Дельфис

Смуту внес английский климатолог Джон Лавлок своей моделью маргариток. Скромные садовые цветики как никакие другие разнообразны по окраске: от белых до почти чёрных. Это и сделало их объектом мысленного эксперимента, предложенного Лавлоком. Если представить себе земную сушу, сплошь покрытую маргаритками, то похолодание атмосферы немедленно даст преимущество цветам тёмных окрасок, которые лучше поглощают солнечное излучение. Соответственно перекрасится вся земная «клумба», а «почернение» Земли в свою очередь остановит снижение температуры воздуха. При потеплении климата смена тёмных маргариток светлыми прекратит дальнейшее увеличение жары. Свойство стабилизировать параметры неустойчивой среды в узком диапазоне, оптимальном для их существования, характерно для живых организмов. Оно получило название гомеостаза. Устойчивость достигается действием несложного механизма - отрицательной обратной связью. В биосфере работает целый набор таких механизмов. Растительный покров Земли при посредстве парникового эффекта поддерживает нужную ему температуру, на 33° С превышающую гипотетическую температуру безжизненной Земли. Насытив атмосферу кислородом до невиданных в планетных мирах концентраций, растительный покров обеспечил себе, а заодно животным и людям, озоновую защиту от смертельного космического излучения. В то же время не была превышена опасная концентрация кислорода, при которой настолько увеличивается способность углеводородов к горению, что это грозило бы уничтожением всего живого. Деятельность организмов поддерживает на близком к оптимальному уровню содержание углекислоты и азота в атмосфере, солей в Мировом океане, запасов гумуса и минеральных веществ в почве. По мысли Лавлока, всё это даёт нам полное основание отнести биосферу к разряду живых существ. Кстати, можно не сомневаться, что ещё раньше такие мысли посещали В.И.Вернадского, но, по понятным причинам, он не высказывал вслух эту «идеалистическую» ересь.

Шум поднялся в научном мире. Совещания, дискуссии по проблеме «живой Земли» разделили участников на яростных опровергателей и столь же ревностных сторонников идеи.

Спор ещё раз всколыхнул больной вопрос, о который до сих пор спотыкаются естествоиспытатели и философы: что есть жизнь? Сколько учёных - столько определений жизни. Среди признаков живого называли особое строение группы химических углеводородных соединений, способность к обмену веществ при сохранении структуры, размножению, хранению и передаче по наследству информации, способность развиваться вопреки второму началу термодинамики от простого к сложному, воспринимать сигналы из внешнего мира (сенситивность). Признаками более развитой жизни признавалось умение мыслить, то есть моделировать внешний и внутренний мир, делать прогнозы и на них основывать своё поведение, наконец, воспринимать мир не только бесстрастно логически, но и посредством образов и их эмоциональной оценки. Всё это нагромождение обязательных и необязательных атрибутов в большинстве случаев позволяет отделить живое вещество от косного, но оставляет достаточно места и для сомнений. Исчезающе малым оказывается различие живой и «мёртвой» материи при сравнении минеральных кристаллов, осуществляющих матричную форму размножения, и кристаллического вещества вирусов. При сравнении антиэнтропийных автокаталитических реакций в организме и вне его. При сравнении памяти нервных клеток и «памяти» воды и т.д. Приведённые определения не дают критерия для ответа на вопрос: относить ли к живому веществу клеточную воду - минерал, из которого на 80% состоит наш организм, или кальций костей, или минеральные скелеты кораллов и диатомовых водорослей и т.п. Не легче решить: имеем ли мы право включать в состав земного организма атмосферу, воду океанов, рек и озёр, осадочную и даже магматическую части литосферы на том основании, что они связаны с растениями и животными многочисленными циклами обмена веществ, а также формируются в этих циклах. Остаётся совершенно неизученным вопрос о связи глубин планеты с её живой оболочкой. Мало материалов и для дискуссии о том, считать ли Землю живым телом низкого уровня развития или некоторым аналогом известных нам разумных существ.

