Антропичният принцип: планетарната версия

Антропичният принцип: планетарната версия

Теолозите, които търсят пробойни, напоследък май се отказват от спекулациите на тема очи, криле, камшичени „моторчета" и имунни системи и възлагат малкото си останали надежди на появата на живота. В полето на небиологичната химия, където се „корени" и самата еволюция, като че ли наистина зее луфт, и то по-голям от тези, на които се натъкваме на следващите ѝ етапи. Но тази луфт е „по-голям" в един съвсем конкретен смисъл, който никак не устройва религиозните апологети. Самото понятие „поява на живота" предполага, че тя се е случила само веднъж. Затова и можем да си позволим да я приемем като едно наистина свръхневероятно събитие и, както ще видим по-нататък, далеч по-многопластово и значимо, отколкото повечето хора си го представят. Всяка следваща еволюционна стъпка е била прекопирана и размножена - в по-голяма или по-малка степен на подобие - в милиони и милиони билогични видове и това се е повтаряло непрестанно през различните геологически епохи. С други думи, ако искаме да обясним еволюцията на по-сложните форми на живот, ние не можем да разчитаме на същия тип статистически аргументи, с които бихме обяснили появата на живота. А събитията, изграждащи отделните цикли на еволюцията, се различават отчетливо от нейното еднократно начало (ако не броим някои по-специални случаи) и в този смисъл не са и чак толкова невероятни.

Това разграничение сигурно звучи смущаващо и се нуждае от по-обстойно обяснение. За целта ще използвам т.нар. антропичен (или антропен) принцип. Последният е наречен така от британския математик Брандън Картър през 1974 г., а по-късно е доразвит от физиците Джон Бароу и Франк Типлър (вж. Barrow and Tipler 1988). Антропичният аргумент обикновено се свързва с космоса. И до него ще стигнем, но нека първо ви представя самата идея в един по-скромен - планетарен — план.

Фактът, че живеем тук, на Земята, означава, че тя е и планета от точно определен тип, щом е

могла да ни роди и да ни осигури подходяща среда за живот. Това на свой ред подсказва, че

планетите от този тип са по-необичайни от останалите, ако не и направо уникални. Например

живеещите на нашата същества не биха оцелели без вода, и то в течно състояние. Затова и екзобиолозите, когато търсят признаци на извънземен живот, чисто и просто сканират небесата, за да открият признаци на... вода. Типичната холивудска звезда е обвита с „ореол от златни къдрици".

Същото важи и за астрономическите, включително и нашето Слънце. Около всяка звезда се простира и една, тъй да се каже, „златокъдра зона (Ако предпочитате, можете да я наричате аурикомна), където не е нито много горещо, нито много студено, а точно колкото трябва - като за планети с течаща вода. А между планетите, които са толкова отдалечени от звездата, че водата им замръзва, и онези, които са толкова близко, че там тя завира, се простира и една тъничка ивица от орбити.

Както можем да предположим, орбитата, която би била най-благоприятна за появата на живот, трябва да е почти окръжна. Подчертано елипсовидната орбита (като тази на новооткритата десета планета, неофициално наричана Ксена) в най-добрия случай би позволила на планетата да префучи като вихър през зоната на златокъдрието по веднъж на няколко земни десетилетия, а може и векове.
Споменатата Ксена никога не прониква в тази зона, дори и когато е най-близо до Слънцето, което ѝ се случва на всеки 560 земни години. Температурата на Халеевата комета варира от 47°С (на перихелия) до минус 270°С (на афелия). Строго погледнато, орбитата на Земята, а и на останалите планети в нашата система, е елипсовидна - нашата стига най-близо до Слънцето през януари и съответно се отдалечава най-много от него през юли. Само че окръжността е една малко по-особена разновидност на елипсата, а земната орбита е толкова „Окръжна", че не излиза никога от зоната на златокъдрието. Така че мястото на Земята в Слънчевата система има своите уникални предимства, което обяснява и защо именно тук е стартирала еволюцията. Масивната гравитационна „прахосмукачка" на Юпитер е разположена така, че да засмуква прелитащите астероиди, които иначе щяха да ни засипват с убийствени удари. А необичайното на нашата звезда. Слънцето, се изразява в това, че тя не е бинарна и не е затворена в обща орбита с някоя своя звездна спътница. Бинарните звезди също могат да имат планети, но техните орбити биха варирали прекалено хаотично, за да позволят и еволюирането на каквито и да е форми на живот.

