Предыдущая публикация
На развитие разумной жизни ушли миллиарды лет, но, возможно, это было не так невероятно, как предсказывали многие учёные
Популярная модель эволюции предполагает, что развитие человечества на Земле было невероятно маловероятным, а внеземной разум встречается крайне редко.
Солнце, скорее всего, сможет поддерживать пригодную для жизни атмосферу на планетах лишь часть своего жизненного цикла — к тому времени, когда ему исполнится 10 миллиардов лет, оно станет слишком горячим. Источник: NASA/JPL-Caltech
-------------------
Но как эксперты в области запутанной истории жизни и нашей планеты, мы предполагаем, что коэволюция жизни и окружающей среды на поверхности Земли могла развиваться таким образом, что эволюционное происхождение человеческого разума было более предсказуемым или ожидаемым результатом, чем принято считать.
Модель с жесткими шагами
В 20-м веке биологи-эволюционисты некоторые из величайших презрительно отвергали возможность существования разума, подобного человеческому, за пределами Земли.
Эта точка зрения, прочно укоренившаяся в биологии, получила независимую поддержку в физике в 1983 году благодаря впечатляющей публикации Брэндона Картера, физика-теоретика.
В 1983 году Картер попытался объяснить то, что он назвал удивительным совпадением: близкое соответствие между предполагаемой продолжительностью жизни Солнца — 10 миллиардов лет — и временем, за которое Земля произвела на свет людей — 5 миллиардов лет, округлённо.
Он представил себе три возможности. В одной из них разумная жизнь, подобная человеческой, обычно возникает на планетах очень быстро, с геологической точки зрения — возможно, за миллионы лет. В другой она обычно возникает примерно за то же время, что и на Земле. А в последней он представил, что Земле повезло — обычно для формирования такой жизни требуется гораздо больше времени, скажем, триллионы лет.
Картер отверг первую возможность, потому что жизнь на Земле развивалась гораздо дольше. Он отверг вторую возможность как маловероятное совпадение, поскольку нет никаких причин, по которым процессы, определяющие продолжительность жизни Солнца, — ядерный синтез — должны происходить с той же скоростью, что и биологическая эволюция.
Таким образом, Картер остановился на третьем объяснении: для возникновения жизни, подобной человеческой, обычно требуется гораздо больше времени, чем продолжительность жизни звезды.
Чтобы объяснить, почему для появления жизни, похожей на человеческую, потребовалось так много времени, Картер предположил, что это должно было зависеть от крайне маловероятных эволюционных шагов и что Земле необычайно повезло, что она прошла через все эти шаги.
Он назвал эти эволюционные этапы «сложными этапами», и у них было два основных критерия. Во-первых, сложные этапы должны быть необходимы для существования человека, то есть, если бы их не было, людей бы здесь не было. Во-вторых, сложные этапы должны иметь очень низкую вероятность возникновения в доступное время, то есть обычно они требуют временных рамок, приближающихся к 10 миллиардам лет.
Существуют ли трудные шаги?
Физики Фрэнк Типлер и Джон Барроу предположили, что сложные этапы эволюции могли произойти только один раз в истории жизни — логика, взятая из эволюционной биологии.
Если бы эволюционная инновация, необходимая для существования человека, была бы действительно маловероятной в имеющееся время, то она, скорее всего, не произошла бы более одного раза, хотя она должна была произойти хотя бы один раз, поскольку мы существуем.
Например, происхождение ядерных, или эукариотических, клеток — один из самых популярных сложных вопросов, которые предлагали учёные. Поскольку люди являются эукариотами, человечество не существовало бы, если бы эукариотические клетки никогда не появились.
На универсальном древе жизни все эукариотические организмы относятся ровно к одной ветви. Это говорит о том, что эукариотические клетки возникли только один раз, что согласуется с их маловероятным происхождением.
Другие наиболее популярные кандидаты на роль «трудного шага» — происхождение жизни, выделяющий кислород фотосинтез, многоклеточные животные и разум, подобный человеческому, — все они имеют одну и ту же особенность. Каждый из них привязан к одной ветви на древе жизни.