В случаях, когда мы лишены возможности прямого наблюдения каких-то явлений, остаётся метод Платоновой пещеры: строить заключение о невидимой причине по видимым следствиям. Это вовсе не снижает уровня надёжности полученных результатов. Разве физика, считающая себя царицей наук, знает что-нибудь о природе физических полей, которые описывает уравнениями, и о среде, проводящей электромагнитное излучение? С таким же дефицитом прямых наблюдений мы сталкиваемся и в науках о Земле.

А каковы видимые следствия?

Главное, что не вызывает ни у кого сомнения, - то, что огромное разнообразие живых организмов населяет земную поверхность, захватывая гидросферу, часть атмосферы и литосферы. Когда-то у этой жизни было начало, она сохранилась и начала развиваться. Значит, ещё до её появления на нашей планете существовал комплекс условий, обеспечивший защиту от враждебной межзвёздной среды, обмен веществ и возможность размножения. В распоряжении первых живых молекул оказался избыток воды и разнообразие химических веществ, необходимых для построения организма, умеренные суточные и годовые колебания температуры в районах, оптимальных для осуществления химических реакций. Отток водорода в пространство не обезвоживал Землю, он был точно скомпенсирован поступлением компонентов воды из подземных глубин. Также приход и потери лучистой энергии оказались в равновесии, как раз установившемся около нужной черты. При этом поступающая энергия уже на входе отфильтровывалась магнитным полем Земли от гибельных высокочастотных диапазонов.

Нарушение хотя бы одного из этих условий сделало бы существование жизни невозможным. Как будто в ожидании младенца родители заготовили для него тёплый дом, колыбель, позаботились о питании и сохранении здоровья. Вопрос: в самом ли деле кто-то думал о том, чтобы населить планету, или все эти условия совпали случайно? Допустим, что обе гипотезы имеют право на существование. В пользу случайности говорит тот факт, что возможности Космоса в отношении экспериментов со звёздами и планетами практически неограниченны. Жизнь осуществилась лишь там, где всё необходимое совпало. Это объяснение, заслужившее название антропного принципа, предлагает нам считать себя детьми счастливого случая, за который заплачено миллиардами миллиардов неудач. Больше того, паша Вселенная оказывается одной из бесконечного множества «пустых» вселенных, в которых из-за несогласованности мировых констант невозможно существование организованной материи, атомов, не то что органической жизни. Какое унылое (или гордое - кому как) одиночество в пространстве!

Однако порождение жизни было лишь началом. Не меньше трудностей ожидало обитателей Земли на пути к сознанию, к человеку. На каждом шагу грозные стихии грозили оборвать тоненькую ниточку жизни от амёбы к амёбе, от червя к червю, от ящерицы к ящерице. По прикидкам астрономов, примерно каждые десять миллионов лет, а может быть и чаще, на планету обрушивалась комета или астероид, малая планета. Эффект падения намного превышал предполагаемые последствия мировой атомной войны. Как подсчитали математики, итогом такой войны должна была бы стать «ядерная зима», после которой мало шансов остаётся для сохранения даже простейших форм жизни в глубине океана. Но мы знаем, что в действительности эстафета жизни не прерывалась. Хотя, каким образом это удалось, - непонятно.

Примерно такую же угрозу несли недра Земли, периодически взрывавшиеся вулканической активностью. Подсчитано, что если в течение года произойдёт десяток крупных извержений типа известного извержения вулкана Кракатау в XIX веке, то запыление атмосферы сделает невозможным фотосинтез и опустит среднюю температуру атмосферы до смертельного уровня. Таким уровнем можно считать среднюю температуру 7-8° С, что всего на 8° С ниже современной. В этом случае должен начаться самоусиливающийся процесс охлаждения, результатом которого явится безжизненная планета, наподобие Марса. Геологическая летопись сохранила записи великих оледенений, когда охлаждение, по-видимому, достигало критического рубежа. Но не случилось! Земля осталась живой.

