В науке ХХ в. происхождение Вселенной рассматривалось не только с точки зрения процессов, связанных с массой и энергией, но и с точки зрения происхождения пространства и времени.
Ниже приведем краткое изложение становления теорий происхождения Вселенной (см., напр., [Хокинг, 1990; Наука, 1989]). При этом принципиально важно заметить, что все научные космологические модели всегда есть лишь гипотезы.
В 1925—1930 гг. Эдвин Хаббл и Милтон Хамсон (Edwin Habbl, Milton Humson) при исследовании галактик (спиралевидных туманностей Млечного пути — Milky Way) установили, что свет, испускаемый ими, смещен в красную область спектра тем больше, чем дальше они от нас. Это послужило основанием (с учетом эффекта Доплера) для заключения о разбегании галактик со скоростями, пропорциональными их удалению от нас (и друг от друга). Поскольку все галактики удаляются от нас и друг от друга, можно заключить, что Вселенная расширяется. Наглядно это можно представить, наблюдая расхождение точек на раздувающемся мыльном пузыре. При точном определении — наша Вселенная расширяется в четырехмерном пространственно-временном континууме.
В свою очередь, на основании этого факта можно рассчитать возраст Вселенной, экстраполируя ее зарождение к состоянию, когда она была сжата в точку. Получается, что возраст Вселенной около 20 млрд. лет.
Масса и энергия в такой точке не существовали, и понятия пространства и времени для нее не имели смысла.
В науке такое состояние называется “сингулярностью”, т.е. особым, уникальным, необычным состоянием.
Другой научный факт, дающий основания для развития теорий происхождения и эволюции Вселенной как целого, следует из химического состава звезд. По спектрам испускания звезд установлено, что они в основном состоят из легчайшего элемента — водорода.
Водород как бы поддерживает “жизнь” звезды, участвуя в ядерных реакциях, происходящих в ее центре. При этом водород постоянно превращается в гелий и другие, более тяжелые элементы. Звезда “умирает”, когда истощается ее основное ядерное горючее — водород.
Наиболее крупные звезды в конце своего существования катастрофически взрываются и называются “сверхновыми”. При этом в окружающее пространство испускаются тяжелые элементы, образовавшиеся внутри звезды. Возможно, планеты нашей солнечной системы образовались из продуктов распада какой-то звезды.
Поскольку расход водорода во Вселенной — процесс необратимый, Вселенная должна закономерно идти к концу своего существования.
Таким образом, расширение Вселенной и явление смерти звезд дают основание для укрепления гипотезы о том, что наша Вселенная имела Начало, а не существует вечно.
В то же время, в ХХ в. предлагались и альтернативные гипотезы. Например, в 1948 г. английские астрономы Герман Бонди и Фред Хойл (Hermann Bondi, Fred Hoyle) предложили модель стационарной Вселенной, опираясь на выдвинутую ими гипотезу “непрерывного творения” (steady — state universe, or continuous creation model). Они предположили, что новая материя постоянно создается во Вселенной в виде водорода и нейтронов. При этом явление расширения Вселенной они объясняют необходимостью образования новых “вакансий” для новых материальных объектов. Хойл также предположил, что новую материю продуцирует неизвестная ранее сила Си-поле (C-field— Creation field). Творение exnihilo (из ничего) представляется этим ученым простым законом природы.
Основные проблемы этой гипотезы — отсутствие наблюдений, ее подтверждающих. Гипотеза эта не согласуется с известными законами сохранения в физике. К тому же, она плохо согласуется с одним из критериев научности знания — “принципом фальсификации”, особенно касательно гипотезы существования Creation field.
Дискуссии по поводу альтернативных гипотез продолжались до новых открытий 1960-х гг. В первую очередь это касается обнаружения космического “реликтового излучения”.
