Разговоры с таксистами о жизни и устройстве Вселенной

Charles S. Cockell

Taxi from Another Planet: Conversations with Drivers about Life in the Universe

© 2022 by Charles S. Cockell

© И. Ю. Рябцова, перевод, 2023

© Оформление. ООО «Издательство АСТ», 2023

Посвящается всем таксистам во Вселенной

Предисловие

Совершенно удивительная, обворожительная и пленительная штука – жизнь. Как человек, который по профессии занимается ее изучением, я часто вступаю в разговоры о том, что все это значит и существует ли жизнь на других планетах. Неважно, на вечеринке ли ты или летишь в самолете, вопрос, одиноки ли мы во Вселенной и почему этот грандиозный эксперимент вообще начался именно на Земле, может подтолкнуть к самым серьезным и самым занимательным дискуссиям. И есть одна группа людей, с которой мне оказалось особенно интересно общаться на эти темы: водители такси.

Каждый день таксисты сталкиваются с многочисленным и красочным зверинцем под названием «человечество». Они добровольно общаются, а иногда просто вынуждены слушать рассказы людей самых разных профессий и мнений. Консерваторов, либералов, верующих, атеистов, веганов и мясоедов. Таксисты связаны с коллективным разумом нашей цивилизации так, как очень немногие из нас. Они чувствуют пульс человеческой мысли. Мало кто может похвастать таким регулярным доступом к сокровищнице людского опыта и мироощущения.

Я редко куда-нибудь выбираюсь, и нет, это не просто самоуничижительный комментарий. Подозреваю, что большинство из вас такие же. Я академик и пишу научные статьи вместе с людьми, которые более или менее разделяют мои взгляды. Я принимаю участие в научных конференциях, где люди обсуждают и обдумывают вещи, которые меня интересуют. Когда я общаюсь с кем-нибудь вне моего привычного круга, то меня обычно спрашивают о науке, так что мы все равно разговариваем на мои излюбленные темы. Думаю, что у тех, кто вращается в деловых кругах, все точно так же. Даже у агентов по недвижимости. Вряд ли они часто болтают про инопланетян. Скорее всего, на вечеринках они занимаются тем, что дают советы по недвижимости. Это абсолютно нормально. Никому из нас не удастся охватить всю широту человеческого знания. Жизнь коротка. Логично сфокусироваться на какой-то одной области, хорошо ее изучить, а затем попытаться внести свой вклад в нашу цивилизацию с ее помощью.

Сделав данную оговорку, хочу сказать, что очень познавательно слушать, что другие думают о важных загадках, которые мы пытаемся разгадать. Например, одни ли мы во Вселенной? Вряд ли хоть кто-то об этом ни разу не задумывался, будь то риелтор или ученый. Это ведь больше, чем вопрос науки. Скорее вариация на тему, так или иначе интересующую всех нас: одинок ли я в физическом смысле или с той точки зрения, которой придерживаюсь? Одиночество – глубоко человеческий опыт. Совершенно естественно, что, как биологическому виду, нам любопытно, одни ли мы в этой огромной, холодной, бесконечной Вселенной.

Когда мы размышляем, существует ли внеземная жизнь, за этим обязательно следуют дальнейшие вопросы. Почему меня должны волновать инопланетяне? Если они реальны, то что произойдет, появись они в моем родном городе? А если пришельцы – это лишь кучка извивающихся бактерий, не различимых человеческим глазом, то имеет ли значение, как я к ним отношусь? Почему кто-то тратит налоги, которые я плачу из своего кармана, пытаясь ответить на эти вопросы? Да и бог с ними, с инопланетянами, а мне-то удастся побывать в космосе? Что все это значит для моей собственной жизни?

Был слякотный день 2016 года, когда я ехал в такси от железнодорожного вокзала Кингс-Кросс в Лондоне до Даунинг-стрит, 10[1]. Необычный для меня маршрут. Мне повезло быть приглашенным на вечеринку в честь британского астронавта Тима Пика, устроенную премьер-министром. Пик должен был вернуться на Землю после шестимесячной экспедиции на Международной космической станции (МКС). По пути на Даунинг-стрит любознательный водитель спросил меня: «А бывают инопланетные таксисты?» Так и родилась идея этой книги.

