О тайне появления жизни (СИ): читать книгу онлайн полностью и бесплатно

"Сегодня жизнь завоевала каждый квадратный сантиметр Земли, но когда планета только сформировалась, она была мертвым камнем. Как и когда произошел знаковый переход? С чего началась жизнь? Едва ли можно придумать более серьезный, большой и сложный вопрос. На протяжении большей части истории человечества никто не сомневался в том, что это дело богов . Любое другое объяснение было немыслимым. Больше нет. За последнее столетие многие ученые пытались выяснить, с чего могла начаться первая жизнь. Они даже пытались воссоздать момент Сотворения в своих лабораториях: создать совершенно новую жизнь с нуля. Пока никому это не удалось, но мы прошли долгий путь . Сегодня многие ученые, изучающие происхождение жизни, уверены, что они на верном пути --   и у них есть эксперименты, которые подкрепляют их уверенность в этом" .

Это многообещающее начало из цикла статей "Тайна появления жизни на Земле" (автор Илья Хель), опубликованных на сайте "Новости высоких технологий" (hi-news.ru) в конце 2016 года по материалам BBC. В статьях довольно живо, эмоционально и образно, с цветными иллюстрациями, рассказывается о трудностях и достижениях в исследовании этого вопроса за последнее столетие. Рассказ является научно-популярным, чтобы ввести в курс дела людей, проявляющих интерес к проблеме появления жизни, но не являющимися экспертами в соответствующих областях органической химии или молекулярной биологии.

Так что же мы узнаем после прочтения этого цикла статей? Первое, это то, что примерно полтора столетия назад в науке решили отказаться от участия разумного начала в происхождении человека, хотя на "протяжении большей части истории человечества никто не сомневался в том, что это дело богов". И что же мы имеем теперь? К чему пришла наука через полтора столетия? А вот к чему: "Сегодня многие ученые, изучающие происхождение жизни, уверены, что они на верном пути".

Или вот примерно тот же вывод, но другими словами, из последней статьи цикла: "... мы приближаемся к одному из важнейших переломных моментов в человеческой истории: после которого мы узнаем историю появления жизни на Земле. Все люди, умершие до того, как Дарвин опубликовал "Происхождение видов" в 1859 году, понятия не имели, откуда взялся человек, потому что ничего не знали об эволюции. Но любой живущий сегодня может узнать правду о нашем родстве с животными".

Честно говоря, после полутора столетий интенсивных исследований ученых были основания ожидать чего-то большего, чем некие общие слова об эволюции и родстве с братьями нашими меньшими. И здесь вполне можно не согласиться с автором - эти факты люди в общих чертах знали задолго до Дарвина еще во времена Аристотеля, то есть более двух тысячелетий назад.

Дарвин лишь попытался убрать из эволюции разумное начало и свести ее исключительно к случайным или естественным процессам. Хотя, справедливости ради, стоит отметить, что в конце жизни он написал, что не может считать себя атеистом, так как не верит, что жизнь возникла без участия Создателя. Но последователи Дарвина предпочитают не вспоминать об этом отходе от генеральной линии основоположника дарвинизма.

Каковы же были причины отказа от разумного начала в эволюции во времена Дарвина? Понятно, что основные причины находились в области политики и идеологии, а именно, после Французской революции в Европе начиналась эра господства атеистических взглядов. Теперь уже можно было практически безнаказанно отрицать существование бога-творца, и выдвигать альтернативные гипотезы возникновения мира. Более того, это даже приветствовалось и с нетерпением ожидалось прогрессивной частью общества. Ведь если бог изгнан из идеологии, то очень хочется изгнать его и из науки, иначе идеология остается шаткой, без прочного научного фундамента.

Хорошей иллюстрацией этого ожидания является следующий факт из истории. "Так совпало, что как раз в 1844 г. в Англии анонимно вышла книга "Следы естественной истории творения", которая мгновенно стала бестселлером и выдержала к 1860 г. 11 изданий. Автор аргументировал, что виды возникли не внезапно, а в ходе их размножения, постепенно от низших форм к высшим вплоть до человека, согласно естественным законам, без непосредственного вмешательства Творца. От Творца лишь исходили принципы и исходный импульс творения. По этим же естественным законам происходило становление звездных и планетных систем. Автор не ставил себе задачей выявить эти законы и ответить на вопрос, почему и как происходит эволюция. Имя автора оставалось тайной и было раскрыто только в 1884 г. в посмертном 12 издании. Им оказался известный шотландский просветитель, издатель энциклопедий, биографий и справочников Р. Чамберс (Chambers, 1802-1871)" (Голубовский М.Д. "Дарвин и Уоллес: Драма соавторства и несогласия", 2009).

