Читать книгу Разговоры с таксистами о жизни и устройстве Вселенной - - Страница 4

Поездка с Кингс-Кросс до Вестминстера на прием в честь Тима Пика и его возвращения на Землю с МКС

Это был жаркий, душный день, и поездка на метро меня совершенно не привлекала. Мне нужно было добраться до Даунинг-стрит, 10 вовремя, и, когда я вышел со станции и увидел, что начался час пик в общественном транспорте, я вызвал такси.

Водитель, в очках и возрастом немного за сорок, радостно спросил, куда я еду. Я сказал ему адрес, и, так как это была резиденция премьер-министра, он, естественно, заинтересовался. Зачем же я туда еду, спросил он. Я рассказал ему, что астронавт Тим Пик вернулся из космоса и премьер-министр устраивает приветственную вечеринку в его честь. А мне повезло быть приглашенным. Это неизбежно привело к разговору о моей работе, о моем интересе к исследованию космоса и возможности существования внеземной жизни. Но разглагольствовать о себе на заднем сиденье такси довольно скучно и эгоистично. Так что я спросил, что он думает о вероятности наличия жизни на других планетах, например на Марсе.

– Как думаете, там кто-нибудь есть? – спросил я.

– Да, приятель, жизнь на Марсе – это интересно, а как насчет других инопланетян во Вселенной? – загадочно спросил он. Может, он хотел узнать о каких-то более продвинутых инопланетянах.

– Вы считаете, там есть кто-то разумный? – поинтересовался я.

– Думаю, должны быть, – ответил он. – Так много звезд и галактик, как иначе. Не могут же там быть только бактерии, наверняка есть кто-то, похожий на нас.

Казалось, его интересует эта тема. Он так складно упомянул бактерии и галактики в одном предложении, что, судя по всему, размышлял о таких вещах раньше.

– И как, думаете, они выглядят? Похожи на нас? – начал я свой допрос.

– Думаю, да. Мне вот интересно… – Он сделал небольшую паузу. Но потом энергично и целеустремленно продолжил: – А бывают инопланетные таксисты? – Он снова сделал паузу. – Есть ли такие же таксисты, как я, разъезжающие на других планетах, разговаривающие с другими инопланетянами, как мы с вами? – Еще пауза. – Да, вот что я хочу вас спросить. А бывают инопланетные таксисты? Такие, как я сам, в остальной Вселенной?

На тот момент я был ученым где-то лет тридцать, по крайней мере с профессиональной точки зрения, и побывал на бесчисленном количестве встреч, конференций и других мероприятий. За это время я послушал бесконечное количество коллег, обсуждающих инопланетную жизнь. Но в ту короткую поездку от Кингс-Кросс до Даунинг-стрит, 10 мне задали один из самых сильных вопросов, какие я когда-либо слышал: существуют ли таксисты на других планетах? Я не мог подвести своего водителя. Он задал хороший вопрос. Так что я расскажу вам, что ответил ему, только чуть подробнее.

Таксисты – изумительное явление. В следующий раз, когда будете сидеть с одним из них в машине, подумайте, как они вообще появились. Чтобы это случилось, бурлящая, вихрящаяся материя Вселенной должна была пройти несколько последовательных шагов. Поразмыслить над этими шагами – означает понять, почему таксисты уникальны, и погрузиться в вопрос, универсальны ли они.

Для начала, конечно, встает вопрос, как вообще появилась Вселенная и почему она подходящее для существования таксистов место. Есть ли другие Вселенные, параллельные, где таксисты запрещены законами физики или где небольшие изменения в фундаментальных константах, на которых основывается существование материи, привели к невозможности возникновения такси? Это вопрос для космологов, который я пропущу и лучше сфокусируюсь на нашей Вселенной, где физические законы разрешают таксистов. (Тот факт, что я избегаю этой дискуссии, в принципе вещь удивительная и напрямую говорит о том, как сложно объяснить сам факт бытия вообще, не то что бытия таксистов.)

Когда Вселенная впервые сформировалась, то основ, из которых она появилась, – водорода, гелия и огромного количества радиации – было недостаточно, чтобы появился таксист. И это правдиво для всей Вселенной, повсюду одинаковая «до-водительская» космология. Таксистам, как и всей жизни на Земле, требуется по меньшей мере шесть элементов в качестве основы биохимии: углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера, иногда называемые CHNOPS-элементами[2]. Все элементы этого семейства, исключая водород, образовались в ядрах массивных звезд, объектах, в которых температуры и химические реакции настолько экстремальны, что там смогли сформироваться элементы куда тяжелее водорода и гелия. А когда эти звезды взорвались, разбросав ингредиенты для будущих таксистов по всей Вселенной, эти необъятные взрывы спровоцировали появление еще более тяжелых элементов, таких как медь, цинк и другие, которые мы находим в биохимии водителей.

