1. Модель великого вибуху і розширення Всесвіту
Якщо, цікавлячись, ми візьмемо в руки довідник або яке-небудь науково-популярний посібник, то неодмінно натрапимо в них на одну з версій теорії походження Всесвіту - так званої теорії «великого вибуху». У стислому вигляді цю теорію можна викласти так: спочатку вся матерія була стиснута в одну «точку», яка мала надзвичайно високу температуру, а потім ця «точка» вибухнула з величезною силою. У результаті вибуху з поступово розширюється в усі сторони супергорячего хмари субатомних частинок поступово утворювалися атоми, речовини, планети, зірки, галактики і, нарешті, життя. При цьому розширення Всесвіту триває, і невідомо, як довго буде тривати: можливо, коли-небудь воно досягне своїх кордонів.
Одна з найбільших проблем, що стоять перед прихильниками теорії «великого вибуху», якраз полягає в тому, що жоден із запропонованих ними сценаріїв виникнення Всесвіту неможливо описати математично або фізично. Згідно базовим теоріям «великого вибуху», первісним станом Всесвіту була точка нескінченно малих розмірів з нескінченно великою щільністю і нескінченно високою температурою. Проте такий стан виходить за межі математичної логіки і не піддається формальному опису. Отже, насправді про початковий стан Всесвіту нічого певного сказати не можна, і розрахунки тут підводять. Тому цей стан отримало в середовищі вчених назву «феномена».
Так як цей бар'єр до цих пір не подоланий, то в науково-популярних виданнях для широкої публіки тема «феномена» зазвичай опускається взагалі, а в спеціалізованих наукових публікаціях і виданнях, автори яких намагаються якось справитися з цією математичною проблемою, про «феномен »говорять як про річ, неприпустимою з наукової точки зору, Стівен Хоукінг, професор математики з Кембріджського університету, і Дж.Ф.Р. Елліс, професор математики університету в Кейптауні, у своїй книзі «Довга шкала структури простір-час» вказують: «Досягнуті нами результати підтверджують концепцію, що Всесвіт виник кінцеве число років тому. Проте відправною пункт теорії виникнення Всесвіту - так званий «феномен» - знаходиться за гранню відомих законів фізики ». Тоді доводиться визнати, що в ім'я обгрунтування «феномену», цього наріжного каменю теорії «великого вибуху», необхідно допустити можливість використання методів досліджень, що виходять за межі сучасної фізики.
«Феномен», як і будь-який інший відправний пункт «початку Всесвіту», що включає в себе щось, що неможливо описати науковими категоріями, залишається відкритим питанням. Однак виникає наступне питання: звідки з'явився сам «феномен», як він утворився? Адже проблема «феномену» - це тільки частина набагато більшої проблеми, проблеми самого джерела початкового стану Всесвіту. Іншими словами - якщо спочатку Всесвіт була стиснута в точку, то що привело її в цей стан? І якщо ми навіть відмовимося від зухвалої теоретичні труднощі «феномену», то все одно залишиться питання: як утворився Всесвіт?
У спробах обійти ці труднощі, деякі вчені пропонують так звану теорію «пульсуючого Всесвіту». На їхню думку, Всесвіт нескінченно, раз за разом, то стискається в точку, то розширюється до якихось кордонів. Така Всесвіт не має ні початку, ні кінця, існують тільки цикл розширення і цикл стиснення. При цьому автори гіпотези стверджують, що Всесвіт існував завжди, тим самим начебто повністю знімаючи питання про «початок світу».
Але справа в тому, що ніхто до цих пір не представив задовільного пояснення механізму пульсації. Чому відбувається пульсація Всесвіту? Якими причинами вона викликана? Фізик Стівен Вайнберг у своїй книзі «Перші три хвилини» вказує, що при кожній черговій пульсації у Всесвіті неминуче повинна зростати величина співвідношення кількості фотонів до кількості нуклеонов, що веде до згасання нових пульсацій. Вайнберг робить висновок, що таким чином кількість циклів пульсації Всесвіту звичайно, а значить, в якийсь момент вони повинні припинитися. Отже, «пульсуюча Всесвіт» має кінець, а значить, має і початок.
2. Історія розвитку проблеми походження життя
Життя є одним з дивних і загадкових явищ природи, тому вона здавна привертала до себе увагу людства, яке безуспішно протягом багатьох століть прагнуло розгадати її сутність і таємницю походження. Відсутність необхідних знань не дозволяло підійти до вирішення цієї проблеми з наукових позицій, тому всі спроби залишалися на рівні здогадок.