То есть общество было вполне готово принять эволюцию без участия Творца даже без достаточного научного обоснования и с анонимным автором. А уж когда в 1859 году вышла книга "Происхождение видов" Чарльза Дарвина, который был довольно известным ученым-натуралистом, то она с восторгом была принята атеистическим сообществом.

В чем же суть идей Дарвина? Вот как об этом написано в одной из статей цикла "Тайна появления жизни на Земле". "Теория Дарвина, изложенная в "Происхождении видов" в 1859 году, объяснила, как все это разнообразие жизни могло появиться из единственного общего предка. Каждый отдельный вид теперь уже не был создан Богом, а произошел от древнего организма, который жил миллионы лет назад: последний универсальный общий предок".

На самом деле Дарвин предложил гипотезу естественного отбора, основываясь на аналогии с искусственным отбором. Другими словами, потомки несколько отличаются от родителей, чем люди давно научились успешно пользоваться при выведении новых пород животных или растений. И Дарвин предположил, что этой изменчивости потомков достаточно, чтобы со временем возникла не только новая порода, но даже и совершенно новые виды животных и растений. Идея, конечно, выглядит сомнительно, с учетом того, что новые виды за многие столетия искусственного отбора так и не появились. Но, с другой стороны, если встать на точку зрения твердого материализма с его полным отрицанием каких-либо разумных творческих сил, то по иному эволюция и не могла идти. Из данных палеонтологии следует, что вначале были одноклеточные, а затем появились многоклеточные, которые со временем усложнялись.

Получается забавная ситуация. Из материализма-атеизма следует, что все живое должно было постепенно само-собой появиться из первых клеток, другого просто не дано. А если мы постулируем естественный отбор, то этим мы приходим к чисто материальному процессу возникновения всего живого без вмешательства какого-то либо разумного начала. Таким образом, следствие здесь является доказательством причины, и, наоборот, то есть имеем обычную тавтологию. Собственно, в этом и заключается основное смысловое содержание "теории естественного отбора" или "теории Дарвина" - она нужна только для поддержания атеистической идеологии. Никакого другого научного смысла в ней нет и не было. Но и этого "смысла" оказалось вполне достаточно, чтобы на полтора столетия оставаться неприкасаемой и потому нерушимой догмой официальной атеистической науки.

А были ли, все-таки, какие-то научные, а не чисто идеологические причины в отказе от "участия богов" или, проще говоря, разумных начал в эволюционном процессе? Автор цикла статей приводит такую причину. Оказывается, ученые научились производить органические вещества из неорганических. А раньше считали, что это невозможно, и органические вещества могут возникать только в живом организме. "Но в 1828 году немецкий химик Фридрих Вёлер нашел способ делать мочевину из распространенного химического вещества, цианата аммония, который не имел очевидную связь с живыми существами. Другие последовали его примеру, и вскоре стало ясно, что химические вещества жизни можно сделать из более простых химических веществ, не имеющих ничего общего с жизнью. Это был конец для витализма в качестве научной концепции. Но людям оказалось трудно расстаться с этой идеей. Очень многим казалось, что говорить, что в химических веществах жизни нет ничего "особенного", это как отнимать у жизни ее магию, делать ее механической или бездушной. Ну и, конечно же, это противоречило Библии. ... после 1828 года ученые получили здравые причины искать "безбожное" объяснение первого появления жизни".

Действительно ли указанные причины можно назвать здравыми? Для того чтобы понять, что это далеко не так, можно привести простую аналогию, например, с производством автомобилей. По логике автора, если мы установим, что в автомобиле отсутствуют органические вещества, это будет поводом предполагать, что он появился "естественным" путем, то есть сам по себе без вмешательства разумных сил, в данном случае без инженеров и рабочих.

Проблемы участия или неучастия разумных сил в эволюции лежат совсем в другой плоскости. В качестве основных можно отметить следующие две: во-первых, это сложность живых структур, а, во-вторых, проблема перехода от детерминированного поведения неживой материи к свободе выбора в организмах.

Сложность живых структур ставит под сомнение не сам процесс естественного отбора, а то что было до него, а именно, возможность возникновения первого живого организма из неживой материи. И здесь перед чисто материалистической трактовкой происхождения жизни возникают очень большие проблемы. Если быть честным и объективным, то проблемы непреодолимые.

