Воображаемая жизнь - Майкл Саммерс

Итак, мы завершаем обсуждение этой темы, освежив своё убеждение в том, что наиболее вероятными компонентами в развитии жизни будут молекулы на основе углерода, работающие в воде. Следовательно, мы считаем, что наша нынешняя стратегия, обращающая поисковые усилия на системы, где имеются эти вещества, в высшей степени разумна. Однако мы также понимаем, что следует непредвзято относиться к другим типам молекул, работающих в других жидкостях, поскольку исключать такие типы жизни нельзя, и галактика наверняка будет полна странных и неожиданных находок.

Поверхность этой планеты твёрдая — возможно, металлическая. Датчики вашего дельта-флаера сообщают, что температура снаружи всего лишь на несколько градусов выше абсолютного нуля. Они также говорят вам, что электроны на этой металлической поверхности объединились, образуя сверхпроводник. Токи создают магнитные поля, которые, в свою очередь, порождают другие токи, которые создают магнитные поля, и так далее, создавая структуры невероятной сложности. Маленькие кусочки сверхпроводящего материала бегают по поверхности планеты, следуя сложным полям.

Когда вы выглядываете из иллюминатора своей кабины, в голову приходит странная мысль: а не может ли эта штука быть живой?

* * *

До этого момента мы в своём обсуждении неоднократно отмечали, что независимо от того, что мы ожидаем найти, когда отправимся в галактику, то, что нам удастся обнаружить, удивит нас в любом случае. Например, будучи углеродными шовинистами, мы ожидаем, что вся жизнь будет основана на химии молекул, построенных на углеродной основе. Однако никто из нас не захотел бы побиться об заклад на всё, что у него есть, что это единственный тип жизни, который мы откроем для себя. Точно так же, будучи химическими шовинистами, мы считаем, что даже если мы найдём жизнь, не основанную на углероде, она всё равно будет предполагать химические взаимодействия между молекулами, построенными не на углеродной основе. Однако, отталкиваясь от исходного положения о том, что нас обязательно удивит то, что находится в других местах Вселенной, мы должны рассмотреть возможность поиска существ, которые, по нашему мнению, являются живыми, но которые не зависят от химических реакций. Это то, что мы имеем в виду под «жизнью, совершенно не похожей на нас» (специально выделено курсивом).

Одна из основных проблем, с которыми нам приходится сталкиваться на подступах к этой теме, — переосмысление того, что мы имеем в виду, когда говорим о жизни. В главе 3 мы видели, как чертовски трудно вывести определение этого слова. Два варианта, которые мы обсуждали в этой главе — определение через перечень свойств и определение с позиций естественного отбора — явно землецентричны и, вероятно, будут не особенно полезны для распознания жизни, совершенно не похожей на нас. Тогда нам придётся начать с термодинамического определения. Это, как вы помните, представление о том, что живые системы поддерживаются в высокоупорядоченном состоянии, далёком от равновесного, благодаря потоку энергии.

Мы можем выделить два сценария, по которым может развиваться жизнь, совершенно не похожая на нас. В одном из них законы природы самостоятельно создают термодинамически живую систему. В другой ситуации разумная жизнь — вероятно, на углеродной основе — возникает естественным путём, а затем создаёт машины, которые развиваются до такого состояния, что мы стали бы считать их живыми. Как мы увидим далее, последняя возможность ставит перед нами некоторые самые глубокие и сложные вопросы современной философии.

Наконец, мы отмечаем, что и научная фантастика, и спекулятивная научная литература полны идей странных и удивительных форм жизни — их слишком много, чтобы описать их в одной главе. Извиняясь перед теми, чьи идеи мы оставили без внимания, мы представляем здесь несколько наиболее правдоподобных кандидатов на жизнь, совершенно не похожую на нас.

Для начала немного терминологии. В каждодневных разговорах термин «органический» относится к продуктам питания, которые были выращены без использования определённых химических соединений. С другой стороны, химики используют этот термин для описания вида атомов в определённого рода молекулах: общее определение, хотя оно лишь одно из многих, состоит в том, что органическая молекула содержит углерод и водород, независимо от того, входит ли эта молекула в состав живых организмов, или нет. Например, метан («природный газ») представляет собой молекулу, состоящую из одного атома углерода и четырёх атомов водорода. В соответствии с нашим определением, эта молекула считается органической, хотя она может быть получена в результате процессов, которые не имеют ничего общего с живыми системами. Аналогичным образом понятие «неорганическая жизнь» относится к любой живой системе, которая не зависит от молекул, содержащих углерод. Например, в предыдущей главе мы обсуждали неорганическую жизнь, когда говорили о жизни на основе кремния.

Мы начнём разговор с замечания о том, что изучение неорганической жизни, будь то в лаборатории или с помощью компьютерного моделирования, в настоящее время не является основной областью научных исследований. Она проводится лишь в относительно небольшом количестве исследовательских институтов по всему миру. В дальнейшем мы опишем некоторые из самых интересных идей, которые уже были выдвинуты, и порассуждаем о других, которые могут получить развитие в будущем. Мы подчёркиваем, что никто не создал ни одного неорганического организма, который можно было бы хотя бы отдалённо считать живым. В лучшем случае кандидаты на звание жизни, совершенно не похожей на нас, проявляют лишь немногие свойства, обычно присущие живым системам. Однако ни один из них не прошёл бы простой тест «Узнáю, когда увижу».

Вначале мы рассмотрим некоторые лабораторные эксперименты, которые предполагают возможность получения металлических (т.е. неорганических) аналогов клеток. Они зависят от химических реакций, но химические реакции настолько отличаются от того, что мы обычно ассоциируем с жизнью, что они заслуживают ярлыка «совершенно не похожих на нас». Затем мы обратимся к компьютерному моделированию, которое предполагает ещё более странную форму жизни, управляемую электромагнитными взаимодействиями, а за этим последуют некоторые наши собственные размышления на тему электромагнитной жизни. Наконец, мы рассмотрим идею, которая существует только в научной фантастике: о том, что «живой» может быть целая планета. Закончив с этим, мы обратимся ко второй категории, упомянутой выше: к жизни, созданной высокоразвитым разумом.

Химик Ли Кронин и его коллеги из Университета Глазго провели серию экспериментов, чтобы выяснить, может ли жизнь на основе металлов развиваться в направлении, аналогичном развитию жизни на основе углерода на Земле. Одна из его целей — найти неорганические процессы, которые могут привести к образованию эквивалента клеточной мембраны — структуры, отделяющей живое от неживого. Используя молекулы, называемые полиоксометалатами — сложные молекулы, содержащие сотни атомов, привязанных к таким металлам, как вольфрам, ванадий или молибден, — и стандартные химические методы, он может создавать полые металлические пузырьки или оболочки, которые могут служить клеточными мембранами. В зависимости от параметров эксперимента, эти оболочки могут даже нести отверстия, аналогичные каналам, по которым химические вещества поступают в живые клетки и покидают их. Кронин называет свои творения неорганическими химическими клетками (inorganic chemical cells) или iCHELL.