Человек и ноосфера

И еще одно общее свойство развития материального мира, которое все более и более осознается. Эволюция, развитие носят направленный характер – происходит непрерывное усложнение организационных форм. Последнее обстоятельство, казалось бы, противоречит второму закону термодинамики, если считать нашу Вселенную замкнутой системой.

Сегодня мы еще не можем с достаточной отчетливостью объяснить этот феномен развития, так же как и отсутствие временной симметрии, которые, по-видимому, тесно связаны друг с другом. Но мы их можем принять как эмпирический факт или, по терминологии В. Вернадского, считать их «эмпирическим обобщением».

На определенной стадии мирового процесса «турбуленткого» развития Вселенной в ней возникает жизнь. Это еще одно эмпирическое обобщение: жизнь существует, во всяком случае на Земле, где она однажды появилась. Этот факт отвечает представлению В. Вернадского о космическом характере жизни.

Следует думать, что жизнь «земного типа» возникла именно на Земле, а не была на нее занесена извне. Для такого утверждения есть целый ряд аргументов. Попробуем перечислить некоторые из них.

Первый и, может быть, важнейший аргумент в пользу гипотезы о земном происхождении жизни на нашей планете дает нам изучение оптических свойств живого вещества. Оказывается, что в отличие от неживого вещества живое, или продукты его жизнедеятельности, всегда оптически активно. Это означает, что его молекулы обладают общей асимметрией, определяющей способность живого вещества к поляризации света, который через него проходит. В неживом же веществе молекулы обладают разными свойствами симметрии. В результате их смешения такое вещество рассеивает свет и уже не обладает способностью его поляризации. Аминокислоты же, из которых состоят живые организмы, а также вещества, прошедшие сквозь организм, обработанные им или образовавшиеся в результате его распада, всегда обладают такой уникальной способностью.

Этот факт экспериментальный. Он был открыт еще в прошлом веке Л. Пастером и П. Кюри и имеет огромное значение для понимания особенностей мирового эволюционного процесса вообще и возникновения жизни в особенности, ее роли в трансформации материи и изменении ее свойств.

Представим себе два ряда молекул – оптических изомеров – так называемые правые и левые молекулы. Они неразличимы по своим физико-химическим свойствам. Чтобы их отличить, необходим специальный инструмент, если угодно, некоторый фильтр, распознающий особенности их симметрии. Таким фильтром служит живое вещество, которое всегда построено из однотипных (как правило, левых) оптических изомеров. Почему же все живое характеризуется такой асимметрией – ответа на этот вопрос пока нет! (См. подробнее: Кизель В. А. Физические причины диссимметрии живых систем. М., 1986.) Но благодаря этому у нас теперь есть возможность отличать вещество биогенного происхождения от вещества неживого. Возникла парадоксальная ситуация: мы не способны ответить на вопрос о том, что же такое жизнь, и в то же время мы имеем способ отличить живое от неживого.

В распоряжении ученых сейчас уже есть определенное количество вещества космического происхождения. Это метеориты, выпавшие на Землю, и лунный грунт (доставленные американскими экспедициями 1968 года и советскими автоматическими аппаратами). Его изучение показывает, что в космосе происходят процессы, в результате которых там могут возникать биологические макромолекулы. Это обстоятельство трудно переоценить. Оно еще раз показывает, что усложнение организации материи и выход ее в предбиологическую фазу характерны не только для нашей планеты. Такие процессы типичны, по-видимому, для Вселенной в целом, то есть для мирового эволюционного процесса.

Вместе с тем у нас нет пока ни одного факта, указывающего на то, что в космосе, во всяком случае в ближнем космосе, существует вещество биогенного происхождения, вещество, обладающее оптической активностью. Пока что весь «космический материал», оказавшийся на Земле, оптически нейтрален. Это и означает, что он не может иметь биогенного происхождения.

Вот почему предположение о том, что земная жизнь имеет земное происхождение, является наиболее естественным.