В 1965 г. ученые Арно Пензиас и Роберт Вилсон (Arno Penzias, Robert Wilson) при настройке микроволновой антенны были озабочены регистрируемой статической наводкой (постоянным сигналом). Вначале они решили, что причиной является гнездо, свитое голубями на антенне. Однако после удаления гнезда ничего не изменилось. Исследуя эффект более тщательно, они установили, что антенна принимает постоянное микроволновое излучение, пронизывающее все космическое пространство, т.е. Вселенная как целое охвачена как бы микроволновым “заревом”. Излучение, открытое этими учеными, называется теперь “космическим реликтовым излучением” (cosmic background radiation), зародившимся в самом начале образования Вселенной. Это излучение соответствует очень малой температуре — около 3° выше абсолютного нуля.
Понять современный низкий температурный уровень излучения можно, представив слабое тепловое излучение от догорающих углей после сильного и яркого излучения от ранее горевшего костра.
Интересно, что за 20 лет до этого, в 1940-е гг., физик Георг Гамов предсказал существование такого реликтового излучения на основании его модели “горячей Вселенной”. В 1948 г. Ральф Альфер и Роберт Херман (Ralph Alpher, Robert Herman) на основании модели Гамова рассчитали, что сейчас остаточное излучение от ранее горячей Вселенной будет соответствовать температуре около 5° выше абсолютного нуля.
В результате всего этого многие современные ученые принимают гипотезу образования Вселенной в результате “Большого взрыва” (the Big Bang).
В 1974 г. было обнаружено еще одно явление в пользу гипотезы “Большого взрыва”. Алан Сандейдж (Alan Sandage) после наблюдений и расчетов установил, что скорость удаления галактик друг от друга со временем уменьшается. Это подтверждает, что Вселенная, подобно заведенным часам, идет к закономерному исходу.
Другая проблема происхождения и эволюции Вселенной — может ли быть Вселенная осциллирующей? Ученый Эрнст Опик (Ernst Opik) предположил, что наша Вселенная возникла не в результате “Большого взрыва” (Big Bang), а в результате “Большого отскока” (Big Bounce). По Опику, Вселенная циклически зарождается и коллапсирует через каждые несколько сотен биллионов лет.
Впрочем, гипотеза Опика не находит подтверждения на уровне современных научных концепций. Если наша Вселенная и коллапсирует, то нового зарождения ее не будет ввиду производства энтропии. То есть после сжатия Вселенной не произойдет повторного ее зарождения. Как говорят ученые, если что и будет, то не “Большой отскок”, а “Большой хруст” (Big Crunch).
Что касается вопроса, будет ли Вселенная неограниченно расширяться, или же произойдет гравитационный коллапс, то теоретическое предсказание конкретного исхода зависит от достаточно точного определения суммарной массы вещества во Вселенной (это также зависит и от достоверности самой модели расширяющейся Вселенной).
Критический анализ гипотез “Самого Начала”
Основной вопрос, который естественно задает человек: откуда взялась эта “сингулярность” и происхождение Вселенной exnihilo? Ученые отказываются на него отвечать, поскольку это за пределами возможностей научного познания, по крайней мере, современных его положений и возможностей (см. раздел о пределах познания).
В результате этот важный вопрос остается только в сфере философии и религии.
При всем множестве проблем эволюционизма проблема Самого Начала остается не только центральной, но и запредельной для человеческого научно-философского познания (подробнее об этом сказано в разделе, посвященном пределам научного познания).
Все современные научные теории-гипотезы “запределиваются” при подходе к проблеме природы начальной сингулярности, т.е. элементарной особенности, с которой началось существование Вселенной. Известные теоретически е варианты квантовой и инфляционной космологии с гипотезами раздувающейся Вселенной, теоретическое описание природы черных дыр как моделей Вселенной и все прочие теоретические модели (“сценарии”) развития Вселенной — это сценарии, действие которых начинается после Самого Начала, сингулярности, Большого взрыва, начального “ничто” (см., например, [Хокинг, 1990; Линде, 1985]).
К происхождению Вселенной из “ничто” неизбежно приходит последовательный глобальный эволюционизм при утверждении, что всякая природная сложность возникла из чего-то более простого.
Однако при попытках научного описания происхождения Мира из “ничто” естествознание (точнее, физика) вынуждено прибегать к “хитростям”. Действительно, в современных теориях предполагается, что в начальном “ничто” (физическом вакууме) имели место квантовые флуктуации. Далее, после введения такого постулата привлекается принцип неопределенности уже для объяснения возникновения неоднородностей (возрастания энтропии) на самых ранних этапах эволюции Вселенной из первоначального однородного состояния с минимумом энтропии (см., напр., [Хокинг, 1990, с. 123]).
