home | login | register | DMCA | contacts | help | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


my bookshelf | genres | recommend | rating of books | rating of authors | reviews | new | форум | collections | читалки | авторам | add

реклама - advertisement



Антропный принцип: планетарный вариант

Разочаровавшись в глазах и крыльях, жгутиковых моторах и иммунных системах, теологи «белых пятен» часто возлагают последнюю надежду на происхождение жизни. Тот факт, что в начале эволюции лежит небиологическая химия, по их мнению, представляет пробел гораздо больший, чем любые другие изменения, произошедшие в результате последующей эволюции. И, с определенной точки зрения, это действительно очень большой пробел. Но это — определенная точка зрения, и сторонников религиозных взглядов она не утешит. Жизни нужно было зародиться лишь однажды. Поэтому мы вправе допустить, что ее появление было крайне маловероятным событием, на много порядков менее вероятным, как будет показано, чем полагает большинство людей. Но последовавшие за этим эволюционные шаги повторяются более или менее похожим образом в каждом из миллионов и миллионов видов и, что немаловажно, сходным образом и непрерывно на протяжении геологического времени. Поэтому для объяснения эволюции сложных жизненных форм нельзя использовать те же статистические подходы, которые мы вправе применить к событию зарождения жизни. Составляющие непосредственный ход эволюции события не могут быть такими же маловероятными (возможно, за редкими исключениями), как единичный факт зарождения жизни.


Возможно, такое разделение не совсем понятно; постараюсь объяснить его подробнее при помощи так называемого антропного принципа. Название «антропный принцип» было предложено в 1974 году английским математиком Брандоном Картером; впоследствии это понятие более подробно разработали в специальной книге физики Джон Барроу и Франк Типлер.[99] Как правило, антропный аргумент применяется ко всей Вселенной, и мы еще к этому вернемся. Но мне хочется сформулировать идею в меньшем, планетарном масштабе. Мы существуем здесь, на Земле. Следовательно, Земля — это способная нас породить и поддерживать наше существование планета, какими бы необычными или даже уникальными свойствами она ни должна для этого обладать. Наш тип жизни, например, не может существовать без воды в жидком состоянии. В поисках доказательств существования внеземной жизни экзобиологи сканируют космос, пытаясь отыскать воду. Вокруг типичной, похожей на наше Солнце звезды имеется так называемая зона Златовласки: не слишком горячо и не слишком холодно — а в самый раз — для существования планеты с водой в жидком состоянии. Эта орбитальная зона находится в узком промежутке между слишком далеко удаленными от звезды планетами, где вода замерзает, и слишком близкими, где она кипит.


Помимо этого, пригодная для жизни планета должна двигаться по орбите, близкой к круговой. Сильно вытянутая орбита, такая, например, как орбита недавно обнаруженной планеты Ксена, в лучшем случае позволит ей пребывать в благоприятной зоне Златовласки только очень недолгое время каждые несколько (земных) десятилетий или столетий. Сама Ксена не попадает в зону Златовласки, даже максимально приближаясь к Солнцу, что происходит каждые 560 лет. Температура кометы Галлея меняется от 47 °C в перигелии до минус 270 °C в афелии. Орбита Земли, как и всех планет, строго говоря, — эллиптическая (Земля ближе всего к Солнцу в январе, а дальше всего в июле[100]); однако орбита Земли настолько близка к круговой, что планета никогда не выходит из зоны Златовласки. Положение Земли в Солнечной системе имеет и другие благоприятные для эволюции жизни преимущества. Удачно расположенный гигантский гравитационный пылесос — Юпитер — перехватывает астероиды, которые иначе, столкнувшись с Землей, могли бы прервать наше существование. Единственная довольно крупная земная Луна стабилизирует ось вращения и способствует развитию жизни различными другими способами.[101] Наше Солнце необычно еще и тем, что не имеет двойника и вызванной его присутствием сложной орбиты. У двойных звезд могут быть планеты, но их орбиты с большой вероятностью будут слишком неустойчивыми, чтобы жизнь смогла на них развиваться.


