Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции

6.5. Химические технологии космической эволюции

Химическая упорядоченность нашей Вселенной в её гармоническом единстве с физической упорядоченностью образует как бы технологический фундамент всех видов эволюции. С древнейших времён благодаря химическим превращениям и химическим свойствам различных веществ человек получает материалы для своей цивилизационной эволюции. Аналогичным образом Космос получает материалы для всевозможных образований, которые затем вовлекаются в никогда не завершающийся процесс эволюционной самоорганизации. Химическая упорядоченность образует надёжный заслон Космоса от Хаоса, в ней даже хаотические процессы разворачиваются упорядоченным образом.

Древняя натурфилософская предхимия знала только четыре вещественных первоэлемента (стихии, эссенции и т. д.) – землю, воду, воздух и огонь. Даосская предхимия, возникшая в китайской цивилизации, выделяла в дополнение к этим элементам ещё пятый – металл. Различные сочетания этих элементов, согласно воззрениям древних и средневековых химиков, образовывали всё, из чего «сделан» Космос. Человек «строил» Космос из материалов, с которыми непосредственно сталкивался на Земле.

Выявление подлинной элементарной структуры химической эволюции стало результатом почти четырёхсотлетней работы химиков от Роберта Бойля, выдвинувшего гипотезу о существовании некоторых абсолютно неразложимых, простых тел, или веществ, и до Дмитрия Менделеева, построившего периодическую таблицу элементов и завершившего тем самым построение концептуальной схемы химической упорядоченности нашей Вселенной.

В настоящее время науке известны 112 химических элементов, то есть простейших веществ, не подверженных дальнейшему химическому разложению. Из этих веществ как из кубиков складываются в Космосе все другие химические вещества, которые представляют собой разнообразие соединения элементов. Свойства веществ во многом зависят от их химического состава, обусловленного входящими в них элементами. Но важную роль в обусловлении этих свойств играют также различные типы взаимосвязи и взаимодействия этих элементов в химических реакциях.

Всякое химическое вещество дискретно, прерывно, структурировано, оно не представляет собой абсолютно однородной массы, как это кажется нашему восприятию, а состоит из отдельных, взаимосвязанных и находящихся на микроскопических расстояниях друг от друга частиц – молекул, каждая из которых в свою очередь формируется из атомов, а те – из элементарных частиц, которые взаимно превращаются друг в друга, но далее неразложимы.

Виды атомов – это химические элементы, их известно 112, виды же молекул определяются всевозможными сочетаниями соединений атомов, их насчитывается около миллиона. Взаимосвязи и взаимопереходы атомно-молекулярных структур образуют макроскопическую прочность и стабильность космических образований, их способность реагировать на внешние изменения предсказуемым образом. Именно упорядоченная формируемость подобных структур создаёт физико-химический фундамент эволюции.

«Химические технологии» космической эволюции обеспечиваются, прежде всего, реакционной способностью веществ. Скорость и особенности протекания химической реакции, изучаемые химической кинетикой, зависят от температуры, давления, концентрации реагентов и примесей, наличия – веществ, ускоряющих и интенсифицирующих реакцию, но не принимающих в ней участия.

Катализ, то есть ускорение реакции при помощи катализаторов, играет всё возрастающую роль в современных химических технологиях. Не менее важную роль этот процесс сыграл, очевидно, и в создании космических эволюционных технологий, для перехода от одних ступеней эволюции к другим, более высоким. В частности, переход от химической к биологической эволюции и дальнейшее протекание химической эволюции были бы невозможны без возникновения ферментов – органических катализаторов химических реакций.

Важную роль в химических технологиях производства жизни сыграло и наличие растворителей, особенно такого универсального растворителя, каковым на Земле является вода. Уже на предбиотической стадии химической эволюции начали проявляться процессы химической самоорганизации, один из которых был изучен российскими химиками Б. Белоусовым и А. Жаботинским и послужил эмпирическим материалом для обоснования неклассической термодинамики и синергетики.

В опытах Белоусова и Жаботинского была обнаружена способность ряда химических систем к самоорганизации с периодическим изменением цвета, образованием самопроизвольных пространственных структур за счёт поступления новых, удаления использованных химических реагентов и участия катализаторов.

6.6. Общие закономерности «неживой» эволюции

До возникновения жизни эволюционный процесс в нашей Метагалактике протекает в рамках «неживой» эволюции, то есть такого развёртывания упорядочивающих структур и взаимодействий, в котором отсутствует оптимизационная составляющая. Толчок эволюции, заданный Большим Взрывом, привёл к расширению Метагалактики, её микроэволюции в виде самопроизвольного возникновения бесчисленного множества нелокализованных элементарных частиц, на базе которой стали формироваться сложноорганизованные макроскопические тела и начался процесс макроскопической эволюции. Способ эволюционного самозарождения Космоса из Хаоса можно определить как самопроизвольное напластование.

