Глава десятая

НЕВЕРОЯТНОЕ СОВПАДЕНИЕ

Еще не так давно религия была единственным проводником к восприятию окружающего мира. Во благо или во зло, разные Священные Писания и теологические трактаты упорядочивали человеческие представления обо всем – от чуда рождения до движения звезд на небосводе, но теперь у нас есть наука и рациональное мышление.

Слово «science» («наука») происходит от латинского scire, то есть «знать», и связано с упорядочением объективно подтверждаемого чувственного опыта. Иными словами, наука позволяет осмыслить наше восприятие мира достоверным и проверяемым образом. Кажется, что она может объяснить все, если потратить достаточно времени и усилий. В XXI в. человечество имеет специалистов во всех областях знаний, которые могут объяснить, откуда что взялось и как оно работает.

Но наука имеет свои ограничения. К примеру, принцип неопределенности Гейзенберга означает, что мы не можем точно знать момент движения и положение элементарной частицы в пространстве. Мы можем выбрать одно или другое, но не то и другое одновременно. Кроме того, есть как минимум одна вещь, которую наука пока не в силах объяснить: происхождение жизни.

В своей книге «Как мыслить прямо» профессор Энтони Флю указал, что здравый смысл и ясное мышление необходимы для каждого, кто хочет извлечь какую-то пользу из информации, которую мы получаем каждый день. Он указывает на важное значение способности быстро понимать разницу между обоснованными и необоснованными аргументами, четкостью и двусмысленностью, истинными и ложными суждениями. По его словам, эти качества отделяют мыслителей от толпы. Энтони Флю, который в течение 66 лет был поборником атеизма и логического мышления, осмыслил новую информацию, которая привела его к утверждению, что наука доказала существование Бога. Причиной для такой резкой смены позиции стало открытие свидетельств, указывающих на вмешательство некой разумной силы в создание мира, где мы живем. Биологическое исследование ДНК показало, что для возникновения жизни требуется поистине невероятное сочетание разных факторов, а это привело к выводу об участии внешней разумной силы.

Мы сетуем на недостаток объективности, часто свойственный научному сообществу, но не можем не восхищаться человеком, который в возрасте 81 года смог отказаться от краеугольного камня своего мировоззрения. Это требует мужества!

Мир узнал об этой перемене из письма, опубликованного в августовско-сентябрьском выпуске журнала «Современная философия», 2004 г. В нем профессор Флю написал: «Теперь чрезвычайно трудно даже задуматься о создании натуралистической теории эволюции первого организма, способного к самовоспроизводству».

Энтони Флю является принципиальным человеком, и, когда ему сказали, что эти новые идеи могут расстроить многих людей, он ответил: «Очень плохо… Всю свою жизнь я руководствовался сократовским принципом: следуй за доказательствами, куда бы они ни привели».

Это именно то, что мы пытаемся сделать с информацией, собранной о Луне. Мы подошли к такому моменту, когда возникла необходимость понять и объяснить происхождение жизни. Именно тогда мы обнаружили, что наши старые представления об этом можно выбросить в окошко.

Вот первый вопрос: что мы имеем в виду под словом «жизнь»?

Мы пользуемся этим термином для описания всевозможных организмов от бактерий до растений и животных. Сущностью жизни является воспроизводство – формирование идентичных или почти идентичных копий сложной структуры из простого начального материала. Степень сложности, присущая формированию живых организмов, отличает процесс биологического роста и воспроизводства от физических процессов, таких как кристаллизация. Возрастание сложности также можно описать как уменьшение энтропии, что, по нашему недавнему предположению, могло быть одним из мотивов неизвестной творческой силы, способствовавшей возникновению жизни на Земле.

Но где провести границу между формами жизни и неживой материей? К примеру, является ли вирус живым существом? Раньше было принято отвечать «нет», но теперь это уже далеко не так очевидно. Вирусы не могут воспроизводиться сами по себе, но делают это, когда попадают внутрь другого организма. В конце XIX в. исследователи поняли, что причиной некоторых заболеваний являются биологические объекты, которые тогда считались простейшими и самыми маленькими из живых организмов. Но почти на всем протяжении XX в. вирусы было принято считать неживой формой материи.

