновременно мы начинаем выявлять качества тех мест во Вселенной, где возникают чрезвычайные обстоятельства, границы между состояниями вещества, пространства и времени – от галактик до газа, звезд и планет. Просто поразительно, как это космическое путешествие приводит в точности к одной и той же интерпретации – что эти грани и стыки и есть места, где возникает жизнь. А подобное осмысление места жизни в великой схеме мироздания прямо приводит к разрешению противоречия мжду убедительными, однако не нашедшими объяснения аргументами: тем, что жизнь должна встречаться в изобилии, и тем, что она, тем не менее, возникает очень редко.

В этой книге я показал, что целый ряд наблюдений – и в химии, и в биологии, и в физике планет – показывают нам, что механика жизни представляет собой ничуть не удивительное логическое продолжение всего, что мы знаем о Вселенной. Химический состав и природа космоса порождают необходимый строительный материал, из которого строится жизнь на Земле. И основные глубинные процессы, на которых жизнь работает – переплетенные, взаимосвязанные метаболические процессы, ход которых обеспечивают в пространстве и времени одноклеточные организмы, базируются на том же химическом фундаменте.

В этом смысле жизнь на Земле не представляет собой ничего особенного. Сырья для нее полно везде – от межзвездного пространства до протопланетных систем, оно хранится даже во вселенских ископаемых – веществе метеоритов и комет, которого так много в нашей Солнечной системе. Более того, все, что мы знаем о формировании планет, показывает, что существуют механизмы, вполне способные обеспечить условия для зарождения жизни на юной каменистой планете. И снова оказывается, что нет никакого очевидного барьера между ничем не примечательным содержимым и состоянием Вселенной и молекулярными и термодинамическими составляющими жизни на планете вроде Земли. В довершение всего мы теперь уверены, что в нашей Галактике великое множество каменистых планет – по нынешним оценкам десятки миллиардов, – и условия на многих из них, похоже, приближаются к диапазону, подходящему для возникновения жизни. В сущности, все указывает на то, что набор условий на нашей планете никак нельзя назвать уникальным – Коперник бы нами гордился.

Отметим, что если жизнь встречается редко, очень странно, почему Вселенная при этом так старательно расставляет нужные декорации. Ей это вовсе не обязательно делать. Даже антропная аргументация требует лишь того, чтобы жизнь была возможна, а не того, чтобы она идеально вписывалась в мироздание. Однако если жизнь в любой форме столь необычна, как-то противоестественно, что Вселенная обеспечивает такие замечательные условия для нее. Если налицо подобный нереализованный потенциал, это значит, что и в самом деле существует что-то «особое», что обеспечивает переход от абиотической химии к биотической, что-то такое, что бывает только в местах, тождественных нашей Земле, – а я уже показал, что на данный момент подобная гипотеза обладает малым статистическим весом.

Однако, хотите или нет, некоторые наблюдения, касающиеся нашего места во Вселенной, противоречат друг другу. Исследования галактик говорят нам, что наше Солнце – звезда не самой распространенной разновидности. Открытие экзопланет говорит нам, что наша планетная система – не самый распространенный вариант организации орбит и расстояний между ними. В Солнечной системе нет даже представителей самых распространенных видов планет, и она, похоже, убереглась от радикальных перестановок, через которые проходит большинство систем. Это не означает, что в отдаленной перспективе ее не ждет орбитальный хаос – бич всех планетных систем, однако она менее большинства известных систем склонна к разрушительным переменам.

Кроме того, мы живем в один из нечастых периодов истории Вселенной, когда наши глаза и телескопы имеют возможность делать осмысленные наблюдения над природой окружающего мира. Если бы мы жили в далеком прошлом или будущем, то упустили бы жизненно важную информацию. На более локальном уровне мы живем в условиях, которые не скрывают от нас природу Вселенной, однако и не особенно облегчают задачу ее изучения. Живи мы в другом месте, нам было бы гораздо проще интерпретировать картину структуры мироздания и свойства фундаментальных законов, например, законов механики и тяготения.

При желании на нашей собственной планете можно найти свидетельства того, что наше существование как сложноклеточных разумных организмов весьма маловероятно, и им мы обязаны совпадению множества явлений. Причем многие из этих совпадений кажутся чисто случайными – это результат массового вымирания или резкой перемены условий, которые были вызваны самыми разными силами, в том числе и внеземными, как например, гигантский астероид – убийца динозавров. В число этих факторов входит и слияние двух примитивных живых существ (случай с митохондриями), которое стало новым, крайне маловероятным и крайне необходимым шагом на пути к созданию сложной жизни.

Так что же – заурядны мы или нет? Наши мощные инструменты математической вероятности и объективно доказанная предвзятость при ретроспективной оценке событий указывают, бесспорно, что ни то, ни другое нельзя утверждать наверняка. Однако сегодня мы как никогда близки к ответу – мы на грани того, чтобы все наконец узнать.

