Пепел потухших звезд

Мы видим, что особенности фундаментальных сил, связывающих частицы, уже содержат в себе источники того порядка и начала, которые, в том числе, приводят к сознанию.

Академик В.А. Матвеев, директор Института ядерных исследований РАН.

Наш организм состоит из двадцати семи химических элементов; из них лишь один водород образовался во время рождения Вселенной. Остальные двадцать шесть родились в недрах массивных звезд, развившихся и погибших в последующие миллиарды лет. Каким образом пепел потухших звезд воплотился в нас и в окружающий нас мир?

1. Игра против всех

Представьте себе, что каждую неделю вы покупаете лотерейный билет и, раз за разом, выигрываете главный приз. Неправда ли, такое кажется абсолютно невозможным? Но на самом деле то, что вы читаете эти строки, странно и удивительно ничуть не меньше. Дело в том, что все, что кажется нам столь привычным и само собой разумеющимся, является результатом совершенно невероятного, если не сказать почти противоестественного, стечения обстоятельств. Что-то вроде голливудского боевика, где, в полном противоречии с логикой и здравым смыслом, герой в одиночку побеждает одну за другой целые армии злодеев.

- По случаю семейного траура Вам предоставляется внеочередной отпуск.
- А кто умер?
- Млечный Путь.

Курт Воннегут. Бойня номер пять.

Каким бы фантастичным не казался этот диалог, существование мира, включая нашy Галактику, вещь далеко не самоочевидная. По мере развития знаний становится ясно, что для того, чтобы Вселенная стала такой, какой мы ее знаем, нужна необыкновенно тонкая, прецизионная подстройка целого набора физических законов, параметров и начальных условий. По выражению австралийского физика и астробиолога Пола Дэвиса: "Как будто кто-то с предельной точностью подобрал числа Природы, чтобы создать Вселенную".

Могло ли такое произойти "само по себе", случайно?

Вера в случайность досталась нам "в наследство" от XIX века. Тогда ученые считали, что Вселенная вечна и бесконечна. Поэтому в ней есть место любому курьезу и самой невероятной случайности; и в некоторых из ее уголков могла стихийно появиться разумная жизнь.

Согласно современной космологии, наша Вселенная родилась вопреки всем известным законам физики из крошечного сгустка величиной с арбуз. Началом всему послужил Большой Взрыв, который не оставил камня на камне от вечной и неизменной Вселенной. От нее осталась лишь вера в случайность, благополучно дожившая до наших дней. Опирается ли эта вера на факты?

"Отец" термина "Большой Взрыв" астрофизик А.Ф. Хойл ответил на это однозначно – не опирается: "Разложите на земле детали большого авиалайнера и ждите урагана. Вероятность стихийного возникновения живой клетки такая же, как вероятность того, что ураган оставит после себя готовый к взлету самолет".

Дело в том, что наша Вселенная подобно авиалайнеру – результат точнейшей "сборки" идеально подобранных элементов. "Точно просчитанный" баланс сил определяет, каким образом в ней распределяется вещество, и даже небольшие отклонения могут быть судьбоносны.

К примеру, космологическая постоянная (константа), определяющая соотношение сил притяжения и отталкивания, должна быть очень точно сбалансирована, чтобы обеспечить постоянное расширение Вселенной. Чуть сместись этот баланс в одну сторону, во Вселенной не было бы отдельных звезд, а в другую - галактик. Шансы на то, что столь тонкий баланс мог установиться случайно, до смешного малы: по крайней мере, 1 на 10 ³.

Для того чтобы Вселенная стала "гостеприимна" для жизни, требуется нечто вовсе невероятное: "единственно верные" значения всех констант и сил должны выполняться одновременно. Это как дверь сейфа, запертого на множество цифровых замков: открыть ее можно лишь введя одновременно в каждый из замков верную комбинацию цифр.

Перечень "невероятных совпадений" в Земной эпопее на этом далеко не закончен. Само местоположение Солнечной Системы оказалось необыкновенно удачным, поскольку дальше от центра Галактики нет тяжелых элементов, чтобы образовать "Землеподобные" планеты, а ближе - условия крайне недружелюбны. Размеры и расстояния системы Солнце-Земля-Луна подобраны идеально. Земля вращается по почти округлой орбите на расстоянии 150 млн. км от Солнца; поэтому на ней существует умеренный температурный режим, при котором большинство воды находится в жидком виде.