Все живые организмы содержат геном, который представляет собой набор инструкций для создания организма и всегда состоит из нуклеиновой кислоты. Обычно это ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), но у некоторых вирусов это РНК (рибонуклеиновая кислота). Геном состоит из большого количества генов, каждый из которых является сегментом нуклеиновой кислоты, отвечающей за конкретный тип белковой молекулы. В октябре 2004 г. французские ученые объявили об открытии, размывавшем прежнюю границу между живой и неживой материей. Дидье Рауль и его коллеги из Средиземноморского университета в Марселе распознали последовательность генома самого большого известного вируса (Mimivirus), обнаруженного в 1992 г. Этот вирус, достигавший размера небольшой бактерии, содержал много генов, которые, как ранее считалось, могли существовать только в клеточных организмах. Таким образом, эта частица «мертвого» вещества присоединилась к единственному в своем роде клубу живых существ на планете Земля.

Удивительная природа живого вещества привела астробиолога Пола Дэвиса к следующему замечанию в декабре 2004 г.:

«Большинство людей воспринимают жизнь как должное, но для физика вроде меня ее существование поразительно. Каким образом бессмысленные атомы делают такие умные вещи? Физики обычно думают о веществе как об элементарных частицах, взаимодействующих друг с другом, поэтому сложнейшая организация живой клетки выглядит почти чудом. Нет никаких сомнений в том, что живые организмы представляют состояние вещества, абсолютно отличающееся от всех остальных».

В 1953 г., когда Уотсон и Крик открыли двойную спираль молекулы ДНК и способ кодирования и воспроизведения клеточных белков, казалось, что мы получили обоснованное научное объяснение происхождения жизни. Лабораторный синтез аминокислот из простых химических веществ привел к ожиданиям, что человечество находится на грани создания живой клетки.

Предполагалось, что в результате вулканической деятельности и процессов выветривания молодая Земля приобрела океаны, богатые минералами и питательными веществами – так называемый «первозданный бульон». Благодаря постоянному смешиванию и перемешиванию химических веществ, а также, возможно, ударам молний появилась первая примитивная жизнь. Специалисты пребывали в уверенности, что теория «первозданного бульона» является наиболее вероятным объяснением, и ожидали, что со временем кому-то удастся создать жизнь в лабораторных условиях.

Вскоре после открытия Уотсона и Крика Стэнли Миллер, закончивший Чикагский университет, в сотрудничестве с нобелевским лауреатом Херолдом Ури воссоздал условия, предположительно существовавшие в «первозданном бульоне» на молодой Земле. Эта смесь состояла из водяных паров, водорода, метана и аммиака. Считалось, что молнии играли важную роль в появлении жизни, поэтому Миллер и Ури обеспечили электрические разряды и в конце концов смогли создать простые аминокислоты. Отовсюду посыпались поздравления, так как аминокислоты являются главным компонентом органической жизни. К сожалению, спустя полвека никто так и не продвинулся дальше в создании жизни.

Отмечалось также, что аминокислоты, созданные Миллером, Ури и другими исследователями, являются лишь немногими из компонентов, необходимых для жизни. Так или иначе, сам эксперимент был очень избирательным. Аминокислоты, присутствовавшие в «бульоне» Миллера и Ури, были левосторонними и правосторонними, тогда как жизнь пользуется только левосторонними аминокислотами. Более того, электрические разряды, приводившие к созданию аминокислот, одновременно уничтожали их, так что аминокислоты приходилось искусственно изолировать в ходе эксперимента.

Представляется логичным, что, если жизнь некогда появилась в океанах, она продолжает появляться и в наши дни. На самом деле ничего подобного не происходит из-за изменения температуры, химического и газового составов. В целом считается, что жизнь не может спонтанно возникать в обогащенной кислородом атмосфере, поэтому эволюционистам пришлось предположить существование совершенно иной атмосферы на молодой Земле (кислород, сохраняющий жизнь, вместе с тем разрушает неживые органические молекулы).