Швидкий розвиток науки в дев'ятнадцятому і початку двадцятого сторіччя створило передумови для формування науково обгрунтованих уявлень про походження життя на Землі.
Перші уявлення, що визначили головні напрямки у вирішенні цієї проблеми, були висловлені А.І. Опаріним в 1924 р. і Дж. Холдейна і Г. Меллером в 1929 р.
Ідея гіпотези А.І. Опаріна, полягає в тому, що життя на Землі виникла завдяки природному розвитку процесів послідовного хімічного ускладнення вуглецевих сполук, які, потрапляючи в первородний океан, утворювали колоїдні розчини у воді. Рано чи пізно з колоїдного розчину випадали шматочки гелю, в результаті чого безструктурної речовина знайшло структуру, здійснився перехід органічної сполуки в організоване тіло. Ці шматочки гелю і послужили потім попередниками первинних організмів. Але перш ніж шматочки гелю стали примітивними організмами, їм знадобилося пройти складний і тривалий еволюційний шлях, в результаті якого у них повинні були розвиватися властивості, притаманні живим організмам.
Опарін виникнення життя пов'язував безпосередньо з виникненням організмів, що мають чітку межу розділу з навколишнім середовищем. Підставою для такого підходу служило загальновизнане в біології думку, що мінімальним рівнем живого, в якому проявляються всі ознаки життя, є клітина.
В основу моделі, походження життя на Землі, висунутої М.Д. Нусінова і К.Б. Серебровський, покладена каталітична функція реголітні зерна, яка у поєднанні з капельножидкой водою може приводити до виникнення спочатку «зверненої» міцели, а потім і структури, оточеній двошаровою мембраною, - «ліпосоми», з включеною всередину каталітично активної реголітні часткою.
К. Сіміонеску і Ф. подіне вважають, що макромолекулярні попередники живої матерії з'явилися шляхом акумулювання та рекомбінації активних частинок, що виникли під впливом плазми в газоподібній фазі (первинної атмосфері) на холодних поверхнях суші або в атмосфері.
Л. Лозина-Лозинський вважає, що життя виникло в наземних умовах, серед частинок грунту або в печерах, в гірських породах, де були присутні мінерали-каталізатори, що прискорюють синтез органічних сполук.
Уявлення про походження життя, висловлені Дж. Холдейна, істотно відрізняються від уявлень А.І. Опаріна. Дж. Холдейн допускав існування життя до виникнення перших живих клітин. Він вважав, що перші живі чи напівживі об'єкти представляли собою, ймовірно, великі молекули, синтезуватися під дією сонячних променів і здатні розмножуватися лише в тій виключно сприятливому середовищі, в якій вони виникли. Дж. Холдейн так уявляв виникнення перших клітини; «Клітка складається з численних напівживих хімічних молекул, зважених у воді і ув'язнених у маслянисту плівку. У ті часи, коли весь океан представляючи собою величезну хімічну лабораторію, умови для утворення таких плівок були відносно сприятливими, і тим не менше, життя, можливо, знаходилася на «вірусної» стадії протягом багатьох мільйонів років, перш ніж відповідний набір елементарних одиниць виявився зібраним у першій клітині.
Через майже 30 років Дж. Холдейн кілька конкретизував механізм добіологіческіх процесів виникнення найпростішого живого організму, проте погляди його принципово не змінилися.
У 1929 р. Г. Меллер висунув аналогічну гіпотезу, в якій початок життя пов'язував з особливими молекулами, здатними до саморозмноження - генами, тобто в основі появи життя лежало виникнення «голого» гена.
Дж. Прінгл також припускав, що життя спочатку існувала як якась початкова хімічна активність і не мала чітких кордонів в морському «бульйоні». Ця активність була схожа з процесами, що відбуваються в живих клітинах. Потім поступово життя локалізувалася в обмежених обсягах і сформувалася у вигляді окремих організмів.
А. Ігнатов у своїй роботі розвиває ідеї про початковий зародження життя на доклеточний рівні: «Крапельки, плівки й цілі протоплазматичними верстви, що існували завдяки обміну речовин білкових тіл, і з'явилися першими живими тілами, що з'явилися на Землі. Вони володіли самої найпростіший біологічною організацією, яка тільки можлива при здійсненні життєвих процесів, живе тіло розвивалося, перш за все, в напрямку створення найбільш сприятливих умов для обміну речовин білкових тіл.
Таким чином, висунуті Опаріна і Холдейна уявлення послужили базою для формування двох напрямів у вирішенні проблеми походження життя. Свідченням цього служать наступні роботи, в яких основна увага приділялася розвитку конкретних механізмів походження життя з тієї чи іншою схемою.
