Проблема происхождения жизни на Земле. Жизнь как земной и космический феномен

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство здравоохранения и социального развития РФ

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская Химико-фармацевтическая академия»

Кафедра: Гуманитарных наук

Дисциплина: Философия

Реферат

Проблема происхождения жизни на земле. Жизнь как земной и космический феномен

Выполнила: студентка 311 гр.

Фармацевтического факультета

Боярская Н.А.

Санкт-Петербург, 2012

Оглавление

Введение

1. Обзор проблемы. Определения понятия «жизнь»

2. Гипотезы происхождения жизни

3. Жизнь как космический феномен

Вывод

Используемые материалы

Введение

Нередко считают, что определенные проблемы (скажем, проблема происхождения жизни, проблема развития, проблема времени, проблема сверхсветовых скоростей, проблема сознания) едины и для частных наук и для философии, только исследуются ими с разных сторон. Тем самым затушевывается их дифференцированность, вследствие чего задачи философии могут недостаточно четко отграничиться от задач частных наук.

Но выявлять разнотипность проблем можно и необходимо. Так, одной из широко обсуждаемых ныне проблем теоретической физики является проблема тахионов, или гипотеза о возможном существовании процессов, передающих материальные взаимодействия со скоростями, превышающими скорость света. Помимо собственно физических вопросов, непосредственно связанных, например, с отношением данной гипотезы к теории относительности А. Эйнштейна, здесь возникают и философские проблемы, и прежде всего вопросы о месте тахионов в обшей картине мира, о нарушении, переформулировке или сохранении принципа причинности, о возможности обратного направления времени и т.п.

На первый взгляд, нерасчленяема и проблема происхождения жизни. Но знакомство с гипотезой Опарина -- Холдейна (в ней в единстве представлены становление и эволюция обмена и эволюции генетического механизма живого), с гипотезой В.И. Гольданского (признающей возможность протекания в космическом пространстве на частицах газопылевых межзвездных облаков синтеза достаточно сложных, в том числе и полимерных, молекул), с гипотезой Ж. Моно (о невозможности возникновения жизни на Земле из-за отсутствия достаточного количества молибдена и в окрестности «молибденовых звезд»), с гипотезой «направляемой панспермии» Ф. Крика (занесения на Землю зародышей жизни из космоса) показывает их частнонаучный характер.

В философии проблема происхождения жизни имеет предельно широкий смысл: она рассматривается в отношении к материи в целом. Эта проблема имеет специфическое решение. Если мир бесконечен в пространстве и во времени, если сохраняемость и неуничтожимость материи, ее атрибутов и модусов понимать не только количественно, но и качественно, то следует признать, что мир никогда не был и не может быть свободен от своего противоположения -- духа (сознания), как и вообще от органической формы движения материи (см. главу XXI). В этом плане расколотость реальности на две части представляет собой не меньшую всеобщность, чем любая другая расчлененность материи.

Проблема происхождения жизни, как видим, фактически распадается на две проблемы. Одна из них касается возможности возникновения жизни (и сознания) на Земле или вне Земли, условий и механизма превращения неорганических образований в биополимеры и формулируется на языке химии, биохимии; при наличии в ней мировоззренческого аспекта, она все же (особенно в наше время) является в целом естественнонаучной проблемой. Вторая проблема есть проблема качественной неуничтожимости материи, ее атрибутов, модусов, общих генетических отношений форм движения материи, т.е. проблема соотношения духа и материи вообще; вторая проблема включает в себя мировоззренческий аспект первой, но полностью к нему не сводится; она является специфически философской. [1, с.68, 69]

Существует достаточно предположений по поводу происхождения жизни. Некоторые считают, что это - случайность, некоторые - это закономерный процесс. Ни одну из гипотез (на научной основе, конечно) опровергнуть нельзя, равно как и доказать.

Цель данной работы раскрыть многообразие взглядов на проблему происхождения жизни и сделать вывод о сущности этих мнений.

1. Обзор проблемы. Определения понятия «жизнь»

жизнь материя клетка самозарождение

Имеется большое число определений понятия «жизнь», отражающих различные подходы. Многочисленные определения сущности жизни можно свести к трем основным. Согласно первому подходу, жизнь определяется носителем её свойств (например, белком), согласно второму подходу, жизнь рассматривают как совокупность специфических физико-химических процессов. И, наконец, третий подход -- определить минимально возможный набор обязательных свойств, без которых никакая жизнь невозможна. [2]

Жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии, поддержание и самовоспроизведение специфической структуры.[3] Согласно взглядам одного из основоположников танатологии М. Биша, жизнь -- это совокупность явлений, сопротивляющихся смерти. С точки зрения второго начала термодинамики, жизнь -- это процесс, или система, вектор развития которой противоположен по направлению остальным, «неживым» объектам вселенной, и направлен на уменьшение собственной энтропии.