Однако, как утверждал биолог-эволюционист и палеонтолог Герат Вермей, есть и другие способы объяснить, почему эти эволюционные события, по-видимому, произошли только один раз.
https://youtu.be/2W5hOJaFjxU
-------------------
Но как эксперты в области запутанной истории жизни и нашей планеты, мы предполагаем, что коэволюция жизни и окружающей среды на поверхности Земли могла развиваться таким образом, что эволюционное происхождение человеческого разума было более предсказуемым или ожидаемым результатом, чем принято считать.
Модель с жесткими шагами
В 20-м веке биологи-эволюционисты некоторые из величайших презрительно отвергали возможность существования разума, подобного человеческому, за пределами Земли.
Эта точка зрения, прочно укоренившаяся в биологии, получила независимую поддержку в физике в 1983 году благодаря впечатляющей публикации Брэндона Картера, физика-теоретика.
В 1983 году Картер попытался объяснить то, что он назвал удивительным совпадением: близкое соответствие между предполагаемой продолжительностью жизни Солнца — 10 миллиардов лет — и временем, за которое Земля произвела на свет людей — 5 миллиардов лет, округлённо.
Он представил себе три возможности. В одной из них разумная жизнь, подобная человеческой, обычно возникает на планетах очень быстро, с геологической точки зрения — возможно, за миллионы лет. В другой она обычно возникает примерно за то же время, что и на Земле. А в последней он представил, что Земле повезло — обычно для формирования такой жизни требуется гораздо больше времени, скажем, триллионы лет.
Картер отверг первую возможность, потому что жизнь на Земле развивалась гораздо дольше. Он отверг вторую возможность как маловероятное совпадение, поскольку нет никаких причин, по которым процессы, определяющие продолжительность жизни Солнца, — ядерный синтез — должны происходить с той же скоростью, что и биологическая эволюция.
Таким образом, Картер остановился на третьем объяснении: для возникновения жизни, подобной человеческой, обычно требуется гораздо больше времени, чем продолжительность жизни звезды.
Чтобы объяснить, почему для появления жизни, похожей на человеческую, потребовалось так много времени, Картер предположил, что это должно было зависеть от крайне маловероятных эволюционных шагов и что Земле необычайно повезло, что она прошла через все эти шаги.
Он назвал эти эволюционные этапы «сложными этапами», и у них было два основных критерия. Во-первых, сложные этапы должны быть необходимы для существования человека, то есть, если бы их не было, людей бы здесь не было. Во-вторых, сложные этапы должны иметь очень низкую вероятность возникновения в доступное время, то есть обычно они требуют временных рамок, приближающихся к 10 миллиардам лет.
Существуют ли трудные шаги?
Физики Фрэнк Типлер и Джон Барроу предположили, что сложные этапы эволюции могли произойти только один раз в истории жизни — логика, взятая из эволюционной биологии.
Если бы эволюционная инновация, необходимая для существования человека, была бы действительно маловероятной в имеющееся время, то она, скорее всего, не произошла бы более одного раза, хотя она должна была произойти хотя бы один раз, поскольку мы существуем.
Например, происхождение ядерных, или эукариотических, клеток — один из самых популярных сложных вопросов, которые предлагали учёные. Поскольку люди являются эукариотами, человечество не существовало бы, если бы эукариотические клетки никогда не появились.
На универсальном древе жизни все эукариотические организмы относятся ровно к одной ветви. Это говорит о том, что эукариотические клетки возникли только один раз, что согласуется с их маловероятным происхождением.
Другие наиболее популярные кандидаты на роль «трудного шага» — происхождение жизни, выделяющий кислород фотосинтез, многоклеточные животные и разум, подобный человеческому, — все они имеют одну и ту же особенность. Каждый из них привязан к одной ветви на древе жизни.
Однако, как утверждал биолог-эволюционист и палеонтолог Герат Вермей, есть и другие способы объяснить, почему эти эволюционные события, по-видимому, произошли только один раз.
https://youtu.be/2W5hOJaFjxU
03:28
Прослеживая эволюционную родословную человека, вы вернетесь на миллиарды лет назад.
