Содержание
Цветок в пыли / Стиль жизни / Независимая газета
Мы станем цифрой или пылью? Фото Reuters
Начать хотелось бы со стихотворения крымского поэта Владимира Грачева, я его люблю цитировать: «Мы не песок – он более сыпуч./ Мы не вода – она всегда иная./ Мы – пыль, когда нас освещает луч./ Не точка мы, а только запятая».
Стихотворение это, выражавшее самоощущение крымской литературной богемы 1970–1980-х годов, не только не было опубликовано тогда, но, изъятое из издательского архива сотрудниками КГБ, стало основанием для заказного погромно-воспитательного фельетона с изобличающим названием «Мы – пыль». Совершенно неожиданно стихотворение это вспомнилось вновь, когда я прочитал статью Фримэна Дж. Дайсона «Жизнь во Вселенной: цифровая или аналоговая?» в сборнике «Далекое будущее Вселенной: Эсхатология в космической перспективе». Автор размышляет о грядущем состоянии трансчеловечности, при котором наша память и ментальные процессы будут списаны с мозга и загружены в компьютер.
Это создает возможность использовать затем компьютер как «запасной мозг» на случай трагических происшествий или неизлечимых болезней. После смерти «старого» мозга можно перезагрузить себя в новый мозг или же расстаться с телом навсегда, продолжая компьютерное трансчеловеческое существование. Возможна кремниевая трансчеловеческая практически вечная жизнь.
Другая возможная форма жизни – Черное Облако, описанное астрофизиком Фредом Хойлом в его одноименном научнофантастическом романе. «Черное Облако обитает в вакууме и состоит не из клеток, а из пылевых частиц. Свободную энергию оно получает из гравитации или света звезд, а химические питательные вещества – из межзвездной пыли. Вместо нервной системы или системы проводов оно использует длинноволновые электромагнитные сигналы, передающие информацию и координирующие его действия. Как и кремниевая жизнь, в отличие от жизни, основанной на воде, Черное Облако способно адаптироваться к сколь угодно низким температурам. Как кремниевая, так и пылевая жизнь требуют стабильности протонов.
Если протоны нестабильны, ни силикон, ни пыль не смогут существовать вечно.
Если протоны нестабильны, не может существовать жесткая структура, подобная кремниевому компьютеру. Но структура, напоминающая Черное Облако, существовать может – нужно лишь заменить в ней частицы пыли на свободные электроны и позитроны».
Трансчеловеческое существование в кремниевом компьютере – пример цифровой жизни. Черное Облако, обитающее в межзвездном пространстве, – пример жизни аналоговой. Эти концепции основаны на широком определении жизни как материальной системы, способной получать, хранить, обрабатывать информацию и использовать ее при организации своей деятельности.
В этом широком смысле суть жизни – информация. Но информация не синоним жизни. Чтобы быть живой, система должна не только хранить информацию, но и обрабатывать и использовать ее. Жизнь – это именно активный поток информации.
Старинная виниловая пластинка сохраняет и передает музыку в аналоговой форме, CD – в цифровой.
Логарифмическая линейка производит умножение и деление в аналоговой форме, электронный калькулятор или компьютер – в цифровой. Таким образом, аналоговая жизнь – это жизнь, обрабатывающая информацию в аналоговой форме, а цифровая жизнь – жизнь, обрабатывающая информацию в цифровой форме. Чтобы представить себе цифровую жизнь, вообразите трансчеловеческое существование в компьютере. Чтобы представить себе аналоговую жизнь, вообразите Черное Облако.