Фридрих Энгельс дал следующее определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Опираясь на современные достижения биологической науки, русский ученый М.В. Волькенштейн дал новое определение понятию жизнь: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров -- белков и нуклеиновых кислот».

В.Н. Пармон дал следующее определение: «Жизнь -- это фазово-обособленная форма существования функционирующих автокатализаторов, способных к химическим мутациям и претерпевших достаточно длительную эволюцию за счёт естественного отбора».

Существуют также кибернетические определения жизни. По определению А.А. Ляпунова, жизнь -- это «высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул». Жизнь (или жизнеспособную систему) можно определить как систему, содержащую упорядоченные и распределенные установившиеся нелинейные осцилляторы с ограниченным циклом, а также связанную с ней систему алгоритмических управляющих механизмов, способную регулировать свои внутренние условия во внешних условиях.[2]

Существует также трагикомическое определение: Жизнь (человека) -- наследственная болезнь со смертельным исходом, передаваемая половым путём.

Каковы бы ни были даны определения жизни, она имеет свои специфические свойства по отношению к любой другой неживой материи на физиологическом уровне.

Жизнь качественно превосходит другие формы существования материи в отношении многообразия и сложности химических компонентов и динамики протекающих в живом превращений. Живые системы характеризуются гораздо более высоким уровнем структурной и функциональной упорядоченности в пространстве и во времени.

Живые системы обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией, являясь, таким образом, открытыми системами. При этом, в отличие от неживых систем, в них не происходит выравнивания энергетических разностей и перестройки структур в сторону более вероятных форм, а непрерывно происходит работа «против равновесия». На этом основаны ошибочные утверждения, что живые системы якобы не подчиняются второму закону термодинамики. Однако снижение энтропии в живых системах возможно только за счёт повышения энтропии в окружающей среде (негэнтропия), так что в целом процесс повышения энтропии продолжается, что вполне согласуется с требованиями второго закона термодинамики.

Все эти сведения извлечены из научной сферы. Пожалуй, потому, что именно наука занималась проблемой происхождения и определения жизни как таковой. Но философия тоже давала свои определения жизни в различные периоды. Например, жизнь-термин классической философии, фиксирующий способ бытия наделенных внутренней активностью сущностей, - в отличие от нуждающихся во внешнем источнике движения и эволюции неживых предметов. В рамках гилозоизма (представление о том, что вся материя является одушевлённой, или сама по себе, или путём участия в функционировании Мировой души, или каким-либо похожим образом) жизнь мыслится как имманентное (неотъемлемое) свойство праматерии, фактически синонимичное бытию, - в отличие от смерти как небытия.

Также жизнь может быть понята как понятие неклассической философии, фундирующее собой философию “жизненного мира” и обозначающее интуитивно постигаемую целостность реальности бытия: живое как естественное в противоположность сконструированному как искусственному (Ницше). Жизнь, как непосредственное внутреннее переживание, уникальное по своему содержанию и раскрывающееся в сфере духовно-коммуникативного или духовно-исторического опыта (Дильтей, Зиммель).

Все определения различны, но по сути говорят об одном и том же. Противоположность, связь и движение. [8]

Тонкость момента заключается в том, чтобы, не опровергая уже установленных истин, выяснить источник происхождения жизни в космосе и на Земле в частности.

2. Гипотезы происхождения жизни

В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы: гипотеза биохимической эволюции, гипотеза панспермии, гипотеза стационарного состояния жизни, гипотеза самозарождения, теория Опарина -- Холдейна.

Гипотеза самозарождения жизни.

Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384--322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Согласно этой гипотезе, определённые «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.

С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести, но эта идея все продолжала существовать где-то на заднем плане в течение ещё многих веков.

Известный учёный Ван Гельмонт описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.

В 1668 году итальянский биолог и врач Франческо Реди подошёл к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе -- это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи самозарождения, и хотя эта идея несколько отошла на задний план, она продолжала оставаться главной версией зарождения жизни.

В то время как эксперименты Реди, казалось бы, опровергли спонтанное зарождение мух, первые микроскопические исследования Антони ван Левенгука усилили эту теорию применительно к микроорганизмам. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и спонтанного зарождения, однако его наблюдения под микроскопом давали пищу обеим теориям.

