0
1446
Газета Идеи и люди Печатная версия

09.02.2002

Как была заселена Вселенная

Тэги: летохов, вселенная, жизнь

Согласно данным Института научной информации (Филадельфия, США), доктор физико-математических наук Владилен Степанович Летохов - наиболее цитируемый российский ученый во всех областях науки за период с 1973 по 1988 г. Он - автор более семисот статей и полутора десятков монографий по лазерной физике, спектроскопии, химии и биомедицине; активно преподает в самых престижных научных центрах США, Германии, Швеции, Франции. И это не случайно. Достаточно назвать всего лишь одну работу, которую Летохов, руководитель лаборатории лазерной спектроскопии Института спектроскопии РАН (г. Троицк), выполнил со своими коллегами Виктором Балыкиным и Владимиром Миногиным, - "Лазерное охлаждение и пленение атомов": впервые в мире им удалось с помощью луча лазера охладить атомы натрия до температуры 3,5 микроградуса Кельвина, то есть практически до абсолютного нуля. (За это исследование в 2001 г. все трое получили премию Российской академии наук имени Д.С. Рождественского.) Но в последние годы Владилен Степанович активно занимается проблемой, казалось бы, далекой от его основной области интересов, - возникновением жизни во Вселенной. Об этом - беседа с Владиленом Летоховым корреспондента "НГ".

летохов, вселенная, жизнь

-Честно говоря, Владилен Степанович, когда мы с вами предварительно обговаривали тему этого интервью - о разумной жизни вне Солнечной системы, о происхождении жизни, - я немного сомневался: вроде бы не по адресу обращаюсь к известному физику-оптику, а надо бы - к биологу. Но потом вспомнил о нашумевшей в свое время брошюре нобелевского лауреата Эрвина Шредингера "Жизнь с точки зрения физика", и все сомнения отпали┘

- Это вопрос действительно очень старый.

Великому итальянскому физику Энрико Ферми принадлежит высказывание, сформулированное им еще в 40-х годах прошлого века: "Если Они есть, то где же Они, почему не здесь!" Речь шла о представителях внеземного разума. С тех пор это высказывание получило название "парадокса Ферми".

Великий шведский химик Сванте Аррениус - один из первых нобелевских лауреатов - высказал в конце XIX столетия идею панспермии: жизнь на Землю могла быть привнесена из космоса.

Потом эти идеи были забыты, и на смену им пришли весьма упрощенные, по моему мнению, идеи Опарина, Миллера - о самозарождении молекул жизни на Земле. Это - примитивный взгляд людей, которые думают, что Земля - центр мира; это взгляд Птолемея, который полагал, что вся Вселенная крутится вокруг Земли.

- А чем вас так раздражает эксперимент Стенли Миллера? Ведь все было очень логично и красиво: герметичная колба, наполненная метаном, аммиаком, водородом, водяными парами; через эту смесь пропускали электрический разряд, имитирующий молнии; в итоге на стенках колбы образовались простейшие аминокислоты - предвестники жизни.

- Ну и множество других веществ можно получить таким способом. Это - элементарные законы химической физики: да, углерод может соединяться с кислородом, азотом и так далее. В этом ничего особенного нет. Меня эксперимент Миллера, поставленный в 1953 году, не раздражает, но я считаю полученный результат весьма тривиальным. Он не дает никаких серьезных оснований заявить, что таким образом, начиная с аминокислот, могут появляться сложные организованные структуры, вплоть до ДНК. Никакой связи я здесь не вижу! А то, что при соответствующем разряде могут образоваться двадцати- и тридцатиатомные молекулы, - это тривиально. Например, в подобных условиях другой нобелевский лауреат по химии, Ричард Смолли, открыл удивительные молекулы фуллерена из шестидесяти сферических симметрично упакованных атомов углерода. Даже в космическом пространстве методами радиоспектроскопии под руководством одного из основоположников квантовой электроники, нобелевского лауреата Чарльза Таунса из университета в Беркли, с которым мне довелось много встречаться, уже открыты достаточно сложные молекулы, даже более сложные, чем аминокислоты. Напомню, что российский ученый Виталий Гольданский изучал возможность протекания химических реакций с образованием сложных молекул в условиях космического холода, например в материале комет, содержащих лед.

Наша планета - одна из ничтожных планет в Галактике, не говоря уже - во Вселенной. (А ведь размеры нашей Галактики - всего-навсего несколько десятков тысяч световых лет.) Даже в пределах нашей Галактики - 100 миллиардов звезд! Число планет, пригодных для возникновения жизни, конечно, очень велико. Но считать, что на каждой подходящей планете жизнь возникает самопроизвольно, изолированно, без связей с окружающим космосом, за исключением ближайшей звезды, дающей энергию планете, - это, мне кажется, даже в философском смысле весьма примитивный подход. Я никогда не принимал его.