Были испытания и обратные: перегрев воздушной оболочки. Если сейчас подогреть поверхность планеты до 100° С, то океан поднимется в виде облаков пара в воздух. Земля станет похожей на современную Венеру, «темперамент» которой, измеренный тем же термометром, покажет 470° С. Это конец органической жизни в известной нам её форме. Ведь уже при 40° С в высокоорганизованных существах с трудом осуществляется обмен веществ. По расчётам геофизиков, на протяжении архейской эры (2,7-4,5 млрд. лет назад) Земля однажды разогрела свою атмосферу до 145° С. Океан не закипел лишь потому, что атмосфера была тяжелее современной. Каким образом уцелели в то время ещё одноклеточные живые существа? По какому стечению случайностей? Или всё-таки кто-то заботился об их сохранении?

Кстати, жизнь по своей природе агрессивна. Нетрудно предположить, что однажды, в результате случайных мутаций, она могла бы породить форму, способную уничтожить все другие, и погибнуть вместе с ними, как раковые клетки. Что-нибудь вроде чумы или СПИДа. Или фашизма. Или религиозного фанатизма. Не хотелось бы верить, что человеческая цивилизация несёт в себе такую опасность. А если такое случится? Вот тогда защитить идею разумной Земли будет не просто...

Ещё больше поражает другое, что можно было бы назвать предусмотрительностью Земли. Если допустить, конечно, что она живёт не только сегодняшним днём, но и думает о будущем. Дело не ограничивается тем, что «колыбель» для первых белково-нуклеотидных молекул была оборудована как нельзя лучше. Когда организмы начали эволюционировать, они нашли всё необходимое для развития: достаточное, но не чрезмерное количество свободной энергии в солнечной радиации, в различных химических реакциях, идущих на дне океана, в илах лиманов и трещинах горных пород. Нашли разнообразие подводных, прибрежных и наземных мест обитания. Сине-зелёные водоросли насытили атмосферу кислородом - ядом для них. Но когда трудная адаптация к агрессивной среде закончилась, оказалось, что без этой «предусмотрительной» революции не возникла бы подвижная жизнь - эволюционная ветвь животных. А образовавшийся вместе с кислородной атмосферой озоновый экран позволил живым существам выбраться из океанского убежища на сушу. Животный мир тоже, придя на Землю, застал как бы накрытый к обеду стол с разнообразием растительных блюд. Когда появился человек, он принялся хозяйничать далеко не на пустом месте. К его услугам оказалось питательное меню из калорийных мясных блюд, древесина, уголь, нефть и уран для костров и войн, запасы глин, металлов, цементного сырья и прочего, аккуратно собранных в подземных кладовых. Полная мастерская материалов и инструментов. Как будто природа заранее ждала прихода мастера. Мы опять можем предположить, что всё это просто совпадение, игра случая. Ну и что ж, зато где-то на другой планете не оказалось меди и железа, и эволюция застряла на стадии неантропоидных обезьян. Но какого уж очень похожи все земные события на то, что делает разумный человек, хозяин, когда заранее планирует свои дела - на завтра, на летнюю страду, на будущую жизнь.

Физикам хорошо знакомо такое понятие, как «решающий эксперимент», в котором проверяется, верна гипотеза или её следует отправить в мусорную корзину. Похоже, Земля не стала дожидаться ядерной войны для решения проблемы и в назидание людям сама поставила эксперимент, другой, но не менее значимый.

На российской антарктической станции «Восток» буровая скважина на три с лишним километра проткнула древнейший на Земле ледяной щит. Изучение вынутых на поверхность столбиков льда, керна, показало, что накопление ледяной массы происходило в течение 400 тыс. лет. Было определено, что за это время четыре раза температура основательно падала и на Земле проходила очередная фаза оледенения, средняя температура атмосферы опускалась на 4-5° С. Каждый раз до роковой черты, за которой следует неудержимое падение, оставалось полшага, всего 2-3° С. При этом похолодание включало сразу несколько усилителей процесса: ослабление парникового эффекта, увеличение отражательной способности земной поверхности и запылённости воздуха. И каждый раз, вопреки Действию этих акселераторов, падение температуры тормозилось каким-то таинственным автостопом.²

Нетрудно представить, на каком волоске висела земная жизнь. И очень трудно предположить, что по крайней мере четырежды (оледенений в действительности было больше) нас на краю пропасти спасало лишь счастливое стечение случайностей.