В 1860 году проблемой происхождения жизни занялся французский химик Луи Пастер. Своими опытами он доказал, что бактерии вездесущи, и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. Учёный кипятил в воде различные среды, в которых могли бы образоваться микроорганизмы. При дополнительном кипячении микроорганизмы и их споры погибали. Пастер присоединил к S-образной трубке запаянную колбу со свободным концом. Споры микроорганизмов оседали на изогнутой трубке и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипячённая питательная среда оставалась стерильной, в ней не обнаруживалось зарождения жизни, несмотря на то, что доступ воздуха был обеспечен.

В результате ряда экспериментов Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения жизни. [4]

Гипотеза панспермии.

Согласно теории Панспермии, предложенной в 1865 году немецким ученым Г. Рихтером и окончательно сформулированной шведским ученым Аррениусом в 1895 году, жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и космической пылью. Это предположение основывается на данных о высокой устойчивости некоторых организмов и их спор к радиации, глубокому вакууму, низким температурам и другим воздействиям. Однако до сих пор нет достоверных фактов, подтверждающих внеземное происхождение микроорганизмов, найденных в метеоритах. Но если бы даже они попали на Землю и дали начало жизни на нашей планете, вопрос об изначальном возникновении жизни оставался бы без ответа.

Фрэнсис Крик и Лесли Оргел предложили в 1973 году другой вариант -- управляемую панспермию, то есть намеренное «заражение» Земли (наряду с другими планетными системами) микроорганизмами, доставленными на непилотируемых космических аппаратах развитой инопланетной цивилизацией, которая, возможно, находилась перед глобальной катастрофой или же просто надеялась произвести терраформирование других планет для будущей колонизации[5]. В пользу своей теории они привели два основных довода -- универсальность генетического кода (известные другие вариации кода используются в биосфере гораздо реже и мало отличаются от универсального) и значительную роль молибдена в некоторых ферментах. Молибден -- очень редкий элемент для всей Солнечной системы. По словам авторов, первоначальная цивилизация, возможно, обитала возле звезды, обогащённой молибденом.

Против возражения о том, что теория панспермии (в том числе управляемой) не решает вопрос о зарождении жизни, они выдвинули следующий аргумент: на планетах другого неизвестного нам типа вероятность зарождения жизни изначально может быть намного выше, чем на Земле, например, из-за наличия особенных минералов с высокой каталитической активностью.

В ненамеренной панспермии молчаливо подразумевается, что жизнь должна была произойти в некой конкретной точке (или в нескольких точках) Вселенной и далее расселяться по космосу подобно тому, как вновь возникшие виды животных и растений распространяются по Земле из района своего происхождения. Однако в таком виде гипотеза панспермии действительно выглядит просто уходом от решения поставленной задачи.

Суть этой концепции заключается вовсе не в романтических межпланетных странствиях «зародышей жизни», а в том, что жизнь как таковая просто является одним из фундаментальных свойств материи, и вопрос о «происхождении жизни» стоит в том же ряду, что и, например, вопрос о «происхождении гравитации».

Также против версии панспермии говорит вот такое обстоятельство. Все белки на Земле построены только из левовращающихся аминокислот, а нуклеиновые кислоты - из правовращающихся сахаров. Это свойство, называемое хиральной чистотой, считается одной их фундаментальнейших характеристик живого. Метеоритное же вещество оказалось богато различной органикой, но оно не обладает хиральной чистотой, и это весьма сильный довод против принципиальной возможности существования межвездной жизни. Положение о повсеместности распространения жизни также не нашло подтверждения. Это заставляет сделать грустный вывод, что панспермия, как и абиогенез, не дает удовлетворительного ответа на вопрос о происхождении жизни на Земле. [6, с.54, 55]

Гипотеза стационарного состояния жизни.

Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности -- либо изменение численности, либо вымирание.

Однако гипотеза стационарного состояния в корне противоречит данным современной астрономии, которые указывают на конечное время существования любых звёзд и, соответственно, планетных систем вокруг звёзд. По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли, Солнца и Солнечной системы исчисляется ~4,6 млрд лет. Поэтому эта гипотеза обычно не рассматривается академической наукой.

Гипотеза биохимической эволюции.

Химическая эволюция или пребиотическая эволюция -- этап предшествовавший появлению жизни[7], в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу развертывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, которыми бесспорно являются все углерод-содержащие молекулы.