Теперь этот «шведский стол» элементов должен был собраться в молекулы, способные к репликации, – первый намек на живых существ. Иначе они бы так и остались коллекцией атомов, плавающих и смешивающихся во Вселенной, и ничем больше. Как набор атомов объединился в те первые молекулы, которые начали воспроизводиться, создавать множество копий самих себя, но крошечные вариации внутри которых дали возможность для улучшений, для эволюции? Несмотря на десятилетия работы, ответ остается загадкой. Мы до сих пор не знаем, как более трех с половиной миллиардов лет назад возникла эта первая самовоспроизводящаяся химия, которая в конце концов привела к появлению таксистов и всего остального, что нам знакомо.

Не то чтобы мы совершенно не могли объяснить процесс перехода от простой химии к биологии. Нам известны некоторые основы: необходима среда, которая способна обеспечить энергию, и благоприятные условия, чтобы сложились правильные химические реакции для появления клетки. На нашей молодой планете не было недостатка мест, где окружающая среда могла предоставить идеальные условия для появления жизни, – начиная от жерл на дне океана, извергающих высокотемпературные жидкости, заканчивая внутренностями древних кратеров, образованных астероидами или столкновениями с кометами. Существует огромное множество мест, в которых могли начаться жизнеполагающие реакции. Точные ингредиенты рецепта жизни до сих пор являются предметом споров, но мы знаем, что они появились на Земле и в газовых вихрях Солнечной системы. Мы обнаруживаем те же кирпичики жизни в лабораторных экспериментах, которые воссоздают условия, существовавшие на молодой Земле и в метеоритах, этих каменных свидетелях зари наших космических окрестностей.

Но что появилось первым из коктейля энергии и химических элементов – неясно. Мы не знаем, как эти простые элементы собрались в метаболические пути и цепи репликации клетки. Может, это была случайность, а может, это было неизбежно. Вот наша первая загвоздка. Если триллионы и триллионы химических реакций, происходящих на горячей влажной планете, неизбежно ведут к самовоспроизводящейся эволюционирующей биологии – к жизни, – то мы уже ближе к нашей цели: таксистам. Но если этот переход был одним-единственным шансом из невероятно большого числа, случайным явлением с такой крошечной вероятностью, что оно не могло повториться много раз даже в огромной Вселенной, тогда таксисты – невероятно редкая штука.

Когда на Земле появились молекулы, способные к репликации, то начался и их путь к усложнению. Одним из первых их достижений стало заключение в мембрану. Они стали клеточной структурой. В пределах своих стен молекулы смогли исследовать обмен веществ и другие химические реакции, которые в конце концов позволили им адаптироваться к различной окружающей среде на всей планете. Новые реакции привели к тому, что они смогли потреблять серу и железо как источник пищи. Позже – наверное, намного позже – сахар, вырабатываемый внутри клетки, помог некоторым микробам пережить усыхание на ранних массивах суши. На протяжении миллиарда лет или дольше эти микробы распространялись по планете, исследуя огромное разнообразие и комбинации эволюционных возможностей, пробираясь в укромные уголки и закоулки – от полярных ледяных шапок до жгучих недр вулканических бассейнов. Эти ранние химические вещества, по сути, избежали стремления мировых океанов разбавить, разбросать и рассеять их. Клетки завоевали мир.

После этих событий и вплоть до наших дней суша и океаны кишат микробами. Сегодня считается, что этих живых существ не миллиард и не триллион, а единица с тридцатью нулями. Официального названия для этой цифры не существует, она слишком огромна[3]. Но сложность микробов конечна. Источники энергии, которые они используют (водород, аммиак, железо, сера и другие), ограничивают их возможности. Необходима была энергетическая революция, которая позволила бы этим одноклеточным существам трансформироваться в более сложные формы, которые однажды стали бы таксистами.

Задолго до того, как микробы отпраздновали свой миллиардный день рождения на Земле, потихоньку уже шла эта революция. Она строилась на том, что некоторые клетки, известные нам как цианобактерии, обрели способность использовать солнечный свет и воду как источник энергии. Новая функция получения энергии положила начало огромной империи, так как теперь любое место, которое обладало этими двумя ингредиентами, могло стать жилищем. Эта форма фотосинтеза высвободила жизнь из всех каменистых минералов, которые так ограничивали возможность клеток получать энергию, и позволила ей распространиться по океанам и суше.

Вместе с процессом конвертации солнечной энергии в энергию, питающую цианобактерии, а позже – водоросли, растения и другие фотосинтезирующие организмы, появился и новый биохимический механизм разделения воды на водород и кислород. Водород жизненно необходим для питания клетки, а кислород – это побочный продукт, который цианобактерия отрыгивает в атмосферу. Долгое время этот газ не оказывал никакого влияния. Вступая в реакцию с железом, сероводородом и другими газами в примитивной атмосфере, кислород уничтожался. Но с течением времени источники уничтожения кислорода пропали и он начал накапливаться вследствие большого количества живых существ, способных к фотосинтезу. Иногда говорят, что цианобактерии несут ответственность за один из крупнейших актов загрязнения атмосферы за все время существования Земли, но не стоит порицать их за это микробиологическое легкомыслие, так как несчастные не ведали, что творили.

Для некоторых микробов, которые до этого момента счастливо жили в своем бескислородном мире, накопление этого нового загрязнителя стало катастрофой. Хотя мы ассоциируем этот газ с жизнью, это химически активное вещество, производящее целый калейдоскоп атомов и молекул, которые атакуют неподготовленных, повреждая важные компоненты, такие как белки и ДНК. Жизнь, подвергшаяся влиянию кислорода, должна была развить защитные механизмы, чтобы укрыться от этого нападения. Но у кислорода есть свои плюсы. Когда он соединяется с органическим материалом, то есть с молекулами, богатыми углеродом, реакция может высвободить большое количество энергии. И тут на сцену выходит аэробное дыхание – способ накопления энергии, используемый вами, мной и водителями такси. Также его можно наблюдать при куда менее контролируемом процессе, например при лесном пожаре, когда изобилующие углеродом деревья сгорают в кислороде.

С глотком кислорода у живых организмов появился доступ к большему количеству энергии и вместе с тем к возможности группировки клеток в животных. Порядка 540 миллионов лет назад кислород, который теперь составлял уже 10 % от атмосферы, дал толчок появлению животного мира. Постепенно размер животных увеличивался в своего рода гонке между хищниками и добычей: животные покрупнее более эффективно охотились, но им и проще было избежать участи быть съеденными. Кислород же спровоцировал эти эксперименты биологических форм.

Переход от одноклеточных к животным был жизненно необходимым шагом к появлению таксистов. Как и появление жизни в принципе – возможно, это было неизбежно, а может, и нет. Может, жизнь на любой планете в конце концов придет к фотосинтезу и к наполнению атмосферы кислородом? И даже если этот газ наполнит воздух, то значит ли это, что он обязательно будет использоваться для создания сложных организмов? Существ, способных прыгать, бегать и летать? Можем ли мы вообразить миры, поверхность которых усеивают только микробы? Миры, которым суждено закончить свои дни, не увидев ничего, кроме слизи микроскопических существ? Вот и еще одна преграда между развитием жизни и таксистами.

На нашем голубом шарике этот переход действительно произошел, и за сотни миллионов лет многоклеточные организмы расцвели и размножились в биосферу, которую мы знаем сегодня. Но не слишком удивляйтесь. Даже сейчас абсолютное большинство видов на нашей планете являются микробами. Мы живем в мире микробов. Растения и животные – явление запоздалое, и по сей день они зависят от микробной смеси элементов, которая поддерживает их потребности в питательных веществах.

Когда я закончил свой сокращенный рассказ о появлении жизни, мой водитель, казалось, был изумлен количеством событий, произошедших за те долгие промежутки времени. Он поскреб затылок и опустил стекло, чтобы глотнуть свежего воздуха. Теплый воздух ударил мне в лицо. «Так много всего произошло?» Ах, эта забытая семейная история. Я продолжил вести его к ответу, которого он желал.

Животные начали свой марш, объяснял я, но не в каком-то определенном или очевидном направлении. Динозавры стали хозяевами суши, моря и воздуха на 165 миллионов лет. Однако в одно мгновение космический объект прервал их эволюционный путь и обрек их на ту же судьбу, что и 99 % всех когда-либо живших животных: вымирание. На протяжении веков животные и растения продолжали бессознательно диверсифицироваться, слепо подчиняясь законам физики и идя путем эволюционного экспериментирования.

Но потом, где-то около ста тысяч лет назад, у животного развились новые и продвинутые способности к созданию орудий труда, умение исследовать и учиться невиданными ранее способами. Мозг этого животного вырос до размеров, позволяющих осознать себя. В мгновение ока это животное начало оставлять артефакты своих мощных умственных способностей: картины, фигурные стрелы, керамику и, наконец, космические станции. Что стало биологическим переключателем, который сделал возможным появление сознания и разума? Эти характеристики когда-то считались чем-то категорически отличным от всего, что было до этого, но теперь мы знаем, что многие животные, от ворон до рыб, обладают зачаточными способностями к созданию орудий труда и способны к некоторому познанию. Человеческий мозг не что-то принципиально отличное, не результат удачного броска костей, приведшего к появлению интеллекта. Но было ли это неизбежно? Здесь нам тоже приходится смиренно столкнуться с собственным невежеством. Редкое ли интеллект явление во Вселенной? К сожалению, у нас нет ответа.

