Этот вариант энтропийного тустепа, запущенный гравитацией и реализуемый средствами ядерной силы, материя исполняет повсеместно по всей Вселенной. Именно этот процесс, доминирующий в космической хореографии чуть ли не с момента Большого взрыва, привел к формированию огромного количества звезд — упорядоченных астрофизических структур, чьи теплота и свет, по крайней мере в одном случае, сделали возможным появление жизни. В таком развитии событий, как мы увидим в следующей главе, задействован своеобразный партнер энтропии — эволюция, — способный формировать самые утонченно сложные структуры во Вселенной.
4
Информация и жизнеспособность
От структуры к жизни
«Уважаемый профессор Шредингер, — начиналось скромное письмо 1953 г. от биолога Фрэнсиса Крика к Эрвину Шрёдингеру, одному из отцов-основателей квантовой механики и лауреату Нобелевской премии 1933 г. по физике, — однажды мы с Уотсоном говорили о том, как каждый из нас пришел в молекулярную биологию, и выяснили, что оба мы испытали на себе влияние вашей небольшой книжки "Что такое жизнь?"». После этого упоминания книги Шредингера Крик продолжает с едва сдерживаемым возбуждением: «Мы подумали, что вас, возможно, заинтересуют приложенные репринты статей — вы убедитесь, что ваш термин "апериодический кристалл", похоже, очень подойдет к случаю»1.
Уотсон, которого упоминает Крик, — это, разумеется, Джеймс Уотсон, автор, наряду с Криком, еще не остывших после типографского пресса «приложенных оттисков». Среди них — научная статья, которой суждено было стать одной из самых знаменитых статей XX в. В опубликованном виде рукопись заняла бы меньше одной журнальной страницы, и все же этого оказалось достаточно, чтобы описать геометрическую форму ДНК — двойную спираль — и принести Крику и Уотсону, вместе с Морисом Уилкинсом из Королевского колледжа, Нобелевскую премию 1962 г.2 Замечательно, что Уилкинс тоже признавался, что именно книга Шредингера зажгла в нем страстное желание определить молекулярную основу наследственности; по словам Уилкинса, «она привела меня в движение»3.
Шредингер написал «Что такое жизнь?» в 1944 г. на основе серии публичных лекций, которые он прочел годом ранее в Дублинском институте перспективных исследований. Анонсируя лекции, Шредингер отметил, что тема сложна и что «лекции эти нельзя назвать популярными» — впечатляющая приверженность тщательной проработке темы даже ценой возможного уменьшения аудитории4. Несмотря на такое предупреждение, три пятницы подряд в феврале 1943 г., когда на континенте бушевала Вторая мировая война, аудитория из более чем 400 человек — включая премьер-министра Ирландии, различных известных людей и богатых светских тусовщиков — набивалась в лекционный зал на верхнем этаже серого каменного здания им. Дж. Фицджеральда в кампусе Тринити-колледжа, чтобы послушать, как родившийся в Вене физик пытается совладать с наукой жизни 5.
Задачей Шредингера, по его собственным словам, было продвинуться в поисках ответа на один-единственный главный вопрос: «Как физика и химия смогут объяснить те явления в пространстве и времени, которые происходят внутри живого организма?»6 Или, вольно перефразируя: камни и кролики — это не одно и то же. Но чем они различаются? И почему? То и другое — громадный набор протонов, нейтронов и электронов, и все эти частицы (не важно, располагаются они в камне или в кролике) подчиняются одним и тем же законам физики. Что же такого происходит в теле кролика, что делает его набор частиц принципиально отличным от набора частиц, образующих камень?
Именно такой вопрос, по идее, и должен задать физик. Физики чаще всего редукционисты и потому стремятся искать в сложных явлениях объяснения, основанные на свойствах и взаимодействиях их простых составляющих. Если биологи часто определяют жизнь по главным ее действиям (жизнь поглощает сырье для обеспечения самоподдерживающихся функций, удаляет возникающие при этом отходы и в самых успешных случаях воспроизводит себя), то Шредингер искал ответ на вопрос «Что такое жизнь?», который пролил бы свет на фундаментальные физические механизмы жизни.
Притягательная сила редукционизма велика. Если бы мы могли понять, что оживляет набор частиц, какое молекулярное волшебство разжигает огонь жизни, мы тем самым сделали бы серьезный шаг к пониманию происхождения жизни и вездесущности — или уникальности — жизни в космосе. Сегодня, более чем полвека спустя, несмотря на колоссальные успехи физики и особенно молекулярной биологии, мы по-прежнему пытаемся найти ответы на вопрос Шредингера в разных вариантах. Если в разложении жизни (и материи в более общем случае) на составляющие ученые достигли впечатляющих успехов, то задача понимания того, откуда вдруг появляется жизнь, когда наборы этих составных частей организуются в некоторые конкретные конфигурации, по-прежнему пугающе трудна. Такой синтез — необходимый компонент редукционистской программы. В конце концов, чем с большим увеличением вы рассматриваете нечто живое, тем сложнее понять, что оно живет. Сосредоточьтесь на отдельной молекуле воды, или атоме водорода, или на отдельном электроне, и вы обнаружите, что ни один из этих объектов не несет на себе отметки, по которой можно понять, входит ли он в состав чего-то живого или мертвого, одушевленного или неодушевленного. Жизнь распознается по коллективному поведению, крупномасштабной организации, общей координации громадного числа составляющих объект частиц — даже одна-единственная клетка содержит более триллиона атомов. Пытаться разгадать тайну жизни, сосредоточив внимание на элементарных частицах, — все равно что слушать симфонию Бетховена последовательно, инструмент за инструментом и нота за нотой.
Сам Шредингер в своей первой лекции обратил внимание на это. Если тело или мозг могут быть повреждены неудачным движением одного-единственного атома или горстки атомов, то перспективы выживания этого тела или мозга будут весьма туманными. Чтобы избежать такой чувствительности, указал Шредингер, тела и мозги состоят из большого количества атомов, которые способны поддерживать собственную, в высшей степени скоординированную деятельность даже при том, что отдельные атомы случайным образом колеблются. Так что целью Шредингера было не обнаружить жизнь внутри отдельного атома, но построить на представлении об атомах физическое объяснение того, как большая их коллекция могла бы собраться в нечто живое. По его мнению, это должен быть обширный поиск, который, скорее всего, потребует от науки расширения базового набора концептуальных структур. Кстати, в эпилоге к книге «Что такое жизнь?», где речь шла о сознании, Шредингер сильно удивил (и потерял своего первого издателя), сославшись на древнеиндийские Упанишады и высказав предположение о том, что все мы являемся частью некоей «вездесущей, всепостигающей вечной души» и что свобода воли, которой мы все обладаем, отражает наши Божественные способности?.
Хотя мое представление о свободе воли отличается от представления Шредингера (как мы увидим в главе 5), я разделяю его склонность объяснять все в широком контексте. Глубокие тайны требуют ясности, которую можно передать через набор вложенных историй. Склонны ли мы к редукционизму или эмерджентизму, к математике или образности, к науке или поэзии, но мы получаем наиболее полное представление о вопросе, когда рассматриваем его с нескольких различных точек зрения.