Но оптическая активность живого вещества и изучение космической материи не исчерпывают доказательства в пользу земного происхождения жизни. Другой аргумент не меньшей значимости – это существование на Земле генетического кода, единого для всего живого. Единый алфавит из четырех букв – четырех нуклеотидов и еще двадцати аминокислот, – это, вероятно, следствие некоторого процесса естественного отбора, сохранившего на Земле наиболее устойчивую, наиболее приспособленную к нашим условиям форму передачи наследственной памяти – наследственной информации, которая кодируется нуклеиновыми кислотами и обеспечивает «эффективную наследственность». Единство генетического кода очень трудно объяснить, отрицая предположение о том, что земная жизнь возникла на Земле и является естественным этапом ее эволюции.

Еще один аргумент в пользу земного происхождения жизни дают оценки В. Вернадского количества живого вещества. Он считал, что оно на протяжении всей истории земной жизни было практически постоянным. Это утверждение, может быть, и не совсем точно, но тот факт, что жизнь действительно, как костер из сухих веток, вспыхнула на Земле и заполнила за ничтожный отрезок времени, по космическим масштабам, все возможные экологические ниши, по-видимому, не вызывает сомнений у палеонтологов.

Наконец, современные представления о предбиологической эволюции никак не противоречат возможности возникновения жизни на самой планете. Более того, отказ от этого предположения потребовал бы новых, еще труднее проверяемых гипотез.

Примечание. Утверждение того, что жизнь – явление космическое, естественный этап самоорганизации материи, вовсе не означает, что это неизбежная фаза развития ее. Это просто одна из возможностей процесса ее самоорганизации, одна из виртуальных форм развития. Но будет ли подобная форма реализовываться в тех или иных условиях – это уже совсем другой вопрос.

На основании всего сказанного я буду в той гипотетической картине, которую я собираюсь представить читателю, считать возникновение жизни естественным этапом саморазвития земной материи.

Но надо заметить, что все перечисленные факты, включая замечательные исследования М. Эйгена, нас практически не приблизили к пониманию того, что принято называть феноменом жизни, а тем более к тому пониманию, которое позволило бы нам дать его достаточно полное определение. Но, вероятно, благодаря этому мы начинаем постепенно догадываться, что между живым и неживым, вероятно, и не существует столь резкого рубежа, который предполагался до сих пор. Граница между живым и неживым, наверное, размыта, а многообразие форм самоорганизации материи, может быть, содержит устойчивые образования, которые трудно отнести только к живой или неживой природе. Лишь отойдя достаточно далеко от этой границы, мы можем с уверенностью говорить о том, что заведомо является живым, и тогда формулировать для него знаменитый принцип Пастера – Редди: живое только то, что происходит от живого.

Примечание. Отсутствие известных нам форм вещества, которые не могут быть идентифицированы в качестве живого или неживого вещества, допускает объяснение с двух принципиально различных позиций. Если мы примем за гипотезу то, что живое вещество не может возникнуть из неживого, то есть абсолютную справедливость эмпирического принципа Пастера – Реддн для всех уровней организации вещества, то мы должны будем признать либо самостоятельное происхождение живого (так же, как и остальной Вселенной), либо вечность его существования.

Если же мы примем схему развития материи, согласно которой жизнь – это естественный этап развития ее организационных форм, то нам остается принять лишь одну гипотезу – о неустойчивости переходных форм.

Последняя гипотеза кажется мне предпочтительней – она естественна, во всяком случае, для специалистов, занимающихся существенно нелинейными проблемами. В самом деле, в природе мы можем наблюдать лишь относительно долгоживущие образования (обладающие относительно большой стабильностью), которые являются предметом наших исследований. И хотя не существует решающего опытного материала, который бы подтверждал формулируемую гипотезу, я буду принимать именно ее! В этом случае ответ на вопрос о том, что же в конце концов есть живое? – может быть и не столь уж важен. Мне кажется, что более важно понимание того, что переход от неживого к живому – это лишь один из этапов единого процесса самоорганизации бесконечного процесса, бесконечного усложнения форм существования материи.