Наличие на нашей планете особо благоприятных условий для зарождения и развития жизни объясняют главным образом двумя путями. Теория «разумного замысла» утверждает, что бог создал Землю, поместил ее в зону Златовласки и специально для нас отладил все детали. Антропный подход дает другое объяснение, в чем-то сходное с дарвиновским. Огромное большинство имеющихся во Вселенной планет лежат вне зон Златовласки своих звезд и непригодны для жизни. Как ни мало количество планет с подходящими для жизни условиями, мы неизбежно находимся на одной из них, коль скоро в данный момент ведем это обсуждение.


Кстати, весьма удивительно, что сторонники религии испытывают симпатию к антропному принципу. По какой-то неведомой, необъяснимой причине им кажется, что он укрепляет их позицию. На самом же деле происходит обратное. Подобно естественному отбору, антропный принцип представляет альтернативу «разумному замыслу». Без привлечения творца он предлагает научное объяснение того факта, что мы обитаем в условиях, так замечательно приспособленных для нашего существования. Полагаю, что путаница в религиозном сознании возникает оттого, что антропный принцип, как правило, упоминается только при описании проблемы, которую он позволяет решить, а именно — факта нашего обитания в исключительно благоприятных для жизни условиях. Сторонники религии не улавливают того, что в качестве решения проблемы предлагаются два варианта. Один — бог. Второй — альтернативный — антропный принцип.


Уже было сказано, что одним из условий существования жизни является наличие воды в жидком состоянии, но это условие далеко не единственное. В воде еще должна зародиться жизнь, а появление жизни, возможно, есть очень маловероятное событие. Дарвиновская эволюция началась только с появлением жизни. Но как может зародиться жизнь? Зарождение жизни было событием химической природы или цепью таких событий, в результате которых впервые возникли условия для естественного отбора. Главным необходимым компонентом было передающее наследственную информацию вещество: либо ДНК, либо (что более вероятно) — молекулы, копирующиеся, подобно ДНК, но менее точно, — возможно, это были родственные ей молекулы РНК. С появлением главного необходимого компонента — какой-либо генетической молекулы — мог начаться дарвиновский естественный отбор, и в результате его постепенного действия возникли сложные живые организмы. Однако самопроизвольное случайное возникновение первых молекул, передающих наследственную информацию, многим кажется невероятным. Возможно, оно действительно очень и очень маловероятно; хочу обсудить этот вопрос поподробнее, потому что он является главным в данном разделе.


Изучение происхождения жизни — это исключительно популярная, хотя и весьма дискуссионная, область науки. Для работы в ней требуется блестящее знание химии, что не входит в рамки моей профессиональной компетенции. С неослабным любопытством я наблюдаю за развитием событий со стороны, и нисколько не удивлюсь, если через несколько лет химики сообщат об успешном рождении новой жизни, на этот раз — в химической лаборатории. Тем не менее этого еще не случилось, и можно по-прежнему считать, что вероятность зарождения жизни сейчас, как и раньше, очень мала — хотя однажды это уже и произошло!


Аналогично рассуждению об орбитах зоны Златовласки можно сказать, что, каким бы невероятным ни было происхождение жизни, мы знаем, что на Земле оно имело место, потому что мы на ней живем. И, подобно обсуждениям благоприятности климата, это можно объяснить посредством двух гипотез — гипотезой «разумного замысла» и антропной гипотезой. Гипотеза «разумного замысла» предполагает присутствие бога, намеренно сотворившего чудо, вдохнувшего в первичный бульон божественный огонь и запустившего в успешное производство ДНК или аналогичную молекулу.


Альтернативная, антропная, гипотеза, подобно обсуждению зон Златовласки, опять базируется на статистике. Ученые привлекают чудесные свойства очень больших чисел. Подсчитано, что в нашей Галактике существует от 1 до 30 миллиардов планет, а во Вселенной — около 100 миллиардов галактик. Отбросив для большей строгости подсчетов несколько нулей, получим заниженное количество планет во Вселенной — миллиард миллиардов. Теперь представим, что зарождение жизни — самопроизвольное возникновение молекулы, аналогичной ДНК, — действительно представляет собой исключительно маловероятное событие. Представим, что оно настолько маловероятно, что может произойти только на одной планете из миллиарда. Если бы любой химик попытался получить грант на исследование с однопроцентным шансом на успех, субсидирующая организация подняла бы его на смех. А мы ведем речь об одном шансе из миллиарда. И тем не менее, несмотря на абсурдно малую долю вероятности, она означает, что жизнь возникнет на миллиарде планет, одна из которых, конечно, — наша Земля.[102]


