Жизнь как она есть: её зарождение и сущность - Крик Фрэнсис - Страница 18

Неправильно как раз то, что, применяя этот, расчет мы должны заранее точно сказать, какое множество раскладов мы учитываем. Нам нельзя сдать карты, а затем сделать вид, что результат оказался как раз таким, какой мы ожидали. Мы, конечно, можем сдать одну партию, а затем решить, что это именно та комбинация, которую мы собираемся выбрать. Низкая вероятность, которую мы рассчитали, даст в таком случае шанс получить тот же самый расклад при следующей сдаче, при этом всегда предполагается, что колода была надлежащим образом перетасована. Этот ход рассуждений можно было бы применить к любому фактическому раскладу, поэтому мы видим, что еще один способ взглянуть на эту цифру, единица на 5 х 1028, сказать, что это шанс сдать любой набор карт четырем игрокам дважды подряд.

Мы можем выразить это иначе, сказав, что сам по себе состав одной сдачи не говорит нам практически ничего о вероятности получения снова точно такого же набора карт у каждого из четырех игроков. Он говорит нам, что в колоде имеется верный набор из пятидесяти двух карт, но он сам по себе не сообщает нам, какова вероятность того, что мы получим тот же набор, сдавая карты при последующих возможностях. Мы можем рассчитать эту вероятность, если мы знаем все параметры в данной ситуации и количество игроков, которым мы собираемся сдать карты, прежде чем прекратим игру. Все это мы можем знать о колоде карт, но пребиотическая ситуация намного сложнее. Там есть еще дополнительный фактор, который мы обычно не пытаемся рассчитать, а именно, вероятность, с которой идентичное событие произойдет во второй раз. Любая разумная форма жизни, в известной степени похожая на современную, была бы приемлема и считалась бы успехом. Аналогия с картами поможет это понять. Мы потребовали, чтобы у каждого игрока были все черви, бубны, пики и трефы в этом порядке. Но предположим, что нам следует признать успешным любой расклад, в котором каждый игрок имеет карты только одного достоинства. Вероятность этого возрастает в двадцать четыре раза по сравнению со случаем, который мы рассмотрели выше, поскольку здесь больше возможных раскладов, которые удовлетворили бы нашим условиям. Когда мы рассматриваем происхождение жизни, этот фактор: количество похожих, но не идентичных форм жизни,— также совершенно неизвестен и только добавляет неопределенности.

В некоторых отношениях этот последний общий момент находится в корне нашей проблемы. Даже если вероятность зарождения жизни в одно определенное время в одном определенном месте выглядит чрезвычайно незначительной, на Земле было столько много возможных мест и имелось столько много времени, что мы не можем быть уверены, что эти факторы не подавляют малую вероятность того, что мог иметь место любой из них, превращая, таким образом, маловероятное событие в событие, которое почти неизбежно. Но возникшая тут же мысль доказывает, что у нас нет фактических оснований для такого вывода. Как уже говорилось в предыдущей главе, совокупная вероятность может быть чем угодно, но зависеть исключительно от того, какими окажутся различные числа.

Есть особая причина, из-за которой это статистическое заблуждение особенно относится к нашему конкретному случаю. Дело в том, что если жизнь зародилась не здесь (тем или иным способом), то нас не было бы здесь и мы не размышляли бы над этой проблемой. Сам факт того, что мы находимся здесь, обязательно означает, что жизнь действительно зародилась. По этой причине, если не по какой-либо иной, мы не можем использовать это обстоятельство в наших расчетах непосредственно.

По-видимому, мы столкнулись с врожденной несостоятельностью человеческого ума, который имеет место, когда он сталкивается с аргументами вероятности. Человеческие существа, а возможно и другие животные, слишком склонны делать обобщения на основе одного случая. Это имеет довольно интересное специальное название — суеверие, хотя многие виды суеверий также имеют эмоциональную составляющую. У нас также возникают затруднения в понимании очень больших чисел, поэтому мы счастливы, если произведение очень маленького числа на очень большое число обнаруживает нечто, чем мы владеем лучше, как, например, вероятность близкая к единице. Определенность часто очень близка нашим сердцам, несмотря на то, что она во многом ускользает от нас на практике. Единственный способ преодолеть эти психологические препятствия, а в научных вопросах они действительно являются препятствиями, — какими бы полезными они не могли оказаться в эволюции, — это излагать аргументы спокойно и четко. «Импульсивная реакция» может быть полезна в бизнесе, политике или в нашей личной жизни, потому что она выражает неосознанное обобщение предшествующего опыта, как нашего собственного, так и опыта наших предков, воплощенного в наших генах, но, рассматривая происхождение жизни, мы не имеем надежного опыта, который поведет нас по этому пути, поэтому любая импульсивная реакция, вероятно, окажется поверхностной и обманчивой. Она еще менее полезна, если рассматривать вероятность независимого зарождения и развития жизни где-нибудь в другом месте. Мы довольно мало знаем о планетах нашей собственной Солнечной системы и совсем ничего, за исключением весьма косвенных предположений, о планетах, окружающих другие звезды. Возможно, во Вселенной есть много мест, подходящих для зарождения жизни, и в некоторых из них могут быть условия даже еще более благоприятные, чем те, что мы имеем здесь. Именно к этим проблемам мы должны сейчас обратиться.

