Одиноки ли мы во Вселенной? Ведущие учёные мира о поисках инопланетной жизни

Внешне научно-фантастические истории об инопланетных существах и цивилизациях кажутся не более чем футуристическими вестернами, где на смену Кольту и луку со стрелами пришли бластеры и прочие новшества. Однако, как показывают вышеописанные книги, главная задача инопланетян в талантливой НФЛ — помочь автору по-новому взглянуть на нас самих и понять, что делает нас людьми. Инопланетяне создают проблемы, которые людям приходится преодолевать, и позволяют, словно в зеркале, увидеть наши заблуждения и фобии. Наша реакция на существование инопланетян и обращение с ними многое говорят о нас, людях.

Мы встречаемся с Иными постоянно. Это мы сами — то, чего мы о себе не знаем.

Жизнь, какой мы ее знаем

10

Случайность против сложности: химия жизни.

Андреа Селла

Прежде чем искать во Вселенной места, где могут обитать инопланетяне, следует ответить на один из фундаментальных вопросов бытия — насколько разнообразна химическая основа жизни. На первый взгляд химические процессы представляют собой случайное движение частиц. В действительности, как мы с вами убедимся, химия — наука, которая стремится к сложности и порядку, и эта тенденция позволяет многое узнать как о происхождении жизни на Земле, так и о шансах на ее существование на других планетах. В этой главе мы обсудим и многие другие темы. Обязательно ли жизнь имеет углеродную основу и нуждается в воде? Могут ли эффективно решить те же задачи другие химические элементы и соединения? Наконец, возможен ли переход от химических веществ к живой материи без некой божественной искры?

В 1871 г. Чарльз Дарвин в письме другу Джозефу Дальтону Хукеру рассуждал о зарождении жизни на Земле «в теплом маленьком водоеме со всевозможными солями аммиака и фосфора…» В то время шли яростные споры о возможности спонтанного возникновения живой материи. С одной стороны, Луи Пастер продемонстрировал, что в запечатанной колбе жизнь не зародилась. Другие ученые, однако, оспаривали достоверность эксперимента Пастера на том основании, что для трансформации химической основы в жизнь нужно время, намного превышающее продолжительность опыта.

Если жизнь зародилась именно так, то мы вынуждены постулировать — вслед за Дарвином и его современниками, — что в комплексе сложных химических соединений неким образом возникла комбинация «молекулы жизни» и что все живое не более чем чрезвычайно сложные химические системы. Сегодня эта мысль претит многим точно так же, как и 150 лет назад. Противники этой гипотезы утверждают, что жизнь слишком сложна — и слишком мудро устроена, — чтобы возникнуть по чистой случайности.

Возможно, это неприятие объясняется тем, что представление о шансе и случайности неразрывно связано с нашим пониманием мира на молекулярном уровне. В школе нас знакомят с теорией строения материи из частиц, согласно которой отдельные бесформенные крупицы материи (частицы) движутся в объеме газа, жидкости или твердого тела. Однако охарактеризовать молекулярный мир как «мир случайности» означает исказить ряд фундаментальных положений химии.

Пока Дарвин искал свидетельства эволюции путем естественного отбора, другой титан науки XIX в. — австриец Людвиг Больцман пытался создать единую теорию, описывающую общие свойства веществ, например вискозы, исходя из следующего представления: в микромасштабе абсолютно все в конечном счете сводится к базовым строительным блокам — атомам. Между тем многие его современники считали безумной саму мысль о существовании атомов и молекул. Тем не менее Больцман сумел воплотить свои идеи в термодинамике — разделе физики, объясняющем такие явления, как давление, температура и объем газа, движением и столкновением составляющих его атомов или молекул. Открытие Больцмана оказало колоссальное воздействие на наши представления о протекании химических реакций. Один из студентов ученого, шведский химик Сванте Аррениус, установил, что скорость химической реакции определенным образом зависит от температуры. Открытая Аррениусом зависимость свидетельствует, что для осуществления химической реакции две соударяющиеся молекулы должны обладать пороговой энергией. Слишком медленные молекулы просто отскочат друг от друга, и химического превращения не произойдет. Следовательно, чем выше температура, тем большая часть молекул становится достаточно быстрой, чтобы преодолеть потенциальный барьер и вступить в химическую реакцию. Соответственно, и скорость реакции возрастает.