Таким образом, физики при рассмотрении проблемы Самого Начала принимают в качестве исходной точки отсчета не метафизическое “ничто”, а “ничто” плюс физические законы квантовой теории как некую изначальную реальность, но это уже не “ничто”, а “нечто”. Более того, можно сказать, что в этом случае Самое Начало есть “ничто” плюс “флуктуации” (пределы) человеческого “знания-незнания”, выраженные в принципе неопределенности квантовой теории, — весьма сомнительное и “натянутое” объяснение начала всего видимого в Природе многообразия.
Уход от проблемы возникновения Вселенной из “ничто” совершается в некоторых современных космологических гипотезах на основании идеи о том, что наша Вселенная — результат туннельного перехода сквозь “ничто” (в смысле “ничто” как исходной точки пространства-времени “нашей” Вселенной) какого-то “нечто” из других пространств. При таком взгляде на происхождение Вселенной, проблема Самого Начала “отодвигается” в неизвестные пространственные миры.
Другой вариант объяснения зарождения и эволюции Вселенной на основании представлений о множественности миров проистекает из поиска внешнего активного начала, породившего неравновесность, как необходимого условия самоорганизации: «Наша Вселенная может быть одним из элементов ансамбля миров, поэтому, говоря о ее рождении как о самоорганизационном процессе, следует иметь в виду возможные внешние дестабилизирующие факторы» [Дубровский, 1991, с. 137].
В связи с научным обсуждением разнообразных проблем времени и происхождения Вселенной, где выпадают проблемы философского их осмысления, С.Хокинг заметил: «Пока большинство ученых слишком заняты развитием новых теорий, описывающих что есть Вселенная, им некогда спросить себя, почему она есть. Философы же, чья работа в том и состоит, чтобы задать вопрос “почему”, не могут угнаться за развитием научных теорий. … Но если мы действительно откроем полную теорию, то со временем ее основные принципы станут доступны пониманию каждого, а не только нескольким специалистам. И тогда все мы, философы, ученые и просто обычные люди, сможем принять участие в дискуссии о том, почему так произошло, что существуем мы и существует Вселенная. И если будет найден ответ на такой вопрос, это будет полным триумфом человеческого разума, ибо тогда нам станет понятен замысел Бога» [Хокинг, 1990, с. 147].
Вот к таким выводам пришел один из самых выдающихся физиков нашего времени.
“Звездное небо над нами” в начале XXI в., как и во времена Канта, “наполняет душу всегда новым и все более сильным удивлением и благоговением”.
ИДЕЯ РАЗВИТИЯ И ПРОБЛЕМА ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ: ХИМИЧЕСКАЯ, ИЛИ ПРЕДБИОЛОГИЧЕСКАЯ, ЭВОЛЮЦИЯ
Есть величие в этом воззрении, по которому жизнь с ее различными проявлениями Творец первоначально вдохнул в одну или ограниченное число форм; и между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм
Ч.Дарвин. Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь
...один геолог предложил мне прочесть доклад о происхождении жизни.
Я ответил: “Величие биологии состоит в том, что она, в отличие от прежних смутных представлений о переходах, приходит ко все более уверенному пониманию непонятности этого возникновения. К.Ясперс. Человек
Представления о возможной химической (предбиологической, пребиотической, молекулярной) эволюции как новой предметной области химии зародились на рубеже XIX—XX вв. в связи с логической необходимостью объяснить связанность между физическими космогоническими теориями-гипотезами Канта (1724-1804) и Лапласа (1749-1827) и биологическими эволюционными учениями Ламарка (1744-1829) и Дарвина (1809-1882).
Таким образом, в XIX в. в результате взаимосвязи физического, космогонического и биологического эволюционного знаний в химии была обозначена новая предметная область: проблемы эволюции вещества как этапа в истории Вселенной от неорганических космических тел до возникновения жизни.
