Книга Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной - Калеб Шарф

* * *

В 2012 году два ученых из Принстонского университета, Дэвид Спигел и Эдвин Тернер[178], применили теорему Байеса к более тщательно сформулированному варианту вопроса «Одни ли мы во Вселенной?». Начали они с того, что решили выяснить, каковы самые надежные свидетельства существования жизни у нас на Земле. На какие признаки мы будем опираться? Для этого им пришлось отбросить все неоднозначные посторонние сведения и добраться до сути, которая, как выяснилось, сводится к двум простым обстоятельствам, в которых не приходится сомневаться. Во-первых, какая-то жизнь появилась на Земле очень рано[179], в течение первых сотен миллионов лет после формирования планеты в общих чертах. Во-вторых, спустя еще несколько миллиардов лет на Земле появилось мыслящее существо, умеющее задавать вопросы, и обнаружило этот факт. Вот, собственно, и все, что мы знаем о жизни во Вселенной, если отделить зерна от плевел. Отрезвляет, не правда ли?

Затем Спигел и Тернер применили к этим сведениям байесовскую формулу и спросили, что говорят нам эти факты о вероятности, что где-нибудь еще во Вселенной возникла жизнь (этот процесс называют абиогенезом).

Иначе говоря, если на Земле жизнь стартовала с места в карьер, а несколько миллиардов лет спустя эволюция породила нас, следует ли из этого, что жизнь вероятна еще где-нибудь? Как и во всех случаях, когда мы применяем байесовский анализ, налицо фундаментальное противоречие между тем весом (уверенностью), который мы придаем известным фактам, и тем весом, который мы приписывали своим априорным предположениям.

Какие же предположения мы делаем в этом случае? Спигел и Тернер обнаружили, что если просто записать эту формулу, с неизбежностью придется сделать предположение о базовой вероятности появления зачаточной жизни на планете за какой-то период времени. Иначе говоря, мы делаем предположение о том, сколько раз в среднем абиогенез мог произойти за период в миллиард лет, и это наша априорная вероятность.

Здесь начинаются сложности. Без подобающего байесовского анализа у нас возникает склонность предположить, что жизнь, вероятно, зарождается по всей Вселенной довольно легко, иначе она не появилась бы так быстро на поверхности юной, еще не остывшей планеты Земля. Но тогда мы ставим все с ног на голову. Это ведь то же самое, что приписать какое-то значение тому, сколько раз в среднем зарождается жизнь на планете за миллиард лет, а мы ведь не знаем, сколько!

Спигел и Тернер назвали это «априорным незнанием», что очень точно описывает наше положение. Вместо настоящего априорного знания мы получаем его противоположность. Когда это учитываешь, становится слегка не по себе, поскольку математически из этого следует, что раннее появление жизни на Земле почти ничего не говорит нам о шансах появления жизни еще где-нибудь. Нам снова ставит палки в колеса склонность грубо преувеличивать собственное значение, инстинктивно искать везде свое отражение.

Спигел и Тернер изучили целый ряд математических моделей «априорного незнания» и сумели показать, что наши прогнозы касательно внеземной жизни почти целиком представляют собой функцию того, что мы первоначально предполагаем. Предположим, что частота абиогенеза на любой подходящей планете (неизвестная) постоянна во времени. Байесовский анализ учитывает факт нашего существования, однако показывает, что варианты возникновения жизни в нашей Галактике по-прежнему неопределенны. Может оказаться, что жизнь процветает повсюду. А может оказаться, что она зарождается только один раз в 10 миллиардов лет, а то и в 100 миллиардов. Иначе говоря, может оказаться, что мы – первый случай зарождения жизни во Вселенной. Стоило чуть-чуть изменить исходные предпосылки – и вся конструкция перекосилась.

Выходит, одного примера возникновения жизни на Земле и в самом деле недостаточно, чтобы сделать какие бы то ни было выводы: мы точь-в-точь как цыпленок, наблюдающий свой первый рассвет. Да, на основании того, что здесь произошло, можно сказать, что жизнь способна быстро возникать на планетах земного типа, однако «априорное незнание» таково, что мы не можем исключить возможность, что все совсем наоборот.

У этого анализа есть и еще один, не такой очевидный аспект: речь идет о разнице между людьми и микробами. Вернемся к двум изначальным предпосылкам, двум фактам относительно жизни на Земле. Нам кое-что известно о том, сколько времени прошло между возникновением на Земле жизни как таковой и появлением нашего вида: около 3,5 миллиардов лет. Как это влияет на численные оценки?

Тут придется немного пофилософствовать, поскольку мы можем задаться вопросом, влияет ли вероятность нашего нынешнего присутствия и способности наблюдать Вселенную и задавать вопросы на выводы как таковые. Иначе говоря, как изменится предполагаемая вероятность возникновения жизни на любой планете, если жизни, как на Земле, требуется примерно 3,5 миллиарда лет, чтобы эволюционировать от микробов до сложных организмов, способных вычислить эту вероятность?

Взгляните на это вот с какой точки зрения. Можно сказать, что планете нужно примерно 3,5 миллиарда лет биологической эволюции от биогенеза до возникновения «разумной» жизни. Если бы это было так, то планета возраста Земли, где первые организмы появились бы не так быстро, еще не успела бы произвести существа вроде нас. Поэтому лишь естественно, что мы очутились на планете, где абиогенез произошел очень рано, поскольку на планете с более «замедленным развитием» нас просто еще не было бы и мы не могли бы сделать это наблюдение!

Итак, следует вывод, что и вторая предпосылка ничего не говорит нам о том, может ли жизнь пробудиться на любой случайной планете, по той простой причине, что на Земле абиогенез произошел именно тогда, когда произошел, а других вариантов не было, иначе у нас не было бы времени возникнуть и задуматься над этим фактом. Если мы осторожно пройдем по мысленному минному полю байесовского метода, то придем к неутешительному выводу. История жизни на Земле позволяет нам сделать относительно мало заключений о статистике жизни во Вселенной. Вполне возможно, что жизнь обычно быстро возникает на юных каменистых планетах с разнообразным химическим составом. Тогда положение дел на Земле было бы совершенно стандартным и ничем не примечательным. Однако при этом оно не обязательно норма. Не исключено, что возникновение жизни – это все же явление очень редкое. Но без дальнейшей информации мы все равно не сможем ничего сказать.