Шон Кэрролл - Вселенная

* * *

Прокладывая путь от квантовых полей и частиц до человека, мы будем затрагивать всё более сложные темы, а наши суждения будут соответственно всё менее определёнными. Физика — простейшая из всех естественных наук, а фундаментальная физика — изучение первоэлементов реальности на самом базовом её уровне — простейшая из физических дисциплин. «Простейшая» не в том смысле, что на дом по ней задают лёгкие задачи, а в том, что галилеевская уловка с игнорированием трения и сопротивления воздуха значительно упрощает нам жизнь. Можно изучать поведение электрона, не особо беспокоясь (или даже почти ничего не зная) о нейтрино или бозонах Хиггса — но добиваться как минимум очень хорошей аппроксимации.

Насыщенные и многогранные аспекты эмерджентных уровней нашего мира далеко не столь легко подстраиваются под интересы любознательного учёного. Когда мы начинаем работать с химией, биологией или человеческими мыслями и поведением, все эти элементы оказываются важны, причём все сразу. Поэтому мы достигли в их понимании значительно более скромных успехов, чем, например, в изучении Базовой теории. Школьные уроки по физике кажутся такими сложными не потому, что сложна сама физика , а потому, что мы так много о ней знаем и приходится так много учить, а ещё потому, что в основе своей физика довольно проста.

Наша цель — обрисовать возможность того, что мир в конечном итоге можно понять на основе натурализма. Мы не знаем, как возникла жизнь и как устроено сознание, но можем утверждать, что практически нет причин искать объяснения этому за пределами естественного мира. Это убеждение, конечно, может оказаться ошибочным, но, опять же, так можно сказать о любом убеждении.

Задаваясь вопросом о том, совместимы ли наши представления о человеческой жизни с нашими знаниями об основах физики, мы можем сформулировать некоторые интересные ограничения, помогающие понять, что такое жизнь и как она устроена. Зная, из каких частиц и сил мы состоим, можно с очень высокой степенью уверенности заключить, что жизнь индивида конечна; наши лучшие космологические теории, пусть и уступающие в точности Базовой теории, позволяют утверждать, что «жизнь» в широком смысле также конечна. Вероятно, Вселенная должна достичь теплового равновесия. К этому моменту ничто живое уже не сможет существовать; жизнь зависит от возрастания энтропии, а в равновесном состоянии энтропии будет неоткуда взяться.

При чём тут язычки сливок, смешивающихся с кофе? Это мы. Эфемерные сложные существа, оседлавшие волну нарастающей энтропии, — от простого начала до простого конца. Так прокатимся с ветерком.

Итальянский астроном Джованни Скиапарелли останется в истории как первооткрыватель «каналов на Марсе». В 1887 году, рассматривая в телескоп планету-соседку, Скиапарелли сообщил, что её поверхность изрезана длинными прямыми линиями, которые он назвал «canali» . Эта идея глубоко впечатлила людей по всему миру, среди которых был и американский астроном Персиваль Лоуэлл, руководивший строительством новой обсерватории в Аризоне и выполнивший множество наблюдений Марса. Полагая, что он видит на Марсе систему оазисов, связанных каналами, которые, казалось бы, даже изменяются с течением времени, Лоуэлл развивал замысловатые идеи о жизни на Красной планете, где якобы существует высокоразвитая цивилизация, пытающаяся выжить в суровом мире, где так мало драгоценной воды. Он популяризовал эти идеи в нескольких книгах, оказавших серьёзное влияние на общественное мнение и даже отчасти вдохновивших Герберта Уэллса на создание романа «Война миров».

Здесь сразу возникли две проблемы. Во-первых, сам Скиапарелли, хотя он и интересовался возможностью жизни на Марсе, никогда не утверждал, что видел на Марсе каналы. Итальянское слово «canali» следует переводить на русский язык как «русла», а не как «каналы». Русла возникают естественным путём, а каналы — это искусственные сооружения. Во-вторых, никаких русел Скиапарелли также не наблюдал. Те рисунки, которые он описал, были просто дефектами, возникшими при наблюдении далёкой планеты при помощи относительно примитивных приборов.

В настоящее время мы уже рассматривали Марс с достаточно близкого расстояния, в том числе при помощи многих орбитальных и спускаемых аппаратов, запущенных США, СССР, европейскими странами и Индией. (На момент написания этих строк Марс — единственная известная планета, населённая исключительно роботами.) Мы не нашли там никаких заброшенных городов или древних памятников архитектуры, но поиски жизни продолжаются. И речь идёт уже не об угасающей лоуэлловской цивилизации и не о злобных уэллсовских чудовищах на треногах — у нас определённо есть шанс найти где-то в Солнечной системе микроскопические формы жизни — если не на Марсе, то, возможно, в океанах Европы, одного из спутников Юпитера (на Европе больше жидкой воды, чем во всех океанах Земли), либо на спутниках Сатурна Энцеладе и Титане.

Вопрос в том, узнаем ли мы её, когда найдём? Что же такое «жизнь»?

Этого никто не знает. Не существует единого общепризнанного определения, которое позволяло бы чётко отличать живое от неживого. Сформулировать его пытались. Агентство NASA, вкладывающее большие средства в поиски внеземной жизни, приняло рабочее определение живого организма: самоподдерживающаяся химическая система, подчиняющаяся дарвиновской эволюции.

Можно немного поспорить о «дарвиновской эволюции». Да, именно благодаря этому механизму живые существа возникли здесь, на Земле, но она не характеризует суть любого организма. Если вы заметите раненую белку и спросите: «Она жива?» — никто вам не ответит: «Я не знаю, давайте проверим, подчиняется ли она дарвиновской эволюции». Польза данного определения в том, что оно должно помочь разобраться со сложными случаями, например, когда учёные в будущем создадут искусственный организм. Если следовать такому критерию, то подобный организм сразу и без раздумий придётся признать неживым, что не особенно нам поможет. В настоящее время всё это — просто придирки; говоря о настоящей жизни, которую мы знаем и любим, можно быть уверенным, что эволюция играет в ней центральную роль.

«Верного» определения жизни, такого, к которому мы бы пришли путём тщательных исследований, не существует. Те формы жизни, которые нам знакомы, обладают рядом свойств, каждое из которых интересно и многие — примечательны. Тем живым организмам, которые мы знаем, присущи движение (внутри, если не снаружи), обмен веществ, взаимодействие, размножение и развитие; всё это организовано иерархическим взаимосвязанным образом. Очевидно, что жизнь — беспрецедентно важная часть общей картины.