Но дело может повернуться значительно лучше. Мы до сих пор не знаем, нет ли в космосе другого места, где появились любители телескопов, и даже были ли наши телескопы первыми, но несмотря на это мы уже знаем о Вселенной так много, что даже поняли: у нее есть шанс пробудиться в значительно большей степени, чем это с ней случилось до сих пор. Возможно, мы и сами что-то вроде первых проблесков сознания, переживаемых по утрам, когда забвение постепенно сменяется предчувствием приближающегося полного пробуждения и открывающихся глаз. Возможно, жизнь распространится по нашему космосу и будет процветать миллиарды и триллионы лет, и случится это, возможно, благодаря тем самым решениям, которые мы примем на нашей маленькой планете в то время, пока здесь живем.
Краткая история сложности
Так откуда же это поразительное пробуждение? Оно не было единичным случайным событием, но стало лишь одним из звеньев неразрывной 13,8-миллиардолетней цепи трансформаций, делающих нашу Вселенную все более сложной и интересной, — они происходят и сейчас со все возрастающей скоростью.
Я чувствую, что мне крупно повезло, так как, став физиком, я большую часть последних 25 лет провел, соучаствуя в познании нашей космической истории, в этом захватывающем путешествии в неизведанное. Еще в то время, когда я работал над своей диссертацией, мы перестали спорить, 10 миллиардов лет нашей Вселенной или все 20, и стали спорить, равен ли ее возраст 13,7 миллиардов лет или все-таки ближе к 13,8: новые телескопы, новые компьютеры, новые теории сделали наше знание более точным. Мы, физики, до сих пор не знаем, что вызвало Большой взрыв и был ли он действительно началом всего, или всего лишь завершением какой-то предыдущей фазы. Однако мы получили довольно детальное знание о том, что произошло после Большого взрыва, благодаря настоящей лавине очень точных измерений, а потому позвольте мне в немногих словах подвести предварительный итог первым 13,8 миллиардам лет нашей космической истории.
Вначале был свет. Первое мгновение после Большого взрыва вся та часть пространства, которую наши телескопы в принципе могут наблюдать («наша наблюдаемая Вселенная», или просто «наша Вселенная», как говорят для краткости), была горячее и ярче, чем ядро нашего Солнца, и к тому же она быстро расширялась. Кто-то, быть может, подумает, что это было то еще зрелище, но на самом деле оно было довольно унылым, в том смысле, что в нашей Вселенной тогда не было ничего, кроме безжизненного, очень плотного и горячего, скучно однообразного супа из элементарных частиц. Куда ни посмотри, со всех сторон было одно и то же; единственная интересная структура возникала из-за слабых, выглядящих случайными, звуковых волн, отчего суп в некоторых местах становился на 0,001 % плотнее, чем во всех прочих. Эта слабая волна, как принято думать, возникает из-за квантовых флуктуаций, поскольку в квантовой механике принцип неопределенности Гейзенберга запрещает чему бы то ни было становиться уж совсем скучным и везде одинаковым.
По мере того как наша Вселенная остывала, она становилась все менее однообразной: ее частицы объединялись во все более сложные объекты. В течение самой первой крошечной доли секунды сильное ядерное взаимодействие успело сгруппировать кварки в протоны (ядра водорода) и нейтроны, и некоторым из них понадобилось всего несколько минут, чтобы слиться в первые ядра гелия. Через 400 000 лет электромагнитные силы привязали к этим ядрам электроны, и так возникли первые атомы. Вселенная все продолжала расширяться, поэтому атомы остывали и превращались в холодный темный газ. Наступившая темная ночь продлилась следующие 100 миллионов лет. Ей на смену пришел космический рассвет, когда сила тяготения успешно раскачала флуктуации в газе, прижав атомы друг к другу так, что возникли первые звезды и галактики. Эти первые звезды произвели так много тепла и света, что атомы водорода внутри них стали сливаться в более тяжелые — атомы углерода, кислорода и кремния. Когда эти звезды гибли, рожденные в их недрах атомы рассеивались в окружающем космосе, чтобы оказаться затем внутри планет, формирующихся близ звезд следующего поколения.
В какой-то момент группы атомов сложились таким образом, что образовавшийся комплекс смог поддерживать свою форму и даже скопировать себя. Скоро копий стало уже две, и процесс удвоения на этом не остановился. После всего лишь сорока циклов их количество достигло триллиона! Первый опыт самовоспроизводства оказался успешным и превратился в силу, с которой следовало считаться. Начиналась жизнь.
Три стадии жизни
В вопросе о том, что считать жизнью, как известно, давно уже нет никакого согласия. Предлагается огромное количество альтернативных определений, и некоторые из них включают довольно жесткие ограничения: например, требуется наличие клеточной структуры, что, вероятно, исключит из числа живых и будущие мыслящие машины, и некоторые внеземные цивилизации. Так как мы не хотим ограничивать свои размышления о будущем жизни теми биологическими видами, с которыми мы уже знакомы, то давайте примем более широкое ее определение, чтобы оно включало и любой иной процесс, если только он обладает сложностью и способностью к самовоспроизведению. Что именно воспроизводится, не так уж важно (состоит из атомов), важна информация (состоит из бит), которая определяется взаимным расположением атомов друг относительно друга. Когда бактерия копирует свою ДНК, не возникает никаких новых атомов, но имевшиеся атомы выстраиваются в цепочку, точно повторяющую исходную, таким образом копируется только информация. Иными словами, мы можем считать живой любую самовоспроизводящуюся и способную обрабатывать информацию систему, собственная информация которой (ее «программное обеспечение», «софт») определяет и ее поведение, и ее строение («хард»).
Вслед за самой Вселенной жизнь становилась все сложнее и интересней
[4], и, как я сейчас поясню, мне представляется полезным ввести классификацию форм жизни по их соответствию трем степеням сложности: Жизнь 1.0, 2.0 и 3.0. Чем эти три формы отличаются друг от друга, в общих чертах хорошо видно на рис. 1.1.
Рис. 1.1.
Три стадии жизни: биологическая эволюция, культурная эволюция и технологическая эволюция. Жизнь 1.0 не может влиять ни на «хард», ни на «софт» во время существования единичного организма: и то и другое определяется его ДНК, которая может изменяться от поколения к поколению на протяжении долгого периода эволюции. В отличие от этого, Жизнь 2.0 умеет переиначивать свой «софт»: люди приобретают многочисленные сложные навыки — учат языки, совершенствуются в спорте, осваивают профессии — они даже могут фундаментально пересматривать свой взгляд на мир и свои жизненные цели. Жизнь 3.0, которая пока еще не появилась на Земле, умеет радикально переиначивать не только «софт», но и «хард», не дожидаясь, пока он изменится эволюционным путем через ряд поколений.
