С тех пор как человечество стало осознавать, что существует оно в хоть и непонятной, но Вселенной, не утихают обсуждения вопроса - жизнь и мы сами уникальны только на Земле или такое повторяется среди миллиардов галактик и звёзд?

Ещё совсем недавно астрономы не имели средств найти планетные системы других звёзд. С 1916 г. на протяжении 60-ти лет измерялись микронные смещения на фотографиях «звезды Бернара», чтобы доказать существование у неё планеты чуть поменьше Юпитера. Достоверного результата не получилось.
 
Меньше десяти лет назад в астрономии планетных систём звёзд произошла революция - удалось перейти от определения смещений на фотографиях к регистрации изменений частоты света от звёзд, которые вызваны их движением под действием планет. За единицы лет количество достоверно открытых планетных систем перевалило за сотню. Методика позволила определить массы планет и их орбиты. Найдены планеты земных размеров и вида орбит.
 
В результате мгновенным скачком скепсис в вопросе о возможности внеземной жизни сменился эйфорией утверждений, что во Вселенной десятки миллиардов планет, на которых существует жизнь. Однако оптимисты не опровергли главный в науке довод в пользу уникальности жизни на Земле. Напомню его.

Кажется бесспорным, что изощрённая структура даже самых простейших микробов - это возникновение порядка из хаоса химических и прочих связей молекул веществ. Но одним из самых значительных законов природы является второе начало термодинамики. В памяти людей оно остаётся в упрощеном виде утверждения о стремление в природе к максимуму беспорядка. Почему и как вопреки второму началу термодинамики самопроизвольно возникает порядок, отличающий живые системы? - это вопрос, который не имеет ответа. Успехи последних десятилетий в постановке и решении задач о самоорганизации в природе связаны с широко известными именами И. Пригожина и Г. Хакена. Они породили надежды ответа на этот вопрос. Однако в прямом применении к задачам возникновения и эволюции жизни возможности их методов оказались ограниченными. Всё это охлаждает эйфорию заявлений о множественности жизни во Вселенной.
 
Но может быть представления о жизни как росте порядка - заблуждение? Не удивлюсь, если вместо ответа у читателей возникнет искреннее возмущение - тогда и творчество человека от великих художников, скульпторов, поэтов до космических ракет и интернета должно быть ростом беспорядка. Допустить такое кажется совершенно невозможным!

Природа умнее человека и его возмущения ей безразличны. Первое для того, чтобы понять её - надо превратить обыденные представления о порядке и беспорядке в количественные соотношения. Сделал это Людвиг Больцман ещё в 1872 г.

Обыденно порядок, когда каждая вещь лежит на своём единственном месте, например, в ящике или на полке. Соответственно беспорядок, когда она же может оказаться случайно в любом из возможных таких мест. Физика с помощью математики напрямую формализует это - подсчитаем число всех вариантов-перестановок «занять места» и примем это число в качестве количественной меры беспорядка. Не важно чего - клеток в организме или принципов конструкций, выбором из которых Эйфель создал свою знаменитую башню.
    
Однако подсчёт вариантов-перестановок с ростом количества «мест» и «предметов» быстро приводит к астрономическим числам, что неудобно. Если записывать не сами числа, а найти их логарифм (операция, известная из школы), то длинные ряды цифр исчезают - в природе не найти количеств, которые нельзя было бы описать в пределах логарифма, не превышающего сотню. Логарифм числа возможных состояний и есть знакомое всем (и пугающее большинство) слово - энтропия. Её самопроизвольного роста требует второе начало термодинамики (слова не менее знакомые, но и столь же пугающие). Как видите, оказалось, что «страшное» можно объяснить всего в нескольких строчках.
 
Математика - всего лишь язык науки, в котором на первом месте правила обращения со словами. Их много и они сложные. В результате за частоколом математических формул учёные забыли элементарное - когда мелких предметов дома много, то их укладывают в коробочки, потом как целое в ящики столов или шкафов, эту мебель дальше расставлять по местам в комнате. И т.д. Получается иерархия «мест» с разными признаками и соответственно иерархия беспорядка.
 
В природе аналогично беспорядок растёт иерархически! Атомы имеют свой беспорядок мест, занимаемых ими в молекулах. Молекулы - в составляющих живых клеток. Клетки - в организме. Виды жизни - в экологической нише. Каждый «ящичек закрыт» - в природе на каждой ступени иерархии роста беспорядка объекты предыдущего уровня участвуют как целое, спрятав предысторию в свойства объектов на данном уровне. Из обиходных аналогий понятно, что на каждом следующем уровне иерархии новые условия уменьшают количество мест, перестановки по которым выражают беспорядок - диапазон беспорядка внутри данной ступени уменьшается по отношению к предыдущей. Общий беспорядок определяется суммированием по всем уровням иерархии и каждый новый уровень его увеличивает.