Тези особено благоприятни условия за живот на Земята получават най-често две алтернативни обяснения. Според едната теория (тази за „промисъла") Бог първо е сътворил нашата планета и я е цвъчнал в „златокъдрата" зона, а после е добавил и останалите детайли - все за наше добро. Антропичният подход е по-различен, защото в него се долавя и лек дарвинистки полъх. Огромното мнозинство планети във вселената никога не попадат в „златокъдрите" (или преференциални) зони на съответните звезди, затова и на тях няма живот. Но колкото и нищожно да е малцинството от подходящи за живот планети, ние със сигурност сме част от него - защото сме не някъде другаде, а тук, и можем да размишляваме над тези проблеми.

Любопитното е, че религиозните апологети харесват антропичния принцип. По някаква необяснима причина са решили, че тази идея подкрепя тяхната теза. Всъщност тя прави тъкмо обратното. Подобно на естествения подбор, и антропичният принцип е алтернатива на „творческия замисъл", защото предлага едно разумно и най-вече непредубедено обяснение на факта, че Земята е предложила най-благоприятни условия за нашата поява и по-нататъшно развитие. Мисля, че объркването се е получило, защото този принцип се споменава само в контекста на проблема, който се опитва да разреши: как сме улучили мястото и момента. Но има и още нещо, което религиозното съзнание отказва да приеме. Кандидатите за решение на проблема са двама. Единият е Бог, а другият - антропичният принцип. Неслучайно говорим за алтернативи.

Течащата вода е необходимо условие за живот, но то не е достатъчно. Самото ѝ наличие още не означава, че в нея непременно ще възникне живот, затова и можем да определим неговата поява като свръхневероятно събитие. Да, Дарвиновата еволюция с охота е продължила започнатото, но първо се е появил животът. А как е започнал самият той? Под „поява" би трябвало да разбираме мкое химическо явление (или поредица от такива), благодарение на което са възникнали и условия за естествен подбор. Необходимата основна съставка сигурно е била някой носител на наследствеността - или ДНК, или (което е по-вероятно) нещо, което е можело да „копира" като ДНК, но не толкова акуратно, да кажем, сходната молекула на РНК. И когато се е появила тази генна молекула, вече е можел да започне и същинският естествен подбор, както го е разбирал Дарвин, а впоследствие да се появят и още по-сложни форми на живот. Точно това „невероятно щастливо" стечение на обстоятелствата, при което е възникнал спонтанно и първият носител на наследствеността, на мнозина им се струва и крайно неправдоподобно. То наистина не е за вярване, затова и в този раздел ще му отделя по-специално внимание.

Произходът на живота е една изключително плодотворна, но и спекулативна тема за научни изследвания. Тук се изискват завидни познания по химия, която не е моята стихия. Аз съм само един страничен наблюдател, който следи с любознателна съпричастност работата на химиците. Няма да се изненадам, ако в рамките на следващите няколко години те съобщят, че са създали по изкуствен път най-ранната форма на (земен) живот в своите лаборатории. Но тъй като това все още предстои, би било редно за заявим, че вероятността е изключително малка - въпреки че това вече се е случвало (поне веднъж).

8. 
   Можем да постъпим по същия начин, както с „преференциалните" орбити, и да развием следната теза. Колкото и невероятна да ни изглежда самата поява на живота, ние знаем със сигурност, че се е случила, защото сме тук. Отново има две версии за случилото се - креационистка (за „промисъла") и научна (известна още като антропична хипотеза). Привържениците на първата изхождат от вече познатия постулат - Бог е извършил замисленото от самия него чудо, като е цапардосал с огнена мълния предбиотичната супа и от нея е изхвърчала ДНК (или нещо от сорта), за да започне и своята шеметна кариера.
   

Знам, че този залог изглежда прекалено хазартен. На пръв поглед шансовете ви са нищожни - вероятността да е възникнал живот на някоя определена планета е едно на един билион. Но от друга страна той е могъл да възникне не само на една, а на един билион планети, което пък не е никак малко. На тези, които се вълнуват от темата за извънземния живот, бих казал следното: шансовете ни да открием такава планета са горе-долу същите като при търсенето на игла в купа сено. Само че не е нужно да зарязваме работата си, за да търсим тази игла. На помощ отново ни се притичва антропичният принцип. Щом едно живо същество може да вижда, то вече задължително седи на някоя от тези пословично редки игли - още преди да се е сетило да я търси.

