спектральных классов F, G и К (точнее, от F5 до К5), которые по своим характеристикам близки к Солнцу. Доля этих звезд составляет около 20 %. Но это еще не все. Для того чтобы поддержать жизнь, планета должна иметь устойчивую орбиту вокруг звезды. Как мы видели, значительное число звезд входит в состав двойных и кратных систем. В таких системах не всегда возможны устойчивые планетные орбиты. С некоторой степенью произвола полагают, что условие устойчивости выполняется примерно для половины подходящих звезд.
Теперь надо выбрать условия уже внутри самой планетной системы. Для этого мы должны исходить из определенных представлений о том, какие условия необходимы для возникновения и развития жизни. А это неизбежно приводит к вопросу, который нам, возможно, хотелось бы избежать — о формах и субстрате внеземной жизни. Желая сохранить твердую почву под ногами и следуя уже избранному пути, мы вынуждены ограничиться единственно известной нам формой жизни и в качестве «нормы существования» принять условия, необходимые для возникновения и развития водно-углеродной, белково-нуклеиновой жизни. Таким путем мы найдем, по крайней мере, нижнюю границу интересующего нас фактора.
Чтобы обеспечить необходимый температурный режим, планета должна находиться в пределах так называемой «зоны жизни» или экосферы (см. § 3.2). Размеры ее зависят от температуры центральной звезды. Так, для Солнца экосфера простирается от 0,7 а. е. до 1,3 а. е., а для красного карлика класса М5 — приблизительно от 0,02 до 0,05 а. е. Кроме того, масса планеты (как уже отмечалось в предыдущем параграфе) должна быть достаточна для удержания атмосферы, но не слишком велика. Оба эти условия приводят к тому, что планета подходящих размеров должна находиться на подходящем расстоянии от своей звезды. Какова вероятность выполнения этих условий? В Солнечной системе из 9 планет лишь одна — наша Земля — находится в пределах зоны жизни[253] и имеет к тому же подходящие размеры. Исходя из этого можно заключить, что для Солнечной системы вероятность нахождения подходящей планеты в подходящем месте составляет приблизительно 0,1. Можно принять эту оценку в качестве типичной для других планетных систем. Пусть n — среднее число планет в планетной системе (по аналогии с Солнечной системой можно принять n ≈ 10), тогда:
Отметим, что некоторые авторы учитывают долю звезд подходящих спектральных классов и долю подходящих звезд с устойчивыми планетными орбитами при оценке фактора fp . Поэтому для сопоставления результатов различных авторов удобней использовать величину fpne . Эта величина приводится в 3-м столбце таблицы 4.3.1.
Перейдем теперь к оценке вероятностей РL , Рi , Рс . Начнем с вероятности происхождения жизни РL . В п. 4.2.3 мы познакомились с тем, как образуются основные «строительные блоки» биохимии (аминокислоты, нуклеотиды и т. д.) и как из этих «кирпичиков» путем полимеризации возникают более сложные органические молекулы. Но там же мы отмечали, что до сих пор остаются полностью неясными последующие этапы происхождения жизни. Прежде всего — каким образом «запускается» механизм наследственности, как возникают системы такого уровня сложности, начиная с которого вступает в силу естественный отбор, характерный для живых систем.
Существует точка зрения (и она активно пропагандируется в популярной литературе), согласно которой образование первых белковых молекул и первых молекул ДНК произошло чисто случайно — путем случайного сочетания имевшихся в первобытном океане простых молекул. А так как вероятность случайного образования достаточно сложных систем (какими, несомненно, являются живые системы) исчезающе мала, то, с этой точки зрения, происхождение жизни на Земле является чудом, повторение которого где-либо в другом месте Вселенной крайне маловероятно. Рассмотрим в качестве иллюстрации вероятность случайного образования одного из хорошо известных белков — гемоглобина. Молекула гемоглобина состоит из 4-х полипептидных цепей по 150 элементов (звеньев) в каждой цепи. Всего, таким образом, имеется 600 звеньев, каждое звено — это молекула той или иной аминокислоты. Поскольку в состав живых организмов входит 20 различных аминокислот, то число всевозможных комбинаций из 20 аминокислот при длине цепочки 600 звеньев равно 20600, и вероятность чисто случайного образования молекулы гемоглобина составляет 1/20600 = 10-780 (!) — число практически не отличающееся от нуля. Если же принять во внимание все существующие в природе аминокислоты, а не только те, что входят в состав живых организмов (ведь первоначальный отбор должен был производиться из всех аминокислот), то вероятность упадет до величины 10-1200. И это для простейшего из белков! Если же взять молекулу ДНК, входящую в состав наших хромосом, то вероятность ее чисто случайного возникновения равна
— величина, которая «доказывает» абсолютную невозможность происхождения человека.
Ошибочность подобной аргументации состоит в том, что такой чисто комбинаторный подход не применим к процессу формирования сложной высокоорганизованной системы. На основе простой комбинаторики исходных элементов невозможно за разумное время получить не только белковую молекулу, но и более простые системы, существующие в природе. Процесс формирования сложной системы протекает таким образом, что на каждой стадии такого процесса образуются промежуточные подсистемы с присущими им структурными особенностями, благодаря которым на последующих этапах уже не могут реализоваться любые комбинации исходных элементов. Реализуются только некоторые, «разрешенные» комбинации, а это сокращает общее число комбинаций, повышает вероятность реализации процесса (или сокращает время его реализации). Согласно теории Дж. Бернала (1901-1971), существенную роль в этом процессе играет иерархическое строение возникающих структур, каждая из которых включает в себя структуры и процессы, существующие на более низком уровне. В результате число возможных путей формирования некоторой структуры высшей сложности из ее элементов (субструктур) уменьшается, а вероятность образования сложной структуры возрастает по сравнению с тем, что имеет место при ее формировании непосредственно из исходных элементов.
Можно проиллюстрировать это положение на примере формирования языка. Казалось бы какое отношение имеет язык к обсуждаемой проблеме? Но ведь язык — это тоже сложная система, а закономерности формирования сложных систем имеют много общего. Рассмотрим для определенности письменную речь. Исходным элементом ее являются буквы, из них с соблюдением определенных закономерностей образуются слова, из слов строятся предложения, и здесь действуют свои закономерности: порядок слов в предложении, согласование в роде, числе, падеже. Наконец, предложения следуют друг за другом, подчиняясь более сложным законам смысла, логики и т.д. Благодаря этому возникают определенные ограничения на сочетания исходных элементов, букв (а также слов, предложений, абзацев). В результате огромное множество априори возможных «предложений» — вроде: «ыыыуууя тнньл мммбббщъ аъ» — не появляется в осмысленном русском тексте. Точно так же