Также этими терминами обозначается теория возникновения и развития тех молекул, которые имеют принципиальное значение для возникновения и развития живого вещества.

Всё, что известно о химизме вещества, позволяет ограничить проблему химической эволюции рамками так называемого «водно-углеродного шовинизма», постулирующего, что жизнь в нашей Вселенной представлена в единственно возможном варианте: в качестве «способа существования белковых тел», осуществимого благодаря уникальному сочетанию полимеризационных свойств углерода и деполяризующих свойств жидкофазной водной среды, как совместно необходимых и/или достаточных условий для возникновения и развития всех известных нам форм жизни. При этом подразумевается, что, по крайней мере, в пределах одной сформировавшейся биосферы может существовать только один, общий для всех живых существ данной биоты код наследственности, но пока остаётся открытым вопрос, существуют ли иные биосферы вне Земли и возможны ли иные варианты генетического аппарата.

Также неизвестно, когда и где началась химическая эволюция. Возможны любые сроки по окончании второго цикла звёздообразования, наступившего после конденсации продуктов взрывов первичных сверхновых звезд, поставляющих в межзвездное пространство тяжелые элементы (с атомной массой более 26). Второе поколение звёзд, уже с планетными системами, обогащенными тяжёлыми элементами, которые необходимы для реализации химической эволюции появилось через 0,5--1,2 млрд лет после Большого взрыва. При выполнении некоторых вполне вероятных условий, для запуска химической эволюции может быть пригодна практически любая среда: глубины океанов, недра планет, их поверхности, протопланетные образования и даже облака межзвёздного газа, что подтверждается повсеместным обнаружением в космосе методами астрофизики многих видов органических веществ -- альдегидов, спиртов, сахаров и даже аминокислоты глицина, которые вместе могут служить исходным материалом для химической эволюции, имеющей своим конечным результатом возникновение жизни. Унифицированная модель химической эволюции ещё не разработана, возможно потому, что основные принципы ещё не открыты, однако она единственная общепризнанная в науке гипотеза в настоящее время.

Теория Опарина -- Холдейна

В 1924 году будущий академик Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни». Он предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их коацерватные капли, или просто коацерваты.

Согласно его теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа возникновение органических веществ, возникновение белков, возникновение белковых тел.

Астрономические исследования показывают, что как звёзды, так и планетные системы возникли из газопылевого вещества. Наряду с металлами и их оксидами в нём содержались водород, аммиак, вода и простейший углеводород -- метан.

Условия для начала процесса формирования белковых структур установились с момента появления первичного океана (бульона). В водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям. В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно углеводы.

Наука доказала, что в результате применения ультрафиолетовых лучей можно искусственно синтезировать не только аминокислоты, но и другие органические вещества. Согласно теории Опарина, дальнейшим шагом по пути к возникновению белковых тел могло явиться образование коацерватных капель. При определённых условиях водная оболочка органических молекул приобретала чёткие границы и отделяла молекулу от окружающего раствора. Молекулы, окружённые водной оболочкой, объединялись, образуя многомолекулярные комплексы -- коацерваты.

Коацерватные капли также могли возникать при простом смешивании разнообразных полимеров. При этом происходила самосборка полимерных молекул в многомолекулярные образования -- видимые под оптическим микроскопом капли.

Капли были способны поглощать извне вещества по типу открытых систем. При включении в коацерватные капли различных катализаторов (в том числе и ферментов) в них происходили различные реакции, в частности полимеризация поступающих из внешней среды мономеров. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и весе, а затем дробиться на дочерние образования. Таким образом, коацерваты могли расти, размножаться, осуществлять обмен веществ.

Далее коацерватные капли подвергались естественному отбору, что обеспечило их эволюцию.

Проверил теорию Стэнли Миллер в 1953 году в эксперименте Миллера -- Юри. Он поместил смесь H2O, NH3, CH4, CO2, CO в замкнутый сосуд и стал пропускать через неё электрические разряды (при температуре 80°С). Оказалось, что образуются аминокислоты. Позднее в разных условиях были получены другие сахара и нуклеотиды[9]. Он сделал вывод, что эволюция может произойти при фазово-обособленном состоянии из раствора (коацерватов). Однако такая система не может сама себя воспроизводить.