Вывод, который делаю я сам для себя[218], позволяет увязать все, о чем мы с вами беседовали. Вспомните, что я говорил о жизни как о феномене, возникающем на грани, о том, что жизнь зарождается на пляшущих стыках между разными наборами переменных, описывающих физические условия. Теперь давайте применим это правило к противоречию между заурядностью и уникальностью. К какому варианту мы склонимся?

Вот к какому: наше место во Вселенной – особое, но не значительное, уникальное, но не неповторимое. Принцип Коперника одновременно и верен, и неверен, и пора это признать.

Взгляните на все факты, которыми мы теперь располагаем – от химии космоса до динамики формирования планет, – на то, как эволюционируют бок о бок биология и геофизика у нас на Земле. Думаю, не приходится сомневаться, что во Вселенной предостаточно мест, где возможно создание среды для зарождения жизни, основанной на тех же принципах и состоящей из тех же кирпичиков. Благодаря этой множественности конкретно наша, человеческая биология, ее эволюционная история и ее связи с условиями в масштабах планеты и Солнечной системы вполне могут быть уникальными, если исследовать их при помощи очень точных циркуля и линейки. Однако из этого не следует, что жизнь – и даже сложная жизнь – не может достичь такого же состояния другими путями. Возможно, мы особые и уникальные, однако нас окружает Вселенная таких же сложных, таких же особых и уникальных живых существ, которые просто описывают иную траекторию. Наша уникальность уравновешивается тем, что в пышной панораме жизни мы не представляем собой ничего исключительного, мы просто один из вариантов манифестации одного и того же явления.

При всем при том любой апостериорный анализ того или иного явления – в противовес интуиции – требует, чтобы изначальная предпосылка была такова, что это явление – самый распространенный вариант исхода событий. Бейсбольный мяч, который угодил в руку Джо, все равно должен был в кого-то да попасть. Это ясно. Поэтому вполне может быть, что появление жизни, подобной земной, не зависело от тонкостей наших космических обстоятельств – то есть вся необычность Солнечной системы в данном случае всего-навсего ложный след.

Но есть и другая крайность – может быть, что определенные качества нашей окружающей среды играют в возникновении жизни определяющую роль, что именно они обеспечили тонкую настройку, обеспечивающую наше существование. Однако, как я показал, свидетельства в пользу этой точки зрения могут натолкнуть на ошибочные выводы. Поэтому лично я склоняюсь в сторону нашей особости и даже, возможно, уникальности, но не значимости. Космические условия приводят к существованию огромного количества планет, среда на которых скорее напоминает земную, чем непохожа на нее. Они могут быть и больше, и меньше Земли по размерам, однако обладают тем же потенциалом. Мы уже знаем, что в нашей Галактике десятки миллиардов подобных каменистых планет. Ни одна из них наверняка не повторяет в точности нашу Землю ни в прошлом, ни в настоящем, ни в будущем – такого просто не может быть из-за хаоса и случайности. Однако мне кажется, что это разнообразие – не препятствие к возникновению жизни. Если среда на планете не так уж сильно отличается от земной, и простая, и сложная жизнь, возможно, найдут способ зародиться.

Идея в том, что есть много способов создать основную механику живых организмов из одного и того же строительного материала. В сущности, я имею в виду, что разделение жизни на Земле на огромные домены бактерий, архей и эукариотов – это всего лишь один вариант, один исход событий. Однако некоторые ученые ратуют за так называемую конвергентную эволюцию[219] – считают, что существует лишь ограниченное количество применимых биологических моделей и что эволюция всегда дрейфует в их сторону. Подобная аргументация позволяет объяснить, как получилось, что и позвоночные, например, люди, и головоногие, например, кальмар, обладают похожими «глазами-линзами», хотя наши эволюционные пути разошлись давным-давно.

Принцип конвергентной эволюции применялся еще и для того, чтобы доказать, что существует лишь ограниченное количество «применимых» вариантов поведения белков – ограниченный набор различных молекулярных структур, способных выполнять одни и те же функции. Ограниченность инструментария белков показывает, что для существования жизни в каком бы то ни было уголке Вселенной должны появиться одни и те же молекулы. Не исключено, что подобное биохимическое единообразие снижает количество возможных биохимических механизмов и биологических моделей зарождения жизни повсеместно во Вселенной. Однако я не убежден, что это можно считать доказанным, по тем же причинам, которые так сильно затрудняют ретроспективную оценку случайных событий: если считать Землю за образец, мы рискуем впасть в пагубное заблуждение.

Мне кажется, что точка зрения, которую я сейчас объясняю, – это самое оптимистичное толкование накопленных на сегодня данных. Оно допускает и изобилие жизни во Вселенной, и нашу особость. Оно не противоречит всему, что говорят нам на данный момент статистические оценки. И есть у него еще одно волшебное качество – его можно проверить, оно подводит нас, пожалуй, к самому интересному варианту: собравшись с силами, мы сумеем выйти за рамки собственных обстоятельств и, помимо особости, обрести еще и значимость. Ведь несмотря на то, что гипотеза, которую я представил, стала конечным результатом тщательной оценки колоссального массива доступных нам данных, задача еще отнюдь не решена. Открытия и гипотезы, о которых вы прочитали на этих страницах, выводят нас на неизведанную территорию. Эти рубежи – декорации для тех историй, которые я оставил напоследок: одни – о научном риске, другие – о фантастических предположениях, которыми тем не менее хочется поделиться, третьи – о вопросах, которые мы должны себе задать.

