Цифровой журнал «Компьютерра» № 87

Должно ли кодирование информации осуществляться именно состоянием молекул, вопрос отдельный. Но, как мы видим, в этом определении никаких ограничений на состав этих молекул нет. И почему бы эволюции было не воспользоваться тем, что у неё под рукой в большем количестве?

Вот отец неравновесной термодинамики Илья Пригожин отмечал, что у систем биологических, в отличие от физических, есть прошлое. Что молекулы, входящие в них, были отобраны прошлыми эволюционными процессами для участия в автокаталитических, усиливающих самих себя реакциях. Но и тут никакого запрета на применение кремния не существует. Так почему же жизнь и разум на нашей планете функционируют на основе углерода?

Дело в его химических свойствах. Атомы углерода меньше, нежели у кремния, — 91 пикометр радиуса против 132 пикометров. Образуемые ими связи, в том числе ковалентные углерод-углеродные, прочнее и разнообразнее. Какие полимеры образует в присутствии кислорода, синтезированного в топках звёзд ранних поколений, давших жизнь Солнечной системе, кремний?

Да очень скучные и однообразные, на базе двуокиси кремния. Нерастворимые, неактивные… А спаренные углероды создают вокруг каждого атома углерода тетраэдрическую конфигурацию, работающую превосходным каркасом для органических молекул с различной пространственной структурой. Не могу назвать иной химический элемент, кроме углерода, который способен образовать такое разнообразие прочных молекул. Обратим внимание: прочных! Чтобы бороться с энтропией, прочность необходима.

Конкретика того, что входит в состав живых организмов, неважна. Белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды (жиры и жироподобные вещества) – всё это произвольно. Ещё более произвольно то, что на нашей планете все белки построены из левовращающих аминокислот, все нуклеиновые кислоты – из правовращающих сахаров. Любителей «твёрдой» научной фантастики отошлём к рассказу Михаила Владимирова (псевдоним некоего член-корреспондента АН СССР) «Остров зеркального отражения».

Важно то, что построены эти вещества из прочных и разнообразных молекул. Их основой служит углерод, определённые квантовой механикой свойства которого придают им такое разнообразие. Ну вот так оно на нашей планете. Так уж шла эволюция…

А кремний, хоть на него и падает больше четверти состава земной коры, такого разнообразия и такой прочности не даёт. И хотя именно кремний придаёт прочность нашим костям, зубам и ногтям (вспомним о дарвиновской «эволюции с когтями и клыками»), материал он в биосфере вспомогательный. (Углерод, по Вернадскому, в декаде второй; первая — это водород с кислородом, а кремний — в третьей.)

Ну а эволюция – дама безмозглая. Комбинаторными способностями она обладает. Времени у неё – миллиарды лет. Полигон – размером с планету. Равнодушию к страданиям её жертв — тех самых существ, не прошедших естественный отбор и в результате этого разрываемых когтями и разгрызаемых клыками, позавидует любой садист…

Но вот творческие способности – ограниченны и однообразны. На начальных этапах, сине-зеленые там всякие, одноклеточные – использование квантовой механики, фотосинтеза. А в высших животных – рычаги там, гидравлика… В начале технологии ХХ века, в конце откат к Архимеду Сиракузскому и Герону Александрийскому. За одним исключением – разума… Но это отдельный разговор.

Вернемся же теперь к технологиям. Обратимся к их истории. Было когда-то такое развлечение – радиолюбительство. Берёшь электронную лампу и на ней одной ладишь суперрегенеративный приёмник. Очень высокая чувствительность (достигаемая положительной обратной связью) и очень узкая (по той же причине) полоса пропускания. Регулировать нужно было непрерывно, но клевету А.М. Гольдберга с волн Би-Би-Си послушать удавалось сквозь заглушки.

Так, даже одноламповый приёмник содержал изрядное разнообразие элементов, ёмкостей, резисторов, нескольких катушек, силового трансформатора, селеновых пластин выпрямителя. Ну а что ж говорить о супергетеродине с двойным преобразованием частоты, двухпетлёвой АРУ и автоподстройкой частоты…

Лампы там присутствовали в изобильной номенклатуре. Двойные триоды, триод-гептоды, пентоды, пара электронно-лучевых индикаторов 6Е1П… Кремниевые диоды для запитки нитей накала постоянным током. Комбинировать их было крайне просто: минимум расчётов, но долгая возня при настройке с генератором качающейся частоты и катодным осциллографом. А что приёмник нынешний? Пара микросхем в пластиковом корпусе… Голимый кремний (верньеры и индуктивности мы и там и там в расчёт не берём).

Посмотрим на ЭВМ. Древнейшие, ламповые. Разнообразие элементов. Современные – однообразный кремний. Но – несопоставимо больше знаний вложено в технологию, в конструирование. Вот и эволюция когда-то комбинировала всякие карбоновые кислоты, углеводороды, амины, спирты, альдегиды… Потом породила однородный массив нервных клеток, нейросеть головного мозга.