-------------------
Эта закономерность, по-видимому, единичного происхождения могла возникнуть из-за потери информации в результате вымирания и неполноты летописи окаменелостей. Возможно, каждое из этих нововведений эволюционировало более одного раза, но до наших дней дожил только один пример каждого из них. Возможно, вымершие виды никогда не окаменевали, или палеонтологи не распознали их в летописи окаменелостей.
Или, может быть, эти инновации произошли только один раз, но потому, что они могли произойти только один раз. Например, возможно, что первая эволюционная линия, достигшая одной из этих инноваций, быстро вытеснила другие подобные организмы из других линий в борьбе за ресурсы. Или, может быть, первая линия настолько сильно изменила глобальную среду, что другие линии потеряли возможность развить ту же инновацию. Другими словами, как только этот шаг был сделан в одной линии, химические или экологические условия изменились настолько, что другие линии не могли развиваться таким же образом.
Если эти альтернативные механизмы объясняют уникальность предложенных сложных этапов, то ни один из них не будет считаться сложным этапом.
Но если ни один из этих этапов не был сложным, то почему человеческий разум не развился гораздо раньше в истории жизни?
Эволюция окружающей среды
Геобиологи, реконструирующие условия древней Земли, могут легко объяснить, почему разумная жизнь не появилась раньше в истории Земли.
Например, 90% истории Земли прошло до того, как в атмосфере появилось достаточно кислорода для поддержания жизни людей. Аналогичным образом, до 50% истории Земли прошло до того, как в атмосфере появилось достаточно кислорода для поддержания жизни современных эукариотических клеток.
У всех кандидатов на роль твёрдого вещества есть свои требования к окружающей среде. Когда формировалась Земля, этих требований не было. Они появились позже, когда окружающая среда на поверхности Земли изменилась.
Мы предполагаем, что по мере того, как Земля со временем менялась физически и химически, условия на её поверхности способствовали большему разнообразию сред обитания для жизни. И эти изменения происходят в геологическом масштабе времени — миллиарды лет, — что объясняет, почему предложенные этапы эволюции возникли именно тогда, а не намного раньше.
Согласно этой точке зрения, люди появились тогда, когда появились, потому что Земля стала пригодной для жизни людей только относительно недавно. В 1983 году Картер не рассматривал эти вопросы.
Движение вперед
Но сложные этапы всё равно могут существовать. Как учёные могут проверить, так ли это?
Учёные, изучающие Землю и жизнь, могли бы работать вместе, чтобы определить, когда окружающая среда на поверхности Земли впервые стала благоприятной для каждого из предложенных сложных этапов. Учёные, изучающие Землю, могли бы также прогнозировать, как долго Земля будет оставаться пригодной для жизни различных видов, связанных с каждым из предложенных сложных этапов, таких как люди, животные и эукариотические клетки.
Биологи-эволюционисты и палеонтологи могли бы лучше определить, сколько раз происходил каждый из кандидатов на «трудный шаг». Если бы они происходили только один раз, можно было бы понять, связано ли это с их врождённой биологической маловероятностью или с факторами окружающей среды.
Наконец, астрономы могли бы использовать данные о планетах за пределами Солнечной системы, чтобы выяснить, насколько распространены планеты, на которых есть жизнь, и как часто на этих планетах встречаются сложные процессы, такие как фотосинтез, вырабатывающий кислород, и разумная жизнь.
Если наша точка зрения верна, то Земля и жизнь развивались вместе таким образом, который более типичен для планет, поддерживающих жизнь, а не таким редким и маловероятным образом, как предсказывает модель «жёстких шагов». Тогда человеческий разум был бы более ожидаемым результатом эволюции Земли, а не космической случайностью.
Исследователи из разных областей науки, от палеонтологов и биологов до астрономов, могут работать вместе, чтобы узнать больше о вероятности развития разумной жизни на Земле и в других местах Вселенной.
Если эволюция жизни, похожей на человеческую, была более вероятной, чем предсказывает модель «жёстких шагов», то исследователи с большей вероятностью найдут доказательства существования внеземного разума в будущем.