18 августа 1977 года американский астроном Джерри Эйман сидел за кухонным столом и листал бесконечные страницы компьютерной распечатки. С этих страниц на него изливался зашифрованный поток циферок и пробелов, расположенных ровными колонками. Тщательно прочесав эту чащобу информации, Эйман вдруг заметил на одной странице весьма необычную комбинацию. Вместо цифр от 0 до 9 компьютер выдал колонку символов 6EQUJ5. Эйман схватил красную ручку, обвел эти символы, а слева, на полях, написал: «Ого!» («Wow!»).

Этот клочок бумаги с плоховато пропечатанными символами и эмоциональной пометкой на полях, по мнению некоторых ученых, – сигнал из космических глубин, который больше всех зарегистрированных на сегодня похож на искусственный и преднамеренный, на сигнал, который отправили разумные существа.

Эта распечатка была сделана за несколько дней до этого, 15 августа 1977 года, и на ней показаны результаты анализа радиосигналов, зарегистрированных телескопом «Большое ухо»[220], стоящим в пустоши возле города Делавэр в штате Огайо. «Большое ухо» – это прямоугольная структура площадью более трех футбольных полей, замощенная металлическими панелями, а по бокам оканчивающаяся двумя конструкциями наподобие оград. В то время телескоп и в самом деле был настроен на прием весьма специфических сигналов.

По мере вращения Земли «Большое ухо» сканировало проплывающие над ним небеса и улавливало радиосигналы в пятидесяти разных диапазонах частот. В их число входили и те, которые перекрывались с особой природной частотой – той самой, с которой излучают атомы водорода, когда их протон и электрон меняют квантовые состояния спина. На первый взгляд это довольно скучно, однако ученые придают этой частоте – так называемой радиолинии нейтрального водорода на частоте 1400 мегагерц или на волне 21 см – огромное значение. Она соответствует излучению межзвездного и межгалактического водородного газа, а если зарегистрировать ее из космоса, показывает содержание влаги в нашей атмосфере и даже соленость океанов. А кроме того, в общегалактическом радиошуме она находится на довольно-таки тихом участке – как раз в том месте, где хочется прислушаться к каким-нибудь интересным явлениям. Именно поэтому радиолинию нейтрального водорода нередко называют «космическим водопоем» электромагнитного спектра.

Итак, это особая частота, по природе своей вездесущая – и к тому же, как правило, она не «мигает» и вообще ведет себя на редкость смирно и постоянно – просто гудит себе по всему мирозданию. Именно поэтому телескоп «Большое ухо» и слушал ее – поскольку в августе 1977 года Джерри Эйман и его коллеги как раз искали инопланетные сигналы в рамках программы SETI («Search for Extraterrestrial Intelligence», «Поиски внеземного разума»).

Рис. 15. Сигнал «Ого!»

Сильный узкополосный космический радиосигнал. Повторно зарегистрировать его не удалось (изображение печатается с разрешения Дж. Эймана, обсерватории «Большое ухо» и Североамериканской астрофизической обсерватории (NAAPO)).

Последовательность 6EQUJ5 на распечатке данных с «Большого уха» отмечала внезапный радиовсплеск. Как правило, слабым сигналам естественного шума соответствовали лишь пробелы или цифры 1, 2 или 3. Но если сигналы оказывались достаточно сильными, компьютеру приходилось переходить на буквы, а буква U означала радиосигнал примерно в 30 раз сильнее фонового космического излучения. Этот всплеск был зарегистрирован в течение того времени, когда внимание «Большого уха» было нацелено на вполне конкретный участок неба – на протяжении 72 секунд. Кроме того, он появился почти точно на частоте нейтрального водорода – то есть у «космического водопоя». А потом исчез. И больше ни разу не был зарегистрирован.

О сигнале «Ого-го» написано очень много. Сам Джерри Эйман[221] тщательно исследовал множество вариантов, когда этот всплеск объяснялся бы вполне прозаическими причинами, однако ни один из них не подтвердился. Крайне маловероятно, чтобы сигнал был вызван какими-то факторами на Земле или даже на ее орбите, будь то пролетающий спутник или какой-то космический аппарат. Но если этот сигнал дошел до нас из космоса, мы попросту не знаем, что это было и откуда прилетело, поскольку «Большое ухо» не могло сколько-нибудь точно указать место, откуда сигнал исходил.

С семидесятых годов астрономы узнали очень много нового о так называемой «быстропеременной Вселенной» и о природных явлениях наподобие гамма-всплесков, пульсарных глитчей, черных дыр, изрыгающих свет, и других событиях, которые наблюдаются всего один раз. Однако точного соответствия того, что зарегистрировал телескоп «Большое ухо», никто так и не нашел, поэтому тайна остается тайной.