Создание жизни в лабораторных условиях оказалось совершенно невозможным, и исследователи начали понимать, что им придется открыть новые законы природы, чтобы объяснить появление хотя бы одной клетки в ходе случайных и естественных процессов.

Молекула ДНК имеет форму двойной спирали. Основания ДНК расположены попарно и образуют перекладины «лестницы», несущей информацию для воспроизведения живого существа. Когда ДНК копирует себя, «лестница» разрывается посередине перекладин, новые основания аналогичны старым, так что первоначальная молекула ДНК становится двумя идентичными молекулами. Информация, необходимая для построения новых белков и осуществления других необходимых химических изменений, приносится к разным частям клетки с помощью другой молекулы – рибонуклеиновой кислоты (РНК). Она сходна с ДНК, но представляет собой одинарную спираль. Таким образом, РНК является «гонцом», доставляющим информацию, содержащуюся в ДНК, для дальнейшего распространения и выполнения генных инструкций.

Остается один важный вопрос, на который наука не может ответить до сих пор: как появилась ДНК? Насколько известно сейчас, лишь ДНК может создавать другую ДНК.

Некоторые хромосомы содержат очень длинные цепочки ДНК, длиной более одного метра, что является колоссальным расстоянием с учетом микроскопической природы самой молекулы ДНК. Однако всех озадачивал вопрос о происхождении этого процесса, поскольку любые энзимы являются белками, а синтез белков должен происходить под управлением ДНК. Вместе с тем воспроизведение ДНК не может происходить без этих белков. Что же появилось сначала: белок или ДНК?

Этот вопрос напрямую связан с происхождением жизни, и пока что на него нет ответа. Ясно, что аминокислоты, нуклеотиды, липиды и другие многоатомные молекулы могут возникать случайно при тепловом воздействии – к примеру, в результате ударов молний. Они также могут появляться под воздействием солнечного света и других источников энергии, не обладающих жизнью. Выдвигалось много идей, объясняющих происхождение ДНК, но все они были не более чем догадками.

Во время нашей работы над этой книгой появилась новая теория, завоевавшая популярность среди многих специалистов. Согласно этой теории, ДНК существует благодаря наличию Луны!

Четыре миллиарда лет тому назад орбита Луны находилась гораздо ближе к Земле, чем в наши дни. Тогда Земля вращалась вокруг своей оси гораздо быстрее, и постоянное воздействие Луны приводило к образованию колоссальных приливов (см. главу 5).

Ричард Лат, специалист по молекулярной биологии из Эдинбургского университета, предположил, что в первозданных океанах, находившихся под приливным воздействием Луны, могло происходить быстрое распространение молекул ДНК.

Одна из наиболее общепринятых теорий, связанных с происхождением ДНК, заключается в том, что она возникла из молекул-предшественниц еще более незначительного размера, которые затем соединились, или «полимеризовались», в длинные нити, Эти нити стали шаблонами для новых молекул, прикрепляющихся к н им, что в конечном счете привело к образованию двойных спиральных молекул наподобие ДНК.

Ричард Лат указывает, что проблема заключается в необходимости механизма, который будет постоянно расщеплять двойные спирали, чтобы процесс мог продолжаться. По его утверждению, для расщепления молекулярных нитей необходимо какое-то внешнее воздействие.

Примерно при 50°С отдельные нити ДНК играют роль шаблона для синтеза дополнительных нитей, тогда как при более высоких температурах, около 100°, эти двойные нити распадаются, что удваивает количество молекул. При уменьшении температуры процесс начинается снова. Количество воспроизведений растет по экспоненте, то есть всего лишь за 40 циклов возникает один триллион идентичных копий.

В течение первого миллиарда лет своего существования Луна находилась очень близко к Земле, которая вращалась значительно быстрее, чем теперь. По мнению Лата, приливы могли вторгаться в глубь суши на несколько сотен километров. Это означало, что соленость в прибрежных регионах была подвержена быстрым изменениям, что в свою очередь приводило к частому образованию и распаду двойных нитевидных молекул, сходных с молекулами ДНК.

