Дэвид Кристиан: История нашего мира за 18 минут

Во-первых, посмотрим видео. Да, это взбитые яйцa. Но, по мере того как вы смотрите на это, я надеюсь, вы начинаете чувствовать себя немного странно. Потому что вы, возможно, замечаете то, что происходит на самом деле — это обратный процесс — яйцо начинает восстанавливаться. Теперь вы увидите, как желток отделился от белка. А теперь они вместе преображаются обратно в яйцо. И мы все знаем, внутри себя, что это не то, как ведет себя Вселенная. Яичница – это месиво, вкусное месиво, но все равно это месиво. А яйцо – это красивый, сложный объект, который может порождать более сложные объекты, как, например, цыплята. И интуитивно мы осознаем, что Вселенная не движется от простого месива в направлении сложной системы. В самом деле, это инстинктивное чувство отражено в одном из самых фундаментальных законов физики, втором законе термодинамики, или законе энтропии. Этот закон говорит о том, что общая тенденция Вселенной — это движение от порядка и структуры к отсутствию порядка, отсутствию структуры — по сути дела, к каше. И именно поэтому это видео смотрится немного странно.

И все же, осмотритесь вокруг. То, что нас окружает, ошеломляет своей сложностью. Эрик Бейнхокер считает, что в одном Нью-Йорке продается около 10 млрд разнообразных товаров. Это в сотни раз больше, чем существует биологических видов на Земле. И этими товарами обмениваются почти 7 млрд человек, которые соединены друг с другом торговлей, путешествиями и интернетом в глобальную систему колоссальной сложности.

Вот большая загадка: во Вселенной, где правит второй закон термодинамики, как возможно достигнуть такой сложности, которую я описал выше — такого рода сложности, которую олицетворяем и вы, и я, и зал конференции? Наверное, ответ состоит в том, что Вселенная может создавать системы такой сложности, но с большим трудом. В некоторых ее участках появляется то, что мой коллега Фред Спаер называет «Условиями Златовласки» — не слишком жарко и не слишком холодно, для создания сложности всего должно быть в меру. И тогда на свет появляются чуть более сложные вещи. И там, где возникают более сложные объекты, могут появиться еще чуть более сложные объекты. И, таким образом, сложность строится поэтапно. Во Вселенной каждый этап — магический, поскольку он создает впечатление чего-то совершенно нового, появившегося практически из ниоткуда. В большой истории, когда мы говорим об этих этапах, мы говорим о переломных моментах истории. И на каждом таком этапе ситуация усложняется. Сложные вещи становятся более хрупкими, более уязвимыми, условия Златовласки становятся все более ограниченными, и все труднее становится создавать такие системы.

Так нам как крайне сложным существам обязательно нужно знать, как Вселенная, несмотря на второй закон термодинамики, создает эти сложные вещи, и почему сложность означает уязвимость и хрупкость. И это то, о чем мы расскажем в Долгой истории. Но для этого мы должны сделать то, что на первый взгляд может показаться совершенно невозможным. Мы должны сделать обзор всей истории Вселенной. Так давайте сделаем это. Давайте начнем с того, что отмотаем время на 13,7 млрд лет назад, к началу отсчета времени.

Вокруг нас нет ничего. Нет даже времени и пространства. Представьте себе что-то самое темное и пустое, возведите это в куб сто тысяч миллионов раз, и это будет то, как это выглядело. И вдруг, бац! Рождается Вселенная, целая Вселенная. И вот мы прошли первый этап. Вселенная крошечная, меньше, чем атом. Там невероятно жарко. Онa содержит все, что существует в нынешней Вселенной, так что вы можете представить себе этот взрыв и это расширение, которое происходит с невероятной скоростью. И сначала картина очень размыта, но очень скоро отдельные вещи начинают проявляться в этой размытости. В течение первой секунды сама энергия разделяется на отдельные виды, включая электромагнетизм и гравитацию. И энергия делает что-то совершенно волшебное — онa застывает, чтобы создать материю — кварки, которые в свою очередь создадут протоны и лептоны, в том числе электроны. И все это происходит в первую секунду.

Теперь продвинемся вперед на 380 тысяч лет. Это вдвое больше, чем на этой планете существуют люди. В это время возникают атомы водорода и гелия. Теперь я хочу остановиться на секунду, 380 тысяч лет после происхождения Вселенной, потому что мы, на самом деле, знаем довольно много о Вселенной на этом этапе. Мы знаем, прежде всего, что она была чрезвычайно проста. Она состояла из огромного облака атомов водорода и гелия, которое не имело структуры. Она, действительно, что-то вроде космического месива. Но это не совсем так. Недавние исследования, произведенные с помощью спутников, таких, как WMAP, показали, что, в самом деле, есть только крошечные различия в этих условиях. То, что вы здесь видите — синие и красные области, так вот, синие области прохладнее, чем красные, на тысячную долю градуса. Это крошечное различие, но его было достаточно для Вселенной, чтобы перейти к следующей стадии строительства сложности.

Вот как это работает. Гравитация мощнее там, где присутствует больше материи. Так, в областях, которые немного плотнее, с помощью гравитации начинается уплотнение облаков, состоящих из атомов водорода и гелия. Так мы можем представить себе, как Вселенная на этом раннем этапе распадается на миллиарды облаков. И каждое облако уплотняется, следовательно, так как увеличивается плотность, гравитация становится более мощной, температура начинает расти в центре каждого облака, а затем в центре каждого облака температура переступает порог 10 млн градусов и протоны начинают объединяться, начинается огромное выделение энергии, и, бац! У нас есть первые звезды. Начиная от примерно 200 млн лет после Большого взрыва, звезды начинают появляться во всей Вселенной, их миллиарды. И Вселенная в это время уже значительно более интересна и более сложна.