Я часто бываю в Геттингене, в Институте биофизической химии, иностранным членом которого я был избран более десяти лет назад. Этот институт был создан обществом Макса Планка (аналог АН СССР или РАН) сначала для развития идей нобелевского лауреата по химии Манфреда Эйгена, и я встречался с ним. Эйген разработал интересные и логичные схемы самозарождения жизни (согласно Эйгену, способность к самовоспроизводству возникла у органических молекул благодаря присутствию в окружающей среде естественных минеральных ферментов - катализаторов. Упрощая, можно сказать, что ген "обучался" на минеральной структуре. - А.В.) Может быть, он и прав в своей теории. Но не нужно все эти теории относить обязательно к Земле. Их нужно рассматривать как теории вообще. Но считать, что жизнь возникла на Земле изолированно от космоса┘ Это, по-моему, не совсем логично.

- А что логично?

- Логичнее предположить, что она возникла где-то. Шанс, конечно, что жизнь зародилась на Земле, есть, но это ничтожный шанс. Однако когда эти ничтожные шансы вы помножите на большое количество возможных мест возникновения, тогда это превращается в реальность. Правда, этот процесс необязательно должен развиваться на Земле совершенно самостоятельно, с самых первооснов. Представляется, что жизнь - это довольно распространенный феномен в Галактике, не говоря уже о Вселенной, и логично считать, что проявления жизни на разных планетах могут (если не должны) быть как-то связаны между собой.

Еще в 60-е годы естественно возник вопрос о поиске других цивилизаций с помощью техники, доступной нашей, на мой взгляд, еще весьма технологически неразвитой цивилизации. Сейчас, насколько мне известно, руководство компании "Майкрософт" выделило 100 миллионов долларов на поддержку программы поиска сигналов от других цивилизаций с помощью радиотелескопов. На мой взгляд, это в корне ошибочный подход - искать радиосигналы от внеземных цивилизаций...

- Кстати, это Билл Гейтс выделил деньги┘ А конгресс США еще в 1993 году прекратил финансирование программы SETI - поиска внеземных цивилизаций┘

- Думаю, что конгресс США поступил правильно. Тем не менее в США, в рамках НАСА, сейчас открылся большой отдел астробиологии. Последняя международная конференция по астробиологии собрала 6 тысяч человек!

Мне представляется, что подход к поиску распространяемого внеземными цивилизациями радиосигнала, основанный на наших сегодняшних возможностях и знаниях, непродуктивен, мы не должны исходить из логики сегодняшнего дня нашей цивилизации. Мы должны встать на точку зрения тех существ во Вселенной, которые хотят дать знать о себе. А какая у них к этому может быть мотивация?

Если учесть, что всякая цивилизация имеет конечный период жизни (и человеческая в том числе), то можно предположить, что главная мотивация контакта связана со стремлением сохранить и продолжить жизнь своего генетического материала и своих знаний и опыта. Точно так же, как мы передаем через свое потомство гены в будущие поколения. В этом смысле земная цивилизация бессмертна, пока горит наша звезда - Солнце (или пока не истощатся ресурсы Земли для жизни). Такой же подход был бы естественным и для тех существ, которые более развиты, чем мы.

Что даст им передача радиосигнала? Ничего. Это не продолжает их жизнь; электромагнитные сигналы рассеиваются и исчезают бесследно, они не самовоспроизводятся. Таким образом, для инопланетной цивилизации распространение радиосигнала - это работа впустую. Но главное - эта цивилизация никогда не получит ответа, потому что даже в пределах нашей небольшой Галактики для распространения сигнала нужны десятки тысяч лет. Вероятно, это - за пределами жизни цивилизаций.

Более естественным выглядит такой подход, который предусматривает, что инопланетяне, как и любое другое живое существо, стремятся продолжить свою жизнь и передать свои знания. Поэтому для достижения этой цели естественнее - и это легко показать с помощью простых расчетов - более эффективный в информационном и энергетическом отношении путь, чем распространение радиосигнала┘

- Этим вопросом много занимался известный советский астроном Иосиф Шкловский┘

- Он и другие пионеры программы SETI рассматривали вариант приема и посылки электромагнитных волн в пространство. Но для существ с других планет было бы предпочтительнее послать в окружающее пространство в пределах Галактики сотни тысяч тонн биомолекул - упрощенно говоря, микрокапсул ДНК, которые содержат в себе всю информацию о том типе жизни, к которому они принадлежат.