При наступлении чудовищных приливов концентрация соли была очень низкой. Даже современные молекулы ДНК распадаются при таких условиях, так как электрически заряженные фосфатные группы в каждой нити отталкивают друг друга. Однако при отступлении приливов молекулы – предшественницы ДНК вместе с осажденной солью присутствовали в высокой концентрации. По мнению Лата, это благоприятствовало образованию двойных молекул подобных ДНК, так как высокая концентрация соли нейтрализует заряды фосфатных групп и позволяет им соединяться.

Эти постоянные циклы изменения солености и температуры, по мысли Лата, способствовали умножению количества молекул, похожих на ДНК, но он подчеркивает, что приливные силы играли жизненно важную роль в этом процессе. Хотя Солнце тоже создает приливы на Земле, их амплитуда очень мала по сравнению с лунными приливами.

Без ДНК органическая жизнь невозможна, так как молекула ДНК отвечает за воспроизведение живой материи. От одноклеточной амебы до самого большого голубого кита на нашей планете, ДНК является главным компонентом, необходимым для зарождения и поддержания жизни. Возможно, Ричард Лат прав, и близкое присутствие Луны положило начало химическому процессу, который привел к появлению человека, но, несмотря на все теории, ни одному ученому еще не удалось создать даже простейшую форму жизни из химических «кирпичиков».

Теория Лата может объяснить, каким образом Луна способствовала воспроизведению ДНК, но происхождение самой молекулы остается загадкой, и многих ученых не удовлетворяет существующая теория возникновения жизни. К примеру, Дэвид А. Кауфман из Флоридского университета сказал: «В теории эволюции не хватает научно приемлемого объяснения источника клеточных кодов, без которых не может быть специфических белков, а следовательно, и жизни».

Правда, Дэвид Кауфман является креационистом, поэтому от него можно ожидать таких выводов, но профессор Хьюберт П. Йоки, физик из Калифорнийского университета, который совершенно определенно не относится к приверженцам теории творения, обеспокоен тем, что дискредитированные идеи продолжают затруднять процесс поиска истины. Он ПИШЄТ:

«Хотя сначала парадигма „первозданного бульона“ заслуживала рассмотрения, теперь ясно, что она является самообманом, поддерживающим идеологию ее поборников…

История науки показывает, что когда парадигма получает официальный статус и входит в учебники, то, несмотря на любые погрешности, ее объявляют негодной лишь после того, как на смену ей приходит новая парадигма. Для того чтобы наука двигалась вперед, нужно, образно выражаясь, время от времени очищать стол от неудачных парадигм. Это следует делать даже в том случае, если стол остается совершенно пустым и все парадигмы отправляются в мусорную корзину. Для истинного приверженца любой религии, философии или идеологии характерен набор определенных убеждений (Хоффер, 1951). Вера в «первозданный бульон» на том основании, что другой парадигмы не существует, является примером логической погрешности и ложной альтернативы. Так обычно случалось в истории науки, о чем подробно говорит Кун (1970). Нет основания полагать, что исследование происхождения жизни должно чем-то отличаться от всех остальных».

Йоки заявляет это потому, что вместе со многими другими учеными он не может поверить, что на вопрос о происхождении жизни можно ответить с помощью теории «первозданного бульона». Как и теория «большого столкновения» для происхождения Луны, она просто ошибочна и затрудняет поиски убедительного объяснения.

Главная причина дебатов по этому вопросу состоит в том, что ДНК не может существовать без жизни, а жизнь не может существовать без ДНК. Они полностью взаимозависимы и создают на первый взгляд неразрешимую ситуацию «курицы и яйца».

Нам кажется, что, даже если теория Ричарда Лата о вкладе Луны в быстрое распространение жизни с помощью колоссальных приливов и химического смешивания окажется правильной, это ни на шаг не приблизит нас к разгадке происхождения жизни.

Некоторые специалисты до сих пор считают, что это произошло случайно, – наверное, потому, что другие возможности слишком трудно переварить. Однако с таким же успехом можно было бы утверждать, что жизнь на Землю принесена феями из Волшебной страны.