Глава 8. Другие подходящие планеты

Особый интерес для нас представляет жизнь, какой мы видим ее здесь, — жизнь, основанная на соединениях углерода, растворенных в воде. Мы сталкиваемся со Вселенной огромной величины, которая, главным образом, пуста, но в которой изредка встречаются особые места, подходящие для формы жизни, не похожей на нашу. Сколько в ней может быть таких мест?

Возможно, самое необходимое условие заключается в том, что там должна быть жидкая вода. Сама вода, вероятно, довольно распространенное соединение, но она должна присутствовать в окружающей среде, которая не столь холодна, чтобы вода существовала только в виде твердого льда и не столь горяча, чтобы вся она испарилась. Наиболее ясно эту проблему можно понять, выразив температуру в градусах Кельвина по так называемой абсолютной шкале. Эта шкала основывается на обычной стоградусной шкале или шкале Цельсия, по которой в обычных условиях давления чистая вода замерзает при 0°C и кипит при 100°C. По абсолютной шкале эта разница по-прежнему составляет 100°, но 0° принимается за абсолютный ноль температуры, нестрого говоря, за температуру, при которой все хаотическое движение прекращается. По такой шкале лед тает примерно при 273°K, а вода кипит при температуре на сто градусов выше, приблизительно при 373°K. Мы должны сопоставить две этих цифры с пустынной мерзлотой пространства, температура которой, весьма приблизительно, равна 4°K и лишь чуть-чуть превышает абсолютный нуль, и с температурой на поверхности Солнца, которая в округленных числах составляет 5000°K. Поскольку нам необходима температура в области 300°K, то сразу видно, что мы найдем такую температуру лишь достаточно близко к звезде, но не слишком близко. Большая часть Вселенной окажется не только слишком пустой, но также и слишком холодной. Приведенное выше простое доказательство допускает, что давление газа над водой будет, скорее, равно атмосферному давлению, которое имеется на поверхности Земли. Если бы давление было выше, то мы могли бы выдерживать несколько большую температуру и все еще иметь жидкую воду, хотя давление лишь в ограниченной степени меняет допустимую область колебания температуры.

Еще одно основное требование заключается в том, что молекулы воды не будут улетучиваться в космическое пространство. В атмосфере всегда будет присутствовать некоторое количество водяных паров над жидкой водой, какими бы ни были температура и давление, и если силы тяготения не достаточно велики, то скорость, создаваемая тепловым движением, позволит отдельным молекулам проноситься вверх с такой высокой скоростью, что они скорее улетучатся в космическое пространство, чем упадут снова под действием силы тяжести. Вторая космическая скорость ракеты, запущенной с поверхности Земли, составляет примерно семь миль в секунду, тогда как при комнатной температуре средняя молекулярная скорость молекул воды немногим больше скорости звука: около одной пятой мили в секунду. Но это только средняя скорость; значительная часть молекул в атмосфере будет перемещаться с намного большей скоростью, особенно при более высоких температурах, но запас прочности достаточно велик, поэтому довольно незначительное число молекул размера H2O, O2 или N2 теряются в пространстве. Более легкие молекулы, такие как H2, перемещаются намного быстрее, поскольку более крупные молекулы, с которыми они сталкиваются, ударяют их сильнее вследствие своей большей массы (масса Н2 — 2, масса H2O — 18, масса N2 — 28). Молекулы молекулярного или атомного водорода постоянно выталкиваются из атмосферы. С другой стороны, масса Луны, несмотря на свой довольно приличный размер, слишком мала, чтобы удержать какой-либо из распространенных газов в течение хоть сколь-нибудь длительного времени. Если там и могла существовать какая-то атмосфера, то она уже утеряна в течение многих миллионов лет, прошедших со времени ее образования.