3. Жизнь как космический феномен

Существование клеток - чудо

Теперь вернемся к альтернативным концепциям происхождения жизни, первой из которых является позиция английского биолога В. Эльзассера и американского физика Е. Вигнера. Биолог В. Эльзассер на основе аналитического рассмотрения функционирования живых клеток и организмов пришел к заключению, что существование их является чудом, ибо с точки зрения физики живые структуры размножаются, т. е. производят новые, идентичные себе структуры. Так как законы классической и квантовой физики не могут описать поведение биологических систем, то В. Эльзассер постулирует существование новых законов природы -- биотонических законов, иных, нежели известные законы физики и химии. Ведь законами физики и химии невозможно адекватно описать постоянство передаваемой из поколения в поколение информации; точно так же из хранящегося в хромосомах компактного набора основных данных нельзя математически вывести структуру бабочки, змеи, дерева или птицы. В свою очередь, физик Е. Вигнер показывает неправомерность аргументации биолога В. Эльзассера и считает, что имеющиеся в настоящее время законы физики неспособны описывать живую материю, которая подвержена влиянию сознания человека. В связи с этим возникает необходимость выработки новых понятий, чуждых известным законам физики; к таковым и относятся еще не открытые «биотонические» законы, существование же их «проистекает из доминирующей роли такого явления, как сознание». Во всяком случае, пока ситуация остается неопределенной -- биотонические законы не обнаружены, однако еще и не создана теоретическая биология, она находится на стадии формирования. Только будущее покажет жизнеспособность приведенной выше концепции, чудо же существования биологических систем указывает на возможность нефизических закономерностей функционирования и саморепликации живых структур.

Опровержение ненамеренной панспермии

Против панспермии свидетельствует проблема возникновения присущего жизни объема информации, которая специфична в качественном отношении и характеризуется астрономическими числами в количественном отношении. Действительно, хорошо известно, что имеется порядка 1000 -- 2000 ферментов, играющих центральную роль в жизнедеятельности организмов, начиная простыми микроорганизмами и заканчивая человеком. Расчеты показывают, что вероятность получить, например, сто ферментов равна 1 : 201 000, а это превышает число атомов, содержащихся во всех звездах Вселенной. Поэтому панспермия по данному выводу становится невозможной.

Концепции направленной, то есть намеренной панспермии придерживается английский биолог Ф. Крик, расшифровавший код ДНК и получивший за это Нобелевскую премию. Согласно его взглядам: «Если это не фантазия, то Мыслящее Существо (Homo sapiens) служит только орудием, упаковкой, неким космобусом для распространяющегося Истинного Разума, скрывающегося в разумной и победоносной крупинке рибонуклеиновой кислоты. Это ДНК творит цивилизацию! Наше тело и разум вместе с их физическими и духовными «усилителями» -- это только орудия того (занесенного, очевидно, несколько миллионов лет назад на нашу Землю) Зародыша, который имеет задачу овладеть нашей Галактикой или нашей частью Вселенной. А в дальнейшем будущем -- встреча с Теми, которые его занесли на нашу Землю. Однако, это только фантастическая гипотеза».

Речь в этой гипотезе идет о внеземных существах, сеющих семена жизни в различных частях Вселенной, чтобы в конечном счете господствовать над ней. Доводом в пользу этой довольно-таки фантастической гипотезы служит наличие в белке опять же молибдена в количестве непропорционально большем, чем имеется этого элемента на Земле, что свидетельствовало бы о космическом генезисе ДНК и жизни на нашей планете. При таком подходе человек является в определенном смысле искусственным знаком, запрограммированным космическим сообщением, свидетельствующем о возможности жизни в космосе. Однако о происхождении этой жизни опять же ничего не сказано.

Высший разум как творец жизни

Еще одна альтернативная концепция, выдвинутая недавно Ф. Хойлом и Ч. Викрамасингхом, исходит из существования Высшего разума, который является частью космоса. В качестве основополагающего тезиса берется положение о том, что жизнь как на Земле, так и вообще где-либо во Вселенной не может возникнуть случайно. Чтобы объяснить накопленные факты в различных научных дисциплинах, начиная космологией и кончая биологией, необходимо выбрать одну из двух альтернатив: жизнь представляет собой акт преднамеренного творения, либо для вечной и безграничной Вселенной характерно неизменное постоянство картин жизни. Принятие первой альтернативы приводит современные космологические представления к отождествлению с библейскими истинами и вносит акт творения в царство эмпирической науки. Ф. Хойл и Ч. Викрамасингх не приемлют представления о творце, находящемся во Вселенной, и свои философские предпочтения отдают вечной и безграничной Вселенной, где когда-то вполне естественным путем возник Высший разум, который значительно превосходит человеческий разум и который сотворил жизнь. Здесь проводится следующая аналогия: когда-то было доказано, что наша планета не является физическим центром Вселенной, так и сегодня Высший разум не находится на Земле. Данная концепция прекрасно согласуется с идеей «иерархической» Вселенной (А. Эйнштейн, Д. Иваненко и др.), состоящей из ряда все более широких систем определенной плотности, каждая из которых заполнена «молекулами», предыдущими системами (звезды, галактики, скопления галактик...). Ныне в современной трактовке одна из основных систем может состоять из множества партнеров нашей Метагалактики. Продолжая иерархию вглубь материи, можно, напротив, считать элементарные частицы, кварки, преоны (гипотетические частицы)... микровселенными, наделяя их размерами, термодинамическими и другими характеристиками. Поэтому в принципе возможно существование иерархии разумов в соответствии с иерархией Вселенной (или Сверхвселенной), а также иерархии разумов в рамках той или иной системы, например, нашей Вселенной (или Метагалактики). В данное время не имеется доказательств как существования, так и отсутствия Высшего или Космического разума, нам пока известен Человеческий разум.