Необхідно відзначити, що поява великої кількості робіт, присвячених походження життя на Землі, привернуло увагу вчених різних спеціальностей, які, з позиції накопичених у своїй галузі знань піддали основні положення висунутих гіпотез критичному аналізу. Це дозволило виявити сильні і слабкі сторони хімічної еволюції органічних речовин, а також всебічно оцінити її роль у вирішенні проблеми походження життя на Землі.
Залучення уваги широкого кола дослідників до настільки складної проблеми дозволило чітко усвідомити, що точка зору на походження життя зовсім недостатня: «... у яких би кількостях ні утворювалися органічні продукти від будь-яких планетарних катаклізмів і атмосферних розрядів, - вказує П.К. Анохін, - тільки на цій основі ніколи не змогла б створитися навіть найпримітивніша життя.
Життя - це самоорганізуються освіта, нехай на перших порах примітивне, але включає в себе всі необхідні вузлові механізми, властиві функціональній системі ». Тут же Анохін пише, що формування системи, яка має динамічної самоорганізацією, був критичним моментом виникнення живого на нашій планеті.
К.С. Трінчер дотримується аналогічної думки; «Хімічні синтези складних сполук, якими б шляхами вони не здійснювалися, не являють собою біологічного розвитку матерії, на підставі якого можна було б пояснити фізичну суть живої системи ».
У.Р. Ешбі на підставі теорії інформації зазначає: «Вчені намагалися довести, що є якийсь шлях переходу від двоокису вуглецю до амінокислоті, від неї - до білка, а потім, через природний відбір і еволюцію, - до розумних істот. Я стверджую, що такі пошуки специфічних умов зовсім помилкові. Справедливо якраз протилежне - кожна динамічна система дає початок своєї власної формі розумного життя і є в цьому сенсі самоорганізується ».
А.П. Руденко також вважає, що самоорганізуватися можуть не молекули речовини самі по собі, а лише складні цілісні багатомолекулярних каталітичні системи.
Н.П. Дубінін зазначає, що сучасні теорії походження життя, що мають велике значення для з'ясування умов, в яких могла виникнути життя, виходять з редукционистских ідей, приділяючи головну увагу наростання фізико-хімічної ускладненості неорганічної речовини. «Вихідним актом походження життя як якісно нового явища не могло служити вихідне поява тільки білків або тільки нуклеїнових кислот, необхідно було поява структурованої системи, що функціонує при взаємодії специфічних речовин, енергії та генетичної інформації».
А.М. Уголев, аналізуючи сучасний стан проблеми походження життя, вказує, що одна з помилок, яких припускаються структуралістами, полягає в тому, що властивості структур, що з'являються на передбіологічній стадії, вони прагнули наблизити до основних характеристик життя.
Дж. Кеосіан у своїй роботі «Криза в проблемі походження життя» відзначає, що «хімічна еволюція знайшла свій кінець у самій собі. У багатьох випадках вона є надуманий або штучний лабораторний синтез ».
Таким чином, субстратні гіпотези, засновані на хімічній еволюції, виявилися нездатними навіть намітити правильний шлях у вирішенні проблеми походження життя.
В останні роки з'ясувалося, що вирішення проблеми походження життя пов'язано не стільки з вирішенням питання виникнення матеріального субстрату життя, скільки з вирішенням питання виникнення упорядкованості структури і процесів як у часі, так і в просторі.
Н.П. Дубінін зазначає: «... центральними при аналізі природи стрибка від неживого до живого на Землі є дві проблеми. Перша - роз'яснення тих шляхів, які забезпечили можливість синтезу молекул ДНК в природних умовах первісної Землі. Друга - аналіз того, як білкові сполуки стали обов'язковою середовищем для розмноження молекул нуклеїнових кислот і прийняли на себе (під управлінням генетичного коду ДНК) роль суб'єкта всіх головних проявів життєдіяльності організмів ».
В.І. Гольданський з співавторами показують, що виникнення життя, і як головного її властивості самовідтворення, безпосередньо пов'язане з виникненням чистого середовища, тобто в «первісному бульйоні» протягом декількох мільйонів років має відбутися порушення дзеркальної симетрії і формування чистоти органічної середовища, в якій залишилися тільки ліві амінокислоти і праві цукру, використані потім у процесі формування коротких ланцюжків блоків майбутніх ДНК і РНК і ланцюжків для майбутніх білків.
Пізнання механізму виникнення генетичного коду і впорядкованої структури ДНК або ДНК-подібних макромолекул визнається багатьма дослідниками вирішальним моментом, розумінні того, як сталася життя.
