Посвящаем эту книгу всем, кто страдает рассеянным склерозом или болезнью Паркинсона.
Не сдавайтесь.
Предисловие
Мы живем в золотой век научных открытий. Великие тайны, занимавшие учёных в прошлые века, уже раскрыты одна за другой. Сейчас мы понимаем, например, что Вселенная зародилась в горячем, плотном состоянии 13,8 миллиарда лет назад и с тех пор расширяется и охлаждается. Сейчас мы знаем, что жизнь основана на химии, и что химией жизни управляет молекула под названием ДНК. Мы понимаем, что сама поверхность нашей планеты меняет свой облик в ответ на бурное движение вещества глубоко у нас под ногами. Наше видение мира, а также нашего места в нём, становится всё более ясным и понятным.
Тем не менее, глубокие и фундаментальные вопросы по-прежнему остаются. Среди них одним из старейших и глубочайших является тема данной книги. Проще говоря, это вопрос звучит так: одиноки ли мы во вселенной?
Дело в том, что нам известна только одна форма жизни во вселенной — жизнь, которая развилась на нашей собственной планете. Но мы не знаем, была ли эта жизнь результатом самых обычных химических и физических процессов, или же то, что произошло на Земле, было своего рода статистической случайностью — случайной ошибкой природы. Наши мысли по данному вопросу в настоящее время претерпевают радикальные изменения, потому что в последнее десятилетие были открыты тысячи ранее неизвестных планет, которые вращаются вокруг звёзд, отличных от нашего собственного Солнца (или вообще не вращаются вокруг звезды). Сейчас мы понимаем, что наша Солнечная система — всего лишь одна из огромного числа таких систем в нашей галактике, и что Земля — всего лишь одна из многих миллиардов планет, которые могли бы поддерживать развитие жизни. Но развилась ли жизнь на этих планетах, и если да, то какого рода может быть эта жизнь? Единственные ли мы разумные существа в галактике?
У нас есть достаточно хорошее представление о некоторых шагах, которые привели к появлению жизни на Земле, и очень чёткое понимание того, как эта жизнь эволюционировала до своего нынешнего разнообразия после появления первого примитивного микроба. Большая часть истории жизни на Земле зависит от особенностей той окружающей среды, в которой делались эти шаги — от специфических условий нашей собственной планеты. И здесь возникает наш вопрос: как эти шаги пройдут в тех радикально отличных природных условиях, которые мы видим на экзопланетах? Будет ли жизнь развиваться там так же, как на Земле? Будет ли она развиваться иначе? Насколько сильно она может отличаться от нас? Какие виды жизни мы можем представить себе в свежеоткрытом царстве экзопланет?
Очевидно, что для решения подобных вопросов следует в значительной степени задействовать образное мышление. Тем не менее, существуют некоторые основополагающие законы природы, которые действуют во всей вселенной, и эти законы накладывают ограничения (хотя и довольно великодушные) на наши рассуждения о жизни в иных местах вселенной. Поскольку мы, авторы, являемся профессорами физики (Дж. Т.) и астрономии (М. С.) соответственно, далее по тексту книги мы аккуратно соблюдали эти ограничения. И всё равно самым удивительным будет количество разительно отличных друг от друга сценариев, которые могут разыгрываться в нашем воображении даже в рамках тех ограничений, которые устанавливают эти законы.
В первых пяти главах этой книги мы описываем базовые методики, которыми мы руководствуемся в ходе наших исследований природы жизни в целом. Мы рассмотрим сложную проблему определения того, что мы считаем жизнью (глава 3), а далее последует обсуждение правил игры в происхождение и эволюцию жизни (глава 4). Затем в главе 5 мы начнём рассмотрение довольно сложной задачи, с которой сталкиваются учёные, когда пытаются обнаружить присутствие жизни на далёкой планете.
С этого момента мы переходим в режим, который потребует немало воображения, а также некоторых знаний в области фундаментальных наук. Мы взглянем на типичные экзопланеты и попытаемся понять, как основные правила, регулирующие развитие жизни, будут действовать в природной среде каждой из них. Мы зададимся вопросом о том, как, где и какие разновидности жизни могут развиться в этих экзо-мирах, а затем поразмышляем о том, как там может возникнуть развитая технологическая цивилизация.
В конце глав этой части книги вы встретите диалоговые разделы под названием «Майк и Джим» (имена, выбранные нами по очевидным причинам). В каждом из них мы представляем, что в мире, который мы только что описали, развились не только живые существа, но и сложные технологии. В каждом диалоге приводятся шуточные аргументы, при помощи которых мы пытаемся доказать (и опровергнуть) утверждение о том, что вариант жизни на экзопланете, которую мы только что посетили, должен быть единственным вариантом жизни, который только может существовать во Вселенной. Это упражнение — дань уважения великому писателю-фантасту Айзеку Азимову и написанной им в 1941 году повести «Приход ночи», действие которой разворачивается на воображаемой планете в системе из шести звёзд. В какой-то момент истории группа астрономов изучает возможность вращения планеты вокруг одиночной звезды и приходит к выводу о том, что жизнь в такой среде была бы невозможной — ведь половину времени там было бы темно! Аналогичным образом диалоги «Майк и Джим» можно рассматривать как призывы к открытости мышления, когда речь идёт о возможностях жизни в иных местах Вселенной.
Во время путешествия по экзопланетам мы в первую очередь уделяем внимание жизни, «похожей на нас», то есть, такой жизни, какова она на нашей планете — основанной на химии молекул, содержащих атомы углерода. Однако в главе 15 мы расширим наш поиск. Вначале мы рассмотрим то, что мы называем «жизнью, не похожей на нас», то есть жизнь, которая по-прежнему основана на химии, но не обязательно на химии углеродсодержащих молекул. Наконец, в главе 16 мы снимаем все ограничения и представляем то, что мы называем «жизнью, совершенно не похожей на нас», то есть жизнь, которая вообще не основана на химии. Мы обнаруживаем, что по мере нашего полёта всё дальше и дальше от знакомого нам мира, и по мере того, как научные основы нашей дискуссии становятся всё более и более шаткими, нам приходится всё больше и больше обращаться к сценариям, которые можно было бы позаимствовать из научной фантастики.
—
Прежде чем продолжить, мы должны сказать пару слов о том, какими единицами измерения мы пользуемся. Когда мы приводим цифры, наша цель — дать читателю общее представление о размерах обсуждаемых объектов (планет, звёзд и т.д.). Соответственно, мы представляем все веса и меры в английской системе мер, а за ними в скобках указывается их приблизительный эквивалент в единицах метрической системы.
