Карл Саган - Мозг Брока. О науке, космосе и человеке

На заседании Королевского общества отдельно обсуждалось предположение, что жизнь можно распознать по ее невероятности. Возьмем, например, деревья. Деревья – это длинные продолговатые структуры, которые над землей толще у вершины, чем у основания. Понятно, что под воздействием ветра и воды в течение тысячелетий большинство деревьев должны были упасть. Они находятся в механически неравновесном состоянии. Они представляют собой невероятные структуры. Конечно, не все структуры с тяжелой вершиной являются биологическими. В пустынях, например, существуют скалы, стоящие на тонком основании. Но если бы мы увидели множество структур с массой, сосредоточенной в верхней части, очень похожих между собой, то могли бы предположить, что все они имеют биологическое происхождение. То же самое касается и анималькулей Левенгука. Их много, они похожи, в высшей степени сложные и невероятные. Никогда не видя их раньше, мы правильно предполагаем, что они имеют биологическое происхождение.

Также велись споры о природе и определении жизни. Самые успешные определения затрагивают эволюционный процесс. Но мы не можем приземлиться на другой планете и ждать, пока ближайшие объекты будут эволюционировать. Мы не располагаем таким количеством времени. Поэтому поиск жизни переходит в более практическую плоскость. Это точка зрения была ловко привнесена в обсуждение Королевского общества, когда, выслушав пространные метафизические рассуждения, сэр Питер Медавар поднялся и сказал: «Джентльмены, каждый в этой комнате знает разницу между живой лошадью и мертвой лошадью. Поэтому прошу, давайте прекратим хлестать последнюю». Медавар и Левенгук поняли бы друг друга.

Но есть ли деревья или анималькули в других мирах нашей Солнечной системы? Простой ответ заключается в том, что никто пока не знает. Даже с ближайших планет было бы невозможно сфотографировать и распознать присутствие жизни на нашей планете. До сегодняшнего дня при наблюдениях Марса с американских орбитальных космических аппаратов «Маринер-9», «Викинг-1» и «Викинг-2» детали планеты, чей размер гораздо меньше 100 м в диаметре, невозможно было различить. Поскольку даже самые ярые сторонники теории существования внеземной жизни не ожидают, что марсианские слоны могут быть 100 м в длину, многие важные проверки еще не были выполнены.

В настоящее время мы можем только оценить физические характеристики условий среды других планет, определить, настолько ли она сурова, чтобы исключить наличие жизни – даже тех форм, которые отличаются от известных нам на Земле, – и в случае более мягких условий среды, возможно, поразмышлять о формах жизни, которые могут там присутствовать. Единственным исключением являются результаты посадки «Викинга», кратко описанные ниже.

Местность может быть слишком жаркой или слишком холодной для жизни. Если температура очень высокая – скажем, несколько тысяч градусов по шкале Цельсия, – тогда молекулы, из которых состоит организм, распадутся на части. Поэтому Солнце как среда обитания традиционно исключается. С другой стороны, если температура слишком низкая, тогда метаболизм – химические реакции, обеспечивающие жизнедеятельность организма, – будет протекать слишком медленно. По этой причине холодные просторы Плутона тоже традиционно исключаются как среда обитания. Однако могут существовать химические реакции, которые проходят на приемлемой скорости при низкой температуре, но которые невозможно исследовать здесь, на Земле, поскольку химики не любят работать в лабораториях при температуре –230 °С. Мы не должны подходить к этому вопросу с пренебрежением.

Огромные внешние планеты Солнечной системы, такие как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, иногда исключают из биологических исследований из-за того, что температура на них очень низкая. Но это температура верхних слоев облаков. В более низких слоях атмосферы таких планет, так же как в атмосфере Земли, условия гораздо мягче. И эти слои, судя по всему, содержат органические молекулы. Их нельзя исключать ни в коем случае.

Хотя мы, люди, наслаждаемся кислородом, он едва ли является необходимым условием существования, поскольку для многих организмов он ядовит. Если бы в нашей атмосфере не было тонкого защитного озонового слоя, который образовался под действием солнечного света из кислорода, Землю быстро бы выжег ультрафиолет, исходящий от Солнца. Но на других планетах могут существовать защитные слои от ультрафиолета или биологические молекулы, устойчивые к излучению ближнего ультрафиолетового диапазона. Такие рассуждения только подчеркивают недостаток наших знаний.

Важное различие между планетами нашей Солнечной системы заключается в толщине их атмосферы. При полном отсутствии атмосферы очень сложно представить жизнь. Мы считаем, что, как и на Земле, источником жизни на других планетах должен быть солнечный свет. На нашей планете растения поглощают солнечный свет, а животные питаются растениями. Если бы все живые существа на Земле (после какой-нибудь невообразимой катастрофы) были вынуждены обитать под землей, жизнь прекратилась бы, как только исчерпались запасы еды. Растения, основа жизни на любой планете, должны видеть Солнце. Но если у планеты нет атмосферы, не только ультрафиолетовое излучение, но и рентгеновские лучи, и гамма-лучи, и заряженные частицы солнечного ветра будут беспрепятственно попадать на поверхность планеты и выжигать растения.

Более того, атмосфера необходима для обмена веществами, чтобы не израсходовались все основные органические молекулы. На Земле, например, зеленые растения выделяют кислород – продукт своей жизнедеятельности – в атмосферу. Многие животные, дышащие, как люди, вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ, которые растения, в свою очередь, поглощают. Без этого умного (и с таким трудом сформировавшегося) равновесия между растениями и животными мы бы быстро израсходовали кислород или углекислый газ. По этим двум причинам – защита от излучения и обмен молекулами – видимо, атмосфера необходима для жизни.

Некоторые из планет в нашей Солнечной системе имеют очень небольшую плотность атмосферы. Например, у поверхности Луны атмосферное давление в миллион миллионов раз меньше давления на Земле. Астронавты «Аполлона» исследовали шесть мест на видимой стороне Луны. Они не нашли ни структур с тяжелой вершиной, ни скопления животных. Почти четыре сотни килограммов образцов были привезены с Луны и тщательно изучены в земных лабораториях. В них не оказалось микроорганизмов, почти никаких органических соединений и даже воды. Мы ожидали, что Луна безжизненна, и, видимо, так и есть. Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, напоминает Луну. Его атмосфера чрезвычайно тонкая и не должна поддерживать жизнь. Во внешней Солнечной системе много больших спутников размером с Меркурий или нашу собственную Луну, состоящих из смеси камня (как Луна и Меркурий) и льда. В эту категорию попадает Ио, второй спутник Юпитера. Его поверхность, видимо, покрыта чем-то вроде красноватых отложений солей. Мы очень мало об этом знаем. Но из-за очень низкого атмосферного давления мы считаем, что на нем нет жизни.