Поразительный вывод. Повторю его еще раз. Если даже шансы самопроизвольного зарождения жизни на планете составляют один к миллиарду, это исключительно маловероятное событие тем не менее произойдет на миллиарде планет. Попытки отыскать в таком количестве планет обитаемую подобны попыткам найти иголку в стоге сена. Но нам не придется ворошить стог в поисках иголки, потому что (возвращаясь к антропному принципу) еще до начала поиска любое способное к поиску существо уже должно иметь под собой одну из этих исключительно редких «иголок».


Любое вероятностное утверждение делается на основе определенной доли незнания. Если нам ничего не известно о планете, мы можем оценить шанс возникновения на ней жизни, к примеру, как один из миллиарда. Но стоит внести в нашу оценку дополнительные данные, как цифра изменится. У рассматриваемой планеты могут быть особые, увеличивающие шансы возникновения жизни свойства — например, особенный химический состав горных пород. Другими словами, одни планеты больше похожи на Землю, чем другие. И безусловно, наиболее похожей на Землю является сама Земля! Такой вывод должен подбодрить химиков, пытающихся создать жизнь в лаборатории, поскольку он увеличивает их шансы на успех. Но из вышеприведенных расчетов уже очевидно, что даже химическая модель с одним шансом на успех из миллиарда тем не менее предсказывает зарождение жизни во Вселенной на миллиарде планет. Изящество же антропного принципа состоит в том, что он, наперекор интуитивным выводам, утверждает, что для удовлетворительного и веского объяснения присутствия жизни на Земле достаточно, чтобы химическая модель позволяла зарождение жизни на одной планете из миллиарда миллиардов. Но я убежден, что на самом деле зарождение жизни является гораздо более вероятным. Полагаю, что попытки повторить данное событие в лаборатории определенно стоит финансировать, так же как и программы поиска внеземного разума, потому как думаю, что существование во Вселенной другой разумной жизни вполне вероятно.


Даже при самых пессимистичных оценках вероятности спонтанного зарождения жизни данный статистический аргумент полностью обесценивает предложение использовать для заполнения пробела «разумный замысел». Мозгу, настроенному на оценку привычных нам вероятностей и рисков — например, оценку финансирующей организацией заявки на исследования ученых-химиков, — «белое пятно» зарождения жизни кажется, из всех имеющихся в истории эволюции пробелов, наиболее непреодолимым. Но, подкрепленная статистикой, наука в состоянии его одолеть, хотя чудесного творца та же самая статистика отрицает по рассмотренной ранее причине «готового к полету “Боинга-747”».


Вернемся теперь к упомянутому в начале этого раздела интересному положению. Представьте, что кто-то пытается объяснить и феномен биологической адаптации методом, только что использованным нами для объяснения зарождения жизни, а именно — огромным количеством имеющихся планет. Из наблюдений известно, что каждый вид и каждый свойственный виду орган хорошо выполняют свои функции. Крылья птиц, пчел и летучих мышей хорошо приспособлены для полета. Глаза хорошо приспособлены для видения. Листья — для фотосинтеза. Мы живем на планете в окружении, возможно, десяти миллионов видов, каждый из которых выглядит так, словно его специально спроектировали. Каждый вид замечательно приспособлен к своему образу жизни. Можно ли и в данном случае для объяснения всех единичных примеров кажущегося «творения» применить аргумент «огромного количества имеющихся планет»? Нет, нельзя, повторяю — нельзя. Можете даже не пытаться. Это положение очень важно, потому что оно напрямую связано с одним из самых серьезных недопониманий дарвинизма.


Сколько бы планет ни участвовало в розыгрыше, невероятное разнообразие населяющих Землю сложных живых организмов невозможно объяснить счастливым случаем, подобно тому как мы провели объяснение первоначального зарождения жизни. Эволюция жизненных форм в корне отличается от зарождения жизни, потому что, повторяю, зарождение жизни было (или могло быть) уникальным событием, которому достаточно было случиться единожды. Адаптационное же приспособление видов к средам обитания — это миллионы событий, происходящих ежедневно.