- И вы утверждаете, что это даже энергетически более выгодно, чем распространение радиосигнала?

- Да, во много раз выгоднее с точки зрения затрат энергии на передачу заданного количества информации. С обычной космической скоростью (десятки километров в секунду), а не с безумной световой, микрокапсулы (споры, микроорганизмы, содержащие ДНК) распространятся в пределах нашей Галактики за разумное время в миллионы лет. Электромагнитный сигнал распространяется слишком быстро и содержит слишком мало информации, если говорить о нашей Галактике.

Конечно, с вероятностью порядка единицы где-то на пути своего распространения эти микроорганизмы пропадут: будут захвачены гравитационным полем звезд и сгорят на них; часть из них разрушится при вспышках сверхновых звезд, но определенная доля их может попасть на планеты в более благоприятные условия типа земных.

- Или будет уничтожена жестким космическим излучением┘

- Кстати, возможность погибнуть от космического излучения для таких спор сильно преувеличена. Разрушение связано с присутствием воды: под действием излучения в ней образуются свободные радикалы, которые и разрушают все живое. А если сухая спора┘ Почему таракан выдерживает гигантские дозы радиации? Потому что его организм практически лишен воды. Пока массивная космическая частица (протон, электрон) не ударит в ядро атома и не выбьет его из правильного места, ничего разрушительного не произойдет. Однако вероятность столкновения с ядром атома в миллиарды раз меньше, чем с электронным облаком атома, которое мало чувствительно к таким столкновениям. Ведь поперечное сечение ядра на десять порядков меньше площади электронной оболочки атома. Поэтому вероятность, что частица непосредственно выбьет ядро атома и изменит генетическую структуру (мутация), в миллиарды раз меньше, чем для живых клеток, и дозы космического облучения могут быть очень большими.

Итак, в течение тысяч лет во всех направлениях распускается и в течение миллионов лет распространяется биосигнал - сотни тысяч тонн биоорганики. Передавать радиосигналы в течение десятков тысяч лет недостаточно, так как они за это время ускользают за пределы Галактики. Нужны миллионы лет, а это уже суперзатраты энергии.

Далее. Какое-то количество планет Галактики на пути этой волны биоматериала оказалось пригодным для его развития. Кстати, в этом случае разговор идет об антенне, имеющей в поперечнике размеры планеты, а не километровые размеры, используемые в радиотелескопах. Вся планета - это гигантская биоантенна.

Второе. Если планета оказалась подходящей, то биосигнал на ней не пропадет бесследно, как это произошло бы с радиосигналом. Попав в подходящие условия - первичный бульон, вода - называйте, как хотите! - этот "биосигнал" будет развиваться. Происходит усиление сигнала: планета не просто приняла сигнал, а стала его усиливать. И коэффициент усиления - сумасшедший! Из каких-то считанных биоорганизмов развились миллиарды и миллиарды. Начинает расцветать жизнь! И ее расцвет возможен в самых разнообразных вариантах.

В ДНК заложена колоссальная информация - 109 единиц генетического алфавита из четырех "букв" (нуклеотидов). Попробуйте, пересчитайте все возможные варианты сочетаний┘ Дальше представьте себе, что инопланетная цивилизация послала такой биоматериал, который позволяет развиться из него и простейшим формам жизни, и высшим, сохраняя при этом первичную посланную информацию.

Молекулярные генетики утверждают, что лишь около 5% ДНК человека содержит некую полезную информацию.

- Зачем тогда нужны остальные, "молчащие" 95 процентов ДНК?

- У меня такое интуитивное подозрение, что в этой "избыточной" части ДНК содержится та информация, которая и скрывает тайну происхождения жизни, включая полезную и необходимую для нашего дальнейшего развития информацию. С тем, чтобы по возможности достигнуть такого уровня развития, как у пославшей этот биосигнал цивилизации, и проделать ту же самую операцию "посева" для распространения жизни в Галактике на следующие миллионы лет.

Допустим, что сценарий, о котором я рассказываю, имеет право на существование, хотя бы как научная гипотеза. Тогда получается, что человек, развивая методы молекулярной биологии, доберется до чтения генетического кода и прочтет, что записано на этих 95 процентах "избыточной" части ДНК. А может быть, там - та самая информация, которую хотела передать нам инопланетная цивилизация. Они нам передают свою жизнь. И главное - гарантированно: эта информация будет прочитана только теми существами, которые достигли высокого уровня развития.