Эволюционные идеи в химии впервые возникли под влиянием космогонических гипотез в несколько большей степени, чем под влиянием эволюционного учения в биологии. Поэтому в первую очередь в химии (и геохимии) прозвучали идеи о неорганической эволюции и образовании химических элементов в космических условиях. В частности, такие идеи в 70-е гг. XIX в. выдвинул Локьер. Позднее, в 80-е гг., Крукс высказал мысль об эволюции химических элементов в речи “О происхождении химических элементов” (1886). Собственно термин “химическая эволюция”, обозначающий именно эволюцию атомно-молекулярных систем в естественноисторических условиях, был введен Муром в 1913 г.
В результате в естествознании обозначились следующие варианты объяснения перехода от простых атомно-молекулярных образований до саморегулирующихся предбиологических систем:
1) возникновение простейших живых организмов в результате чистой случайности;
2) возникновение живых организмов в результате связи необходимости и случайности (т.е. усложнение молекулярных систем) может происходить только до определенного предбиологического уровня, но переход к живому организму происходит скачком при благоприятном стечении обстоятельств;
3) возникновение жизни в результате последовательных процессов самоорганизации в молекулярных открытых термодинамических системах вплоть до образования живых организмов (истоками этого направления в конкретных формулировках являются работы И.Р. Пригожина и его школы);
4) возникновение жизни на предбиологическом этапе в результате механизма естественного отбора для физико-химических макромолекулярных образований, коллоидных систем и т.п.;
5) возникновение жизни из простейших атомно-молекулярных систем в результате конструктивной деятельности Высшего Начала, Мирового Разума, Бога.
Начнем с анализа самых крайних вариантов, при принятии которых этап химической (предбиологической) эволюции исключается.
Отметим сразу, что библейский вариант сотворения Мира не входит в область научного рассмотрения. Религиозные учения по своему происхождению и месту в духовной общечеловеческой культуре отличаются от научных, поэтому попытки опровержения или обоснования религиозного мировоззрения внутри института науки имеют значение только для института науки, отсюда и слабость “научного атеизма” (некорректного и искусственного в самой его постановке). Теолог всегда может сказать, что откровения, изложенные в Библии, в частности, описание сотворения Мира, — это метафорические откровения на человеческом языке, они вполне вписываются в моральное учение о первородном грехе и т.п. Наука является только частью духовной культуры и имеет монопольное право не на Истину в общем метафизическом смысле этого понятия, а на научную истину с ее специфическими критериями.
Кроме того, с точки зрения строго теоретического научно-философского знания, существование Бога невозможно ни опровергнуть, ни строго обосновать - высказывания «Бог есть» и «Бога нет» равновероятны в смысле соответствия метафизической Истине. Поэтому, если подходить к вопросу методологически корректно, а не тенденциозно, то радикальный атеизм есть не что иное как атеистическая вера.
Другой крайний вариант — возникновение живых организмов в результате чистой случайности. Скажем сразу, событие случайной встречи всех необходимых молекулярных компонентов в естественных условиях оценивается как непредставимо маловероятное. Вероятность его примерно такова, как вероятность случайного возникновения дома из груды камня при воздействии природных стихий: ураганов, землетрясений, извержений вулканов и т.п.
Также, конечно, чрезвычайно мала и вероятность спонтанного образования белковой молекулы. К этим вычислениям надо добавить, что спонтанное образование молекулы ДНК или белка — далеко не полное условие возникновения самоорганизующейся и самовоспроизводящейся живой системы, так как ДНК может передавать наследственную информацию и “руководить” процессами живого организма только при наличии целого комплекса конструктивных материалов и специфических белковых молекул — ферментов. Совершенно очевидно, что условная вероятность спонтанного образования даже простейшей биологической системы (“полуживого” организма) непредставимо мала.
Для понимания ничтожности вероятности такого события можно привести образное сравнение: для того, чтобы совпало 40 первых букв “Гамлета” (т.е. любой заданной последовательности из 40 букв) у одной из обезьян, беспорядочно нажимающих на клавиши пишущей машинки, нужно около 1080 обезьян на пишущих машинках. Это приблизительно равно числу всех атомов во Вселенной по современным представлениям.
