Мартин Гарднер - Этот правый, левый мир

«Стереоизомерия одного определенного типа,— утверждал Джэпп, — не могла возникнуть под воздействием слепых и симметричных сил природы».

«Только живой организм с асимметричными тканями, — провозглашал Джэпп, — или асимметричные продукты его жизнедеятельности, или живой разум, понимающий, что такое асимметрия, могли добиться такого результата. Только асимметрия рождает асимметрию... Если эти выводы справедливы, а я уверен в этом, то начальное возникновение соединений с односторонней асимметрией, которое встречается в живой природе, — тайна столь же глубокая, как возникновение самой жизни... Никакое случайное сцепление атомов, будь у них хоть целая вечность для того, чтобы сталкиваться, образуя всевозможные комбинации, не осуществит этого подвига — создания первого оптически активного соединения. Совпадение исключено, и любое чисто механическое объяснение этого явления, несомненно, окажется несостоятельным».

Статья Джэппа вызвала оживленную полемику среди читателей журнала «Нэйчур». Многие выдающиеся ученые и мыслители, включая Герберта Спенсера, Карла Пирсона и Джорджа Фитцджеральда (последний разработал математическую теорию сокращения Лоренца — Фитцджеральда в теории относительности), прислали письма с протестом, которые были опубликованы в «Нэйчур» вместе с многочисленными объяснениями Джэппа.

Аргументы профессора Джэппа были возрождены в 1947 году в широко известной книге Лекомта дю Нюи «Human Destiny» («Предназначение человека») и повторно изложены в 1949 году в его книге «The Road to Reason» («Путь к причине»). «Возражения против возможности случайного образования сложной органической асимметричной молекулы так сильны, — утверждает дю Нюи, — что это событие наверняка не могло обойтись без божественного вмешательства. Скорее уж можно ожидать, что обезьяна, барабаня по клавишам пишущей машинки, случайно напечатает пьесу Шекспира». Английский астроном Артур Стэнли Эддингтон выразил последнюю мысль более оригинально:

There once was a brainy baboon

Who always breathed down a bassoon

For he said. «It appears

That in billions of years

I shall certainly hit on a tune».

(«Играя на фаготе беспрестанно, —

Сказала умная обезьяна, —

Сомненья никакого нет,

Я, безусловно, сочиню

Хоть через миллиарды лет

Красивую мелодию».)

Вероятность того, что эддингтоновская обезьяна действительно в конце концов сыграет связную мелодию, всецело зависит от того, что понимать под словом «мелодия». Никто не ожидает, что шимпанзе, заляпав красками холст и размазав их, создаст репродукцию «Монны Лизы», но если в понятие «живопись» включить все современные произведения абстракционистов-экспрессионистов, то соответствующим образом обученному шимпанзе трудно будет не создать произведение живописи. Соответствующая семантическая трудность возникает и при попытке оценить вероятность случайного возникновения сложной органической молекулы. Какова же сложность этой «сложности»?

В 1952 году молодой американский химик Стэнли Миллер (ему в то время было только 23 года) действительно получил довольно сложные аминокислоты с помощью простой методики, созданной им для проверки теории, предложенной его учителем, известным химиком Гарольдом Юри. Он смешал в пробирке воду, аммиак, метан и водород в пропорциях, которые, по мнению профессора Юри, воспроизводили смесь элементов в первичной гидросфере и атмосфере. Пропуская электрический ток через эту смесь в течение целой недели, Миллер обнаружил в ней различные органические соединения, в том числе аминокислоты, которых там до опыта не было.

От этого эксперимента, правда, еще далеко до создания нуклеиновой кислоты или белка, но аминокислоты — это асимметричные кирпичики, из которых строятся белки. Если оценивать по методу Джэппа и дю Нюи шансы на получение положительного результата, то нечего было и надеяться создать даже примитивную аминокислоту за такой невероятно короткий срок, как одна неделя, имея дело с таким мизерным количеством веществ. Этот эксперимент оказался кардинальным в теории происхождения жизни. С тех пор он был повторен многими учеными, которые использовали различные смеси веществ и иные источники энергии.

В 1963 году Сирил Поннамперума, цейлонский биохимик, работающий в Радиационной лаборатории Лоуренса Калифорнийского университета, и его коллеги добились такого же успеха в попытке получить одну из основных компонент нуклеиновой кислоты. Пучок электронов высокой энергии пропускался через смесь водорода, аммиака, метана и водяного пара в течение примерно 45 минут. В смеси после этого были обнаружены следы аденина — одного из пяти нуклеотидов. В последнее время Сидней Фокс и Каору Харада из Флоридского университета сумели создать тринадцать различных видов аминокислот, используя не что иное, как нагрев (примерно до 1000 градусов Цельсия). После этих экспериментов ни один ученый уже не смеет отрицать возможность создания сложных органических соединений в результате случайного воздействия того или иного вида энергии на неорганическую химическую смесь.

В чем же заключалась ошибка Джэппа и дю Нюи? Дело в том, что они не учли в своих рассуждениях, что не только случай создавал эти спиральные химические соединения в первобытном океане, там действовали еще и законы природы — законы физики и химии. Рассыпьте по столу пакет гороха. Вряд ли горошины образуют при этом правильный узор, обладающий гексагональной симметрией. Однако мы знаем, что когда вода замерзает, миллионы ее молекул образуют правильные шестиугольные снежинки. Причиной тому электрические силы, притягивающие и отталкивающие молекулы между собой, которые действуют так, что поразительно правильные узоры становятся не только возможными, но и весьма вероятными.

Айзек Азимов объясняет это следующим образом. Предположим, мы взяли атомы кислорода (О) и водорода (Н) и комбинируем их друг с другом, составляя случайным образом трехатомные молекулы, считая возможными любые комбинации, например ННН, ННО, НОН, НОО и так далее. Из этой смеси мы извлекаем наудачу десять молекул. Каковы шансы на то, что все десять молекул будут иметь формулу ННО, то есть окажутся молекулами воды? По подсчетам Азимова получается один шанс на 60 000 000. Мы, однако, знаем, что, если бы такой эксперимент производился на самом деле, атомы не соединились бы случайно. Все образованные молекулы оказались бы молекулами воды, поскольку это единственная химически возможная трехатомная комбинация из водорода и кислорода. Чего не предусмотрели Джэпп и дю Нюи, так это действия законов природы. «Атомы, — как говорит Азимов, — не липкие шарики, которые, если их потрясти в сосуде, могут соединиться как попало. Они образуют только такие комбинации, которые допускают физические законы».