Фримэн Дж. Дайсон задается вопросом: мы, люди – аналоговые или цифровые существа? И затрудняется в отличие от поэта Владимира Грачева дать однозначный ответ. Он поясняет, что информация содержится в человеческом организме прежде всего в двух местах – в генах и в мозгу. «Информация, содержащаяся в генах, определенно цифровая, закодированная в четырехбуквенном алфавите ДНК. Информация в мозгу все еще остается великой загадкой. Никто не знает, как работает человеческая память. По-видимому, воспоминания записываются в виде вариаций напряжения в синапсах, соединяющих друг с другом миллиарды нейронов в мозгу, но мы не знаем, как варьируется напряжение синапсов.
Вполне может оказаться, что обработка информации в нашем мозгу происходит отчасти цифровым, отчасти аналоговым способом. Если мы – частично аналоговые существа, то загрузка человеческого сознания в цифровой компьютер может привести к потере наиболее тонких наших чувств и качеств… Но есть и третья возможность: может быть, обработка информации в нашем мозгу происходит с помощью квантовых процессов и наш мозг – квантовый компьютер. Мы знаем, что квантовые компьютеры в принципе возможны и что в принципе они должны быть мощнее цифровых компьютеров».
Дайсон делает вывод: жизнь не может существовать вечно, если это цифровая жизнь, и может существовать вечно, если это жизнь аналоговая. «В развитии наших технологий в последние 50 лет аналоговые устройства, такие как проигрыватель грампластинок или логарифмическая линейка, кажутся примитивными и хрупкими, а цифровые – куда более удобными и надежными. В современной высокоинформационной экономике постоянно побеждают цифры. Поэтому неожиданно обнаружить, что при самых общих условиях аналоговая жизнь имеет больше шансов на выживание, чем цифровая.
Точнее говоря, законы физики и информационной теории запрещают выживание цифровой жизни, но разрешают выживание аналоговой. Возможно, это означает, что, когда для нас придет время адаптироваться к холодной вселенной и оставить экстравагантные плотские привычки, мы не станем загружать свой разум в кремниевые чипы компьютерного центра, а перенесем его в черные облака, парящие в пространстве. Если бы мне дали выбирать, я бы, конечно, выбрал Черное Облако».
Теоретически доказано, что аналоговые компьютеры могут быть мощнее цифровых. Основное различие между ними в том, что аналоговый компьютер работает напрямую с непрерывными переменными, а цифровой компьютер – только с дискретными переменными. Наши современные цифровые компьютеры работают только с нулями и единицами. Их аналоговый конкурент – это классическое поле, простертое сквозь пространство и время и подчиняющееся линейному волновому уравнению. Классическое электромагнитное поле, подчиняющееся уравнениям Максвелла, вполне подходит.
Поле может быть сфокусировано в той или иной точке таким образом, что его напряженность в этой точке невычислима с помощью цифрового компьютера, но может быть измерена простым аналоговым устройством.
Как с образом Черного Облака (пыли) соотносится образ Паутины? Американский теоретик контркультуры Хаким-бей полагает, что внутри Сети развивается теневая контр-Сеть, а между ними – Паутина. Как если бы Сеть была рыбацкой сетью, а Паутина была бы протянута в ее разрывах и промежутках. «Обычно мы будем использовать термин «Паутина», имея в виду дополнительную горизонтальную открытую структуру информационного обмена, неиерархическую Сеть, а термин «контр-Сеть» – для того чтобы обозначить скрытое нелегальное и повстанческое использование Паутины, включая такие действия, как информационное пиратство и прочие способы присосаться к Сети. Сеть, Паутина и контр-Сеть – это части одного запутанного комплекса: они проникают друг в друга в неисчислимом количестве точек. Эти термины не определяют отдельные области, а указывают на тенденции».
