О единой картине мира

Учение Вернадского о ноосфере оказалось тем завершающим звеном, которое, объединив эволюцию живого вещества с миром неживой материи и перекинув мост к современным проблемам развития общества, подвело нас и к новому видению процессов, в нем происходящих. Сейчас благодаря этому мы имеем возможность представить себе общую схему единого процесса развития материального мира.

В. Вернадский начинал свою реконструкцию единого процесса развития земной оболочки с момента, который отстоит от сегодняшнего на 4,5 миллиарда лет. Говоря сегодня об этой реконструкции, мы можем опираться на открытия последних десятилетий в астрофизике, что позволит нам сдвинуть начало отсчета еще на полтора-два десятка миллиардов лет. И тот процесс, который изучал В. Вернадский, сейчас мы имеем возможность рассматривать лишь как фрагмент единого процесса развития материального мира.

Чтобы получить возможность дать единое синтетическое описание всего процесса самоорганизации материи, то есть эволюции нашей Вселенной, нельзя обойтись по меньшей мере без двух фундаментальных предложений. Во-первых, мы должны постулировать тот факт, что действительно имеет место синергизм (то есть саморазвитие материи), подчиненный действию определенных законов. Ниже я постараюсь разъяснить тот смысл, который вкладываю в эту гипотезу (аксиому, постулат).

Во-вторых, необходимо, так же как и в реконструкции Вернадского, некоторое предположение о «начале». У В. Вернадского этим началом было эмпирическое обобщение: «жизнь на Земле возникла». В общем же случае это может быть или гипотеза большого взрыва, или нечто ей эквивалентное, утверждающее возникновение Вселенной, то есть момента начала единого процесса развития. Сейчас мы можем отнести эту отметку назад на 1,5×10¹⁰–2×10¹⁰ лет. Но хотя современные космологические гипотезы и соответствующие опытные факты (реликтовые изучения, например) открыли горизонты, которые были неведомы во времена Вернадского, они только расширили то представление о единстве процесса развития материального мира, которое было исходной отправной точкой его учения о ноосфере.

За последние несколько десятилетий был сделан еще ряд эпохальных открытий, позволивших ныне связать многие факты, носившие раньше фрагментарный характер. В результате перед исследователем разворачивается грандиозная панорама возникновения из хаоса (то есть малоструктированного, с нашей точки зрения, вещества) все новых и новых образований, взаимосвязанных систем разной временной и пространственной протяженности. Я хочу подчеркнуть, что эти образования никогда не бывают стабильными, устойчивыми. Они всегда далеки от равновесия, всегда квазистабильны и, разрушаясь, снова возвращаются в хаос, давая материал для развития квазистабильиых образований.

Употребляя слово «хаос», я оперирую понятием, весьма плохо определенным. В самом деле, что означает плохо- или малоструктуированев среда? По-видимому, только лишь одно: с нашими средствами познания мы не имеем возможности установить большое количество ее характеристик, которые могли бы отнести к элементам ее организации. Только в этом смысле я и буду употреблять термин «хаос».

Общий процесс самоорганизации напоминает чем-то развитие турбулентного течения в жидкости. Неустановившаяся турбулентность представляет собой хаотическое движение жидкости. Но в этом хаосе присутствует всегда своеобразный порядок: в нем непрерывно возникают более или менее долгоживущие образования – разнообразные вихри, например, вихревые дожди Кармана. Проследить за всеми деталями движения практически невозможно; даже с помощью компьютеров любой гипотетической мощности мы не сможем рассчитать всех деталей этого течения. И обусловлено это следующими обстоятельствами:

а) принципиальной неустойчивостью (некорректностью) процессов турбулентного движения: два близких начальных состояния могут порождать совершенно различные траектории развития;

б) принципиальной стохастичностью – непредсказуемостью внешних воздействий.

Именно эти два обстоятельства и характеризуют то состояние, которое естественно называть хаотичным.

Я хотел бы заметить, что подобные обстоятельства свойственны не только турбулентным течениям. Они характерны для любых достаточно сложных систем, а тем более для общего мирового процесса развития.

Указанные обстоятельства и их сочетание порождают, как мы увидим ниже, закон дивергенции, следуя которому процессы развития приводят к фантастическому разнообразию различных форм организации материи. Такова природа вещей!

И еще одно общее свойство развития материального мира, которое все более и более осознается. Эволюция, развитие носят направленный характер – происходит непрерывное усложнение организационных форм. Последнее обстоятельство, казалось бы, противоречит второму закону термодинамики, если считать нашу Вселенную замкнутой системой.

Сегодня мы еще не можем с достаточной отчетливостью объяснить этот феномен развития, так же как и отсутствие временной симметрии, которые, по-видимому, тесно связаны друг с другом. Но мы их можем принять как эмпирический факт или, по терминологии В. Вернадского, считать их «эмпирическим обобщением».