В связи с этим известные позиции Ж.Моно и А.Ленинджера, предполагающих возможность возникновения жизни в результате простого случая, или гипотеза Г. Миллера о том, что жизнь могла возникнуть из “голого” гена, не выдерживают количественных оценок вероятности такого события (см., напр., [Дубинин, 1981]).
Мала и вероятность подтверждения гипотезы панспермии, которой придерживался, например, известный физикохимик С.Аррениус, а в наше время Ф.Крик и Л.Оргелл. Даже в случае ее подтверждения, проблема химической эволюции просто переносится с земных исторических условий на некоторые другие космические объекты.
Современные аргументы в пользу панспермии весьма слабые. Например, гипотеза “направленной панспермии” Ф.Крика и Л.Оргелла обосновывается тем, что «…химический состав живых организмов в какой-то степени отражает состав среды, в которой он развивался. Поэтому присутствие в земных организмах элементов, на нашей планете крайне редких (например, молибдена, играющего важную роль в ферментативных процессах, но содержание которого на Земле составляет 0, 02%. — В.К.), может означать, что жизнь имеет внеземное происхождение» [Крик, 1974, с.78]. Другое основание авторы видят в универсальности генетического кода, что, по их мнению, естественно вытекает из теории внеземного происхождения жизни. Заметим, что приводимые обоснования панспермии (в части обоснования невозможности возникновения первых живых организмов на Земле) равным образом можно относить и к обоснованию любых учений о внеземной природе жизни, в том числе и к креационизму.
Вообще говоря, само по себе обсуждение проблемы внеземного происхождения жизни проистекает из трудностей обоснования происхождения жизни из неживой природы в процессе естественной эволюции на Земле.
Именно эти трудности привели, видимо, В.И.Вернадского к обоснованию учения о вечности жизни во Вселенной.
Разнообразные варианты объяснения внеземной природы живого выражают (при их различии в частностях) общие “слабости” эволюционных теорий в области проблем обоснования возможности предбиологической эволюции. Рассмотрим проблемы предбиологической (химической, молекулярной) эволюции детально.
В результате проведенного анализа, можно выделить для рассмотрения гипотезы предбиологической (химической) эволюции, обозначенные нами выше пунктами 2, 3 и 4.
При этом сразу исключим вариант 4, поскольку имеется достаточно оснований для утверждения о том, что естественный отбор не может функционировать как фактор эволюции в неживых системах (пусть самоорганизующихся, но не самовоспроизводящихся - см., напр., [Дубинин, 1981, с.87—88]). Концепция естественного отбора может как-то (но не без серьезных трудностей) применяться к предбиологическим системам высокого уровня организации (гетерофазные образования с мембранным слоем, обменом веществ с внешней средой и т.п.), т.е. к объектам не столько химическим, сколько уже биологическим.
Если в современных эволюционных учениях о живой Природе доминирующей является теория (гипотеза) Дарвина, то в отношении химической (предбиологической) эволюции более приемлема концепция Ламарка. При этом нужно, конечно, учитывать, что Ламарк не разрабатывал проблему химической эволюции. Его эволюционное учение относится исключительно к эволюции живых организмов. Аргументом в пользу “молекулярного ламаркизма” в противоположность предположению о возникновении жизни по чистой случайности является то, что истории Земли не хватает для того, чтобы и предбиологическая эволюция шла по Дарвину, т.е. с фактором случайности мутаций и наследованием приобретенных таким случайным образом признаков. В связи с этой проблемой отмечается, что «главный козырь ламарковского механизма на доклеточном этапе эволюции — быстрота, ведь времени на случайную изменчивость (по оценке автора, это около 100 млн. лет. — В.К.) и отбор нужных вариантов катастрофически не хватает» [Богоцкий, 1990, с.18].
На этом основании, в свою очередь, делается предположение о “механизмах стыковки” предбиологического и биологического этапов естественной эволюции: «Таким образом, можно выделить два скачка в формировании жизни: первый — появление полимерных глобул, способных к самоуплотнению и “ламарковской” эволюции, второй — возникновение “свободы” мутаций и прогрессивной эволюции путем естественного отбора. Этот второй скачок мы и можем считать появлением жизни» [Богоцкий, 1990, с.22]. Но если даже считать доказанным, что на этапах предбиологической эволюции “молекулярный ламаркизм” имел место, остаются конкретные вопросы о природе (движущих силах) предбиологической эволюции на этапах от простейших химических соединений до самовоспроизводящихся органических систем.