В принципе Паутина не нуждается в компьютерах для своего существования. Устная речь, бумажная почта, маргинальные сетевые журналы, «телефонные деревья» и так подходят для создания информационной Паутины. Самое главное – это не уровень технической оснащенности, а открытость и горизонтальность структуры. Тем не менее сама концепция Сети подразумевает использование компьютеров…
Вспоминаю, как Анатолий Эфрос на одной из встреч со зрителями рассказывал о постановке «Вишневого сада» в Японии. Японцы пытались повторить спектакль на своей сцене буквально, с малейшими деталями декорации и актерских жестов. Все реквизиты были привезены и смонтированы, но хозяевам все же чего-то не хватало. «У вас на сцене в лучах осветительных прожекторов возникало волнующее мерцание, которого у нас почему-то нет. Чем вы его вызываете?» – спросили японцы. Постепенно выяснилось, что едва ли не главным героем московских постановок оказалась сценическая пыль, которой в Японии найти невозможно. И не только на сцене.
Там возможна только цифровая пыль. Так состоялась сценическая встреча двух цивилизаций, навсегда пылевой и уже почти цифровой.
может быть, стоит обратить внимание на кремниевую форму?
Кремниевое существо в представлении художника
Учёные постоянно пытаются найти жизнь за пределами Земли в других звёздных системах, а также подыскать планеты, напоминающие нашу. Во Вселенной свыше ста миллиардов галактик. В Млечном Пути около 400 миллиардов звёзд, и 7 % из них – жёлтые карлики, примерно такие же, как и наше Солнце. Согласно последним данным от 2020 года, только лишь в нашей родной галактике насчитывается примерно 6 миллиардов планет, похожих на Землю! А сколько таких планет во всей Вселенной?.. Судя по этим фактам, весьма наивно полагать, что мы – единственные живые существа. Но, как бы то ни было, до сих пор никаких свидетельств обитаемости той или иной планеты не было обнаружено, да и сделать это весьма трудно, ведь все эти миры невообразимо далеки от нас, но что, если мы просто не там ищем?
Мы ищем жизнь, похожую на нашу, и которая могла бы существовать в аналогичных условиях: для её существования необходимы вода, комфортная температура, защита от радиации, источник света, определённый состав воздуха, наличие минералов.
Наша жизнь является углеродной, причём, эта углеродная форма жизни, начиная от примитивных бактерий и заканчивая людьми, имеет одну и ту же базовую биохимию. Углерод – прекрасный строительный материал. Его особые химические свойства позволяют делать из него длинные молекулярные цепи, которые могут быть разветвлёнными, и уже, говоря простым языком, к этим углеродным ветвям прикрепляются другие элементы, формируя, таким образом сложные молекулы, из которых и складываются живые организмы, словно по кирпичикам. Но только ли возможна жизнь на углероде?
Кремниевая форма жизни выглядела бы примерно так
Элемент кремний имеет химические свойства, похожие на углерод, и он кстати, в 135 раз встречается чаще, чем углерод на нашей планете, но почему же в борьбе за право быть основой жизни победил углерод?
Всё дело в том, что углеродные связи – самые прочные в земных и привычных нам условиях. Если молекулы строятся из него, то это, как говорится «на века».
Гипотетически, если, например, человек попробует пробраться в центр Земли, где невообразимое давление, то оно бы выжало все атомы из тела, и всё, что от него останется – это один крошечный алмаз (самое твёрдое вещество на Земле), а алмаз – это и есть углерод, связи которого самые прочные. В обычных же условиях углерод связывается с другими атомами, выстраивая, тем самым, живые организмы. Кремний же в наших условиях не является таким прочным, его химические связи более слабые, поэтому, не имея прочного фундамента, кремниевые организмы быстро бы распадались. Кремний не так пластичен, как углерод, поэтому, несмотря на его более чем достаточное количество, на его основе не могут строиться такие разнообразные длинные цепи молекул, как на углероде – углеродные связи в два раза прочнее кремниевых! А в воде цепи кремния и вовсе не устойчивы – они распадаются на части.
И растения были бы из кристаллов…
Кроме этого, в земной атмосфере достаточно большое количество кислорода. Углерод в сочетании с кислородом образует углекислый газ, который без труда может сочетаться с другими соединениями.