Вот как эта проблема описывается в одной из статей цикла. "Дарвин знал, что это глубокий вопрос, но -- возможно, опасаясь новых нападок со стороны церкви -- осмелился обсудить его лишь в 1871 году. Приподнятый тон письма показывает, что он знал глубокое значение этого вопроса: "Но если бы (и ох какое это большое "если бы") мы могли представить себе небольшой теплый пруд со всеми видами аммиака и фосфорной соли -- со светом, теплом, электричеством -- в котором химически образовалось бы белковое соединение, готовое пройти через еще более сложные изменения...". Другими словами, что если когда-то был небольшой водоем, наполненный простыми органическими соединениями и купающийся в солнечном свете? Некоторые из этих соединений, возможно, в совокупности образовали бы полуживое вещество вроде белка, который мог бы начать развиваться и становиться все более сложным".

Эта идея Дарвина о самопроизвольном возникновении жизни в теплом пруду вполне аналогична идее Аристотеля о возникновении жизни в болотной грязи. Но для Аристотеля это заблуждение вполне простительно, тогда еще не было микроскопов и мало что знали о живой клетке. А Дарвин уже мог знать об опытах Пастера, в которых доказывалось, что жизнь в питательном бульоне сама по себе не возникает, она может появиться только от другого живого организма. Но, с другой стороны, что еще мог предложить Дарвин? Если его гипотеза естественного отбора верна, и никакого разумного вмешательства в эволюцию не было, то, чтобы быть последовательным до конца, нужно верить и в самопроизвольное возникновение первого живого существа.

И последователи Дарвина также были вынуждены в это верить. Собственно весь упомянутый ранее цикл статей "Тайна появления жизни на Земле" и посвящен в основном истории исследования этой проблемы на протяжении всего 20-го века и начала 21-го века. И несмотря на усилия огромного числа ученых, в том числе и удостоившихся за это нобелевских премий, проблема самопроизвольного возникновения первой живой клетки остается нерешенной и по нынешний день. Однако подрастают новые поколения ученых, вполне готовые с энтузиазмом продолжать эти исследования.

Уже много десятилетий идет поиск подходящих цепочек химических реакций, которые могли бы удовлетворительно объяснить возникновение сложных органических веществ из простых. Пока не удается сделать и этого. Но если и найдут такие цепочки, разве это будет доказательством самопроизвольного возникновения жизни? Конечно, нет. И как раз из-за упомянутой выше проблемы сложности живых структур.

Опять поясним эту мысль на простом примере. Предположим, что наши космонавты впервые высадились на другую планету и обнаружили там некое сложное сооружение из неизвестных материалов. После исследования этого объекта, им удалось установить состав материалов этого сооружения, определить, как оно функционировало, и для чего предназначалось. Сделают ли они из этого вывод, что это сооружение образовалось само по себе, как результат действия природных сил на этой планете? Ответ довольно очевиден, конечно, нет. Сложность объекта указывает на его происхождение в результате действия разумных, целенаправленных сил.

То же самое можно сказать и о живых клетках, их структурная и функциональная сложность однозначно указывает на участие разумных сил в их возникновении. Это понятно любому исследователю, если его разум не зомбирован мыслью о том, что никаких разумных сил быть не могло. Но именно эта мысль и вбивается нашим ученым в процессе их обучения и воспитания, чуть ли не "с молоком матери". И уже никакие факты и доводы разума не могут сдвинуть большинство из них с этой, усвоенной с детства, позиции.

Невозможность возникновения сложных структур в каком-нибудь "теплом пруду" за счет случайного перемешивания простых веществ можно строго доказать с помощью несложной математики. И для этого даже не надо погружаться в изучение тонкостей химических процессов. Достаточно рассмотреть абстрактную задачу о вероятности упорядочивания большого числа элементов путем случайного перемешивания. Для наглядности начнем с малого числа элементов. Пусть у нас есть рулетка с двумя лунками, и на нее бросаем два шара с номерами один и два. Какова вероятность, что первый шар попадет в первую лунку, а второй во вторую? Ясно, что одна вторая, ведь у нас есть всего два возможных размещения шаров: одно правильное, а другое неправильное. А если увеличим число шаров и лунок до трех? Тогда вероятность попадания первого шара в первую лунку будет уже одна третья. А дальше останутся только две свободные лунки, как и в предыдущей задаче. То есть вероятность правильного размещения трех шаров в трех лунках будет равна одной шестой.