Итак, в процессе развития материального мира на одной из планет Солнечной системы – на планете Земля – вспыхнула жизнь. Из бесчисленного количества возможных форм существования материи, заготовленных Природой впрок, то есть форм виртуально допустимых ее законами, реализовывалась та, которую мы сегодня называем «живым веществом». Другими словами, на этой планете сложились условия, благодаря которым биофизико-химические процессы могли привести эволюцию биологических молекул в такое русло, которое допускает их превращение в «живое вещество» – термин, который ввел Вернадский и который полнее раскрывает смысл того, что чаще называется живой материей.

Появление на поверхности Земли живого вещества качественно изменило характер ее эволюции. Луна и Земля практически ровесники. Но на поверхности Луны за протекшие три с половиной миллиарда лет не многое изменилось. Разве что кратеров стало больше и большее количество коренных пород превратилось в пыль.

Совсем иной оказалась история земной оболочки. Под действием живого вещества, способного использовать энергию Солнца, начала изменяться, метаморфизировать внешняя оболочка коренных пород. В сочетании с вулканизмом и тектоническими (внутренними) процессами Земли стали образовываться совершенно новые формы горных пород, которых нет на Луне и других близко к ней расположенных космических телах. Граниты, гнейсы, песчаники – это все следствия совместной «работы» земной биогеохимической лаборатории и естественного тектонизма.

Вместе с развитием процессов изменения литосферы, атмосферы и океана стремительно развивалась сама жизнь, множились и усложнялись ее формы. История нам не сохранила остатков тех анаэробных существ, которые, овладев фотосинтезом и хемосинтезом, начали перестраивать земную атмосферу и менять химический состав океанов. Тем не менее нынешний состав атмосферы, во всяком случае содержание в ней кислорода, установился, по-видимому, на очень ранних стадиях истории Земли.

Развитие живого вещества шло все ускоряющимися темпами. Огромный шаг в эволюции живого вещества был сделан тогда, когда появились эукариоты с их кислородным дыханием. Можно назвать и еще целый ряд подобных скачкообразных изменений форм жизни, резко ускоривших как само развитие вещества, так и поверхность планеты в целом.

Когда-то на Земле было царство прокариотов. Именно им обязана наша планета своей кислородной атмосферой в первую очередь. И они, по-видимому, практически не знали естественной смерти. Прокариоты могли существовать в совершенно немыслимых условиях, которые были три миллиарда лет тому назад на нашей планете: активнейший вулканизм, интенсивная ультрафиолетовая радиация, не удерживаемая озоновым слоем… Они были, по-видимому, самыми приспособленными живыми существами, которые когда-либо жили на планете. Их потомки, например синезеленые водоросли, и сейчас обладают потрясающей живучестью. Но не им, способным сохранять свой гомеостазис так, как это не могло делать ничто живое, принадлежало будущее.

Царство прокариотов однажды было завоевано эукариотами. На этот процесс ушло, наверное, не меньше миллиарда лет. Переход от прокариотов к эукариотам – это грандиозная перестройка биосферы. С точки зрения биолога, отличие этих двух видов микроскопических «элементов жизни» было, наверное, куда большим, чем отличие современного человека от его далекого предка – австралопитека. Эукариоты были уже смертны в самом обычном смысле слова. Эту цену они заплатили за обретение кислородного дыхания. Но вместе с ним они обрели и во много раз большую, чем у прокариотов, эффективность использования энергии. Благодаря этому они оказались способными к более быстрой эволюции и «самосовершенствованию».

Последнее слово я не случайно взял в кавычки. Природа не знает, что лучше, а что хуже, – идет непрерывный процесс самоорганизации. В результате множатся формы и усложняется организационная структура. Но так или иначе царство прокариотов однажды окончилось, и на Земле начали царствовать эукариоты, от которых произошло и все остальное.

Итак, еще на заре жизни на Земле выжили не самые стабильные. Почему и как – на эти вопросы у нас нет хороших ответов. Но замечу только, что такая ситуация возникала в истории Земли не единожды.