Его вопрос вытек из диалога, который я часто веду с водителями. Разговор начинается с того, куда и зачем я направляюсь, петляет вокруг темы жизни в экстремальных условиях и заканчивается экскурсом в инопланетную сферу, а именно обсуждением кажущейся неограниченной способности жизни на нашей планете адаптироваться под любые условия, и вопросом, значит ли это, что во Вселенной должно быть полно существ. Но, хотя я вел эту беседу уже много раз (все-таки профессия обязывает), конечный результат всегда разный. Как во время случайной поездки за город, разговор то и дело сворачивает на грунтовку и проселочные дороги, совершенно неожиданно отклоняясь от намеченного маршрута.

Когда я выступаю с лекциями о жизни во Вселенной, то формат всегда один и тот же. Я стараюсь максимально заинтересовать аудиторию необычными подходами к этой теме, и в конце, если я не злоупотребил гостеприимством публики, мне задают вопросы. С таксистами по-другому. Они не ждут презентации. Как только ты открываешь дверь и садишься, они начинают допрос, смещая фокус на важные для них аспекты, и живо заинтересованы в том, что же ты им ответишь.

Только одна вещь объединяет все эти разговоры: все они ужасно интересные. Не обремененные вагоном академических знаний, технических деталей и научным консерватизмом, вызванным неопределенностью, таксисты имеют четкую точку зрения на очень значимые для большинства людей вопросы. Иногда она абсолютно новая. Как, например, в тот день в 2016 году. Назовите хотя бы одного академика, который встал бы перед аудиторией в двести студентов и на полном серьезе глубокомысленно спросил, существуют ли инопланетные таксисты. А вот мне повезло.

Вопрос, который задал мне водитель, был типичным из тех, про которые я в итоге написал в этой книге. Простых на первый взгляд, но скрывающих за собой более интересную дилемму. Иногда на них вовсе невозможно ответить. Чтобы существовали инопланетные таксисты, нужно, чтобы на некой планете зародилась жизнь, чтобы эти существа были разумны и чтобы они изобрели экономику и, в частности, такси. Но как получить из парочки химических соединений на еще недавно раскаленной планете водителя такси? Какое количество этапов в этом процессе и какова вероятность, что порядок этой цепочки сохранится? Точно ли за простейшими организмами последует сложное образование целой цивилизации? В случайной вспышке свободной мысли мой водитель открыл ящик Пандоры с идеями о внеземной жизни и природе нашего общества. Многое, что кажется неизбежным с биологической или культурной точек зрения, выглядит возможным лишь при стечении определенных обстоятельств с инопланетной точки зрения. Позже тем вечером, когда я с бокалом вина в руке слушал приветственную речь премьер-министра Терезы Мэй, ее содержание совершенно прошло мимо меня. Я размышлял об инопланетных таксистах.

Какие другие вопросы об исследовании космоса, зеленых человечках и феномене жизни в целом могут быть у водителей? После того дня я начал использовать поездки в такси как возможность поспрашивать, обсудить и подумать о жизни во Вселенной.

В этой книге я собрал очерки на некоторые темы, вдохновленные этими диалогами. Предупреждаю, все эти эссе несут несомненный отпечаток моих собственных взглядов. Как же может быть иначе, если каждая глава – это результат моих личных разговоров? Однако я попытался дать вам некоторое представление о современных знаниях и о том, что в настоящее время думает научное сообщество насчет некоторых из этих вопросов. Какие-то из них – об инопланетной жизни: существует ли она, где и какая. Но тайна жизни во Вселенной очень многогранна. Я надеюсь, что моя книга покажет вам, что эта тема пересекается со множеством других важных вопросов: с тем, как зародилась жизнь на Земле, с политическими дискуссиями о том, стоит ли нам исследовать космос, и с глубокими вопросами смысла нашей собственной жизни. Надеюсь, что вы запрыгнете на заднее сиденье, а я повезу вас в путешествие по этому любопытному ландшафту.

