Великий квест. Гении и безумцы в поиске истоков жизни на Земле

Это совершенно неизбежно, ведь второй закон носит абсолютный характер. Большинство научных открытий всегда в той или иной степени временные, потому что их могут опровергнуть какие-то новые данные, однако о втором законе термодинамики такого сказать нельзя. Дело в том, что он напрямую следует из фундаментальной теории вероятности и потому может быть подкреплен точными и неопровержимыми доказательствами, – в отличие от большинства прочих концепций. Тут не годятся высказывания наподобие “все лебеди белые… хотя подождите-ка, вон один черный”. Второй закон термодинамики может оказаться неверным лишь в том случае, если каким-то немыслимым образом окажутся ошибочными и сами основы математики.

Это нетрудно проиллюстрировать, бросив 10 игральных кубиков разом. Есть шанс, что на всех выпадет одно и то же число, – скажем, шестерки. Но соответствующий исход этой игры, то есть десять шестерок, выпавшие разом, – всего один, в то время как некрасивых комбинаций вроде 5 364 414 235 может быть огромное количество. Именно в силу свойств чисел мы почти всегда будем получать какой-то неупорядоченный результат.

Физик Артур Эддингтон сформулировал это очень четко. Он пишет, что любимая теория того или иного ученого в состоянии пережить противоречивые результаты экспериментов, поскольку “экспериментаторы умеют иногда напортачить”, либо выдержать столкновение с устоявшимися идеями. “Но если ваша теория не согласуется со вторым законом термодинамики, то пишите пропало: ей останется только униженно смириться”^[344].

Следствия второго закона способны вогнать ученого в тяжелое уныние. Возможно, не было простым совпадением то, что Людвиг Больцман, первым его сформулировавший, повесился. Химик Питер Аткинс начинает свою книгу “Второй Закон” (The Second Law) такими вот жизнерадостными словами^[345]: “Все мы дети хаоса, и в корне всякого изменения таится распад. В корне всего – лишь разложение и непрекращающийся поток хаоса. Цели нет; есть лишь общее направление”. Без сомнения, Аткинса оценила бы по достоинству любая эмо-группа начала 2000-х.

Какое отношение утверждение Аткинса о постоянно нарастающем беспорядке имеет к живому? Напоминаю: ответ на этот вопрос дал физик Эрвин Шрёдингер, написавший вышедшую в 1944 году книгу “Что такое жизнь?” (What is Life). “Жизнь, – говорит он, – это упорядоченное и закономерное поведение материи, основанное не только на одной лишь тенденции переходить от упорядоченности к неупорядоченности, но и частично на существовании упорядоченности, которая поддерживается все время”. Другими словами, жизнь очень хорошо поддерживает свою стабильность и сопротивляется беспорядку. Скажем, ваши волосы скорее всего не меняют свой цвет самопроизвольно и каждые несколько часов^[346]. Но эта стабильность сложнее простой неизменности, которая свойственна даже камням. Жизнь полна энергии и находится в постоянном движении. Ведь и внешне неподвижное дерево в действительности исключительно активно – на уровне клеток. По словам Шрёдингера, жизнь продолжает свою деятельность “намного дольше, чем можно ожидать от неживой материи”.

На первый взгляд может показаться, что жизнь нарушает второй закон термодинамики, однако это совсем не так. Чтобы продолжать существование, всему живому приходится немало трудиться, выделяя при этом в окружающую среду тепло и продукты метаболизма. Только представьте, сколько всякого разного вы подарили унитазу за свою жизнь. Энтропия вашего организма, может, и остается низкой – но только за счет ее передачи остальной части Вселенной.

“Как же живой организм избегает перехода к равновесию? – спрашивает Шрёдингер. – Ответ достаточно прост: благодаря тому, что он питается, дышит и (в случае растений) впитывает из окружающей среды. Для всего этого есть специальный термин – метаболизм”. Иначе говоря, все живые существа нуждаются во внешнем источнике энергии для того, чтобы активно поддерживать свое существование. То есть благодаря своему метаболизму “живой организм непрерывно увеличивает свою энтропию, или, иначе, производит положительную энтропию”. Именно к этому приближался Троланд, когда описывал способность живого “регулировать” себя и “поддерживать свою стабильность”.

Сейчас многие исследователи убеждены, что именно метаболизм в той или иной форме должен был возникнуть первым, раньше остальных компонентов живого. Аргумент в пользу этого очень прост: жизнь без возможности использовать энергию из какого-то источника (жизнь без метаболизма) просто не в состоянии себя поддерживать. Конечно, иметь копирующие себя РНК – это замечательно, но что в них толку, если они сразу разрушатся?