более длительных временных масштабах наклон оси вращения Марса изменяется хаотически: за последние 10 миллионов лет он мог варьироваться от 0° до 60°. Наклон оси вращения Земли, без стабилизирующей Луны, также блуждал бы хаотически — до значений 90°. Даже объект с половиной массы Луны, который был бы относительно большим спутником, имел бы недостаточную массу для стабилизации наклона Земли. Нашей родной планете требуется большой спутник, чтобы предотвратить блуждание ее наклона оси вращения и изменение климата от одной крайности к другой. (Ситуация, однако, более тонкая, чем это, как мы обсудим в Решении 74.)

Рис. 5.16 Наклон оси вращения Земли — ее наклон относительно плоскости эклиптики (другими словами, плоскости ее орбиты вокруг Солнца) — порождает времена года. Для таких планет, как Земля, которая имеет «умеренный» наклон оси вращения, большая часть солнечной энергии падает в экваториальные области, где полуденное Солнце всегда высоко в небе. Полярные области находятся в постоянном освещении в течение 6 месяцев, но также и в постоянной темноте в течение 6 месяцев; даже когда Солнце находится в небе, оно никогда не бывает выше, чем позволяет наклон оси вращения (23,5° в случае Земли), поэтому земля никогда не нагревается очень сильно солнечным светом. Таким образом, полярные области холодные, а экваториальные — жаркие. (Диаграмма не в масштабе.)

Жизнь на Земле хорошо адаптировалась к изменениям климата в прошлом, но трудно представить, как могли бы процветать развитые наземные животные, если бы здесь повторилась марсианская схема изменений наклона оси вращения. Жизнь на Земле, безусловно, не развилась бы в те формы, которые мы видим сегодня.

В приведенном выше обсуждении много «если», «но» и «возможно». Мы не знаем, необходим ли большой спутник для того, чтобы планета стала подходящим домом для сложных форм жизни. Наш эгоцентричный взгляд неизбежно предвзят. Мы считаем, что Луна была полезна для развития жизни здесь, но мы не знаем, была ли бы жизнь невозможна без нее. Возможно, если бы мы жили на безлунном мире, мы были бы благодарны, глядя вверх и не видя огромного куска скалы, висящего в небе.

И все же это навязчивое подозрение остается. Возможно, двойные планеты, такие как наша система Земля-Луна, необходимы для жизни по ряду причин. И все же они, похоже, формируются в результате случайных событий. Возможно, уникальность нашего спутника объясняет, почему мы одиноки. Возможно, в этом и заключается трагедия Луны.

Решение 64: Возникновение жизни редко

Решение проблемы жизни видится в исчезновении проблемы.

Людвиг Витгенштейн, Логико-философский трактат

Ответ Харта на вопрос Ферми (см. Решение 50) заключался в том, что зарождение жизни почти чудесным образом редко. С практической точки зрения, мы одни: Земля обладает единственной разумной жизнью — единственной жизнью — в видимой части бесконечной вселенной. Это чудо теряет часть своего блеска в бесконечной вселенной, поскольку в этом случае бесконечное число планет обладает разумными формами жизни. Однако довольно трудно принять идею бесконечной вселенной с бесконечным числом обитаемых планет, не в последнюю очередь потому, что существовало бы бесконечное число вас и меня, размышляющих над вопросом Ферми. Это трудно принять. Не можем ли мы вместо этого принять часть идеи Харта? Можем ли мы отказаться от астрономического понятия бесконечной вселенной и рассуждать исключительно с точки зрения биологии? Возможно, жизнь — это не чудо, но тем не менее возникает лишь редко. Возможно, вселенная кажется стерильной, потому что — за исключением земного острова жизни — она и есть стерильна.

Абиогенез — процесс, посредством которого неживая материя порождает жизнь — может быть редким; а может и нет. Ученые в настоящее время не знают, как возникла жизнь, и поэтому никто не может надежно оценить вероятность того, что материя сделает шаг от неодушевленного к одушевленному. Сама по себе невероятность абиогенеза может действительно разрешить парадокс Ферми; или может оказаться, что землеподобные миры почти всегда развивают жизнь. Биологи добились успехов в последние десятилетия в попытках понять происхождение жизни, поэтому, хотя остаются два диаметрально противоположных мнения (как это обычно бывает с любым аспектом парадокса Ферми), с одной группой, утверждающей, что Природе трудно создать жизнь, и другой группой, утверждающей, что жизнь почти наверняка появится, как только позволят планетарные условия, мы можем надеяться, что вопрос будет решен до того, как пройдет еще много десятилетий. Тем временем стоит рассмотреть достоинства обеих позиций, чтобы увидеть, какой свет это проливает на парадокс Ферми. Однако сначала нам нужно сделать длинное отступление и рассмотреть, что мы подразумеваем под «жизнью» и как жизнь на Земле могла возникнуть.

Что такое жизнь?

В школе мой учитель всегда мог найти лазейки в попытках нашего научного класса дать определение жизни. Он указывал, что, согласно некоторым из наших определений, огонь жив (поскольку он растет, воспроизводит себя и так далее). С другой стороны, согласно нашим определениям, мул не жив (поскольку он не может воспроизводить себя). Для целей этого раздела я попробую представить другое определение земной жизни. Мой старый учитель, вероятно, все еще мог бы найти несколько лазеек в определении, и в любом случае определение может быть неуместным в будущем. (Через десять лет, возможно, ученые разработают самосознающий компьютер. Будет ли компьютер жив? Или через столетие, возможно, исследователь миссии Альтаира обнаружит дурно пахнущий розовый кристалл, который каждое утро превращается в слизь, цепляясь за борта космического корабля и поедая металл. Жива ли эта слизь? В обоих случаях, согласно моему определению, ответ был бы «нет» — хотя, возможно, ответ должен быть «да». Однако нам нужно с чего-то начать, и приведенное ниже определение, по крайней мере, составляет основу для обсуждения.)

Я определяю нечто как живое, если оно обладает следующими четырьмя свойствами.

Во-первых, живой объект должен состоять из клеток. Каждое живое существо на Земле состоит либо из одной клетки, либо из совокупности клеток. Если бы мы знали, как возникли клетки, то мы вполне могли бы быть на пути к пониманию того, как возникла сама жизнь.

Существуют два совершенно разных типа клеток: прокариоты и эукариоты. Прокариотические клетки лишены центрального ядра. Они простые, маленькие и существуют в различных типах. Прокариотические организмы чрезвычайно успешны, в значительной степени потому, что их простота означает, что они могут быстро размножаться. Относительно недавнее и глубокое открытие заключается в том, что существуют два разных типа прокариот:[346] археи и эубактерии — или «настоящие» бактерии (или, как я буду писать для простоты, просто бактерии). Рисунок