Может быть, где-то в далекой галактике есть инопланетные ученые, которые пишут книги о том, что узнали от своих инопланетных таксистов. Сколько таких книг было написано в нашей Вселенной? Это первая или пятидесятая? Я не знаю. Спросите у водителя такси.

На планете Земля таксист – вездесущая черта цивилизации, как на этой фотографии из Лондона. Но являются ли водители такси универсальным результатом биологической эволюции? (Miguel Discart / Wikimedia Commons / CC BY-SA 2.0)

1. А бывают инопланетные таксисты?

Поездка с Кингс-Кросс до Вестминстера на прием в честь Тима Пика и его возвращения на Землю с МКС

Это был жаркий, душный день, и поездка на метро меня совершенно не привлекала. Мне нужно было добраться до Даунинг-стрит, 10 вовремя, и, когда я вышел со станции и увидел, что начался час пик в общественном транспорте, я вызвал такси.

Водитель, в очках и возрастом немного за сорок, радостно спросил, куда я еду. Я сказал ему адрес, и, так как это была резиденция премьер-министра, он, естественно, заинтересовался. Зачем же я туда еду, спросил он. Я рассказал ему, что астронавт Тим Пик вернулся из космоса и премьер-министр устраивает приветственную вечеринку в его честь. А мне повезло быть приглашенным. Это неизбежно привело к разговору о моей работе, о моем интересе к исследованию космоса и возможности существования внеземной жизни. Но разглагольствовать о себе на заднем сиденье такси довольно скучно и эгоистично. Так что я спросил, что он думает о вероятности наличия жизни на других планетах, например на Марсе.

– Как думаете, там кто-нибудь есть? – спросил я.

– Да, приятель, жизнь на Марсе – это интересно, а как насчет других инопланетян во Вселенной? – загадочно спросил он. Может, он хотел узнать о каких-то более продвинутых инопланетянах.

– Вы считаете, там есть кто-то разумный? – поинтересовался я.

– Думаю, должны быть, – ответил он. – Так много звезд и галактик, как иначе. Не могут же там быть только бактерии, наверняка есть кто-то, похожий на нас.

Казалось, его интересует эта тема. Он так складно упомянул бактерии и галактики в одном предложении, что, судя по всему, размышлял о таких вещах раньше.

– И как, думаете, они выглядят? Похожи на нас? – начал я свой допрос.

– Думаю, да. Мне вот интересно… – Он сделал небольшую паузу. Но потом энергично и целеустремленно продолжил: – А бывают инопланетные таксисты? – Он снова сделал паузу. – Есть ли такие же таксисты, как я, разъезжающие на других планетах, разговаривающие с другими инопланетянами, как мы с вами? – Еще пауза. – Да, вот что я хочу вас спросить. А бывают инопланетные таксисты? Такие, как я сам, в остальной Вселенной?

На тот момент я был ученым где-то лет тридцать, по крайней мере с профессиональной точки зрения, и побывал на бесчисленном количестве встреч, конференций и других мероприятий. За это время я послушал бесконечное количество коллег, обсуждающих инопланетную жизнь. Но в ту короткую поездку от Кингс-Кросс до Даунинг-стрит, 10 мне задали один из самых сильных вопросов, какие я когда-либо слышал: существуют ли таксисты на других планетах? Я не мог подвести своего водителя. Он задал хороший вопрос. Так что я расскажу вам, что ответил ему, только чуть подробнее.

Таксисты – изумительное явление. В следующий раз, когда будете сидеть с одним из них в машине, подумайте, как они вообще появились. Чтобы это случилось, бурлящая, вихрящаяся материя Вселенной должна была пройти несколько последовательных шагов. Поразмыслить над этими шагами – означает понять, почему таксисты уникальны, и погрузиться в вопрос, универсальны ли они.