Никто не сомневается, что информация, которая содержится в отдельном гене, по крайней мере так же велика, как фермент, который он контролирует. Однако лишь в одном среднем белке содержится более 300 аминокислот. Для того чтобы создать белок, нужно взять ген ДНК, который содержит 1000 нуклеотидов в своей цепочке. Каждая цепочка ДНК состоит из четырех разных нуклеотидов. Простой расчет вероятности дает 4 х 10¹⁰⁰⁰возможных форм. Для более ясного понимания поясним, что 4 х 10¹⁰⁰⁰представляет собой число 4, сопровождаемое тысячей нулей.

Такие цифры находятся выше всякого представления. Интересно отметить, что, по некоторым оценкам, во всей Вселенной существует лишь 10 х 10⁸⁰элементарных частиц. Теперь становится понятным, насколько невероятным является случайное формирование сложной ДНК в «первозданном бульоне» на раннем этапе развития Земли.

В мире возможностей некоторые вещи имеют высокую степень вероятности, другие иногда случаются, но некоторые вообще не происходят. Специалист в области теории вероятности Эмиль Борель (1871 – 1956) утверждал, что феномены с очень малой степенью вероятности можно исключить из рассмотрения. Он определил малую вероятность как 1 шанс из 10 х 10⁵⁰. Хотя это впечатляющая оценка, она не может удивить современных экспертов. Уильям М. Дембски, адъюнкт-профессор по концептуальным основам науки в Бейлорском университете и старший сотрудник исследовательского центра науки и культуры в Сиэтле, решил пойти дальше. Он взял оценку общего количества частиц во Вселенной (10 х 10⁸⁰) и попытался определить, сколько раз в секунду может произойти то или иное событие. Результат составил 10 х 10⁴⁵. Затем он вычислил количество секунд с начала существования Вселенной до нынешнего времени, для верности умножил это число на один миллиард и получил 10 х 10²⁵секунд. Затем он перемножил все числа и получил результат 10 х 10¹⁵⁰для своего «закона малой вероятности».

В живой клетке присутствует как минимум 60 000 белков в 150 конфигурациях. По оценке Джозефа А. Мастропаоло, глубоко изучавшего эту проблему, вероятность эволюции первой клетки составляет абсолютно невероятную величину: один шанс из 10 х 10^4478296 Попробуйте представить себе число 10 с 4 478 296 нулями. Это настолько превосходит оценку «малой вероятности» по Дембски, что, если бы не сам факт существования ДНК, ни один уважающий себя ученый не стал бы рассматривать возможность ее случайного возникновения.

Если бы каждая частица во Вселенной каждую секунду получала один шанс для создания жизни с начала времен, мы все равно бы не получили ДНК.

Если читатели сомневаются в скептической оценке Мастропаоло, им может быть интересно узнать, что он далеко не единственный в своей оценке. Питер Т. Мора из отдела макромолекулярной биологии и иммунологии в Национальном институте раковых заболеваний в Бетесде (штат Мэриленд) написал: «Наличие жизни – это нечто прямо противоположное тому, чего можно ожидать на основе статистического и вероятностного анализа».

В 1965 г. английский ученый Дж. Д. Бернал сказал:

«С учетом неоспоримого наличия жизни можно прийти к выводу, что ее возникновение было вызвано некими другими обстоятельствами, помимо случайных».

И наконец, у нас есть мнение профессора Фреда Хойла, одного из самых уважаемых современных астрономов: «Вместо того чтобы принять фантастически малую вероятность зарождения жизни под действием слепых сил природы, лучше предположить, что оно было намеренным и разумным актом. Под словом „лучше“ я имею в виду меньшую вероятность ошибки».

Но факт остается фактом: молекула ДНК существует и каким-то образом появилась на Земле. Как гласит пословица, природа не терпит пустоты. Несмотря на предложение профессора Йоки отказаться от негодных парадигм до появления жизнеспособной теории, многие ученые продолжают считать, что плохая и ошибочная парадигма все же лучше, чем никакая.

Альтернатива представляется немыслимой для большинства специалистов. Мы можем, к примеру, рассмотреть возможность существования разума, стоявшего за созданием ДНК, даже если согласны с теорией дальнейшей эволюции живых организмов.