Динозавры и млекопитающие появились практически одновременно. Но многие сотни миллионов лет млекопитающие были на нижних этажах жизненной иерархии: царствовали динозавры. Они были прекрасно приспособлены к условиям обитания. Они хорошо переносили климатические и многие другие превратности земной истории. И вдруг за относительно короткий период они исчезли! Совсем и навсегда! Передав эстафету власти млекопитающим.

Почему, как такое могло произойти? Ученые до сих пор не могут разгадать этой загадки. Выдвигаются различные теории. Их обсуждают, спорят, приводят аргументы и контраргументы. Но до сих пор проблема гибели динозавров остается одной из волнующих тайн природы.

Еще более яркий пример выдвижения на первый план тех, кто был в тени, дает история антропогенеза. Наши предки – австралопитеки были изгоями своего времени. Их сородичи, лучше приспособленные к жизни в тропическом лесу, вытеснили австралопитеков. Когда климат сделался более засушливым и площадь тропических лесов сократилась, нашим предкам пришлось встать на ноги, приспособиться к новым условиям жизни в саванне и… стать людьми.

Возникновение разума – это столь же загадочная перестройка процесса развития материального мира, как и возникновение жизни. Это тоже естественный и столь же масштабный этап его развития. Мозг человека и мозг животного, особенно высших млекопитающих, состоит из одних и тех же нейронов. Но, несмотря на это, наш мозг рождает способность познавать сам себя, видеть себя со стороны, познавать окружающий мир, задумываться о тайне своего происхождения.

Благодаря появлению разума возникает общество. Не общественные формы бытия – они существуют и у животных, а общество, совокупность индивидуумов, совокупность личностей, способных к совместному труду, к планомерной деятельности, к кооперации, к совместной духовной жизни.

История возникновения общества уже давно изучается антропологами и обществоведами. Однако эти исследования обычно проводятся вне связи с общими процессами мирового развития. Нам же необходимо встать именно на эту общесистемную точку зрения, ибо одна из задач этой книги – постараться увидеть включенность истории человека в историю биосферы.

Развитие человеческого общества – это такой же естественный процесс, как формирование галактик или развитие вируса. Нам сегодня важно увидеть то общее, что объединяет все компоненты этого единого процесса, и то, что вносит и может внести Разум в мировой эволюционный процесс. В этом я вижу настоятельную необходимость, ибо убежден, что мировой эволюционный процесс находится сегодня на рубеже такой же коренной перестройки, какая произошла вместе с появлением на Земле жизни, а затем и Разума.

Я сделал набросок мирового эволюционного процесса. Если пользоваться современной терминологией, то в этой главе представлен эскиз единого процесса самоорганизации (процесса синергизма), протекающего в нашей Вселенной и на Земле. В рамках этого единого процесса происходят и все современные явления, столь опасные для судеб нашего общества. Что является движущей силой этого единого течения мировой эволюции?

Оно происходит в берегах, которые называются законами, позволяющими, в частности, понять, что такое равновесие. Оно является следствием принципиальной неравновесности, царящей в нашем мире, и факторов, непрерывно разрушающих возникающие равновесные состояния. Теперь нам важно расшифровать хотя бы некоторые особенности тех механизмов, благодаря которым происходит эта самоорганизация. Понять роль и возможности Разума, целенаправленно использующего эти механизмы. К обсуждению этих вопросов мы сейчас и приступаем.

Глава II. Механизмы эволюции

Основы единого языка

За последние годы многое удалось понять в том, что можно назвать механизмами эволюции (или развития), как происходит изменение структуры (организации) материи, как и почему возникает новое качество, что является двигателем любого процесса самоорганизации. Становится все более понятным, что единый процесс мирового развития – это не игра случая. Он имеет определенную направленность – происходит непрерывное усложнение организации. Это результат взаимодействия объективной необходимости со столь же объективной стохастичностью нашей Вселенной. Реальность такова, что необходимость вовсе не исключает случайность, но определяет потенциальные возможности развития, которые согласовываются законами природы.