На рисунке показаны главные из уровней иерархии роста беспорядка при эволюции жизни и условия ограничивающие его на каждом из них. За начало отсчёта принято заполнение электроных оболочек атомов, приводящее к таблице Менделеева. Максимум беспорядка в этом выражает огромное количество соединений на основе углерода. Поэтому он закономерно становится элементом, ответственным за жизнь, то есть новые иерархические уровни, отличные от неживой природы. Условие максимума прочности химических связей выделяет элементы, которые в сочетании с углеродом наиболее часто встречаются в живых системах.

По отношению к ним возникает условие, известное в биохимии как принцип структурной комплементарности. Существует хотя бы одна система из 20 аминокислот и 5 нуклеотидов, на основе которой возможны цепочки до 20 безотходных взаимосвязанных реакций, когда продукты предыдущих реакций используются в последующих.
.
Про РНК и ДНК, об информации в них, о генетическом коде, о комбинациях кодонов, с помощью которых он реализуется, читатели слышали. Однако простое про эти молекулы забывают. Все прочие молекулы - это энергетически наиболее выгодные «однозначные упаковки» атомов. Они могут либо участвовать как целое в химических реакциях, либо в других условиях - разрушаться. Молекулы РНК и ДНК принципиально отличаются от такого. Законы их «упаковки» разрешают перестановки кодонов внутри них. При этом детали реакций с участием РНК и ДНК становятся новыми, но их глобальные свойства остаются неизменными.
 
Человеку возникновение РНК, образование ДНК кажется непостижимым чудом роста упорядоченности. Однако для природы всё это возможность реализовать дополнительный беспорядок за счёт произвола перестановок кодонов и следствий этого для химических реакций. Такое соответствует второму началу термодинамики, а потому обязательно реализуется как только возникают геофизические условия, в которых РНК и ДНК могут существовать. Благодаря этой сугубо физической и химической особенности молекул РНК и ДНК природа реализует рост беспорядка путём, который невозможен для любых других молекул.
 
Эта малая подробность и есть главная причина реальности (или даже обязательности) множественности жизни во Вселенной! Природа с помощью жизни увеличивает беспорядок созидательно, а не путём распада. Жизнь от самых простейших бактерий до человека и его разума есть результаты использования природой этой новой возможности. Конкретных биохимических подробностей в этом открыто множество. Каждый год приносит результаты.
 
Кажущееся людям самым невероятным - первичное возникновение жизни (во всяком случае на Земле) произошло «мгновенно». Доказывают это сине-зелёные водоросли - одноклеточные организмы, сохранившиеся до наших дней. Они являются сложными формами жизни с вполне современной фотосинтезирующей энергетикой на основе хлорофилла. Возникли они по разным оценкам в среднем около 4 миллиардов лет назад. Но тогда геофизическая история Земли оставляет ничтожные времена от начала условий, совместимых с существованием сложных органических молекул, до возникновения жизни и итога её эволюции в виде таких вполне современных организмов.
 
«Бог не играет в кости» - когда-то сказал А. Эйнштейн о роли случайностей в природе. Он прав в том  смысле, что напрямую независимые случайности выпадения очков игральной кости или простой перебор пробами и ошибками случайных вариантов в природе реализуются не слишком часто. Природа лишена азарта личного выигрыша в виде цели. Тем более возникновение жизни не происходило путём только проб и ошибок. Закон для случайностей о самопроизвольном росте беспорядка (энтропии) причина возникновения и эволюции жизни в виде иерархии синтеза информации. Она приводит к уменьшению диапазона случайностей по мере роста номеров ступеней иерархии. Это кажется человеку увеличением порядка, но только кажется - суммарный беспорядок (энтропия) при этом растёт.
  
Второе начало термодинамики не является препятствием для возникновения жизни на планетах любых звёзд. Наоборот, именно оно делает жизнь во Вселенной  высоковероятным явлением. Однако пока, несмотря на успехи техники, сигналов от внеземных цивилизаций нет - «космос молчит».  Похоже, что одной из причин этого является уязвимость дальнейшей эволюции жизни из-за того же самого уменьшения высоты иерархических ступеней, которое нам кажется увеличением порядка. Приведу примеры.
 