Всяко вероятностно изказване се прави в контекста на определено ниво на незнание. Ако не знаем нищо за дадена планета, можем поне да предположим какви са шансовете да има живот на нея, примерно едно на един билион. Но ако внесем още някое предположение в тази хипотетична оценка, нещата ще се променят. Въпросната планета може да има някои специфични особености, например по-особен геоложки профил (имам предвид съотношението на химическите елементи в нейните скали), което би повишило значително шансовете на живота. С други думи, някои планети са по-земеподобни от другите. А най-земеподобна, разбира се, е самата Земя! Това би трябвало да е допълнителен стимул за химиците, опитващи да направят лабораторна възстановка на интересуващото ни събитие, защото така намаляват и шансовете им за провал. Но от предишното изчисление се видя, че дори и при тези толкова нищожни шансове за успех (едно на един билион) химическият модел ни вдъхва и доста оптимистични надежди. Така или иначе има вероятност да е възникнал живот на един билион планети във вселената, което пък означава, че си струва да опитаме. Хубавото на антропичния принцип е, че ни подсказва нещо, което противоречи на всяка интуиция. Например на химическия модел е необходимо само едно предположение (че поне на една от тези хиляда милиарда планети все ще възникне живот), за да ни даде добър и напълно удовлетворителен отговор и на другия въпрос - защо има живот точно тук, на Земята. Дори и за миг не допускам, че загадката на живота може да намери някакво лесно практическо решение. Но смятам, че определено си струва да бъдат поощрявани опитите на химиците да възпроизведат интересуващото ни събитие в лабораторни условия. Същото важи и за екипите, включени в програмата SETI (вж. Глава II), тъй като не изключвам вероятността да има разумен живот и някъде другаде във вселената.

Но даже и да се съобразим с най-песимистичните прогнози относно спонтанното възникване на живота, гореизложеният статистически аргумент е достатъчен, за да се откажем поне от идеята да запълваме пробойните с „творчески замисли". На пръв поглед еволюционната история е изпълнена с пробойни, но пък произходът на живота може да изглежда непреодолимо препятствие само на мозъци, свикнали да преценяват рисковете, ръководейки се от най-банални битови съображения - същите, от които се ръководят и спонсорите, когато преценяват предложените им от химиците проекти. Но дори и най-големият луфт може лесно да се запълни от науката, стига да разполага с достатъчно статистически данни, а самата статистическа наука категорично отхвърля вероятността за някакъв божествен творец - на същите основания, както и в случая с „абсолютния боинг", на който се спряхме по-горе.

Но да се върнем на темата. Да предположим, че някой се опита да обясни явлението, наречено биологична адаптация, със същото, на което ние току-що се позовахме във връзка с произхода на живота — огромния брой налични планети във вселената. По-наблюдателните вече са констатирали факта, че всеки биологичен вид (както и всеки анатомичен орган) е добър в онова, с което се занимава. Крилете на птиците, пчелите и прилепите са добри в летенето. Очите са добри във виждането. Листата са добри във фотосинтезирането. Ние живеем на една планета, където ни заобикалят поне десет милиона вида, всеки от които демонстрира по свой собствен начин илюзията за „промисъл".

Всеки от тях изглежда отлично пригоден за своя специфичен начин на живот. Можем ли отново да се позовем на „огромния брой планети", за да обясним и това изобилие от илюзии? Категорично не. Дори не си го и помисляйте! А това е важно, защото на такива необосновани аналогии се дължи и най-сериозното недоразумение, свързано с дарвинизма (Което, според Докинс, е и поводът да напише Себичният ген - че естественият подобор се е осъществявал не на ниво биологичен вид или индивид, а по-скоро сред гените, които използват телата на живите организми, за да продължат собственото си съществуване. В човешката еволюция се намесва още един фактор, т.нар. меми, „културният еквивалент" на гените - различните идеи и представи, предаващи се между хората (включително и модата или религията), които в един момент „заживяват" самостоятелно и започват да „преследват свои цели").

Няма значение колко топки с числа ще се завъртят в сферата - никога няма да извадим толкова голям късмет, че да обясним и сложното многообразие от видове на Земята, както направихме със самото възникване на земния живот. Появата и еволюцията на живота са два съвършено различни казуса, защото, повтарям, първата е била уникално събитие - дори и да не е било еднократно, поне е трябвало да се случи само веднъж. От друга страна, адаптацията на отделните видове към конкретната им среда се е случвала милиони и милиони пъти, а на всичкото отгоре продължава и сега.