Единый процесс развития охватывает неживую природу, живое вещество и общество. Это три уровня организации материального мира – звенья одной цепи. Поэтому естественно попытаться описать здесь процесс развития на едином языке, в рамках единой схемы, с использованием общей терминологии. Такое связанное описание процессов развития резко упрощает саму технологию системного анализа всех биосферных процессов и процессов взаимодействия природы и общества.

Но дело не только в этом. Создание единого языка для описания единого процесса развития позволяет наглядно увидеть генетическую связь между его отдельными фрагментами. Однако, чтобы создать такой язык, необходимо прежде всего решить проблему ключевых понятий и расширения их смысла по мере расширения области использования языка описания.

В качестве таких ключевых слов, которые могут быть использованы для описания общих свойств основных механизмов развития и неживых материальных структур, и живого вещества, и организации общественной жизни, я предлагаю использовать «дарвиновскую триаду»: изменчивость, наследственность, отбор. Эти слова в моей интерпретации должны нести, разумеется, более широкий смысл, чем тот, который им придавался в эволюционной теории.

Условимся называть изменчивостью любые проявления стохастичности и неопределенности. Они составляют естественное содержание всех процессов микромира, но, конечно, имеют место и на макроуровне. Неопределенность и стохастичность – это объективная реальность нашего мира. Он так устроен, что изменчивость лежит в основе функционирования всех механизмов нашего мира, на любом уровне его организации.

Этот факт порождает многочисленные проблемы философского и специального научного характера. И далеко не всегда мы умеем их объяснить. Многие из причин, порождающих стохастичность и неопределенность, нам часто бывают неясны. И тем не менее изменчивость является фактом, одним из основных эмпирических обобщений, с которыми нам непрерывно приходится сталкиваться. И мы часто апеллируем к ней как к исходному понятию при объяснении явлений и процессов живой и неживой природы. Вместе с тем изменчивость – случайность и неопределенность – проявляется не сама по себе, а в контексте необходимости, то есть законов, управляющих движением материи и развитием ее организационных форм.

Классическим примером, показывающим, что стохастичность, как проявление изменчивости, соседствует с детерминистскими законами, является развитое турбулентное движение. В этом на первый взгляд абсолютно хаотическом движении жидкости всегда можно обнаружить своеобразную строгую упорядоченность. Оно подчиняется строгим физическим законам – законам сохранения в первую очередь, – в нем наблюдается стабильность средних характеристик, существуют определенные формы организации (коэффициенты сопротивления, средние значения завихренности и т. д.).

Но объяснить возникновение турбулентности без обращения к случайности (случайным внешним воздействиям) невозможно. И по существу, все развитие нашего мира представимо некоторой моделью своеобразного турбулентнообразного движения. Таким образом, все наблюдаемое нами – это единство случайного и необходимого, стохастического и детерминированного.

И еще раз: мир так устроен, что случайность и неопределенность – это его объективные характеристики. Это эмпирический факт. Это необходимость, и с ней мы не можем не считаться. К ней должно привыкнуть наше мышление так же, как мы привыкли к теории относительности, уравнению Шредингера и другим «невероятностям» нашего современного мира, которые нам постоянно открывают физика и другие естественные науки.

Случайность и неопределенность понятия вовсе не тождественны. Они пронизывают все уровни организации материи. Процессы, протекающие в неживой материи (та же турбулентность, броуновское движение и т. д.), процессы биологические (типичный пример – мутагенез), социальные процессы (к примеру, конфликты) – все они подвержены действию случайностей, которые мы далеко не всегда можем проследить так, чтобы понять их источник, а тем более правильно учесть, делая анализ и прогнозируя события.

Но хотя глубинный смысл изменчивости часто бывает неясен, именно оно создает то «поле возможностей», из которого потом возникает многообразие организационных форм, наблюдаемых и изучаемых нами, особенно долгоживущих образований. Она же вместе с тем служит и причиной их разрушения. Такова диалектика самоорганизации (синергетики). Одни и те же факторы изменчивости стимулируют и созидание, и разрушение.