Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной

Вероятно, эта плодовитость станет недостающим звеном между физикой и биологией, однако мы пока плохо понимаем, что такое жизнь как таковая, и поэтому не знаем, какие именно критерии обеспечивают богатство жизни во Вселенной. Однако, возможно, есть способ это выяснить. Отчасти задача состоит в том, чтобы отделить наши местные обстоятельства от глубинных параметров, которые правят Вселенной. Например, на то, будет жизнь распространенной или нет, очевидно, влияет такое простое обстоятельство, как возраст Вселенной. Ясно, что жизнь в том виде, в какой мы ее знаем, не могла появиться до того, как первые звезды выработали первые тяжелые элементы. Более того, наверняка потребовалось несколько поколений звезд, прежде чем тяжелых элементов набралось достаточно, чтобы сформировать каменистые планеты. Можно также представить себе, что в далеком будущем тусклых изолированных галактик, состоящих из звезд с небольшой массой, условия будут не такими подходящими для зарождения жизни. Геофизические процессы на стареющих каменистых планетах будут затихать, и химические реакции на поверхности замедлятся.

Наверняка есть и другие качества, которые позволяют рассчитать вероятность зарождения жизни в зависимости от возраста Вселенной. Это очень похоже на параметры тонкой настройки в антропной картине мира – такими качествами могут стать, например, сила гравитации, шансы на формирование атомов и молекул и глубинные физические законы, которые определяют эти качества. Подобные факторы в конечном итоге позволяют определить темпы формирования звезд и планет и их дальнейшую эволюцию, а также точные характеристики сред, благоприятных для биохимических реакций. В конечном итоге эти черты должны быть тесно связаны и с происхождением жизни, и с ее дальнейшим развитием и процветанием. Если бы мы могли написать рецепт подобных условий, у нас, пожалуй, был бы ответ. В результате мы бы выяснили, какие космические параметры определяют изобилие жизни в каждый момент истории Вселенной. Но существует ли точный рецепт как таковой?

Я уже предполагал вслед за многими учеными, что жизнь зарождается скорее в переломных обстоятельствах, она возникает в результате сложного и в принципе не подлежащего точным расчетам танца нелинейных взаимодействий, основанных на простых законах, и все это соответствует принципу космического хаоса. Эти простые законы – физическая основа мироздания: я говорю и о молекулярных связях, и о глубинных симметриях субатомных частиц, и о физических измерениях нашей реальности. Однако даже оценить их соотношение в рецепте практически невозможно. Дело в том, что сложные взаимодействия этих относительно простых законов сами по себе представляют собой нелинейную функцию этих же законов! Иначе говоря, то, как влияет каждое из этих качеств по отдельности, скорее всего, невозможно расшифровать – это все равно что пытаться вывести законы термодинамики исключительно из наблюдений над погодой и климатом на Земле. Имманентно присущая системе чувствительность к первоначальным условиям способна затемнять причины и эффекты, которые приводят к конечному результату.

Наверное, вы догадываетесь, к чему я веду. Формулировка проблемы нам что-то очень напоминает – и не что-нибудь, а теорию хаоса. Это похоже на те трудности, с которыми мы сталкивались, когда пытались разобраться в динамике планетных орбит и в том, стабильна или нет в долгосрочной перспективе Солнечная система. Должно быть, вы помните, что планетные системы также управляются простыми законами, однако сложные нелинейные взаимодействия приводят к обширному диапазону возможных вариантов прошлого и будущего, к целому пучку путей и траекторий. Чтобы понять, что будет, если слегка изменить законы, придется проследить бесчисленное множество маршрутов, каждый из которых будет разветвляться на перепутьях, где происходили ничтожные на первый взгляд события, и разбегаться в разные стороны к непредсказуемым исходам.

Чтобы понять, с какой частотой мироздание порождает жизнь, нам придется проделать похожий эксперимент. Нужно будет симулировать условия, вызванные целым рядом свойств космоса, и посмотреть, насколько хорошо и насколько часто они генерируют сложные феномены, из которых и возникает жизнь, то есть сколько насчитывается возможных траекторий. А еще нам придется применить байесовские методы, чтобы взвесить все возможности и честно признаться в собственном невежестве во всем, что касается глубинной физики реальности.