Ясно е, че тук, на Земята, протича един общ процес, наречен оптимизация на биологичните видове, който обхваща цялата планета, всички континенти и острови. И всички епохи. Затова спокойно можем да предположим, че ако изчакаме още десетина милиона години, ще разполагаме и с един изцяло обновен комплект от видове, които ще са също така добре адаптирани към своите начини на живот, както и днешните. Става дума за едно периодично повтарящо се, предвидимо и мултиплициращо се явление, а не за някакво щастливо налучкване на числата от тотото, подсказано ни от интуицията. И благодарение на Дарвин знаем и кое го движи - естественият подбор.

Антропичният принцип обаче е безсилен да обясни безбройните детайли, изграждащи живите „твари". Затова се нуждаем от мощния подемен кран на Дарвин, за да обхванем с поглед цялото многообразие от форми на живот на Земята и най-вече да се отърсим от илюзията за „промисъл". За разлика от тях произходът на живота не попада в обхвата на този кран, защото естественият подбор не би могъл да процедира, ако няма живот. Тук вече антропичният принцип нагазва в свои води. Можем да схванем уникалността на това събитие (произхода на живота), като предположим един огромен брой от планетарни възможности. Но щом спечелим първия залог, което няма как да не стане, защото в случая антропичният принцип е гаранция за успех, ще трябва да отстъпим място на естествения подбор, а той, подчертавам, няма нищо общо с късмета.

Но произходът на живота може и да не е единственият по-голям луфт в еволюционната история, който се запълва единствено с... късмет (макар и антропично оправдан). Например моят колега Марк Ридли в книгата си Демонът на Мендел (която неговите американски издатели на своя глава преименуваха с подвеждащото Сътрудничещият ген - вж. Ridley 2000) изказва мнението, че появата на т.нар. евкариотна клетка (каквато си имаме и ние, хората - с ядро и някои по-комплицирани особености като митохондриите, с каквито бактериите не разполагат („Евкариоти" са всички клетки, чието делене става чрез митоза. Другата категория са „прокариоти" - имат си само по една хромозома, но са лишени (освен от митохондрии) и от такива интригуващи съставки като хлоропластите и ендоплазмените ретикули) е била още по-значимо, по-трудоемко и статистически по-невероятно събитие от появата на живота. По тази логика можем да приемем и появата на съзнанието като следващия по-голям луфт в еволюцията, чието запълване попада в невероятностите от същия порядък. Тези еднократни събития обаче могат да бъдат обяснени отново чрез антропичния принцип. Възможно е на билиони планети животът да е еволюирал до ниво бактерии, но само на нищожна част от тях той е успял да преодолее зеещия пролом, за да стигне и до евкариотната клетка (или някой неин еквивалент). А на една още по-нищожна част от тях той е успял да прекоси и последния рубеж преди съзнанието. Но ако и двете са еднократни събития, значи не може да се говори за вездесъщ и всеобхватен процес, Каквато е стандартната биоадаптация с нейния равномерен ритъм. Какво ни казва антропичният принцип? Ами щом сме живи, евкариотни и съзнателни същества, значи нашата Земя е от ония изключително редки планети, които са преодолели и трите пролома.

Естественият подбор върши работа, защото е кумулативен и нещо като еднопосочен път към съвършенството. За да започне работа, му трябва малко късмет, а аргументът с „билионите планети", на който се осланя антропичният принцип, му го гарантира. Вероятно и някои следващи луфтове в еволюционната история се нуждаят от солидна доза късмет. Но каквото и да си говорим, „промисълът" очевидно не е обяснение,

1) защото не е кумулативен и

2) вместо да дава окончателен отговор, повдига нови въпроси, с което ни хвърля в поредния безкраен регрес, както се получи и с „абсолютния боинг".

Ние всички живеем на планета, която е добронамерена към нашия тип живот. Вече се запознахме с две от причините. Едната е, че животът тук се е развивал и процъфтявал благодарение на условията, предлагани от тази планета. Ето че стигаме и до естествения подбор. Другата пък е от антропично естество. Във вселената има билиони планети, но само една нищожна част от тях предлагат условия за еволюция. Но колкото и да са малко, нашата планета със сигурност е сред тях. Ето че е време да приложим антропичния принцип към предходния етап и да се върнем от биологията към космологията.