Ниже рассмотрим некоторые подходы, в которых делаются попытки научного обоснования химической эволюции с привлечением различных интердисциплинарных знаний.
Так, с позиции философского учения о противоречиях и единстве противоположностей как диалектическом факторе развития, возможность химической эволюции обосновывает Ю.А.Жданов указанием на наличие противоречивых, противоположных свойств у одних и тех же химических соединений. Например, указывается на свойства аминокислот, которые проявляют и кислотные, и основные свойства (благодаря наличию карбоксильной и аминогрупп), а также содержат атомы углерода в окисленном и восстановленном состояниях. В связи с этим приводятся слова Гегеля: «Нечто жизненно, только если оно содержит в себе противоречие и есть именно та сила, которая в состоянии вмещать в себя это противоречие и выдерживать его» (см.: [Гегель, 1970, с.66]). Далее, условия для возможности химической эволюции в естественных условиях усматриваются в факте обнаружения органических веществ на космических телах [Жданов, 1980]. Это усиливается интересной гипотезой о возможных процессах синтеза высокомолекулярных соединений в зернах межзвездной пыли при сверхнизких температурах в результате квантовомеханического туннелирования химических реакций — гипотеза “холодной” химической эволюции [Гольданский, 1978].
В других работах центральным благоприятствующим фактором химической эволюции считается явление катализа. Поскольку скорость химических процессов может регулироваться присутствием катализаторов, влияющих также на соотношение продуктов и специфичность химических процессов, значительная роль в химической эволюции отводится естественным каталитическим процессам. При этом выделяется особенное их значение в автокаталитических реакциях самоорганизующихся систем.
Есть работы, где необходимые предпосылки для обоснования возможности предбиологической молекулярной эволюции связываются с существенной ролью химического комплексообразования в процессах естественного развития от простого к сложному.
Есть работы, в которых предполагается, что возникновение жизни связано с информационными и адаптационными свойствами супрамолекулярных соединений (см., например, [Лен, 1998, с.230-239]).
Словом, в настоящее время в естествознании осуществлена переборка множества вариантов необходимых условий для химической эволюции.
Помимо усилий по выявлению необходимых благоприятных условий для химической эволюции, создаются теории, в которых объясняются варианты химической эволюции при возможных неблагоприятных условиях. Так, например, на первичных стадиях химической эволюции образованию органических макромолекул препятствовали бы процессы их окислительной деструкции. Однако есть научные основания считать, что на ранних этапах истории Земли ее атмосфера была восстановительной и состояла она из аммиака, воды, диоксида углерода. Свободный кислород, который разрушал бы органические соединения быстрее, чем они синтезировались бы, накопился в атмосфере только после появления на Земле жизни, а именно в результате деятельности фотосинтетических организмов. Таким образом, снимается еще один “запрет” — предположение о невозможности молекулярной органической эволюции в связи с активными окислительными процессами в атмосфере Земли.
Можно сказать, что в современной биосфере имеются два фактора, препятствующие началу нового эволюционного процесса от молекулярного уровня: химический (окислительный) и биологический (обусловленный активной минерализацией органического вещества в природе живыми организмами). Второй фактор относится только к частной проблеме — обоснованию невозможности повторного начала эволюционного пути при наличии в окружающей среде живых организмов.
Конечно, в наибольшей степени возможность образования в истории Земли живых организмов без вмешательства извне выводится из предположения, что главным событием в ускорении эволюционного процесса было образование высокомолекулярных соединений, которые имеют большие возможности, по сравнению с малыми молекулами сохранить свою индивидуальность в различных природных превращениях. Основными объектами рассмотрения здесь, естественно, выступают биополимеры типа белков и нуклеиновых кислот.