Таким образом, в таком сценарии сразу решается ряд вопросов. Колоссальное количество информации могут получить только те, кто в ней нуждается. Однажды посеяв этот биоматериал, вы оставляете о себе след навсегда. И здесь в отличие от сценария обмена радиосигналами между цивилизациями не нужна обратная связь: те, кто послал эту биоинформацию, уже исчезли или могут исчезнуть. Этот двусторонний обмен информацией с инопланетными цивилизациями - они нам сообщат, мы им ответим, - по-моему, просто не соответствует чисто физическим реалиям.

- Я понимаю, то, что вы сейчас рассказали, - научная гипотеза, возможный сценарий. Но все-таки: лежат ли за этим какие-то эмпирические предпосылки, пусть еще и смутные?

- В последние годы в этой области знаний происходят если и не революционные, то очень крупные изменения.

Во-первых, оказывается, что существует большое число планет и планетных систем. Бурно, по экспоненциальной кривой, растет число известных нам планет в других звездных системах нашей Галактики. Во-вторых, все сейчас поняли, что разрушительный эффект жесткого космического излучения сильно преувеличен. Это сейчас обсуждается в серьезной научной литературе: на льдинках в хвостах комет и так далее могут находиться "биомикрокапсулы", а не только органические молекулы. И вообще есть оценки - сколько тонн биовещества попадает на поверхность Земли из космоса ежегодно. Речь идет о тоннах, правда, нам уже не нужных. Конечно, не весь этот биоматериал связан с посылкой биоинформации от других цивилизаций. Большинство простых биоорганических молекул синтезируется в ультрахолодных условиях космоса, как это предполагал академик Гольданский.

Мне кажется, что один из важных следующих этапов исследований астробиологического характера - переход к использованию биологических инструментов вместо физических. Я имею в виду так называемые биочипы. Они в принципе способны оперативно расшифровывать (секвенировать) уловленную в космосе биоорганику. Именно эти приборы должны работать на орбите, улавливать, анализировать.

- И все же каково ваше решение "парадокса Ферми"?

- Он спросил: "Где Они?" Они - в нас! В наших ДНК, в нас может быть "зашита" эта информация, но мы пока не умеем прочесть и использовать ее. Мы еще не доросли до требуемого уровня развития. По существу, "Они" поставили очень хороший защитный барьер для использования информации раньше времени.

- Тут волей-неволей возникает вопрос, касающийся связи обсуждаемой проблемы с религией.

- Связь, мне кажется, есть, и, возможно, весьма глубокая. Хотя я сам и не атеист, и не верующий, я считаю, что одна из положительных функций религии - формулирование ряда моральных правил (а отнюдь не "опиума для народа"), очень важных для человечества. Меня очень заинтриговали, например, слова в так называемых кумранских свитках - самых древних из известных сегодня письменных документах, содержащих изречения Христа. Я имею в виду не учение Христа, изложенное в каноническом Евангелии, а "Евангелие от Фомы", в котором исследователи усматривают "истинное учение Иисуса". Когда я стал его внимательно читать - отнюдь не претендуя на полное понимание, так как я не специалист, - некоторые из содержащихся там утверждений мне показались далеко не бессмысленными с научной точки зрения, по крайней мере в рамках предлагаемого сценария.

- Например?

- Например, когда Христос говорит: все в нас, познай себя - то есть говорит о самопознании человека как о пути к спасению. Это не противоречит тому, что действительно в нас уже заложена вся информация о┘ Дальше я не хочу продвигаться в область спекуляций.

- Но я как научный журналист могу себе это позволить. Допустим, что был такой импульс от другой цивилизации - разослан биологический материал по всей Галактике. Но почему бы в этом случае не предположить и реальность некоего Инспектора, который был послан проследить, насколько это было возможно, за тем, куда попала хотя бы часть этого биоматериала, какова его судьба. И это, кстати, можно легко связать и с некоторыми религиозными догматами и апокрифами.

- Повторяю, я в этой области не специалист. Но действительно, недавно я прочел несколько книг, в которых рассматриваются подобные возможности, правда, в чисто литературном плане. Какая-то логика за этим есть. Почему бы не быть даже таким сценариям с "инспекцией", "коррекцией" и так далее. По крайней мере это гораздо интереснее книг и фильмов о звездных войнах между внеземными цивилизациями.

Меня очень интересует такой факт, тонко подмеченный Александром Чижевским: эффекты солнечного 11-летнего периодического цикла начинают сказываться на людях на один месяц раньше, чем на природных явлениях на Земле.