Для начала, конечно, встает вопрос, как вообще появилась Вселенная и почему она подходящее для существования таксистов место. Есть ли другие Вселенные, параллельные, где таксисты запрещены законами физики или где небольшие изменения в фундаментальных константах, на которых основывается существование материи, привели к невозможности возникновения такси? Это вопрос для космологов, который я пропущу и лучше сфокусируюсь на нашей Вселенной, где физические законы разрешают таксистов. (Тот факт, что я избегаю этой дискуссии, в принципе вещь удивительная и напрямую говорит о том, как сложно объяснить сам факт бытия вообще, не то что бытия таксистов.)

Когда Вселенная впервые сформировалась, то основ, из которых она появилась, – водорода, гелия и огромного количества радиации – было недостаточно, чтобы появился таксист. И это правдиво для всей Вселенной, повсюду одинаковая «до-водительская» космология. Таксистам, как и всей жизни на Земле, требуется по меньшей мере шесть элементов в качестве основы биохимии: углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера, иногда называемые CHNOPS-элементами[2]. Все элементы этого семейства, исключая водород, образовались в ядрах массивных звезд, объектах, в которых температуры и химические реакции настолько экстремальны, что там смогли сформироваться элементы куда тяжелее водорода и гелия. А когда эти звезды взорвались, разбросав ингредиенты для будущих таксистов по всей Вселенной, эти необъятные взрывы спровоцировали появление еще более тяжелых элементов, таких как медь, цинк и другие, которые мы находим в биохимии водителей.

Теперь этот «шведский стол» элементов должен был собраться в молекулы, способные к репликации, – первый намек на живых существ. Иначе они бы так и остались коллекцией атомов, плавающих и смешивающихся во Вселенной, и ничем больше. Как набор атомов объединился в те первые молекулы, которые начали воспроизводиться, создавать множество копий самих себя, но крошечные вариации внутри которых дали возможность для улучшений, для эволюции? Несмотря на десятилетия работы, ответ остается загадкой. Мы до сих пор не знаем, как более трех с половиной миллиардов лет назад возникла эта первая самовоспроизводящаяся химия, которая в конце концов привела к появлению таксистов и всего остального, что нам знакомо.

Не то чтобы мы совершенно не могли объяснить процесс перехода от простой химии к биологии. Нам известны некоторые основы: необходима среда, которая способна обеспечить энергию, и благоприятные условия, чтобы сложились правильные химические реакции для появления клетки. На нашей молодой планете не было недостатка мест, где окружающая среда могла предоставить идеальные условия для появления жизни, – начиная от жерл на дне океана, извергающих высокотемпературные жидкости, заканчивая внутренностями древних кратеров, образованных астероидами или столкновениями с кометами. Существует огромное множество мест, в которых могли начаться жизнеполагающие реакции. Точные ингредиенты рецепта жизни до сих пор являются предметом споров, но мы знаем, что они появились на Земле и в газовых вихрях Солнечной системы. Мы обнаруживаем те же кирпичики жизни в лабораторных экспериментах, которые воссоздают условия, существовавшие на молодой Земле и в метеоритах, этих каменных свидетелях зари наших космических окрестностей.

Но что появилось первым из коктейля энергии и химических элементов – неясно. Мы не знаем, как эти простые элементы собрались в метаболические пути и цепи репликации клетки. Может, это была случайность, а может, это было неизбежно. Вот наша первая загвоздка. Если триллионы и триллионы химических реакций, происходящих на горячей влажной планете, неизбежно ведут к самовоспроизводящейся эволюционирующей биологии – к жизни, – то мы уже ближе к нашей цели: таксистам. Но если этот переход был одним-единственным шансом из невероятно большого числа, случайным явлением с такой крошечной вероятностью, что оно не могло повториться много раз даже в огромной Вселенной, тогда таксисты – невероятно редкая штука.