В ряде экспериментальных работ (например, в физико-химических экспериментах, в которых обнаруживалось образование аминокислот при облучении простейших соединений УФ-светом или индуцировании электрических разрядов) показана возможность образования в естественных условиях биомолекул, но этого факта, конечно, далеко не достаточно для обоснования необходимости или возможности предбиологической эволюции. Дело в том, что в таких системах быстро наступает состояние динамического равновесия, когда процессы синтеза уравновешиваются процессами деструкции.
Надо заметить, что современные исследования белков находятся в состоянии взаимообогащения знаний с эволюционными представлениями в пограничных областях химии, физики и биологии. О роли структурных исследований белков в этом плане сообщается, например, следующее: «Сравнение первичных структур белков, выполняющих одинаковые функции в разных организмах, приводит к следующим интересным выводам. Во-первых, различие первичных структур в целом тем больше, чем дальше отстоят эволюционно организмы-хозяева; для белков, выполняющих эволюционно новые функции, различия больше, чем для старых. Во-вторых, даже в пределах одного вида существуют индивидуальные различия первичных структур белков; некоторые из них практически не отражаются на процессе функционирования, другие отражаются заметно» [Шамин, 1986, с. 293].
Взаимосвязь эволюционных, временных изменений в белковых компонентах живых организмов с их структурой позволяет обогатить методологический арсенал современной эволюционной теории. Так, «фактическое число аминокислотных различий между двумя видами может служить мерой времени, прошедшего после дивергенции их от общего предка» [Рис, 1988, с.55].
Характерный пример попытки объяснить эволюционный процесс, начиная хотя бы с макромолекул, — представления М.Эйгена об объединении самовоспроизводящихся молекулярных образований ограниченных размеров в новую более сложную устойчивую систему, способную к эволюционным изменениям на новом уровне. Такой принцип прогрессивной самоорганизации Эйген назвал “гиперцикл” [Эйген, 1982]. В данном случае мы имеем дело с гипотезой, в которой делается попытка объяснить один из этапов предбиологической эволюции постулированием “все той же” самоорганизации. “Все той же” в том смысле, что слово “самоорганизация”, относимое к естественным природным процессам, означает не более чем слово “эволюция”, т.е. констатирует нечто и мало что объясняет.
В связи с дальнейшими исследованиями информационных процессов в живых системах с участием ДНК и РНК обсуждаются возможности происхождения жизни с участием первичных ДНК с их саморепликацией и дарвиновским естественным отбором. Однако и для таких более поздних этапов химической эволюции, когда необходимо предположить функционирование предбиологических систем с участием макромолекул типа биокатализаторов и информационно-регуляционных макромолекул типа нуклеиновых кислот, всегда вставала проблема малой вероятности образования таких систем.
Для решения этой проблемы М.Кальвин, Ф.Крик, Л.Оргелл и М.Эйген стали выдвигать новые гипотезы о том, что “жизнь началась с простых автокаталитических, т.е. самовоспроизводящихся молекул” и что “именно нуклеиновые кислоты, а не белки способны выполнять эту роль” (см.: [Шульц, 1982, с. 9—12]). Эти подходы в последнее время нашли дополнительные научные основания, поскольку недавно было показано, что биокатализаторами могут быть не только белки-ферменты, но и интронные участки РНК (в процессе перевода РНК в активную форму происходят вырезание интронных участков и сшивка содержащих генетическую информацию экзонных участков). Эволюционисты дали общее наименование пребиотической ситуации на земле - «мир РНК», когда, по их мнению, приблизительно 4 млрд. лет назад, существовали самореплицирующиеся РНК, которые эволюционировали без белков (см., например, [Борзенков, 2008, с.260]).
Словом, поиски «Атлантиды» продолжаются, но названные гипотетические построения - отнюдь не полное доказательство того, что пребиотическая, или предбиологическая, эволюция действительно была.
Здесь важно повторить замечание, что во всех гипотезах мы встречаем дополнительные основания к возможности химической эволюции, но никак не достоверные обоснования ее необходимости.
Так же обстоит дело и с приложением к решению проблемы предбиологической (химической, молекулярной) эволюции термодинамических знаний. Принципиальный термодинамический запрет, вытекающий из второго начала равновесной термодинамики, был преодолен благодаря исследованиям в области термодинамики неравновесных процессов. В работах И.Р.Пригожина и его школы сформировалось новое научное направление — “синергетика”, основанное на нелинейной неравновесной термодинамике. В сфере неравновесной термодинамики теоретически и экспериментально была обоснована возможность существования при некоторых условиях естественных процессов, в результате которых образуются высокоорганизованные системы (см. раздел о пределах познания).