На определенной стадии мирового процесса «турбуленткого» развития Вселенной в ней возникает жизнь. Это еще одно эмпирическое обобщение: жизнь существует, во всяком случае на Земле, где она однажды появилась. Этот факт отвечает представлению В. Вернадского о космическом характере жизни.

Следует думать, что жизнь «земного типа» возникла именно на Земле, а не была на нее занесена извне. Для такого утверждения есть целый ряд аргументов. Попробуем перечислить некоторые из них.

Первый и, может быть, важнейший аргумент в пользу гипотезы о земном происхождении жизни на нашей планете дает нам изучение оптических свойств живого вещества. Оказывается, что в отличие от неживого вещества живое, или продукты его жизнедеятельности, всегда оптически активно. Это означает, что его молекулы обладают общей асимметрией, определяющей способность живого вещества к поляризации света, который через него проходит. В неживом же веществе молекулы обладают разными свойствами симметрии. В результате их смешения такое вещество рассеивает свет и уже не обладает способностью его поляризации. Аминокислоты же, из которых состоят живые организмы, а также вещества, прошедшие сквозь организм, обработанные им или образовавшиеся в результате его распада, всегда обладают такой уникальной способностью.

Этот факт экспериментальный. Он был открыт еще в прошлом веке Л. Пастером и П. Кюри и имеет огромное значение для понимания особенностей мирового эволюционного процесса вообще и возникновения жизни в особенности, ее роли в трансформации материи и изменении ее свойств.

Представим себе два ряда молекул – оптических изомеров – так называемые правые и левые молекулы. Они неразличимы по своим физико-химическим свойствам. Чтобы их отличить, необходим специальный инструмент, если угодно, некоторый фильтр, распознающий особенности их симметрии. Таким фильтром служит живое вещество, которое всегда построено из однотипных (как правило, левых) оптических изомеров. Почему же все живое характеризуется такой асимметрией – ответа на этот вопрос пока нет! (См. подробнее: Кизель В. А. Физические причины диссимметрии живых систем. М., 1986.) Но благодаря этому у нас теперь есть возможность отличать вещество биогенного происхождения от вещества неживого. Возникла парадоксальная ситуация: мы не способны ответить на вопрос о том, что же такое жизнь, и в то же время мы имеем способ отличить живое от неживого.

В распоряжении ученых сейчас уже есть определенное количество вещества космического происхождения. Это метеориты, выпавшие на Землю, и лунный грунт (доставленные американскими экспедициями 1968 года и советскими автоматическими аппаратами). Его изучение показывает, что в космосе происходят процессы, в результате которых там могут возникать биологические макромолекулы. Это обстоятельство трудно переоценить. Оно еще раз показывает, что усложнение организации материи и выход ее в предбиологическую фазу характерны не только для нашей планеты. Такие процессы типичны, по-видимому, для Вселенной в целом, то есть для мирового эволюционного процесса.

Вместе с тем у нас нет пока ни одного факта, указывающего на то, что в космосе, во всяком случае в ближнем космосе, существует вещество биогенного происхождения, вещество, обладающее оптической активностью. Пока что весь «космический материал», оказавшийся на Земле, оптически нейтрален. Это и означает, что он не может иметь биогенного происхождения.

Вот почему предположение о том, что земная жизнь имеет земное происхождение, является наиболее естественным.

Но оптическая активность живого вещества и изучение космической материи не исчерпывают доказательства в пользу земного происхождения жизни. Другой аргумент не меньшей значимости – это существование на Земле генетического кода, единого для всего живого. Единый алфавит из четырех букв – четырех нуклеотидов и еще двадцати аминокислот, – это, вероятно, следствие некоторого процесса естественного отбора, сохранившего на Земле наиболее устойчивую, наиболее приспособленную к нашим условиям форму передачи наследственной памяти – наследственной информации, которая кодируется нуклеиновыми кислотами и обеспечивает «эффективную наследственность». Единство генетического кода очень трудно объяснить, отрицая предположение о том, что земная жизнь возникла на Земле и является естественным этапом ее эволюции.

Еще один аргумент в пользу земного происхождения жизни дают оценки В. Вернадского количества живого вещества. Он считал, что оно на протяжении всей истории земной жизни было практически постоянным. Это утверждение, может быть, и не совсем точно, но тот факт, что жизнь действительно, как костер из сухих веток, вспыхнула на Земле и заполнила за ничтожный отрезок времени, по космическим масштабам, все возможные экологические ниши, по-видимому, не вызывает сомнений у палеонтологов.

Наконец, современные представления о предбиологической эволюции никак не противоречат возможности возникновения жизни на самой планете. Более того, отказ от этого предположения потребовал бы новых, еще труднее проверяемых гипотез.

Примечание.