Когда на Земле появились молекулы, способные к репликации, то начался и их путь к усложнению. Одним из первых их достижений стало заключение в мембрану. Они стали клеточной структурой. В пределах своих стен молекулы смогли исследовать обмен веществ и другие химические реакции, которые в конце концов позволили им адаптироваться к различной окружающей среде на всей планете. Новые реакции привели к тому, что они смогли потреблять серу и железо как источник пищи. Позже – наверное, намного позже – сахар, вырабатываемый внутри клетки, помог некоторым микробам пережить усыхание на ранних массивах суши. На протяжении миллиарда лет или дольше эти микробы распространялись по планете, исследуя огромное разнообразие и комбинации эволюционных возможностей, пробираясь в укромные уголки и закоулки – от полярных ледяных шапок до жгучих недр вулканических бассейнов. Эти ранние химические вещества, по сути, избежали стремления мировых океанов разбавить, разбросать и рассеять их. Клетки завоевали мир.

После этих событий и вплоть до наших дней суша и океаны кишат микробами. Сегодня считается, что этих живых существ не миллиард и не триллион, а единица с тридцатью нулями. Официального названия для этой цифры не существует, она слишком огромна[3]. Но сложность микробов конечна. Источники энергии, которые они используют (водород, аммиак, железо, сера и другие), ограничивают их возможности. Необходима была энергетическая революция, которая позволила бы этим одноклеточным существам трансформироваться в более сложные формы, которые однажды стали бы таксистами.

Задолго до того, как микробы отпраздновали свой миллиардный день рождения на Земле, потихоньку уже шла эта революция. Она строилась на том, что некоторые клетки, известные нам как цианобактерии, обрели способность использовать солнечный свет и воду как источник энергии. Новая функция получения энергии положила начало огромной империи, так как теперь любое место, которое обладало этими двумя ингредиентами, могло стать жилищем. Эта форма фотосинтеза высвободила жизнь из всех каменистых минералов, которые так ограничивали возможность клеток получать энергию, и позволила ей распространиться по океанам и суше.

Вместе с процессом конвертации солнечной энергии в энергию, питающую цианобактерии, а позже – водоросли, растения и другие фотосинтезирующие организмы, появился и новый биохимический механизм разделения воды на водород и кислород. Водород жизненно необходим для питания клетки, а кислород – это побочный продукт, который цианобактерия отрыгивает в атмосферу. Долгое время этот газ не оказывал никакого влияния. Вступая в реакцию с железом, сероводородом и другими газами в примитивной атмосфере, кислород уничтожался. Но с течением времени источники уничтожения кислорода пропали и он начал накапливаться вследствие большого количества живых существ, способных к фотосинтезу. Иногда говорят, что цианобактерии несут ответственность за один из крупнейших актов загрязнения атмосферы за все время существования Земли, но не стоит порицать их за это микробиологическое легкомыслие, так как несчастные не ведали, что творили.

Для некоторых микробов, которые до этого момента счастливо жили в своем бескислородном мире, накопление этого нового загрязнителя стало катастрофой. Хотя мы ассоциируем этот газ с жизнью, это химически активное вещество, производящее целый калейдоскоп атомов и молекул, которые атакуют неподготовленных, повреждая важные компоненты, такие как белки и ДНК. Жизнь, подвергшаяся влиянию кислорода, должна была развить защитные механизмы, чтобы укрыться от этого нападения. Но у кислорода есть свои плюсы. Когда он соединяется с органическим материалом, то есть с молекулами, богатыми углеродом, реакция может высвободить большое количество энергии. И тут на сцену выходит аэробное дыхание – способ накопления энергии, используемый вами, мной и водителями такси. Также его можно наблюдать при куда менее контролируемом процессе, например при лесном пожаре, когда изобилующие углеродом деревья сгорают в кислороде.

С глотком кислорода у живых организмов появился доступ к большему количеству энергии и вместе с тем к возможности группировки клеток в животных. Порядка 540 миллионов лет назад кислород, который теперь составлял уже 10 % от атмосферы, дал толчок появлению животного мира. Постепенно размер животных увеличивался в своего рода гонке между хищниками и добычей: животные покрупнее более эффективно охотились, но им и проще было избежать участи быть съеденными. Кислород же спровоцировал эти эксперименты биологических форм.