При продвижении естествознания в исследовании неравновесных систем и самоорганизации, проблема научного описания прогрессивной естественной эволюции в ее необходимости и всеобщности (“глобальный эволюционизм”) остается практически такой же неразрешимой. Принципиальным остается вопрос: Почему в природе возникает неравновесность, или организующее начало, вопреки всеобщему закону возрастания энтропии? Единственным объяснением на этот счет может быть только влияние внешнего фактора. Но какого?
Напомню, что наиболее замечательна в этом отношении осциллирующая химическая реакция Белоусова—Жаботинского. В этой реакции наблюдается редкое явление возникновения упорядоченности в реакционной среде в виде циклического перехода продуктов реакции в реагенты, и наоборот. Но без вмешательства извне этот циклический процесс происходит в пробирке ограниченное время (около 30 мин), а затем “умирает”, окончательно возвращаясь к состоянию равновесия и однородному распределению вещества [Томпсон, 1985, с.126].
Это происходит вследствие того, что пробирка является в известном смысле замкнутой системой. Таким образом, “реакция Белоусова—Жаботинского” возможна только при условии, что в ее предыстории пробирка (реакционный объем) была более открытой системой и, что самое важное, в “запуске” реакции участвовали Б.П.Белоусов и А.М.Жаботинский.
Какие бы формы так называемой самоорганизации мы ни находили в экспериментальных условиях и какие бы термины ни употребляли (например, в одной из недавних работ – это “автоволны” [Твердислов, 2000]), все же эта “самоорганизация” не идет дальше одного шага усложнения системы.
Другими словами, в природе процесс самоорганизации может произойти только при случайном стечении обстоятельств (“стечении” в одном месте соответствующих веществ и условий среды), и если даже такое событие произойдет в естественных условиях, вновь возникшая “сложность” умрет сама по себе, не породив новую “сложность”, более высокого уровня организации.
Итак, мы приходим вновь и вновь к тем же вопросам эволюционных теорий-гипотез: Каким образом закономерно, необходимо и долговременно может происходить прогрессивное усложнение природных образований вплоть до образования “биологических сложностей”?
Сложности могут возникать в отдельных областях Мира, но сам Мир (Универсум, Вселенная, Природа) без внешнего организующего Начала не может самоорганизовываться в большую сложность. Это было бы что-то вроде постоянного “творения из ничто”. Совершенно очевидно, что процесс так называемой самоорганизации, наблюдаемый в открытых термодинамических системах (локальных и с весьма ограниченным временем существования), происходит за счет процессов дезорганизации в окружающей среде. Или, другими словами, самоорганизующаяся система — это диссипативная система, которая повышает или сохраняет свою внутреннюю организацию за счет дезорганизации окружающей среды.
Существенно отметить, что, как и все научные теории, теория самоорганизации (синергетика) в своих основах не может избежать опоры на метафизические понятия (об этом подробнее см. разделы, посвященные анализу пределов познания и обсуждаемым проблемам эволюционизма и креационизма [Курашов, 1995, 1995а, 2007б, 2009].
Если основываться на совокупности современного научного экспериментально-теоретического знания, то вполне научным будет предположение о существовании Высшего внешнего по отношению к Вселенной организующего Начала. Важно подчеркнуть, что такое предположение вполне научно: мы знаем, например, что высшие животные более сложны, чем простейшие одноклеточные, что человек более высокоорганизован, чем другие млекопитающие. Так почему же ненаучно допустить существование еще более высокоорганизованного, чем человек, “Начала Природы”, деятельность которого и объясняет наблюдаемую в Природе целесообразность?
Принципиальные трудности при обосновании возможности самопроизвольного образования жизни на Земле из неживой природы ясно охарактеризованы В.И.Вернадским. Возможность появления жизни ученый связывает с необходимым для этого условием — наличием “жизненной среды биосферы”, которая не может быть создана каким-то исходным “морф<