Журнал «Если», 1993 № 09
Шрифт:
Химические процессы основаны на электромагнитных взаимодействиях. С этой точки зрения системы типа Черного Облака, как и чисто химические системы, относятся к одному и тому же типу взаимодействий. Более радикальные отличия связаны с переходом к типам жизни, основанным на других видах взаимодействий: сильных и гравитационных. Разумеется, все соображения в этой области относятся к чисто умозрительной сфере, но они представляют интерес, так как позволяют очертить круг проблем, с которыми мы можем встретиться при изучении внеземной жизни.
Идея о возможности существования жизни на уровне элементарных частиц была высказана американским физиком Дж. Коккони — одним из тех ученых, кто стоял у истоков проблемы SETI. Оценивая ее, академик В.Л.Гинзбург отмечал: «Вряд ли такую идею можно счесть абсурдной, поскольку известно около двух сотен сортов таких частиц. Это значительно больше, чем основных «кирпичиков», из которых построено обычное вещество. Поэтому в принципе не исключена возможность появления или создания
В каких условиях может возникнуть подобная форма жизни? Известный американский радиоастроном Ф.Дрейк, впервые осуществивший поиск радиосигналов от внеземных цивилизаций, отметил, что подходящим местом могли бы быть внешние слои нейтронной звезды. В 1975 году французский астрофизик Ж.Шнейдер проанализировал возможность «ядерной жизни» на нейтронных звездах. Этот вопрос обсуждается также в книге Д.Голдсмита и Т.Оуэна «Поиски жизни во Вселенной».
Температура на поверхности нейтронной звезды составляет 10 6градусов по Кельвину, а сила тяжести в 10 12раз превышает силу тяжести на поверхности Земли. При таких условиях не может существовать ни одна молекула, ни один атом. Это мир элементарных частиц, которые мчатся со скоростями порядка 1000 км/сек, сталкиваясь и взаимодействуя друг с другом. При таких взаимодействиях могут возникать ядра, насчитывающие десятки тысяч элементарных частиц, которые по сложности можно рассматривать как аналоги живой клетки или, по крайней мере, макромолекул, лежащих в основании химической жизни. Время жизни подобных ядер порядка 10 – 1Sсекунды. По земным меркам, это время ничтожно мало, но надо иметь в виду, что временной масштаб ядерной жизни совершенно несоизмерим с нашим. В основе земной жизни лежат химические реакции, характерная длительность которых составляет порядка 10 – 3секунд. Характерное время элементарных процессов «ядерной жизни» 10 – 21секунды. Отношение характерных времен составляет 10 – 18.Это и есть тот масштабно-временной фактор, который отличает процессы «ядерной жизни» от нашей молекулярной. Таким образом, времени существования «живых ядер» 10 – 15секунды соответствует 10 3сек для молекулярной жизни. А это как раз равно по порядку величины минимальной длительности поколений для земных организмов. Далее, длительность биологической эволюции на Земле составляет 10 17секунд, соответствующее время эволюции «ядерной жизни» 10 – 1секунд. Аналогично если принять характерное время жизни земной цивилизации 10 4лет, то соответствующее время для цивилизации на нейтронной звезде составит 3 -10 17секунд.
Если мы хотим установить контакт с подобной цивилизацией, мы должны быть готовы зарегистрировать некий (возможно, очень большой) объем информации в течение ничтожных долей наносекунды. Справившись с этой задачей, люди спокойно смогут расшифровывать полученную информацию в привычном темпе, но никогда не смогут ответить, даже в том случае, если бы сами находились на поверхности нейтронной звезды, ибо прежде чем нами был бы осознан первый бит полученной информации, эфемерная цивилизация, пославшая ее, перестала бы существовать.
«Ядерная жизнь» основана на сильных взаимодействиях между элементарными частицами, образующими «живое ядро». Другой крайний, с нашей точки зрения, случай могла бы представлять жизнь, основанная на гравитационном взаимодействии. Возможно ли это? Чтобы сила гравитации преобладала над сильным и электромагнитным взаимодействиями, характерная структурная единица «гравитационной жизни» должна быть сопоставима с размерами звезд. Если это так, если отдельные звезды в системах «гравитационной жизни» играют такую же роль, как атомы и молекулы в химической жизни, то аналогом живой клетки могли бы быть галактики. Но, поскольку характерное время взаимодействия между звездами в галактиках (многие миллионы лет) очень велико по сравнению с длительностью химических реакций, то миллиарды лет существования галактик во временном масштабе «гравитационной жизни» соответствуют лишь первым секундам эволюции нашей химической жизни. Значит, гравитационная жизнь — если о ней вообще можно говорить — еще не успела возникнуть.