Ф. Крік і Л. Оргел, не знаходячи можливості представити механізм виникнення ДНК, знову повертаються до думки про занесення на Землю примітивної форми життя з інших планет Всесвіту. Проте, як неодноразово зазначалося в літературі, такий підхід до вирішення питання лише переносить проблему зародження життя на іншу планету.
За останні двадцять - тридцять років була накопичена цілком достатня наукова інформація у різних галузях знання, а формування методу підходу до вирішення поставленої проблеми було розпочато значно раніше.
Ще в 1931 р. В.І. Вернадським була опублікована стаття «Про умови появи життя на Землі», в якій він науково обгрунтував, що питання про походження життя на Землі зводиться до питання про походження на ній біосфери: що життя поза біосфери не існує - є нереальна абстракція; що морфологічний склад живої природи в біосфері изначала повинен був бути складним і життя завжди виконувала одночасно різнорідні біогеохіміческке функції (газова, киснева, окислювальна, відновлювальна, кальцієва, концентраційна, функція згоряння органічних сполук та інших), тому повинен був одночасно з'явитися складний комплекс живих форм, розгорнувся потім в сучасну живу природу; що живі організми, володіючи переважно властивістю правого обертання площини поляризації світла, могли скластися в такій дисиметричністтю правою середовищі, відмінної від звичайного середовища біосфери. В.І. Вернадський вважав, що життя при виникненні біосфери повинна з'явитися не у вигляді одного будь-якого організму, а у вигляді їх сукупності, відповідає геохімічним функцій життя, або вона з'явилася з однієї найпростішої форми, яка потім так швидко роздрібнилася на форми, що мають різні геохімічні функції що цей період не залишив жодних слідів в земній корі.
З жалем доводиться відзначити, що ці фундаментальні положення не були використані дослідниками при розробці різних гіпотез про походження життя.
Підсумовуючи наведений короткий огляд, можна сказати, що в даний час безперервно розширюються дослідження як в напрямку створення цілісної достовірної картини виникнення життя, так і в напрямку розробки окремих конкретних механізмів, які могли відбуватися на передбіологічній стадії. Однак, незважаючи на докладені спроби, проблема походження життя ще далека від свого вирішення і представляє поки велику складність.
3. Людина і космос
Істинне місце космосу в житті людства визначається не тільки політичними та економічними поняттями, хоча, звичайно, без них і не обійтися. Найголовніше призначення виходу людини в космічний простір - згуртування людей в єдину людську сім'ю. Подібно до того як Геллеспонт об'єднував древніх греків, служачи східним кордоном їх розселення, точно так само чорний коло космосу в ілюмінаторі космічного корабля служить символом єдності нішею 1-земної цивілізації.
Зв'язку і взаємодії між новим політичним / мисленням і космонавтикою різноманітні і динамічні.
По-перше, космонавтика допомагає усвідомити і засвоїти той незаперечний факт, що Земля і навколишній її довколишнє космічний простір - це спільний дім людства.
По-друге, вихід у космос символізує досягнення такого рівня розвитку науки і техніки, на якому матеріальний достаток з гарної казки всіх часів і народів стає цілком реальним.
По-третє, розсовуючи просторові та пов'язані з ними тимчасові межі пізнання, вихід у космос створює основи і для духовного достатку сучасної людини, наповнюючи його зміст нескінченним змістом пізнання навколишнього світу.
По-четверте, вихід у космос означає якісний рубіж у вдосконаленні самої людини, що є вищим рівнем організації матерії у відомій нам частині світобудови.
І, нарешті, космічні засоби зв'язку зближують континенти і народи, сприяють взаємозбагаченню культур, зростання взаєморозуміння, витравлянню хибних стереотипів старого політичного мислення.
На наш погляд, неперевершене досі по глибині і цілісності тлумачення космосу і людини в ньому дано видатними вітчизняними вченими - представниками, за визначенням академіка М.М. Моїсеєва, «умонастрої», «течії думки», що отримав в 'світовій науці визначення «російського космізму». До цього перебігу відносяться також вчені зі світовим ім'ям - основоположник теоретичної космонавтики К.Е. Ціолковський (1857-1935), основоположник геохімії В.І. Вернадський (1863-1945), основоположник геліобіології А.Л. Чижевський (1897-1964) і мислитель-енциклопедист Н.Ф. Федоров (1829-1903).
Космісти з самого початку виходили з чисто людських потреб освоєння космосу. Більш того, в деякому сенсі пізнання космосу вважалося ними необхідним тільки лише як засіб пізнання людиною самої себе, «поліпшення умов його самовираження як особистості». «Треба йти в космос, щоб зрозуміти нашу Землю» - ці слова В.І. Вернадського являють собою головний вихідний пункт космізму ділене етапі повинен бути неминучим наслідком збільшення чисельності людства. Експансія в навколосонячний простір, а потім і в дальній космос повинна була, на думку К.Е. Ціолковського, відкриті перед людиною «гори хліба й безодню могутності».