Важным упорядочивающим фактором «неживой» эволюции явилась гравитация, посредством которой происходило разделение тяготеющих масс их сбегание к центрам тяготения. Такая центрация явилась предпосылкой образования относительно изолированных систем и разделения общекосмического эволюционного процесса на отдельно эволюционирующие системы, потоки и ветви. В условиях определённым образом организованной космической среды движение также приобретает организованный характер. Оно выступает в качестве космической энергетики, дающей энергетический импульс дальнейшему усложнению организации. Организация приобретает в Космосе систематический характер, на базе некоторых сложноорганизованных систем создаются ещё более сложно организованные системы, запуская, в конечном счёте, механизмы самоорганизации.

Важнейшей закономерностью «неживой» эволюции является закон больших чисел. Чтобы породить одну сложноорганизованную систему, необходимы миллиарды хаотических взаимодействий миллиардов простоорганизованных систем. В миллиардах систем возникают предпосылки для усложнения организации, но реализуются эти предпосылки лишь в немногих формах. Все остальные оказываются как бы «отходами» эволюционного процесса, отбракованным материалом эволюции.

В то же время даже немногие системы, испытавшие эволюционной взлёт к усложнению и возвышению своей организации, создают в себе и вокруг себя благоприятную среду для усложнения и возвышения организации, для формирования внутри них сложноорганизованных систем меньшего масштаба как их обособившихся элементов. Формируется энергетико-информационная среда организации, в которой достигнутый уровень организации уже не пропадает с уничтожением данной высокоорганизованной системы, а преобразуется в иные формы организации. Так возникают механизмы закрепления достигнутых уровней организации. Но «неживая» эволюция лишена внутренних побудительных мотивов к оптимальной организации, к оптимизации и самосовершенствованию систем.

Главным отличием такой эволюции от всех видов «живой» эволюции является отсутствие системы стимулов для формирования внутренних мобилизационных механизмов самоорганизации. Всякое живое существо отличается от неживой, хотя бы и сложноорганизованной системы не только способностью воспроизводить себе подобных, не только обменом веществ со средой и постоянством внутренней среды, не только наличием структуры генетической информации. Живое существо есть активный субъект, а не просто пассивный объект эволюции, и как таковое оно характеризуется наличием внутри него особой мобилизационной структуры, обусловливающей его самоэволюцию.

Выживание невозможно без мобилизации всех сил и средств организма для воспроизводства и оптимизации собственной жизнедеятельности. «Неживая» эволюция создаёт предпосылки для возникновения подобных мобилизационных механизмов в виде предбиотической самоорганизации, то есть способности к воспроизведению структурных элементов открытых систем в условиях их дозированного обмена с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

Однако и в «неживой» эволюции чувствуется, хотя и в ослабленном виде, некая мобилизационная активность, направленность, как если бы в её основу была заложена некая программа. В фиксировании внимания на этой программе, истолковываемой как разумность и целесообразность бытия, состоит рациональная сторона идеализма. Возможно, что эта направленность эволюции Метагалактики обусловлена предшествующим, дометагалактическим этапом космической эволюции, а «программа» развёртывания эволюционных процессов содержалась в виде некоей «наследственной» информации ещё в сингулярном состоянии Метагалактики.

С космическо-эволюционной точки зрения это объяснение выглядит очень убедительным. Ибо вряд ли такое короткоживущее создание, как Метагалактика, – всего не более 20 млрд. лет, – исчерпывает собой космическую эволюцию. Взаимодействие Космоса и Хаоса, процесс эволюционирования Космоса из Хаоса не имеет, по-видимому, начала и конца, оно вечно, хотя происходит, скорее всего, в самых различных организационных (и пространственно-временных) формах.

Наша Метагалактика – лишь одна из таких форм, одна из ограниченных космических систем, которая, как и всякая ограниченная система, имеет своё начало, свой конец, свои эволюционные особенности, и предшествующую ей форму. И очень даже возможно, что сам процесс космической эволюции в рамках Метагалактики имел своей предпосылкой аккумуляцию в протометагалактическом состоянии тех организационных форм и принципов эволюционирования, которые были выработаны на предгалактических этапах эволюции и заложены в виде некоторой сокращённой программы эволюционирования. В этом смысле сингулярное состояние могло бы быть истолковано по аналогии с семенем, из которого по определённой генетической программе эволюционирует взрослое растение. Конечно, эволюция не нуждается в такой программе, она обладает самодостаточностью процессов самоорганизации. Но всякая эволюция преемственна и наша Вселенная вряд ли составляет исключение из этого общего правила.