Большинство звёзд во Вселенной сконцентрировано в спиральных рукавах галактик. Наверняка у многих из них есть планеты и условия для возникновения жизни на некоторых из них. Жизнь на них, несомненно, возникает. Это закономерный быстрый процесс. Но длительная её эволюция там оказывается невозможной. Дело в том, что плотность звёзд в рукавах галактик велика. Соответственно расстояния между ними малы. Развитие звёзд часто оканчивается их гигантским взрывом. В наблюдениях с Земли такое называют - сверхновые звезды.
 
Российский исследователь Л.С. Марочник еще в 1981 г. обратил внимание на то, что взрывы сверхновых сопровождаются мощным жёстким гамма-излучением. Оно должно уничтожать всё живое в миллионах соседних планетных систем. Жизнь на Земле смогла длительно эволюционировать до высоких уровней потому, что орбита Солнца в нашей Галактике круговая, пересекающая рукава в процессе его движения вокруг её центра. Взрывов сверхновых только за период письменной истории человечества было несколько. Из-за специфики орбиты Солнца в Галактике они были далеко, а потому излучение от них дошло до Земли настолько слабым, что развитию жизни на Земле от него помех не было. Есть астрономы, подозревающие воможность взрыва в недалёкое время (порядка нескольких лет) самого Солнца. Их аргументы не бесспорны, хотя сегодняшняя аномально высокая солнечная активность настораживает. Против такого конца человек бессилен.
 
Существует и сугубо планетарная причина уничтожения уже возникшей жизни. Человечество дожило до уровня, когда оно способно защититься от этой опасности, но пока не собирается это реализовать. Во всех моделях возникновения планетных систем используются решения механики, которые утверждают закономерную аккрецию отдельных «глыб» как основу формирования планет. Но люди забывают, что в силу этих же законов столкновения планет с астероидами не являются чисто случайными. Некоторых из орбит астероидов эволюционируют так, что обязательно в далёком или близком будущем будет их столкновение, например с Землёй. Такие катастрофы были в прошлом как Земли, так и многих планет. Недавно открыт астероид, который с вероятностью около одной миллионой может столкнуться с Землёй в 2014 г. Вероятность невелика, но лотерейные билеты покупают и при меньшей надежде на крупный выигрыш. Срок в 10 лет весьма напряженный для того, чтобы успеть разработать и осуществить программу, позволяющую предотвратить это столновение. Пока нет даже разговоров о начале работ.

Существует опасность уничтожения в пределах жизни ближайших поколений людей, если не всех видов жизни, то человека гарантированно. Она зависит от биологии самого человека. Природа предупреждает о ней, но не услышана человеком. Дело в том, что закон иерархического роста беспорядка (энтропии) и уменьшения в этом процессе высоты ступеней создаёт кажущееся впечатление о человеке как чуде упорядоченности. Возникает, столь же кажущееся, внутреннее следствие этого - раз человек цель природы, то уж сам себя, от самого себя он защитить сможет. К сожалению, это природой не гарантировано. Наоборот, для каждого следующего уровня иерархии высота ступени уменьшается. Но это означает, что барьер, её ограничивающий, падает. Вспомните, какие широкие диапазоны внешних условий совместимы с существованием бактерий и как беззащитен человек к таким же изменениям.
 
Как показано в  моих работах, эволюция мозга в сторону усложнения и возникновения собственно человеческого разума диктуется действием мужских половых гормонов на рост мозга. Но они же одновременно стимулируют агресивность поведения человека.
 
В результате сегодня даже отдельный человек или малочисленная группа в десятки, сотни людей может полностью уничтожить свою ступень иерархии, то есть человечество. Жизнь в каких-то простых формах на Земле останется, а человека не станет впредь и навсегда. Только разум самого человека может защитить от такого. Но разум человека всего лишь следующая ступень иерархии в его эволюции, для которой высота защитных барьеров вообще эфемерная.

Способно ли человечество это понять? - Современный терроризм создаёт в этом серьёзные сомнения. Не является ли одной из причин «молчания космоса» закономерное самоуничтожение цивилизаций во Вселенной? - Ответа пока нет.
 
***

В этой статье рассказывается об интересных и неожиданных результатах её автора. Читатели, наверняка, захотят узнать подробности. О них можно прочитать на этом сайте и в книгах А.М. Хазена «Разум природы и разум человека» (М.: НТЦ Университетский. 2000), «Первые принципы работы мозга, гарантирующие познаваемость природы» (М. 2001), «Законы природы и «справедливое общество»» (М.: УРСС. 1998), «Введение меры информации в аксиоматическую базу механики». (М.: РАУБ. 1998).