-------------------
Эта закономерность, по-видимому, единичного происхождения могла возникнуть из-за потери информации в результате вымирания и неполноты летописи окаменелостей. Возможно, каждое из этих нововведений эволюционировало более одного раза, но до наших дней дожил только один пример каждого из них. Возможно, вымершие виды никогда не окаменевали, или палеонтологи не распознали их в летописи окаменелостей.
Или, может быть, эти инновации произошли только один раз, но потому, что они могли произойти только один раз. Например, возможно, что первая эволюционная линия, достигшая одной из этих инноваций, быстро вытеснила другие подобные организмы из других линий в борьбе за ресурсы. Или, может быть, первая линия настолько сильно изменила глобальную среду, что другие линии потеряли возможность развить ту же инновацию. Другими словами, как только этот шаг был сделан в одной линии, химические или экологические условия изменились настолько, что другие линии не могли развиваться таким же образом.
Если эти альтернативные механизмы объясняют уникальность предложенных сложных этапов, то ни один из них не будет считаться сложным этапом.
Но если ни один из этих этапов не был сложным, то почему человеческий разум не развился гораздо раньше в истории жизни?
Эволюция окружающей среды
Геобиологи, реконструирующие условия древней Земли, могут легко объяснить, почему разумная жизнь не появилась раньше в истории Земли.
Например, 90% истории Земли прошло до того, как в атмосфере появилось достаточно кислорода для поддержания жизни людей. Аналогичным образом, до 50% истории Земли прошло до того, как в атмосфере появилось достаточно кислорода для поддержания жизни современных эукариотических клеток.
У всех кандидатов на роль твёрдого вещества есть свои требования к окружающей среде. Когда формировалась Земля, этих требований не было. Они появились позже, когда окружающая среда на поверхности Земли изменилась.
Мы предполагаем, что по мере того, как Земля со временем менялась физически и химически, условия на её поверхности способствовали большему разнообразию сред обитания для жизни. И эти изменения происходят в геологическом масштабе времени — миллиарды лет, — что объясняет, почему предложенные этапы эволюции возникли именно тогда, а не намного раньше.
Согласно этой точке зрения, люди появились тогда, когда появились, потому что Земля стала пригодной для жизни людей только относительно недавно. В 1983 году Картер не рассматривал эти вопросы.
Движение вперед
Но сложные этапы всё равно могут существовать. Как учёные могут проверить, так ли это?
Учёные, изучающие Землю и жизнь, могли бы работать вместе, чтобы определить, когда окружающая среда на поверхности Земли впервые стала благоприятной для каждого из предложенных сложных этапов. Учёные, изучающие Землю, могли бы также прогнозировать, как долго Земля будет оставаться пригодной для жизни различных видов, связанных с каждым из предложенных сложных этапов, таких как люди, животные и эукариотические клетки.
Биологи-эволюционисты и палеонтологи могли бы лучше определить, сколько раз происходил каждый из кандидатов на «трудный шаг». Если бы они происходили только один раз, можно было бы понять, связано ли это с их врождённой биологической маловероятностью или с факторами окружающей среды.
Наконец, астрономы могли бы использовать данные о планетах за пределами Солнечной системы, чтобы выяснить, насколько распространены планеты, на которых есть жизнь, и как часто на этих планетах встречаются сложные процессы, такие как фотосинтез, вырабатывающий кислород, и разумная жизнь.
Если наша точка зрения верна, то Земля и жизнь развивались вместе таким образом, который более типичен для планет, поддерживающих жизнь, а не таким редким и маловероятным образом, как предсказывает модель «жёстких шагов». Тогда человеческий разум был бы более ожидаемым результатом эволюции Земли, а не космической случайностью.
Исследователи из разных областей науки, от палеонтологов и биологов до астрономов, могут работать вместе, чтобы узнать больше о вероятности развития разумной жизни на Земле и в других местах Вселенной.
Если эволюция жизни, похожей на человеческую, была более вероятной, чем предсказывает модель «жёстких шагов», то исследователи с большей вероятностью найдут доказательства существования внеземного разума в будущем.
Следующая публикация
Комментарии 1