6.7. Антропный принцип

О такой «преемственности» эволюции, о наличии некоторых мобилизационно-организационных структур эволюции уже в самом фундаменте нашей Вселенной свидетельствуют феномены космологической упорядоченности, анализ которых подвёл современную науку к выдвижению концепции так называемой «тонкой подстройки» Вселенной и связанного с ней антропного принципа.

В современной физике и космологии огромную роль играют так называемые физические постоянные, или константы, численные значения которых были получены в разное время на основе весьма различных по характеру экспериментов и независимо друг от друга. Например, скорость света и любых электромагнитных колебаний составляет около 300 тысяч километров в секунду, она постоянна, и заставить фотоны двигаться с другой скоростью в данной материальной системе невозможно. Столь же стабильными величинами, от которых зависят фундаментальные свойства нашей Вселенной, являются гравитационная постоянная, постоянная Планка, заряд и масса электрона, масса протона.

Мысленный эксперимент, имеющий целью представить себе, какой была бы наша Вселенная, если бы численные значения физических констант были бы несколько иными, чем они есть в действительности, привел учёных к весьма удивительным «метафизико-идеалистическим» выводам. Оказалось, что эти постоянные как бы «подстроены» в весьма узких пределах таким образом, чтобы обеспечить такую упорядоченность Вселенной, которая создаёт условия для прогрессивной эволюции, появления на Земле жизни и человека.

«На небесах» кто-то как бы очень помог нам появиться на свет, причём сделал это задолго до нашего появления, когда Метагалактика была на такой стадии развития, на которой мы не могли существовать даже в проекте. В самом деле, если бы постоянная Планка была больше всего на 15 % или масса протонов была больше на 30 %, протон не мог бы объединяться с нейтроном, невозможным стало бы образование ядер атомов, а стало быть, и макроскопических тел. А уменьшение этих же постоянных всего на 10 % привело бы к выгоранию всего водорода уже на ранних стадиях образования Метагалактики. А без водорода на Земле не состоялась бы биосфера. Тем более, не состоялась бы она без углерода, который является основой органической материи на Земле. Изменение расположения энергетических уровней у ядра кислорода привело бы к превращению всех ядер углерода в кислород. Строительного материала для возникновения жизни и образования горючих веществ не существовало бы в природе, вместо него было бы больше газа, поддерживающего горение и используемого животными для дыхания.

Получается, что различные постоянные со значительной точностью и с не очень большими отклонениями «пригнаны» друг к другу, чтобы обеспечивать достаточное разнообразие Вселенной, а на его основе – образование более высокоорганизованных, чем физико-химические, эволюционных процессов и существ.

Кто же этот Архитектор Вселенной, с такой точностью заложивший её фундамент и создавший программу её последовательного усложнения?

Мифологическое мышление сразу же обрадованно привлечёт для объяснения антропоморфное Существо, старого знакомого – библейского Бога. Но тут и объяснять ничего не надо: «Он сказал: да будет свет, и стал свет». Эволюционирующий Космос, однако, не нуждается в том, чтобы им кто-то командовал. «Архитектура» каждой космической системы может частично задаваться предшествующими этапами её эволюции и в остальном формироваться путём самоорганизации и естественного отбора. Каждый этап космической эволюции представляет собой, конечно же, не акт творения, а грандиозный космический эксперимент, в котором организация и самоорганизация каждой последующей Вселенной повторяет некоторые достижения предшествующих уровней развития вечно эволюционирующего Космоса.

Наличие «тонкой подстройки», или «подгонки» порядка в нашей Вселенной к возможности возникновения в ней человека, получи в 70-е годы название антропного принципа. Тот факт, что наша Вселенная устроена таким образом, чтобы обеспечить появление человека, вызвал в наше время бесчисленные философские дискуссии. Как бы ни трактовался антропный принцип, он на сегодняшний день, безусловно, свидетельствует в пользу космического эволюционизма, обнаруживая глубинную взаимосвязь эволюции человека с эволюцией Вселенной.

В этом процессе человек и все его чувства адаптировались к условиям Земли, Земля – к условиям Солнечной системы, Солнечная система – к условиям Метагалактики, а Метагалактика – к условиям Вселенной как Универсума, к воздействию на неё множества граничащих с ней Метагалактик, а возможно – и к условиям некоей Суперметагалактики, в которой наша Метагалактика является лишь крохотной частичкой.