Очевидно, что на всей поверхности планеты Земля — на всех континентах, на всех островах — непрерывно происходит процесс оптимизации биологических видов. Можно с уверенностью предсказать, что возникшие через десяток миллионов лет новые виды так же замечательно будут приспособлены к новой окружающей среде, как нынешние виды — к нашей. Адаптация — это не случившееся в прошлом счастливое статистическое совпадение, о котором мы можем только догадываться задним числом, а предсказуемый, множественный, непрерывный процесс. И благодаря Дарвину мы знаем, что ею движет: естественный отбор.


Антропный принцип не в состоянии объяснить калейдоскоп особенностей строения живых организмов. Для объяснения многообразия жизни на Земле, и особенно для развенчания иллюзии «разумного замысла», нам не обойтись без мощного объясняющего механизма теории Дарвина. Объяснение зарождения жизни этому «крану» не под силу, потому что естественному отбору не с чем в данном случае работать. Здесь в дело вступает антропный принцип. Уникальное событие зарождения жизни удается объяснить, приняв во внимание огромное количество планет, на которых оно могло произойти. А как только это начальное удачное событие произошло — что убедительно разрешается антропным принципом, — вступает в дело естественный отбор, который со случайностью уже ничего общего не имеет.


Тем не менее может оказаться, что зарождение жизни — это не единственный пробел эволюционной истории, объясняемый счастливым стечением обстоятельств и возможный с позиции антропного принципа. Мой коллега Марк Ридли в книге «Демон Менделя» (беспричинно и неудачно переименованной американскими издателями в «Сотрудничающий ген»), например, предполагает, что происхождение эукариотной клетки (нашей клетки с ядром и другими сложными структурами, такими, например, как отсутствующие у бактерий митохондрии) было еще более исключительным, сложным и статистически маловероятным событием, чем зарождение жизни. Зарождение сознания также может оказаться «белым пятном», загадка которого объясняется настолько же маловероятным событием. Одиночные события такого рода можно на основе антропного принципа объяснить следующим образом. Существуют миллиарды планет, на которых жизнь развилась до уровня бактерии, но только на малой их части она, сделав скачок, поднялась до уровня эукариотной клетки. Из этого небольшого числа еще меньшему количеству удалось позднее пересечь рубикон к зарождению сознания. Если оба события являются одиночными, то речь идет не о повсеместном, вездесущем, подобно биологической адаптации, процессе. В соответствии с антропным принципом, поскольку мы существуем, состоим из эукариотных клеток и обладаем сознанием, наша планета неизбежно должна оказаться в числе тех редких планет, где случились все три вышеназванных события.


Естественный отбор работает, потому что он представляет собой кумулятивный и однонаправленный путь к усовершенствованию. Для начала процесса требуется определенное количество везения, и, согласно прилагаемому к «миллиарду планет» антропному принципу, такой шанс у нас есть. Возможно, несколько позднейших пробелов в эволюционной истории также объясняются подкрепленными антропным принципом удачными стечениями обстоятельств. Но, как бы то ни было, «разумный замысел», безусловно, не годится для объяснения жизни, потому что замысел по своей природе — не кумулятивен и вызывает больше вопросов, чем дает ответов, отбрасывая нас прямиком к бесконечной цепочке проблем «готового к полету “Боинга-747”».


Мы живем на планете, удобной для существующих на ней живых организмов, и мы рассмотрели две причины, почему это так. Первая состоит в том, что жизнь благодаря естественному отбору эволюционировала для процветания в имеющихся на планете условиях. Вторая причина является антропной. Во Вселенной имеются миллиарды планет, и, каким бы малым ни было количество планет, способных поддержать жизнь и эволюцию, наша планета должна быть в их числе. Полагаю, настало время перейти к рассмотрению антропного принципа не в биологическом, а в космологическом масштабе.


Поклонение «белым пятнам» | Бог как иллюзия | Антропный принцип: космологический вариант