Пока ничего необычного не видно. Мы можем сразу положить все шары в нужные лунки, и это будет разумное вмешательство. А можем использовать случайный перебор, тогда примерно каждый шестой случай будет давать правильное размещение шаров. И это вполне приемлемо, то есть в случае малого числа элементов случайный перебор может довольно быстро приводить к нужному результату. Теперь будем увеличивать число шаров и лунок. Понятно, что добавление четвертой пары шар-лунка увеличит число размещений ровно в четыре раза, соответственно, вероятность правильного варианта уменьшится в четыре раза. Добавление пятой пары шар-лунка увеличит возможное число размещений шаров в пять раз и т.д.

Нетрудно заметить, что число возможных размещений шаров по лункам будет равно произведению всех целых чисел от единицы до числа, равному количеству пар шар-лунка, размещенных на рулетке. Для трех шаров это будет шесть, для четырех уже двадцать четыре, а для пяти, соответственно, сто двадцать. То есть на рулетке с пятью лунками и пятью шарами надо делать примерно сто двадцать попыток, чтобы одна из них дала правильный результат.

Теперь вспомним, что для получения белков в клетке рибосома производит сначала цепочку из аминокислот, в которой в строгом порядке должны быть расположены сотни, а для некоторых белков, даже тысячи разных элементов. А далее из этих цепочек сворачивается пространственная структура, причем она тоже должна быть вполне определенная. К сожалению для сторонников случайной сборки, белков из пяти или десяти аминокислот не существует. И все известные клетки обязательно содержат и сложные белки, и сложные нуклеотидные цепочки молекул. К тому же сами по себе эти сложные молекулы, содержащие многие тысячи атомов, упакованных в строгом порядке в пространственные структуры, еще не являются живыми. Живой является только клетка целиком, где таких сложных структур как белки, насчитываются десятки тысяч, и расположены они тоже весьма упорядоченным образом, а отнюдь не в случайном порядке.

Известный ученый, правда не биолог, а астрофизик Фред Хойл в конце 20-го века сделал оценку случайного появления первой клетки. Он получил вероятность в ноль целых и затем сорок тысяч нулей перед первой значащей цифрой. И сделал совершенно правильный и очевидный вывод, что такая малая вероятность ставит жирный крест на всех гипотезах случайного возникновения жизни. Кстати, это число с сорока тысячами нулей получается из простой оценки. Сколько различных телефонных номеров можно получить, если в номере десять знаков? Ответ получается путем возведения десяти в степень десять. Аналогично можно оценить число комбинаций из десяти тысяч различных элементов, оно будет десять тысяч в степени десять тысяч, или единичка с сорока тысячами нулей после нее.

Что было делать в этой ситуации биологам, которые считали гипотезу случайного происхождения жизни верной и не подлежащей сомнению? Или игнорировать результаты Хойла, что и сделало большинство из них, или попытаться их опровергнуть. Некоторые решили пойти по второму пути. Они предложили делать сборку целой клетки не сразу, а постепенно по отдельным частям. И действительно, расчеты показывают, что в этом случае вероятность появления существенно увеличивается. Однако, предложение постепенной сборки означает, что кто-то уже заранее знает, что вот именно эта часть является правильной составляющей от конечного целого, и ее больше не надо подвергать случайному перебору. А из этого следует, что такая сборка больше уже не является случайной, так как имеет место явное вмешательство целенаправленного или разумного начала. Примеры таких некорректных оценок, выдаваемых за правильные, можно найти в книге Р. Докинза "Слепой часовщик" или в обзорной статье Г.Р. Иваницкого "ХХI век: что такое жизнь с точки зрения физики", УФН, 2010, том 180, номер 4.

На самом деле для доказательства невозможности случайной сборки необязательно брать десять тысяч элементов, достаточно ограничиться всего лишь одной сотней. Если вернуться к разобранной раньше задаче с шарами и лунками на рулетке, то в случае ста шаров-лунок получаем число вариантов размещения равным произведению натуральных чисел от единицы до ста. Это число называется сто-факториал и легко вычисляется на обычном калькуляторе. Оно содержит сто пятьдесят восемь значащих цифр. То есть оно больше, чем единица со ста пятьюдесятью восемью нулями. Примерно столько раз надо крутить рулетку, чтобы шары в лунках хотя бы один раз расположились в нужном правильном порядке. Легко подсчитать, что если мы возьмем столько рулеток, сколько атомов содержит наша планета, и будем пробовать один вариант размещения с характерной скоростью внутриатомных процессов - миллиард в секунду, то и тогда за время существования нашей планеты мы и близко не подойдем к нужному нам числу вариантов.