Ученые в основном предпочитают нарушать собственные правила, вместо того чтобы принять идею Бога-творца, но даже профессор Фред Хойл был вынужден прийти к выводу, что Вселенная находится под неким «разумным космическим контролем». Является ли это выходом из положения? Если говорить откровенно, то с учетом полной невозможности случайного возникновения ДНК не следует ли нам признать, что «Бог сказал, и стало так»?

Кто может обвинить Энтони Флю в том, что он отступил от позиции всей своей жизни и сказал: «Существование Высшего Разума является единственным хорошим объяснением происхождения жизни и сложности природы»?

Но его понимание Бога не соответствует божествам иудейско-исламско-христианской традиции, которых он называет «всемогущими восточными деспотами – космическими Саддамами Хусейнами». Он говорит о чем-то, также открытом для интерпретации, как наша собственная «неизвестная творческая сила», а это может означать почти все, что угодно, от одной Высшей Сущности до галактической федерации сеятелей жизни.

Около 60 лет назад, когда появилась квантовая теория, физики думали, что тайна жизни скоро будет раскрыта. Если ученые могут смотреть на самые крошечные строительные кирпичики вещества и объяснять, как все работает, то они, конечно же, сумеют объяснить сущность того, что мы называем жизнью. Им предстояло испытать разочарование, но недавние открытия возродили надежду на объяснение феномена жизни благодаря новому уровню понимания роли субатомных частиц в строении биологических объектов.

В 2004 г. агентство НАСА провело семинар с участием ведущих ученых для обсуждения темы «квантовой жизни» в своей астробиологической лаборатории в Эймсе, штат Калифорния. Дискуссия касалась таких областей, как нанотехнология и квантовые вычисления.

Нанотехнология связана с изготовлением объектов или механизмов, собираемых на атомном уровне. Нанометр является одной из единиц длины в метрической системе мер. Диаметр обычного человеческого волоса составляет около 1/10 000 метра, а вирус обычной простуды примерно в 1000 раз меньше. Толщина белковой оболочки вокруг такого вируса – около 10 нанометров, что эквивалентно примерно 100 диаметрам атома или размеру одной из аминокислотных групп, составляющих эту белковую молекулу.

Воображение исследователей рисовало целый мир новой технологии, начиная от строительства самовоспроизводящихся механизмов, которые могут, к примеру, выполнять хирургические операции на клеточном уровне внутри человеческого тела. Однако все больше ученых полагают, что природа уже давно пользуется этой идеей. Как указал профессор Пол Дэвис, живая клетка полна наномеханизмов, изобретенных и усовершенствованных в процессе биологической эволюции. Он задал такой вопрос: «Возможно ли, что некоторые из них приобрели свои поразительные свойства благодаря квантовым эффектам?». Далее он утверждает: «Одна жизненно важная часть репродуктивного механизма клетки представляет собой маленький мотор, называемый ферментом полимеразы, который „ползает“ по незакрепленным нитям ДНК и образует связи непарных нуклеотидных оснований с взаимодополняющими основаниями, плавающими в его окрестностях».

Апурва Патель из индийского Института методологии и науки считает, что живые клетки могут пользоваться квантовой механикой для повышения своей способности к обработке информации; это может объяснить, почему генетический код присутствует во всех организмах. По мнению Дэвиса, квантовая теория описывает атомы и молекулы как волны, которые могут взаимно перекрываться и накладываться друг на друга в ходе процесса, называемого суперпозицией. Это означает, что обычные законы пространства-времени здесь неприменимы и атом может существовать в виде суперпозиции возбужденного и невозбужденного состояний или в состояниях, соответствующих нескольким точкам пространства одновременно. Принцип суперпозиции считается основой будущих квантовых компьютеров, способных находить нужную информацию в огромных массивах разрозненных данных. Считается, что это аналогично поиску имени в телефонном справочнике, когда вам известен только номер телефона.

Роль квантовой теории в происхождении жизни еще неясна. Тем не менее новые технологии, разрабатываемые человечеством, могут подойти к основам самой жизни. Пол Дэвис признает, что жизнь каким-то образом возникла на квантовом уровне, и добавляет: