Перейти к содержимому 
Жизнь во Вселенной может быть гораздо более распространенной, чем предполагает «Модель трудных шагов».
Ключевые выводы:
- «Модель трудных шагов» утверждает, что разум чрезвычайно редок во Вселенной.
- Модель приходит к такому выводу, предполагая, что временные рамки появления разума (обусловленные эволюционными процессами) и временные рамки обитаемости планеты (определяемые астрофизическими факторами) совершенно не связаны друг с другом.
- Физик Адам Франк объясняет, почему, по его мнению, логика, лежащая в основе «Модели трудных шагов», ошибочна.
На Земле разум появился лишь спустя почти 4,5 миллиарда лет после формирования планеты. С другой стороны, Солнце постепенно нагревается, а это значит, что осталось всего около миллиарда лет, прежде чем жизнь на Земле станет невозможной. Можно ли сделать какой-то вывод из этих двух, казалось бы, несвязанных фактов?
Согласно популярной теории под названием «Модель трудных шагов», ответ однозначный: «да». Удивительный вывод модели заключается в том, что разум чрезвычайно редок. Если модель верна, то мы точно одни во Вселенной. Это может звучать удручающе, но, к счастью, согласно новой статье, «Модель трудных шагов» основана на глубоко ошибочной логике и не может сказать ничего определенного о распространенности разума в космосе. Однако важно понять, что не так с этой популярной теорией, потому что она открывает совершенно новый взгляд на жизнь, эволюцию и планеты.
Содержание
Модель трудных шагов
«Модель трудных шагов» утверждает, что временные рамки появления разума на Земле (4,5 миллиарда лет) должны зависеть только от биологии (то есть от эволюции). Затем она отмечает, что временные рамки, в течение которых Земля станет непригодной для жизни (5,5 миллиарда лет), должны зависеть только от астрофизики (то есть от того, как быстро Солнце нагревается). Поскольку эти два временных отрезка не должны быть связаны друг с другом, тот факт, что они имеют одинаковый «порядок величины», позволяет применить определенный вид вероятностного рассуждения.
Эти вероятностные методы приводят к выводу: среднее время появления разума на средней планете очень и очень велико — настолько, что появление разума можно считать чрезвычайно редким событием.
Этот вывод сам по себе довольно впечатляющий. Однако «Модель трудных шагов» предлагала еще больше, и именно поэтому она стала популярной. Ее вероятностная логика также утверждала, что появление разума всегда требует прохождения жизни через небольшое количество эволюционно маловероятных, или «трудных», шагов. Модель даже могла предоставить исследователям распределение вероятностей для каждого шага в зависимости от времени. Затем было проделано много работы по определению того, какие шаги в истории жизни на Земле были «трудными». Такие вещи, как эволюция эукариот или многоклеточности, часто попадали в этот список.
Переосмысление модели трудных шагов
Так почему и как мы решили оспорить парадигму «трудных шагов» в нашей новой статье (под названием «Переоценка модели “трудных шагов” для эволюции разумной жизни»)? Начнём с «почему».
Статью возглавил Дэн Миллс, очень умный молодой исследователь в области исторической биогеологии — области, где люди, знающие многое об эволюции жизни и эволюции Земли, пытаются понять, как эти два процесса взаимодействовали. Удивительно, но, несмотря на важность «Модели трудных шагов» для тех, кто размышляет о разумной жизни во Вселенной, почти никто за пределами этого круга ученых — включая Дэна и нашего другого соавтора, биогеолога Дженнифер Макалэди — никогда о ней не слышал. И когда астрофизики вроде меня или Джейсона Райта (другого соавтора недавней статьи) объясняют логику «трудных шагов» таким людям, как Дэн или Дженнифер, они обычно смотрят в недоумении: «Как кто-то мог до этого додуматься?»
Для Дэна и Дженнифер проблема «Модели трудных шагов» заключалась в ее неспособности учитывать данные, которые предоставляет история Земли. Оригинальная статья о «трудных шагах» была написана Брэндоном Картером, блестящим физиком, но человеком, не имевшим большого опыта в изучении глубины как эволюционной, так и земной истории. Это проблема, потому что вопрос, который пытается решить «Модель трудных шагов», требует внимания к деталям. Физики вроде Картера (и меня) склонны любить широкие «фундаментальные» размышления, основанные на простых идеях, выраженных через простые уравнения. Но такой подход не работает с эволюционной историей. Это подводит нас к тому, как «Модель трудных шагов» терпит неудачу.
Коэволюция
Помните, что «Модель трудных шагов» рассматривает время появления разума и время, за которое Солнце сделает Землю непригодной для жизни, как не связанные друг с другом. Это отправная точка для всех ее рассуждений — и она приводит к выводу, что разум редок во Вселенной. Но оказывается, эти временные рамки вовсе не являются независимыми. Для тех, кто изучает эволюцию биосферы Земли, эти два временных отрезка глубоко связаны. Для этого даже есть слово: коэволюция.
Последние 50 лет ученые строят убедительную картину того, как биосфера и остальные части планеты (геосферы воздуха, жидкой воды, льда и коры) эволюционируют вместе. Изменения в одной сфере — включая жизнь — влияют на изменения в других. Пример, который я всегда привожу, — это «великое кислородное событие» (GOE), когда жизнь изобрела новую форму фотосинтеза, которая выделяла так много кислорода, что изменила ход планетарной истории.
И каковы временные рамки для такой коэволюции? Как правило, это миллиарды лет. Да, это именно те временные рамки, которые беспокоили Брэндона Картера, когда он создавал «Модель трудных шагов».
Таким образом, в конечном итоге в нашем появлении на Земле может не быть ничего загадочного. По мере того как планета и биосфера коэволюционировали, открывался ряд «окон» для различных видов эволюционных адаптаций. Например, людям для их больших мозгов нужен высокий уровень кислорода. Это значит, что мы просто не могли появиться 3 миллиарда, 2 миллиарда или даже 1 миллиард лет назад. В те эпохи в воздухе не было достаточно кислорода, чтобы мы могли эволюционировать. Как только это окно открылось около полумиллиарда лет назад, процесс пошёл. И вот мы здесь.
Главный вывод, который я всегда стараюсь донести до тех, кто интересуется историей жизни на Земле, заключается в том, что возможности жизни в других частях Вселенной — и даже будущее человечества в мире с изменяющимся климатом — сводятся к одному простому, удивительному слову: коэволюция.
Читайте также: Внеземная жизнь может быть совсем не похожа на земную — астробиологи разрабатывают новый подход к изучению эволюции сложных систем
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.