Доказал ли эксперимент, поставленный Землёй, разумность её поведения? Нет, не доказал. Эксперимент не был «решающим». По той простой причине, что, вопреки уверениям физиков, достичь стопроцентной доказательности в науках о природе в принципе невозможно. Природа - не математика, хотя и построена по математическим законам. Но приблизить вероятность обсуждаемой гипотезы как угодно близко к единице - это реально. Насколько убедителен эксперимент с оледенениями - судить читателю.

Когда в завершившемся XX веке человечество почувствовало в себе силы послать привет инопланетным цивилизациям, сэр Френсис Дрейк прикинул, сколько обитаемых планет можно встретить в пашей Галактике. Расчёт строился на шести предположениях (см. формулу), более или менее правдоподобных, и дал обнадёживающий результат: можно рассчитывать на 1000 или, при самом скромном предположении, на десяток готовых к контактам обитаемых разумных миров.

Формула Дрейка:

n= N· P₁·P₂ ·Р₃ ·P₄·t/T,

где n - ожидаемое число цивилизаций, готовых к контакту, N- число звёзд в Галактике (N=~10¹¹), P₁ - доля звёзд с планетами (Р₁,≤0,1), Р₂ - доля планетных систем с жизнью (Р₂≤1), Р3 - доля биосфер, достигших уровня разума (Р3≤0,l), Р₄ - доля разумных сообществ, достигших нашего технического уровня и желающих вступить в контакт (Р₄≤1), t- среднее время существования технической цивилизации (t≤10² лет), Т- возраст Галактики (T = ~10¹⁰ лет). В результате, n =~ 10³. Скромная оценка количества цивилизаций, готовых к диалогу!

Однако, если теперь вспомнить о тех опасностях, которые подстерегают жизнь, то формула Дрейка потребует дополнения в виде ряда поправочных коэффициентов. Собранные вместе, коэффициенты снижают ожидания астронома, как минимум, на сорок порядков (!), даже если не принимать во внимание опасности, которые мы сейчас не можем оценить количественно.

Поправки к формуле Дрейка: 1) площадь «коротационного диска» (зоны Галактики, в которой возможна жизнь)³ - к₁ =~10^-4; 2) процент «спокойных» звёзд солнечной величины - к₂=~10^-2-; 3) размер планет, пригодных для жизни- к₃ =~ 2·10^-3; 4) риск температурных отклонений атмосферы планеты (+ или -) - к₄ =~ 5-10^-2-; 5) риск падения астероидов и комет - к₅ =~10^-6; 6) смена магнитной полярности Земли (- 1000 раз) – к₆, =~ 10^-5; 7) активизация вулканической деятельности – к₇ =~ 10^-2; 8) самоуничтожение жизни агрессивными структурами – к₈ =~ 10^-13; 9) конкуренция этносов – к₉, =~ 10^-3; 10) риск оказаться на безводной планете - (?); 11) риск неадекватного химического состава планеты - (?); 12) риск оказаться на орбите не круговой, а с большим эксцентриситетом - (?). В результате, Пк_i =~ 10^-41.

Теперь полезно вспомнить, что вероятности вычислялись на основе предположения случайного совпадения событий, независимых между собой, никем не спланированных. Поэтому для возникновения разумной жизни на Земле должно совершиться чудо множества совпадений, вероятность которого столь ничтожна, что её и представить нельзя. Альтернативная гипотеза предполагает взаимозависимость всего происходящего - значит, Кем-то составленный План, отвечающий заранее поставленной Цели. Разумная Земля может сама себе поставить цель или взяться за выполнение Высшей Воли - этого мы здесь не обсуждаем. Если читателю такая точка зрения кажется неприемлемой, пожалуйста, выбирайте чудо случайного совпадения.

Так ты жива ли, Земля? Но, кажется, уже пора спрашивать: ты ещё жива ли, Земля?