Или другой интересный факт: самая яркая и массивная звезда нашей Галактики, Эта Карина (она в миллионы раз ярче и массивней Солнца), имеет периодический цикл 5,5 года, который кратен периодическому циклу Солнца. В то же время известно, что в слабо, но не линейно взаимодействующих колебательных системах происходит деление частот колебаний, то есть удвоение периода колебаний. Какая может быть связь между обычной звездой (Солнцем) и сверхзвездой Эта Карина, находящейся от Солнца на расстоянии 7 тысяч световых лет? Над этим следует задуматься!

Я бы только пожелал всем, кто занимается влиянием космофизических факторов на земные явления, применить гораздо более глубокие методы математической обработки хаоса, чем обычно используются.

- Допустим, что с некоторой вероятностью сценарий, о котором вы говорите, реален. Но те, кто разослал биоматериал по Галактике, - они-то откуда взялись?

- Лауреат Нобелевской премии по биологии и медицине Кристиан Де Дюв написал замечательную книгу, она, к сожалению, на русский еще не переведена, - "Жизнь как космический императив". Его точка зрения такова: устройством самой природы предписано возникновение жизни.

Еще одно доказательство того, что жизнь на Землю была привнесена из космоса. Последние исследования показали, что жизнь возникла практически сразу же, как только появились необходимые условия. Все научные данные сегодня говорят об этом. Тридцать лет назад это было еще совсем не так.

- Возраст гена (оценивается в 3,8 миллиарда лет) и геологический возраст образования Земли (около 4,6 миллиарда лет) практически совпадают┘

- Да-да┘ Это очень важный момент. Все сейчас сводится к тому, что, похоже, наука придет к другому пониманию механизма происхождения жизни на Земле. Дальше можно говорить о тех условиях, которые описывает Манфред Эйген. Но не обязательно по отношению к Земле; по отношению к Земле это маловероятно. Однако вопрос такой стоит. Просто мы его переносим в более широкую сферу: действительно, где-то жизнь должна была самозародиться.

- Недаром нобелевский лауреат, один из первооткрывателей двойной спирали ДНК Фрэнсис Крик в своей книге "Сама жизнь" написал: "Происхождение жизни кажется почти чудом, так много условий надо выполнить, чтобы она возникла".

- С этим можно только согласиться. Достаточно посмотреть на человеческое тело глазами физика и представить себе, что оно содержит в себе взаимосвязанные структуры с размером от нанометров (аминокислоты, нуклеотиды) до десятков метров (кишечник, например); разница - девять порядков величины. Такая степень разнообразия биологических систем поражает сама по себе! Но мало того, все они интегрированы между собой, работают слаженно в течение десятков лет и затем производят потомство. Это - фантастика!

- Это и в самом деле поразительно. Одно только устройство и функционирование мозга человека (10 миллиардов клеток) чего стоит! Но интуитивно я сильно сомневаюсь, что эту сложность кто-то придумал и заложил в человеческий организм. Мне кажется, что эта сложность - результат действия объективных (и познаваемых, следовательно) физических законов, самоорганизации. Тут, мне кажется, не было Третьего, не было Наблюдателя со стороны.

- Да, я тоже думаю, что нам нет необходимости прибегать к концепции, что есть кто-то "Третий", как вы выразились. Мы можем верить в то, что эту сложность создал Бог, но нет необходимости прибегать к такой гипотезе. Сейчас мы вправе думать, что законы самоорганизации сложных систем в подходящих условиях привели к рождению жизни во Вселенной как к космическому императиву. Но в то же время нет необходимости считать, что это произошло на Земле само собой. Мне представляется, что это произошло с гораздо большей вероятностью где-то, а затем было перенесено на Землю, например, в рамках предлагаемого мною сценария. В этом я как физик вижу смысл того, что называют "Божественным актом".


Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.

Вам необходимо Войти или Зарегистрироваться

комментарии(0)


Вы можете оставить комментарии.


Комментарии отключены - материал старше 3 дней

Читайте также


Человек разумный поставил себя вне эволюции и за это скоро поплатится

Человек разумный поставил себя вне эволюции и за это скоро поплатится

Андрей Ваганов

Роковая ошибка Homo sapiens как вида

0
947
Кодекс гениальности

Кодекс гениальности

Андрей Мирошкин

Леонардо да Винчи искал ответы на самые простые вопросы

0
2297
Патриарх и Большой взрыв

Патриарх и Большой взрыв

Андрей Ваганов

Зачем предстоятель РПЦ вспомнил о науке и космологии накануне Страстной недели

0
2599
Рок-н-ролл за полярным кругом

Рок-н-ролл за полярным кругом

Александр Мелихов

Америка – свет, Америка – мрак, Америка – друг, Америка – враг…

0
2515

Другие новости

Загрузка...
24smi.org