В очередной альтернативной концепции речь идет о том, что жизнь создана Высшим разумом, находящимся вне Вселенной (Сверхвселенной). Эта концепция, развиваемая американскими учеными Ч. Зэкстоном, У. Брэдли и Г. Ольсеном, основывается на отрицании возможности объяснить генезис жизни естественными причинами и направлена против концепции химической, предбиологической эволюции. В связи с этим приводится ряд аргументов, а именно: во-первых, белки, нуклеиновые кислоты и другие биологические соединения с их весьма сложной структурой могут быть созданы только живым существом: ведь системы такой сложности не могут возникнуть в результате взаимодействия простых веществ в первичном океане; во-вторых естественнонаучное объяснение происхождения жизни исходит из положения, что жизнь уже была за кодирована в структуре атомов; в-третьих, функционирование биологических систем вполне возможно в рамках законов термодинамики, однако термодинамика открытых систем не может объяснить происхождение жизни: «нельзя получить золота из меди, яблока из апельсина или информации из негативной тепловой энтропии». Следовательно, материя, предоставленная сама себе, не способна породить жизнь, поэтому необходимо обратиться к гипотезе творения, к Разуму, лежащему вне Сверхвселенной.

Новое слово о самозарождении

И наконец, в XX веке получает мощное развитие и хорошее эмпирическое и теоретическое обоснование возрожденная на новом уровне, в новой форме доктрина о спонтанном возникновении жизни из неживой материи, причем существуют многочисленные варианты абиогенеза. Эта химическая концепция происхождения жизни не может не считаться с тем фундаментальным положением, что генезис жизни представляет собой закономерный этап в общем развитии Вселенной. Круг вопросов, связанный с идеей о космическом характере жизни, получил серьезное обоснование в трудах В.И. Вернадского и занимает одно из центральных мест в современной науке. В своих «Философских мыслях натуралиста» наш соотечественник подчеркивает, что если в самых различных философских системах вопрос о космической природе жизни ставился и ставится многократно, то сейчас он должен быть поставлен и в науке. И действительно, многие научные дисциплины -- космология, астрофизика, космохимия, планетология, биофизика, биохимия и др.-- дают основания для вывода о том, что жизнь представляет собой результат естественной эволюции Вселенной, что живые структуры многочисленными нитями связаны с ближайшим и дальним космосом, что нет необходимости прибегать к помощи сверхъестественного Разума в объяснении происхождения жизни.

В современной космологии, тесно связанной с физикой элементарных частиц и устанавливающей контакт с другими научными дисциплинами, в том числе и биологией, имеются открытия и идеи, непосредственно связанные с проблемой происхождения и развития жизни. Прежде всего, теория Большого взрыва позволяет объяснить возникновение жизни на основе идеи о самоорганизующихся системах. Так как изначально горячая Вселенная в ходе эволюции стала охлаждаться, то в охлаждающейся системе многие процессы протекают самопроизвольно. В этом плане характерен пример возникновения двойной спирали ДНК -- одной из сложнейших структур биосистемы. В процессе охлаждения Вселенной при достаточно высокой температуре вещества начали образовываться отдельные молекулы. Потом в связи с дальнейшим охлаждением молекулы стали образовывать нити, существование которых невозможно при более высокой температуре. В конечном счете, молекулы собираются в строго определенном порядке: звено нити с «неправильной» молекулой имеет меньшую энергию и разрушается под действием теплового движения. Результатом этого процесса является «правильная» нить: энергия «разрушения» нитей в двойной спирали в несколько раз меньше разрыва энергии одной нити, поэтому при дальнейшем охлаждении нити начинают свиваться в двойную спираль с «правильным» расположением молекул. Достаточно наличия сложных молекул, тогда двойная спираль образуется естественным путем и объяснение, требующее сверхъестественных сил, отпадает.