Пытаясь размышлять о «ядерной» или «гравитационной» жизни, мы испытываем большие психологические затруднения в виду необычности самих форм жизни и совершенно непривычных для нас пространственно-временных рамок. И все же, хотя это с трудом поддается нашему воображению, логически исключить вероятность существования такой жизни нельзя. Наши представления о ней неизбежно грубы, заведомо не совсем правильны, но, думая в этом направлении, мы подготавливаем наше сознание к принятию существующей Реальности во всем ее многообразии.
Впрочем, обязательно ли нехимические формы жизни должны быть ядерными» или «гравитационными»? Ведь в беспредельном Космосе, неисчерпаемом как вширь, так и вглубь — возможно, в иных пространственных
К представлениям о «полевой» жизни тесно примыкают идеи К.Э. Циолковского о существовании «тонких» форм жизни, «неизвестных разумных сил», построенных на основе «несравненно более разреженной материи». Циолковский считал, что в перспективе изменится и физическая основа человечества, которое из «вещественного» превратится в «лучистое».
Гипотеза о полевой форме жизни позволяет по-иному взглянуть на теорию панспермии (переноса жизни). Жизнь, как отмечает автор книги «Исповедимый путь» А.В.Мартынов, могла быть привнесена на Землю не в виде спор и бактерий, а в форме постоянно действующих во Вселенной «биологических» энерго-информационных полей, под действием которых формируются биологические макромолекулы и состоящие из них живые системы.
Но если жизнь адаптируется к самым разнообразным условиям на планетах, то почему она не может приспособиться к условиям межпланетной или даже межзвездной среды?
Фримен Дайсон, один из крупнейших современных физиков-теоретиков, вполне допускает такую возможность. Более того, он считает, что межзвездная среда создает даже лучшие условия для жизни. Эти идеи Дайсон развивает в статье «Будущее воли и будущее судьбы».
Чтобы адаптироваться к жизни в космическом пространстве, утверждает Дайсон, живые организмы должны приспособиться к существованию при трех нулях: нулевой гравитации, нулевой температуре и нулевом давлении. Дайсон считает, что это вполне возможно. Более того, он полагает, что, в связи с успехами генной инженерии, можно подумать о соответствующей «переделке» земных существ так, чтобы они могли выжить в космическом пространстве. Что касается вопроса о том, каким образом могут быть устроены подобные организмы, Дайсон ссылается на работу К.Э.Циолковского «Грезы о земле и небе». В ней описаны гипотетические разумные существа, представляющие собой симбиоз растительных и животных организмов, которые обитают в межпланетном пространстве.
Дайсон развил теорию жизни во Вселенной (космическую экологию, как он ее называет). В количественной форме, с уравнениями и численными оценками, она опубликована в журнале «Review of Modern Physics», основные идеи ее изложены в упомянутой статье «Будущее воли и будущее судьбы». Дайсон исходит из двух гипотез: гипотезы абстрактности и гипотезы адаптивности, которые в его теории играют ту же роль, что первое и второе начало в термодинамике. Первая утверждает, что сущность жизни связана с организацией, а не с субстанцией. Поэтому конкретная субстанция жизни (водно-углеродная жизнь или иная) имеет второстепенное, частное значение. Можно представить себе, например, жизнь, независимую от плоти и крови и воплощенную в системах сверхпроводящих контуров или в системах межзвездных пылевых облаков. Гипотеза адаптивности утверждает, что при наличии достаточного времени жизнь может приспособиться к любой окружающей среде. Это принимается в качестве постулатов. Главная теорема космической экологии Дайсона гласит, что скорость метаболизма в живом организме и, следовательно, расход энергии изменяется пропорционально квадрату температуры окружающей среды. Отсюда следует, что более холодная среда благоприятнее для жизни, чем горячая. Это связано с тем, что жизнь в конечном итоге есть упорядоченная форма вещества, а низкая температура способствует упорядоченности. Поскольку жизнь связана с функционированием управляющих систем, она зависит не столько от количества получаемой энергии, сколько от выделения полезной информации, то есть от отношения сигнал/шум. Чем холоднее среда, тем ниже уровень шума, тем экономнее жизнь расходует свою энергию. В этом смысле межзвездная среда наиболее благоприятна для жизни.