Наш необычайно крупный спутник Луна вносит незаменимый вклад в дело развития жизни. Сила Лунного притяжения стабилизирует ось вращения нашей планеты и этим сохраняет благоприятный для жизни климат со сменой сезонов и дождями, проникающими в засушливые регионы. Кроме того, Лунное притяжение вызывает приливы, которые поставляют движущую силу океанским течениям. Они регулируют климат, циркулируя огромное количество тепла и, вдобавок, перемешивают в водах океанов питательные вещества, поступающие с суши.

Дар случайный?

Вдобавок к этим необыкновенным свойствам, на нашей планете существует то, что не найдено нигде в бескрайних просторах Космоса: высокоразвитая жизнь и цивилизация. Что же сделало Землю столь уникальной?

"При отсутствии биоты, то есть земной жизни, Земля имела бы только две стабильные формы существования: одна "марсо-или луноподобная", другая –"венероподобная".

Академик Н.Н. Моисеев.

Дело в том, что правящие в Космосе законы физики и химии как будто обходят нашу планету стороной. По этим законам, температура у земной поверхности должна быть около 300 градусов, давление – 60 атм.; основной газ нашей атмосферы азот должен окисляться и растворяться в водах океана, а кислород не смог бы появиться в необходимом количестве.

Однако этому мешает биосфера. Она существует сотни миллионов лет и постоянно "подталкивает" нашу планету развиваться наперекор законам неживой природы. Поэтому, несмотря на изменения многих "внешних" факторов (таких как значительное усиление солнечной активности), температура земной поверхности и океанов, содержание солей в их водах, а также состав атмосферы сохраняются в узких рамках, пригодных для дальнейшего развития жизни. Собственно, то же происходит в повседневной жизни – температура нашего тела (37º) и его состав остаются неизменными, бушует ли вокруг вьюга или палит солнце, и питаемся ли мы одним рисом или кониной.

Для поддержания столь "противозаконного" состояния на нашей планете возникла система глобальных круговоротов вещества и энергии, по своей сложности напоминающих процессы в высокоразвитом организме. Круговороты охватывают атмосферу, водный покров и многокилометровые толщи Земли. Живое вещество биосферы играет здесь исключительно важную роль: оно "подгоняет" или уравновешивает скорости круговоротов циркуляции воды, кислорода и углекислоты.

Без действия круговоротов развитие жизни было бы немыслимо. Благодаря углеродному циклу в земной атмосфере доля углекислого газа снизилась с первоначальных 98% до сегодняшних 0.03 %, и держится на этом "аномальном" уровне (против "нормальных" 95% на Марсе и 96.5% на Венере). Океаны играют в этом роль некоего буфера: углекислого газа в них почти в 60 раз больше, чем в атмосфере; они способны поглощать (или выделять) огромные количества углерода и быстро выводить излишки в осадок, который затем "складируется" в твердой оболочке нашей планеты. По мере удаления углекислого газа из атмосферы, его место заняли азот, незаменимый компонент белка, и кислород, необходимый для высокоразвитой жизни.

Для "запуска" углеродного цикла нужен механизм, способный отправить значительную часть углерода в подземные "хранилища" и извлекать его оттуда по мере надобности. Но и здесь удача буквально преследует нас.

Размеры, внутреннее строение и состав нашей планеты необычайно хорошо подходят для выполнения ее роли в развитии жизни. В сердцевине Земли расположено ядро, внутренняя твердая часть которого имеет огромную плотность; внешняя часть находится в расплавленном жидком состоянии. Токи, возникающие там, создают магнитное поле, защищающее жизнь на планете. Ядро окружено мантией, чья горячая вязкая масса медленно перемешивается. Размеры Земли позволяют мантии "течь", а "точно отмеренное", не слишком большое, но и не слишком малое количество радиоактивных элементов поставляет энергию, необходимую для того, чтобы держать мантию "на малом огне". На этой медленно движущейся массе "плавает" земная кора, состоящая из "лоскутков" разной формы и размеров, которые испытывают подвижки, подъем или погружение. При этом выпавшие в осадок излишки углерода надежно "складируется" в твердой оболочке нашей планеты. К примеру, из пород, в состав которых входит "связанный" в океане углекислый газ, построены Альпы.

Но создание благоприятных условий еще не гарантирует развития жизни. Наша Земля - крошечная песчинка в огромном Космосе, где властвуют крайне недружелюбные, несовместимые с жизнью силы. Но и тут удача не оставила нашу планету, снабдив ее "колпаком" многослойной защиты.

Солнечный ветер и магнитное поле Солнца отклоняют от Земли губительные космические лучи, способные уничтожить все живое. Магнитное поле Земли создает дополнительную защиту от космических и солнечных частиц и лучей (в том числе и от ультрафиолетовых). Не будь у Земли собственного магнитного поля, солнечный ветер лишил бы ее водного покрова, как это случилось, по всей видимости, на Марсе.

Везенье Земли на этом не заканчивается. В ее защите участвуют другие планеты Солнечной Системы. Например, притяжение Юпитера удалило наиболее опасные, крупные тела из пояса астероидов. И снова удача: возникни Юпитер раньше, Земля получила бы меньше углерода, а если бы позже или имел значительно меньшую массу, то осталось бы больше астероидов, которые могли бы помешать развитию жизни на Земле.

Сатурн и Юпитер ограждают внутреннюю часть Солнечной системы и от чрезмерной бомбардировки галактическими кометами. В то же время эта защита не стала слишком "глухой"; кометные бомбардировки обеспечивают поступление космического вещества и энергии на поверхность Земли в "нужное" время и в "нужное" место, поддерживая кругообороты на планете. Кроме того, из вещества комет сформировались месторождения целого ряда полезных ископаемых, без которых немыслимо развитие цивилизации.

Невероятная закономерность

"Твари Земли являются созданием сложного космического процесса, необходимой закономерной частью стройного космического механизма, в котором, как мы знаем, нет случайности".

В. И. Вернадский.

По правилам статистики, вероятности несвязанных между собой событий перемножаются. Поэтому шанс выпадения орла при первом броске монеты -½, во втором - ½×½, а в третьем - ½×½×½. Обычная вероятность выиграть приличную сумму в лотерею - 1/1000000. Теперь представим себе, что выигрываем раз за разом. Вряд ли кто-либо «купит» нашу версию случайного везения. Подозрение падет на наличие некоего скрытого фактора, чего-нибудь или кого-нибудь, стоящего за таким "сверх – везением".

Сочетание подборов случайностей, обеспечивших развитие жизни на нашей планете, не оставляет места для выбора. Либо это чудо, либо весь Космос, включая Землю и все на ней живущее, является единой взаимосвязанной системой, развивающейся в одном направлении.

Впрочем, для того, чтобы на Земле развилась цивилизация, нужны уж совсем невероятные "стечения обстоятельств".

Почему сегодня никто не ждет, что наука спасет от кризиса, угрожающего человечеству?

Мы вошли в XXI век c понятиями XIX-го, когда мир видели как отдельные не связанные между собой части, где каждый борется в одиночку за выживание. Вера в безграничный и вечный Космос питала идею, что «самое маловероятное событие когда-нибудь обязательно произойдет». Отголоски этой веры по сей день мешают нам разглядеть закономерности Природы.

Один из таких "отголосков" - теория эволюции Дарвина. По словам российского ученого Ю.В. Чайковского: "Дарвинизм, будучи единственным преподаваемым учением, так сужает кругозор исследователей, что они то и дело проходят мимо главного, словно лошадь в шорах. И публика, разочарованная в дарвинизме, возвращается к идее творения в ее самой примитивной, донаучной форме".

Чарльз Дарвин видел эволюцию стихийной борьбой за выживание между случайно развившимися новообразованиями, включая и человека, возникшего из обезьяны – что явно противоречило Святому Писанию. Почему это "революционное" учение смогло прижиться в столь традиционном обществе, как Британское?

В то время в моде была борьба с Природой и "дикарями"; идеалом для подражания служили полководцы, завоеватели стран и народов. Идея выживания "наиболее приспособленных" пришлась как нельзя кстати в эпоху развивающегося капитализма и колониальных захватов. Происхождение человека от обезьяны позволило расценивать австралийских аборигенов и африканских негров как "недоразвитый" вид, на который не распространяется Библейский запрет "не убий". Эти идеи были подхвачены в Германии, где в ХХ веке к списку "неполноценных" были прибавлены евреи и славяне.

Отсюда возник "социальный Дарвинизм", пропагандирующий общество, где наиболее приспособленные правят людьми "низшего сорта". Он превратился в общественную идеологию Запада, принятую как неверующими "эволюционистами", так и верующими "креативистами". Уж больно удобен оказался этот "социальный"! Мнение самого Дарвина, что любовь и взаимопомощь возникли в процессе эволюции и обеспечили господство человека над природой, было отброшено – за ненадобностью.

Открытия ХХ века в физике и биологии, казалось, должны были совершить переворот в мировоззрении. Однако ученые, исследуя фрагменты Мира, "забывают" соединить их в цельную картину. Поэтому наука не может ответить на такие вопросы, как причины возникновения жизни и эволюции.

Живи, и жить давай другим

За всю историю жизни на нашей планете наиболее приспособленной была и есть цианобактерия, здравствующая уже более трех с половиной миллиардов (!) лет. Это лишает идею, что эволюцией движет естественный отбор наиболее приспособленных, всякого смысла.

Почему и зачем появлялись все более и более сложные организмы, чья "приспособленность" не шла ни в какое сравнение с этой голубо-зеленой водорослью?

На самом деле, ни один вид не может существовать сам по себе, вне связи с окружающей его экосистемой.

Поэтому "успех" вида - по Дарвину - может разрушить всю систему, без которой этот вид не сможет существовать. Такое характерно для раковых клеток. Они растут и размножаются где и как захотят, не заботясь о последствиях, и успешно конкурируют со здоровыми клетками, отнимая их питание. Не правда ли, звучит знакомо? Итог "успешной конкуренции" - гибель самих раковых клеток – "эгоистов", вместе с разрушенным ими организмом.

Мир преуспевающих неудачников

Постоянная борьба с домашней пылью окутана ореолом таинственности. Откуда она берется в помещениях, где никогда не открывают окна? Оказывается, большая часть домашней пыли состоит из отмерших клеток кожи, которые обновляются фантастическими темпами - по сто тысяч в минуту. Кто же ликвидирует пришедшие в негодность клетки?

В здоровом организме такие клетки самоустраняются; за год их набирается столько, что они составляют вес тела. У раковых клеток механизм "запланированного самоубийства" - апоптоза отсутствует, поэтому, в отличие от здоровых, они теоретически бессмертны.

В дикой природе альтруизм выглядит как поведение, приносящее пользу другим за счет собственного выживания. На самом деле, чрезмерное распространение "полезного для выживания" свойства чревато непоправимыми последствиями. У ядовитых растений есть несомненные преимущества: их никто не ест и не мешает размножаться. Казалось бы, естественный отбор должен был бы привести к тому, что все растения станут "успешными" - то есть, ядовитыми. Но тогда не будет ни травоядных, ни поедающих их хищников, и заодно, и нас с вами. Эгоистический подход несовместим с развитием. Поэтому Природа позаботилась о том, что подавляющее большинство растений – вполне съедобные "неудачники". На самом деле об "успехе" организма можно судить лишь в рамках цельной системы, которая просто не выживет без целой касты "неудачников".

Убедительный пример успешного "совместного выживания" демонстрируют тропические термиты, известные своими многометровыми постройками, выделяющимися на фоне монотонных Африканских саванн. Эти общественные насекомые перед спариванием теряют крылья и становятся абсолютно беззащитными перед всеми, кто жаден до их сочной плоти. Их с огромным аппетитом поедают насекомые, птицы, ящерицы, хищные млекопитающие, и лишь одна пара на нескольких тысяч ускользает от гибели. Казалось бы, что эти беззащитные "куски белка" должны неминуемо проиграть в жестокой битве за выживание. Но…

Оказывается, термиты не просто выполняют роль общественной "кормушки", они – фактически единственные насекомые, переваривающие древесину, и таким образом вводящие ее в общий круговорот питания. Выдалбливая древесину, термиты создают жилье для других существ, что имеет решающее значение для выживания многих видов. Крупные термитники играют решающую роль в "спасении" растений и животных на равнинах Африки, которые затопляются в сезон дождей. Термитники создают надводное убежище для мелких животных и птиц, а также питательную среду для древесных кустарников с корнями, которые иначе не могут пережить наводнение, длящееся нескольких недель. Бесчисленные скорпионы, ящерицы, змеи, птицы, мелкие млекопитающие и даже такие "гиганты", как гиены и мангусты, спасаются в заброшенных курганах термитников. Поедая старые листья и другой древесный "мусор", термиты резко снижают уроны от ежегодных пожаров в африканских саваннах.