Именно поэтому мы вдыхаем воздух, состоящий из разных атомов, а выдыхаем углекислый газ, так как вдыхаемый кислород и углерод в составе воздуха соединяются внутри нас в процессе дыхания. Когда кремний вступает в реакцию с кислородом, то получается знакомый многим камень – розовый кварц. Это твёрдое вещество, достаточно тяжёлое (камень, конечно же, с воздухом не сравнишь!), поэтому ему намного труднее взаимодействовать с другими соединениями. Если бы кремниевые существа жили на Земле, они бы каждый раз выдыхали частички розового кварца!
Розовый кварц
Но это на Земле. Да, на планетах, вроде нашей, углеродная форма жизни, несомненно возьмёт верх над другими формами, так как его связи очень прочные и они прекрасно образуют собой длинные цепочки молекул. Но ведь планет во Вселенной великое множество! Где бы могли прижиться гипотетические кремниевые существа?
Кремний-кислородные связи могут выдерживать температуру до 300 С, а кремний-алюминиевые — почти до 600 С. Далеко ходить не нужно, чтобы поискать подобные условия – на Венере средняя температура около 460 С! Кремниевые существа в такой среде были бы намного выносливее нас, но это была бы совершенно другая форма жизни: им были бы нипочём высокие температуры, при которых мы бы сварились заживо; они бы не нуждались в воде, а серная кислота, которой, кстати, на Венере немало, только укрепила бы их организмы.
Им не нужно было бы готовить пищу, обмен веществ был бы совершенно не похож на наш. Удивительные были бы создания! И, как мне кажется, нет ничего странного в том, что в каждом мире жизнь приспосабливается под свою среду и строится на основе того, что есть. Так, нам кажется Венера настоящим адом, а для кремниевых существ это была бы райская долина. Но постойте-ка… Ведь и на Земле есть жаркие места! Зачем лететь на Венеру, если пока можно поискать и у нас таких существ?
Гипотетический житель Венеры
В интернете вы можете найти занятную историю американского вулканолога Говарда Шарпа, который проводил исследования вместе со своей группой на Аляске в 1997 году. Экспедиция наблюдала довольно сильное извержение вулкана – в разные стороны из жерла летели куски расплавленных земных недр и осколки горных пород. Когда всё стихло, учёные уже собрались было возвращаться в лагерь, но местные жители рассказали Говарду Шарпу, что они не заметили самого интересного – вулкан выплюнул живой камень! Разумеется, учёные отправились взглянуть на эту диковину.
Вот, что описывают многочисленные источники: «Это был темно-коричневый с гладкой поверхностью овальный валун около метра в длину. По виду он мало чем отличался от других валунов, но он двигался. Это было заметно по борозде, которая тянулась за ним. При этом Шарп сразу обратил внимание, что камень не мог сползать по почве под действием своего веса: здесь рельеф шел немного на подъем, и камень двигался вверх, издавая странный глухой звук. Зафиксировать видеокамерой движение камня было невозможно, поскольку оно было слишком медленным: примерно 2 сантиметра за 5 минут. К тому же, движение замедлялось по мере того, как камень остывал.
А что, если легенды об огненных саламандрах правдивы?
Шарп и его помощники наблюдали за удивительным валуном всю ночь. Камень продвигался сначала на юго-восток, потом изменил направление и двинулся на юг. «Все это время меня не отпускало чувство, будто передо мной живое существо», — писал исследователь, прибавляя, что движение камня невозможно было объяснить ничем, даже вибрацией почвы, поскольку двигался только он один.
Все остальные камни, находившиеся поблизости, были неподвижными.
На рассвете пар от камня уже не шел, звук затих и движение почти прекратилось. Шарп уехал в лагерь и вернулся через восемь часов. За это время валун проделал путь в полтора метра, о чем говорил след на почве. Камень был практически холодным и звуков не издавал» (по материалам статьи Игоря Волознёва).