Представляет интерес идея «космологизации» (упорядоченности) (например, оси времени) лабораторных и кварковых, атомно-ядерных и даже биологических процессов, выдвинутая такими крупными учеными, как И.Р. Пригожий, В. Гейзенберг, Д. Иваненко и др. Рост энтропии во Вселенной устанавливает ось времени, нарушающую обратимость уравнений механики и электромагнитного поля: «Мы искали общие, всеобъемлющие схемы,-- пишет И. Пригожий,-- которые допускали бы описание на языке вечных законов, но обнаружили время, события, частицы, претерпевающие различные превращения. Занимаясь поиском симметрии, мы с удивлением обнаружили на всех уровнях -- от элементарных частиц до биологии и экологии -- процессы, сопровождающиеся нарушением симметрии... На наших глазах возникает новое единство: необратимость есть источник порядка на всех уровнях. Необратимость есть тот механизм, который создает порядок из хаоса». Именно универсальная «космологизация» оси времени указывает на то, что только в хаосогенных областях Вселенной возникает жизнь, в том числе и мыслящие существа, что возникновение жизни в хаосогенных областях Вселенной означает новый этап в ее развитии. Не исключено, что жизни, особенно ее высшим формам, которая характеризуется определенной упорядоченностью, суждено распространиться по всей Вселенной и подчинить ее своему владычеству.

На связь космологии и биологии указывает и удивительное подобие глобальных пространственных свойств Вселенной и локальных характеристик организмов и биомолекул. Об этом свидетельствуют результаты научных исследований. Прежде всего заслуживают внимания изложенные советским ученым Е.В. Пресновым проблемы, связанные с топологической моделью биологической формы. Оказывается, существует идентичность топологических структур организма и на шей Вселенной -- организм животного представляет собой тор, а Вселенная рассматривается в топологическом плане как совокупность бесконечного числа торов. Одна из важнейших проблем биологии -- почему та или иная геометрическая форма присуща животному или растению и что ее определяет? Нужно отметить, что пространственные формы вирусов и бактериофагов подобны правильным геометрическим конструкциям, что самосборка этих структур аналогична процессу кристаллизации, что вообще формы организмов обладают симметрией.

С геометрической точки зрения организм есть ориентируемое трехмерное многообразие, само же развитие организма, например животного, представляет собой временную последовательность трех мерных сечений этого многообразия. Вместе с тем наша Вселенная в плане топологии есть произведение прямой времени на не односвязное компактное трехмерное многообразие. Подобного рода тождественность присуща не только Вселенной и организму, но и Вселенной и ДНК, ибо и последняя обладает определенной топологией, проявляющейся в так называемых кольцевых ДНК. Это значит, что набор возможных связей биомолекулы зависит от топологических ограничений; поэтому кольцевая ДНК обладает свойствами, коренным образом отличающими ее от линейных молекул. Накопленные данные показывают, что:

1.кольцевая форма ДНК является основной при ее функционировании в клетке,

2. обусловленные топологией свойства кольцевых ДНК играют существенную роль в биологических процессах. [12]

В середине 70-х годов было установлено, что огромные молекулы ДНК высших организмов состоят из множества петель, каждая из которых по своим свойствам аналогична кольцевым ДНК. Примерно в это же время были открыты ферменты, регулирующие уровень сверхспирализации ДНК в клетке -- важнейшего свойства, присущего этой форме ДНК. Постепенно стало ясно, что кольцевая форма ДНК и связанное с ней явление сверхспирализации играют весьма важную роль в живых организмах (30; 48). Таким образом, пространственные параметры живого вещества -- от ДНК до человека -- детерминированы топологическими свойствами Вселенной, что также говорит в пользу космической природы генезиса жизни.

