Начало бесконечности. Объяснения, которые меняют мир

Из-за необходимости исправления ошибок все скачки к универсальности происходят в цифровых системах. Именно поэтому в разговорных языках слова строятся из конечного набора элементарных звуков: речь невозможно было бы понять, если бы она была аналоговой. Невозможно было бы повторить или даже запомнить сказанные кем-то слова. И поэтому не важно, что универсальные системы письма не позволяют идеально представить аналоговую информацию, такую как тон голоса. Его никак нельзя идеально передать. По той же причине с помощью самих звуков можно представить лишь конечное число возможных значений. Например, люди различают только около семи уровней громкости звука. Это приближенно отражено в стандартном нотном письме, в котором есть около семи различных символов для громкости (такие как p, mf, f и так далее[37]). И по той же причине говорящие могут иметь в виду лишь конечное число возможных значений каждого высказывания.

Еще одна поразительная связь между всеми этими столь различными скачками к универсальности состоит в том, что все они происходят на Земле. Вообще говоря, все известные скачки к универсальности происходили под покровительством человека, кроме одного, о котором я еще не упоминал и из которого исторически появились все остальные. Он случился на заре развития жизни.

В современных организмах работает сложный и очень запутанный с химической точки зрения механизм воспроизведения генов. У большинства видов гены выступают в роли шаблонов для формирования цепочек аналогичных молекул, РНК. Последние затем действуют как программы, направляющие синтез составляющих организм химических соединений, главным образом ферментов, которые являются катализаторами. Катализатор – это своего рода строитель, он стимулирует изменение других химических соединений, но сам при этом не меняется. Эти катализаторы, в свою очередь, управляют всеми химическими процессами и регуляторными функциями в организме, а значит, определяют сам организм, включая – что особенно важно – процесс, при котором копируется ДНК. В рамках данного изложения нам не важно, как развился этот сложный механизм, но ради определенности я дам набросок того, как это могло произойти.

Около четырех миллиардов лет назад, вскоре после того, как поверхность Земли охладилась достаточно, чтобы на ней могла конденсироваться жидкая вода, океаны перемешивались вулканами, метеоритами, штормами и приливами, которые были намного сильнее нынешних (поскольку Луна была ближе к Земле). В них также кипела химическая активность: постоянно образовывались и видоизменялись разнообразные молекулы – одни самопроизвольно, другие с помощью катализаторов. Случилось так, что один такой катализатор смог катализировать образование тех самых типов молекул, из которых строился и он сам. Этот катализатор еще не был живым, но стал первым намеком на жизнь.

Он еще не развился до катализатора четко направленного действия, поэтому также ускорял образование и некоторых других химических соединений, включая вариации самого себя. И те из них, которые лучше других стимулировали свое собственное формирование (и замедляли саморазрушение), становилось более многочисленными по сравнению с другими вариациями. В свою очередь они тоже стимулировали воспроизводство вариаций самих себя, и так эволюция продолжалась.

Постепенно способность катализаторов стимулировать воспроизводство себя обрела устойчивость и достаточную специфичность, так что их стало можно называть репликаторами. Так эволюция порождала репликаторы, которые воспроизводили себя все быстрее и надежнее.

Различные репликаторы начали объединяться в группы, члены каждой из которых специализировались на вызывании одной части сложной сети химических реакций, совокупным результатом которых должно было стать создание большего числа копий всей группы. Такая группа уже представляла собой рудиментарный организм. К этому времени жизнь находилась на стадии, примерно аналогичной римским цифрам или печати с металлических пластин: каждый репликатор уже не был сам за себя, но универсальной системы, настроенной или запрограммированной на воспроизводство специфических веществ, еще не было.

Самыми удачными репликаторами могли быть молекулы РНК. Они обладают собственными каталитическими свойствами, зависящими от точной последовательности составляющих их молекул (или оснований, похожих на основания ДНК). В результате процесс стал еще менее похож на простой катализ и больше похож на программирование – на языке или генетическом коде, в котором основания выступали в качестве алфавита.

Гены – это репликаторы, которые можно интерпретировать как инструкции в генетическом коде. Геномы – это группы генов, зависящие друг от друга в плане репликации. Процесс копирования генома называется жизнью организма. Таким образом, генетический код – это тоже язык, используемый для задания организмов. В какой-то момент эта система перешла на репликаторы, состоящие из ДНК, которая более стабильна, чем РНК, и поэтому больше подходит для хранения больших объемов информации.