Исчезновение термитов стало бы тяжелейшей экологической катастрофой для огромных регионов Африки. Поэтому столь "неприспособленные" существа, успешно существуют уже более 220 миллионов лет.

Что движет эволюцию?

Во времена Дарвина верили, что Космос существует вечно, и "самое маловероятное событие когда-нибудь обязательно произойдет". Потому эволюцию движет постепенное накопление случайных изменений (мутаций) и естественный отбор, оставляющий лишь то, что полезно для выживания и размножения. Вспомним, что 99.9% организмов вымерли по ходу эволюции, а подавляющее большинство случайных изменений (мутаций) создает уродства. На то, чтобы произвести все это фантастическое разнообразие путем постепенного накопления случайных мутаций, просто не хватило бы времени.

Природа буквально насмехается над выкладками теоретиков. Даже такое "заурядное" событие, как деление одной человеческой клетки, в ходе случайного процесса, должно было занять целых 100.000.000 (сто миллионов!) лет, но, на самом деле, оно занимает полчаса.

За наглядным примером неустанного творчества природы обратимся к семейству растений, обитающих в Средиземноморье. Для размножения они "специализируется" на насекомых определенного вида. Растение цветет в тот момент, когда самцы пчел летают в поиске самок, а те еще не вылупились. Его цветок испускает феромон, имитирующий призывный запах самки, издалека привлекающий самца. Вблизи его завлекают темная окраска цветка, его форма и бархатистая поверхность, к волоскам и сосочкам которой прикасается живот обманутого. Самец движется по цветку вперед и назад, пытаясь произвести спаривание. И прежде, чем обман раскрыт, к его голове прилипают пыльцевые трубочки. Когда неудовлетворенный разгоряченный самец садится на следующего "обманщика", опыление происходит с исключительной точностью, как только трубочки на голове самца касаются выпуклых липких полосок в верхней части цветка.

Создать столь совершенную "приманку" путем постепенного накопления случайных изменений - по Дарвину - видится абсолютно невероятным. Для этого явно необходимы другие методы.

Для создания новых свойств природа использует старые гены в качестве конструктора, откуда извлекает элементы, необходимые для сборки новых. В результате такого "генетического творчества" необходимые свойства приобретаются необыкновенно быстро – к примеру, новый ген для борьбы с инфекцией создается в течение всего двух-трех дней.

Среди явлений, ставящих ученых в тупик - свойства организмов, появляющиеся "непонятно для чего". Их смысл проясняется лишь на следующем этапе развития – (явление преадаптации). Например, появление зачатков конечностей у рыб, за 20 млн. лет (!) до их первых попыток "осваивать" сушу, или наличие математических способностей у обитателей джунглей. В момент появления эти свойства отнюдь не способствуют выживанию организма, зато могут серьезно помешать. По словам академика Н. Н. Моисеева: "Палеонтологи утверждают, что птицы … произошли от динозавров. Это не могло произойти за одно поколение, и должны были развиться промежуточные формы. Даже небольшое “крылоподобное” изменение передних конечностей должно было бы резко ухудшить способность передних лап выполнять свои жизнеобеспечивающие функции. И такие промежуточные формы, согласно теории Дарвина, должны быть отбракованы: они были неконкурентноспособны".

Многочисленные примеры показывают, что рассматривать развитие отдельно взятого вида, "повязанного по рукам и ногам" с другими членами системы, становится попросту бессмысленно. В устойчивой экосистеме возможно лишь совместное развитие – коэволюция видов, а она требует взаимной подстройки, которая не оставляет времени на постепенную выработку нужных качеств. Н.Н. Моисеев считает, что кризис в природных системах возникает в результате сбоев в процессе коэволюции. При этом система "отбраковывает" те элементы, которые препятствует ее дальнейшему развитию.

Развитие биосферы - часть всеобъемлющего, "сквозного" процесса – закономерное продолжение эволюции неживой природы. Организмы, "ответственные" за изменение характера биосферы путем преадаптации формируют предпосылки будущего развития.

Эволюция поэтапно разворачивается в заданном направлении, подобно организму, развивающемуся из единой клетки. Каждый предыдущий этап служит фундаментом следующего - и вся система представляет собой пирамиду, где прошлое служит основой для настоящего. Программа развития присутствует во Вселенной изначально, подобно тому, как в зародыше есть программа развития всего организма.