У Н.Ф. Федорова космічний простір служить місцем розселення батьків і дітей, тобто практично всього людства, який переміг смерть і заволодів методами «патрофікаціі», тобто рукотворного воскресіння попередніх поколінь. Здійснення такого проекту означало б збільшення чисельності «загального братства», як іменував Н.Ф. Федоров людство. до 60-70 млрд. людей. Вихід в космос представлявся Н.Ф. Федорову єдиним засобом порятунку від перенаселення. К.Е. Ціолковський вважав при цьому, що життя буде поперемінно приймати променисті і корпускулярні форми, утворюючи в просторі-часу низку «великих космічних ер і великий ріст розуму».
Ідеї російських космістів про космічний призначення людини знаходять підтвердження в практиці космічних польотів, у міжнародному співробітництві учених в освоєнні навколоземного простору і планет Сонячної системи.
І в більш пізні історичні епохи глибоке осмислення космосу незмінно вело до осмислення гармонії між тілом і душею. Не випадково, мабуть, в одному з перекладів з давньогрецького космос означає «лад», «порядок», «чин». Тема гармонії духу і тіла приваблювала і Вернадського, і Ціолковського, і особливо близьких до них у розумінні завдань наукового пізнання представників талановитої родини Реріхів.
В уявленнях космістів проникнення за межі навколоземного простору об'єктивно пов'язане з удосконаленням самої людини як моральним, так і біологічним. Ціолковський, наприклад, виходив з того, що «вищі тварини» (чоловік) дуже недосконалі. Наприклад, невелика тривалість життя, малий і погано влаштований мозок і т.д. «У людей, - писав великий російський вчений, - немає жодного порядного або бездоганного органу». Проблему людини, що розуміється нині найчастіше виключно як проблему «захисту людини» від негативних наслідків науково-технічного прогресу, К.Е. Ціолковський розумів, на наш погляд, глибше і реалістичнішою - як проблему активного впливу на людський організм, використання досягненні науково-технічного прогресу для вдосконалення його природи. «Хіба людина не має безодню фізичних, розумових і соціальних недоліків, щоб залишатися з тим, що має!» - Вигукував він, передбачаючи наступ того часу, «коли людина, прийметься за перетворення свого тіла».
Заради істини слід зауважити, що ні сам Ціолковський, ні інші космісти не збиралися одразу ж радикальним чином змінювати природу людини, відносячи цю задачу до вельми віддаленим «космічним ери».
Запитуючи себе про те, яким повинен бути людина космічної ери, корифеї російського космізму замислювалися над феноменом людини взагалі, над його внутрішньою суттю як засобу матерії пізнати саму себе.
Одним з головних напрямків вдосконалення людини їм уявлялося збільшення тривалості життя. Н.Ф. Федоров вважав це моральним імперативом, рушійним прогрес. К.Е. Ціолковський вважав, що тільки людина, що живе наддовгої, зможе наважитися на наддовго перебування у космосі.
Оригінальна і заслуговує окремого розгляду точка зору В.І. Вернадського. Але в принципі космісти були єдині. Вони вважали пізнання таємниць старіння живих організмів (людини в першу чергу) і оволодіння механізмом впливу на ці процеси можливим, бажаним і навіть необхідним з точки зору прогресу людства.
Своєрідну концепцію сенсу буття на основі осмислення космосу і місця людини у ньому висунув Микола Федорович Федоров - мислитель, незаслужено, на наш погляд, забутий. Поруч із штучним збільшенням видової тривалості життя людей він вважав за необхідне розвивати науку і техніку в напрямку моделювання особистості, створити для цього центри, які вивчали б науково-технічні прийоми управління всіма молекулами і атомами зовнішнього світу, так щоб розсіяне зібрати, розкладене з'єднати, т. е., скласти в тіла батьків.
Список використаної літератури
Войткевич Г. Виникнення і розвиток життя на Землі. - М., 1988.
Ігнатов І. Проблема походження життя. - М., 1962.
Низовський А., Непомнящий Н. 100 великих таємниць. - М., 1999.
Рудник В., Соботович Е. Рання історія Землі. - М., 1984
Савенков В. Нові уявлення про виникнення життя на Землі. - К., 1991.
Соботович Е. Космохіміческая модель походження Землі / / Геологічний журнал. - 1984. - Т. 44. - № 2. - С. 112 - 123.