Обезьяны использовали свой разум, чтобы сотрудничать. После осознания огромного преимущества совместных действий они создали сельское хозяйство, скотоводство и промышленность. Они сотворили общество сначала собирателей, затем земледельцев, а после – мегалополисы, ставшие домом для миллионов жителей.

По мере того, как человеческие сообщества росли, им требовались более эффективные способы перемещения ресурсов. Ответом, подсказанным изобретательностью человеческого разума, стало колесо. Гончарные колеса были впервые изготовлены около 3500 года до н. э. в Месопотамии, а в течение 300 лет они стали основой колесниц. Мы предполагаем, что примерно в то же время древние египтяне экспериментировали с колесами со спицами. Самое старое деревянное колесо было обнаружено в Любляне, столице Словении, и датировано примерно 3200 годом до н. э.

По мере того, как использование колесниц и повозок распространялось, предприимчивый человек, должно быть, понял, что свободное грузовое пространство может быть использовано для перевозки человека в желаемое место назначения за некоторую плату. И после такого умозаключения появился таксист. Учитывая, что колесо появилось в 3200 году до н. э., предполагаю, что таксист появился не сильно позже, допустим в 3100 году до н. э.

В этот потрясающий момент, когда один человек повернулся ко второму и сказал: «Да, приятель, я докину тебя до Иерихона, но с тебя коза и чаевые», на планете, вращающейся вокруг ничем не примечательной звезды, в спиральных рукавах галактики, дрейфующей в вечной пустоте космоса, появились таксисты. Мы могли бы задаться вопросом, было ли и это неизбежным событием. Являются ли наши коммерческие инстинкты неминуемым следствием процесса эволюции? Можем ли мы представить себе инопланетную цивилизацию, экономика которой основана на альтруистическом сотрудничестве, с обществом, в котором идея получения оплаты в обмен на услугу никогда не приходит в голову? Я считаю, что можно убедительно утверждать, что даже в этой воображаемой утопии водители все равно могут требовать компенсацию для покрытия основного обслуживания своих транспортных средств. В любом случае, как только существа начинают строить сложные общества, организуют перевозки и изобретают транспортные средства, водители такси неизбежны.

Какой путь мы проделали! Более чем три с половиной миллиарда лет назад химические вещества на поверхности Земли трансформировались в реплицирующиеся молекулы, образовавшие барьеры и ставшие клетками, которые получили доступ к новым источникам энергии и благодаря этому смогли превратиться в многоклеточных существ. Эти формы жизни эволюционировали, у них появились мозг, самосознание, они изобрели колеса и стали таксистами. Если всю историю Земли сжать в один час, то финальный этап этой эпичной саги, период с момента появления водителей такси, занял бы всего одну пятисотую долю секунды.

На протяжении всей этой саги были точки разветвления, моменты, когда жизнь стремилась в новом направлении: появление реплицирующихся молекул, формирование клеток, изобретение фотосинтеза, возникновение животных и разума. Мы не знаем, неизбежны ли эти изменения и, следовательно, произошли ли они во всем космосе. Если на самом деле какой-то из этих шагов крайне маловероятен, то вполне возможно, что наша планета – уникальное пристанище таксистов в обреченной существовать без них остальной Вселенной.

Тем временем мое такси свернуло на Уайтхолл[4] и притормозило у ворот здания на Даунинг-стрит, 10. Мое путешествие в такси и во времени подошло к концу, а мой водитель сидел очень прямо и выглядел почти что гордым. Как будто поразмыслив о своем генеалогическом древе – от бабушек и дедушек до слизи, покрывавшей древнюю Землю, – он понял, насколько он уникален, насколько необычен. Он ухмыльнулся, я заплатил за проезд, мы обменялись благодарностями и расстались.

Неизбежно это было или нет, но нашему маленькому миру потребовалось очень много микробов, множество вымерших животных и ошеломляющее количество времени, чтобы совершить путешествие от простых атомов до таксистов. Каждый шаг на этом пути вел к одному вопросу: есть ли таксисты на других планетах?

В следующий раз, когда вы поедете на такси, подумайте, какая это привилегия – обладать сознанием, способным постигнуть промежутки времени и эволюцию, которые привели к развитию жизни. Представьте две удивительные вероятности: что мы живем в единственном мире во Вселенной с таксистами или что где-то еще, в нашей и других галактиках, существует гораздо больше таксистов, болтливых, а может, и с щупальцами, которые везут своих пассажиров через инопланетные города.

Исторически люди воспринимали инопланетный разум как нечто само собой разумеющееся. Так, в 1835 году нью-йоркская газета The Sun смогла провернуть впечатляющую мистификацию, убедив читателей в том, что, согласно новым наблюдениям, на Луне обитают крылатые гуманоиды и другие животные (Wikimedia Commons)