Кремниевая жизнь
Вот такая удивительная история! Говард Шарп решил отколоть небольшой кусочек от этого странного валуна для дальнейших исследований, однако анализ не выявил никаких странностей. Кремниевая жизнь, если и существует, то выглядит как создания из камней или кристаллов. В наших обычных условиях эти создания замерзают и погибают, но зато могут обитать там, куда углеродный землянин и не сунется!
Возможна ли жизнь на основе кремния? | Журнал Air & Space
Многие из космических миссий, которые мы отправляем на Марс и другие планеты, ищут признаки жизни. Или, скорее, они ищут жизнь, какой мы ее знаем — жизнь, состоящую из углерода, требующую жидкой воды и использующую свет или химическую энергию в качестве основного источника энергии.
Сара Сигер и ее коллеги из Массачусетского технологического института Уильям Бейнс и Ренью Ху хотят расширить этот «землецентричный» подход. Они предлагают искать любой газ, вышедший из равновесия, как возможную признак жизни на экзопланетах. (Мы говорим «возможный», потому что геологические процессы, особенно извержения вулканов, также могут влиять на равновесие.)
На Земле неравновесные газы кислород и метан являются биосигнатурой. Если бы они не пополнялись постоянно жизненными процессами (растениями, вырабатывающими кислород, и бактериями, вырабатывающими метан), два газа реагировали бы с образованием относительно инертного газа двуокиси углерода.
Сигер и ее коллеги построили модель, которая предсказывает, как элементы могут естественным образом сочетаться в атмосферах других планет. Сравнивая модель с фактическими наблюдениями атмосфер экзопланет, можно выявить наличие жизни. Например, для планет с атмосферой, в которой преобладает водород, модель предсказывает, что метилхлорид, диметилсульфид и закись азота могут указывать на наличие жизни.
Исследователи надеются, что телескоп Джеймса Уэбба, который должен быть запущен в 2018 году, сможет обнаруживать подобные биосигнатуры.
Предположения о странной жизни на других планетах всегда были популярны среди ученых и читателей научной фантастики. Было бы крайне «землецентрично» предположить, что биохимия на нашей планете — единственный способ существования жизни. Но насколько он может быть другим? Одним из крайних примеров является «Орта», жизнь на основе кремния, изображенная в «Звездном пути». Можем ли мы ожидать появления подобных организмов на земной, то есть земной, планете? Скорее всего, нет, потому что биохимия жизни неразрывно связана с окружающей средой. На Земле кремний и кислород являются основными строительными блоками земной коры и мантии. Большинство горных пород, особенно вулканических и магматических пород, состоят из силикатных минералов, основу которых составляет кремниевый и кислородный каркас. Любой свободный кремний будет связан с этими породами, инертными при умеренных температурах.
Только при очень высоких температурах каркас становится более пластичным и реактивным, что привело Джеральда Файнберга и Роберта Шапиро к предположению о возможном существовании лавобов и магмобов, которые могли жить в расплавленных силикатных породах. Тем не менее, никто никогда не обнаруживал никаких следов вымершей жизни или окаменелостей в граните или базальте, что позволяет предположить, что углерод с соответствующим растворителем, водой, просто работает намного лучше, чем кремний, в качестве строительного блока для жизни на планете земного типа.
Титан глазами инфракрасных датчиков Кассини.
Но не все потеряно для возможности жизни на основе кремния. В таком экстремальном мире, как Титан, в атмосфере нет кислорода, а вся вода замерзла, поэтому кремний не сразу окисляется в инертную породу. Кроме того, на поверхности Титана есть жидкий метан и этан, а метан может быть хорошим растворителем для кремния. Молекулы кремния, такие как силаны (SiH 4 ) и полисиланы (соединения с несколькими SiH 4 групп) имитируют органическую химию на Земле.
Они будут стабильными и могут стать началом инопланетной биохимии.