Кратко о главном

Эмпирические данные и теоретические концепции науки конца XX века указывают на космический характер жизни. Во всяком случае, можно утверждать, что пока концепция абиогенеза наиболее адекватна современному уровню научного знания, что предбиологическая эволюция имеет три фазы: первая -- фаза элементарных мономеров, когда происходит абиогенный синтез простейших органических соединений; вторая фаза -- полимеризация, ведущая к образованию предшественников нынешних живых клеток; третья -- биохимическая фаза, в которой совершается возникновение генетического кода, биосинтез закодированных белков и переход к биологической эволюции. Моделирование путей химической и предбиологической эволюции весьма сложно и неоднозначно, поэтому имеется множество теорий происхождения жизни -- теория (или гипотеза) Опарина-Холдейна, концепции М. Эйгена, Д. Бернала, М. Руттена, К. Сагана и других ученых. Проблема происхождения жизни тесно связана с выяснением места и роли человека в Космосе, с возможностью существования внеземных форм жизни, в том числе и разумной жизни.[11]

Вывод

Самой устоявшейся в настоящее время теорией появления жизни является гипотеза о биохимической эволюции. Конечно, и она имеет свои недостатки - вероятность случайного выстраивания атомов и молекул в существующем ныне порядке (или его прообразе) крайне мала. Есть такая аналогия - случайное возникновение осмысленной аминокислотно-нуклеотидной последовательности соответствует вероятности того, что типографский шрифт, сброшенный с крыши небоскреба, сложится в 105-ю страницу романа «Война и мир». Абиогенез в классическом виде предполагает такое «сбрасывание шрифта» 1 раз, 10 раз, 10¹⁰⁰ раз, пока шрифт не сложится в требуемую страницу. Сейчас всем ясно, что это просто несерьезно - потребное для этого время (его вполне можно рассчитать) на много порядков превосходит время предполагаемого существования вселенной.

В результате мы сталкиваемся с неизбежной необходимостью вмешательства в этот процесс Бога (можно придумать любые эвфемизмы, но смысл от этого не изменится), а раз так, то данная проблема, как легко догадаться, вообще не относится к сфере науки. Получается, что при чисто химическом подходе проблема зарождения жизни принципиально неразрешима.[6, с.54]

Гипотезы панспермии, как уже было выяснено, также имеют свои недосказанности, и самая главная из них - отсутствие конкретного ответа на поставленный вопрос о происхождении жизни. Да, они годны для объяснения заселения нашей планеты, но проблему первоначала они не решают.

Остальные более и менее известные мнения, предположения и гипотезы нуждаются в отдельном и более полном изложении, но это не входит в цели данной работы.

В свет изложенного материала можно сделать вывод, что все теории опираются на два различных основания. Первое - случайность. Совокупность случайностей не всегда приводит к закономерности, но при определенном расчете и концентрации необходимых частиц все возможно. Опять же, типографский шрифт может сложиться не во время последнего «сбрасывания», порядковый номер которого превышает время существования вселенной, а гораздо раньше - ведь вероятности, по сути, равны. Второе основание, прослеживаемое во многих предположениях, это некий Высший разум или Бог, но здесь оный используется исключительно как превотолчок, «отмычка», являющийся палочкой-выручалочкой для тех, кто зашел в тупик в своих домыслах.

Используемые материалы

1) Алексеев П.В., Панин А.В. Философия: учеб. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2008, 592с;

2) Жизнь. (Определение)// Биологический энциклопедический словарь. (Гл. ред. М.С. Гиляров; Редкол.: А.А. Баев, Г.Г. Винберг, Г.А. Заварзин и др. -- 2-е изд., исправл. -- М.: Сов. Энциклопедия, 1989. -- 864 с., ил., 30 л. ил.);

3) Morgulis, Sergius; Oparin, Aleksandr Ivanovich The origin of life. -- New York: Dover Publications, 2003. -- P. 25;

4) «„Directed Panspermia“ by Francis Crick and Leslie E Orgel in Icarus (1973) Volume 19 pages 341--346»;

5) К.Ю. Еськов Удивительная палеонтология: история Земли и жизни на ней. - М. :ЭНАС, 2010. - 312с. :ил. - (О чем умолчали учебники);

6) Rauchfuss, Horst Chemical Evolution and the Origin of Life. -- Springer, 2008;

7) Гуссерль Э. Кризис европейских наук и трансцендентальная феноменология // ВФ. 1992. № 7;

8) Paul F. Lurquin. The origins of life and the universe. Columbia University Press, 2003 p.96-99;

9) Волков Ю.Г., Поликарпов В.С. Человек как космопланетарный феномен. М. - 1993;

10) Понамперума С.В. Происхождение предбиологических систем. Под ред. А.И. Опарина. М.: Мир.1966,. 224;

11) DNA fluorescence at room temperature exited by means of tye laser. /Chem.Phys.Lett. 1971, 81(2): 270-272.

Размещено на Allbest.ru