Переход от одноклеточных к животным был жизненно необходимым шагом к появлению таксистов. Как и появление жизни в принципе – возможно, это было неизбежно, а может, и нет. Может, жизнь на любой планете в конце концов придет к фотосинтезу и к наполнению атмосферы кислородом? И даже если этот газ наполнит воздух, то значит ли это, что он обязательно будет использоваться для создания сложных организмов? Существ, способных прыгать, бегать и летать? Можем ли мы вообразить миры, поверхность которых усеивают только микробы? Миры, которым суждено закончить свои дни, не увидев ничего, кроме слизи микроскопических существ? Вот и еще одна преграда между развитием жизни и таксистами.

На нашем голубом шарике этот переход действительно произошел, и за сотни миллионов лет многоклеточные организмы расцвели и размножились в биосферу, которую мы знаем сегодня. Но не слишком удивляйтесь. Даже сейчас абсолютное большинство видов на нашей планете являются микробами. Мы живем в мире микробов. Растения и животные – явление запоздалое, и по сей день они зависят от микробной смеси элементов, которая поддерживает их потребности в питательных веществах.

Когда я закончил свой сокращенный рассказ о появлении жизни, мой водитель, казалось, был изумлен количеством событий, произошедших за те долгие промежутки времени. Он поскреб затылок и опустил стекло, чтобы глотнуть свежего воздуха. Теплый воздух ударил мне в лицо. «Так много всего произошло?» Ах, эта забытая семейная история. Я продолжил вести его к ответу, которого он желал.

Животные начали свой марш, объяснял я, но не в каком-то определенном или очевидном направлении. Динозавры стали хозяевами суши, моря и воздуха на 165 миллионов лет. Однако в одно мгновение космический объект прервал их эволюционный путь и обрек их на ту же судьбу, что и 99 % всех когда-либо живших животных: вымирание. На протяжении веков животные и растения продолжали бессознательно диверсифицироваться, слепо подчиняясь законам физики и идя путем эволюционного экспериментирования.

Но потом, где-то около ста тысяч лет назад, у животного развились новые и продвинутые способности к созданию орудий труда, умение исследовать и учиться невиданными ранее способами. Мозг этого животного вырос до размеров, позволяющих осознать себя. В мгновение ока это животное начало оставлять артефакты своих мощных умственных способностей: картины, фигурные стрелы, керамику и, наконец, космические станции. Что стало биологическим переключателем, который сделал возможным появление сознания и разума? Эти характеристики когда-то считались чем-то категорически отличным от всего, что было до этого, но теперь мы знаем, что многие животные, от ворон до рыб, обладают зачаточными способностями к созданию орудий труда и способны к некоторому познанию. Человеческий мозг не что-то принципиально отличное, не результат удачного броска костей, приведшего к появлению интеллекта. Но было ли это неизбежно? Здесь нам тоже приходится смиренно столкнуться с собственным невежеством. Редкое ли интеллект явление во Вселенной? К сожалению, у нас нет ответа.

Обезьяны использовали свой разум, чтобы сотрудничать. После осознания огромного преимущества совместных действий они создали сельское хозяйство, скотоводство и промышленность. Они сотворили общество сначала собирателей, затем земледельцев, а после – мегалополисы, ставшие домом для миллионов жителей.

По мере того, как человеческие сообщества росли, им требовались более эффективные способы перемещения ресурсов. Ответом, подсказанным изобретательностью человеческого разума, стало колесо. Гончарные колеса были впервые изготовлены около 3500 года до н. э. в Месопотамии, а в течение 300 лет они стали основой колесниц. Мы предполагаем, что примерно в то же время древние египтяне экспериментировали с колесами со спицами. Самое старое деревянное колесо было обнаружено в Любляне, столице Словении, и датировано примерно 3200 годом до н. э.

По мере того, как использование колесниц и повозок распространялось, предприимчивый человек, должно быть, понял, что свободное грузовое пространство может быть использовано для перевозки человека в желаемое место назначения за некоторую плату. И после такого умозаключения появился таксист. Учитывая, что колесо появилось в 3200 году до н. э., предполагаю, что таксист появился не сильно позже, допустим в 3100 году до н. э.