В таком случае стоит ли ожидать кремниевой жизни на Титане? Вероятно, нет — к сожалению, вокруг слишком много углерода, чтобы реагировать с другими соединениями, изобилующими в окружающей среде Титана, и слишком мало кремния, большая часть которого заперта в недрах. Тем не менее, если на Титане есть жизнь, кремний можно использовать больше как строительный материал, чем для жизни на Земле. Даже на нашей планете обычным водорослям, известным как диатомовые водоросли, для роста требуется кремний, а кремниевая кислота содержится в волосах, ногтях и эпидермисе. Жизнь часто намного изобретательнее, чем мы думаем.
Рекомендуемые видео
В Солнечной системе нет жизни на основе кремния
Перейти к основному содержанию
В Солнечной системе нет жизни на основе кремния
Скачать PDF
- КРАТКОЕ СООБЩЕНИЕ
- Опубликовано:
- Дэвид Т. Джейкоб 1
Кремний
том 8 , страницы 175–176 (2016)Процитировать эту статью
2968 доступов
7 цитирований
1 Альтметрический
Сведения о показателях
Abstract
В этой статье кремний обсуждается как возможный строительный материал для жизни в Солнечной системе.
Используя определение жизни НАСА: «химическая система, способная к дарвиновской эволюции», получается и анализируется узкое описание. Затем исследуются возможности кремниевой жизни, описывая его характеристики связи, способность выдерживать экстремальные температуры и изобилие. Титан исследуется как возможное место, где могла бы возникнуть жизнь на основе кремния. Чрезвычайно низкие температуры и отсутствие жидкой воды кажутся идеальными для формирования жизни на основе кремния. Однако после дальнейших исследований присутствие углерода и редкость кремния на Титане привели к тому, что планета не так идеальна, как казалось на первый взгляд. Также объясняется, что у кремния просто нет преимуществ в связях, хиральности и универсальном распространении, которые есть у углерода. В конце концов кремний исключается как возможная основа для жизни в этой Солнечной системе.
Скачайте, чтобы прочитать полный текст статьи
Ссылки
Darling D (2014) Жизнь на основе кремния. Энциклопедия науки. Миры Дэвида Дарлинга
Жизнь (2014) Merriam-Webster.com
Benner SA, Ricardo A, Carrigan MA (2004) Существует ли общая химическая модель жизни во Вселенной? Curr Opin Chem Biol 8.6:672–689
Статья
КАСGoogle ученый
Rampelotto PH (2010) Поиск жизни на других планетах: жизнь на основе серы, кремния, аммиака. Дж Космол 5:818–827
Google ученый
Шульце-Макух Д. (2013) Возможна ли жизнь на основе кремния? Журнал «Воздух и космос». Смитсоновский институт. По состоянию на 13 октября 2014 г.
Кондратьев М.С. и др. (2013) 18 Возможная внеземная жизнь: квантово-химический взгляд на кремниевые аналоги углеродных биомолекул. J Biomol Struct Dyn 31.sup1:10–11
Артикул
Google ученый
Chaisson EJ (2013) Альтернативная биохимия. Космическая эволюция: от большого взрыва к человечеству. Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс. Доступно 13 октября 2014 г.
Оуэн Т. (1980) Поиск ранних форм жизни в других планетных системах: будущие возможности, предоставляемые спектроскопическими методами Стратегии поиска жизни во Вселенной. Спрингер, Нидерланды, стр. 177–185
Clarson SJ (2009) Чарльз Дарвин и кремний. Кремний 1: 59–63. дои: 10.1007/s12633-009-9020-4
«>Dessy R (1998) Может ли кремний быть основой внеземных форм жизни, как углерод на Земле? Научный американец. Scientific American, Inc. По состоянию на 13 октября 2014 г.
Download references
Author information
Authors and Affiliations
University of Cincinnati, Cincinnati, OH, 45221, USA
David T.