Звезды создадут условия Златовласки для начала двух новых этапов. Когда очень большие звезды умирают, они создают настолько высокую температуру, что протоны начинают сливаться в разного рода экзотические сочетания, так формируются все элементы таблицы Менделеева. Если вы, подобно мне, носите золотое кольцо, золото было выковано в результате взрыва Суперновой звезды. Так что теперь Вселенная более сложна химически. И в химически более сложной Вселенной возможно сделать больше вещей. И то, что начинает происходить — это то, что вокруг молодых солнц, молодых звезд, все эти элементы объединяются, они вертятся вокруг них, энергия звезды заставляет их вращаться вокруг нее, они образуют частицы, они образуют снежинки, они образуют маленькие частички пыли, они образуют камни, они образуют астероиды, и в конечном итоге они образуют планеты и луны. И это то, как 4,5 млрд лет назад была сформирована наша Солнечная система. Каменистые планеты, как наша Земля, значительно более сложные системы, чем звезды, потому что они содержат гораздо большее количество разнообразных материалов. Так, мы уже пересекли четвертый порог сложности.

Теперь ситуация становится более жесткой. Следующий этап представляет объекты значительно более хрупкие, значительно более уязвимые, но они также гораздо более созидательны и гораздо лучше способны генерировать дальнейшие степени сложности. Я говорю, конечно, о живых организмах. Живые организмы возникают благодаря химии. Мы — огромные пакеты с химическими веществами. В химии преобладают электромагнитные силы. Эти силы работают в меньших масштабах, чем гравитация, что объясняет, почему вы и я меньше, чем звезды или планеты. Теперь, каковы идеальные условия для химии? Каковы условия Златовласки? Во-первых, нам нужна энергия, но не слишком много. В центре звезды есть так много энергии, что если соединить вместе какое-то количество атомов, они просто распадутся снова. Но не слишком мало энергии. В межгалактическом пространстве так мало энергии, что атомы не могут соединиться. Что нужно — это как раз правильное количество, и оказывается, жизнь существует на планетах потому, что они расположены близко к звездам, но не слишком близко.

Кроме того, необходимо большое разнообразие химических элементов, и нужна жидкость, такая как вода. Почему? В газах атомы движутся мимо друг друга так быстро, что они не могут сцепляться. В твердых телах атомы крепко соединены, они не могут двигаться. В жидкостях они могут плавать, соединяться и образовывать молекулы. А где можно найти такие условия Златовласки? Планеты отлично подходят, и наша Земля была почти совершенна. Она была на нужном расстоянии от своей звезды, чтобы содержать огромные океаны. И глубоко под этими океанами тепло просачивается изнутри Земли через трещины в земной коре, и там также имеется большое разнообразие химических элементов. Поэтому в тех глубоких океанических жерлах начали происходить фантастические химические реакции, и атомы стали объединяться во всевозможные экзотические комбинации.

Но, конечно, жизнь – это нечто большее, чем просто экзотические химические соединения. Как стабилизировать эти огромные молекулы, которые кажутся жизнеспособными? Здесь жизнь придумывает совершенно новый трюк . Не нужно стабилизировать отдельные молекулы, нужно стабилизировать шаблон, который несет в себе информацию, и позволить шаблону копировать самого себя. И ДНК, конечно, прекрасная молекула, которая содержит в себе эту информацию. Давайте ознакомимся с двойной спиралью ДНК. Каждая ступень содержит информацию. Таким образом ДНК содержит информацию о том, как производить живые организмы. И ДНК копирует себя. Так она копирует себя и рассеивает шаблоны по океану. Так что информация распространяется. Обратите внимание, что информация стала частью нашей истории. Истинная красота ДНК в ее несовершенстве. По мере того, как она копирует себя, в одном из миллиардов случаев, как правило, совершается ошибка. И это значит, что ДНК, по сути, обучаема. Так накапливаются новые способы создания живых организмов, поскольку некоторые из этих ошибок срабатывают. Так ДНК обучается, так возникает больше разнообразия и больше сложности. И мы видим, что это происходит на протяжении последних 4 млрд лет.

Большую часть этого времени живые организмы на Земле были относительно простыми — одноклеточными. Но внутри каждый отдельный организм был очень сложен. И эти организмы были очень разнообразны. Далее, примерно 600-800 миллионов лет назад, появляются многоклеточные организмы. Так появились грибы, рыбы, растения, амфибии, рептилии, а затем, конечно, и динозавры. Но иногда случаются бедствия. Так 65 млн лет назад астероид столкнулся с Землей вблизи полуострова Юкатан, создав условия, эквивалентные последствиям ядерной войны, и динозавры были уничтожены. Ужасная новость для динозавров. Но это была хорошая новость для наших предков млекопитающих, которые процветали в нишe, оставленной пустой динозаврами. И мы, человеческие существа, – часть этого творческого эволюционного толчка, который начался 65 млн лет назад с падения астероида.

Люди появляются около 200 тысяч лет назад. И я думаю, мы можем считать это новой вехой в этой великой истории. Позвольте мне объяснить почему. Мы видели, что ДНК в некотором смысле учится, онa накапливает информацию. Но очень медленно. ДНК накапливает информацию посредством случайных ошибок, некоторые из которых просто случайно срабатывают. Но ДНК на самом деле создала более быстрый способ обучения, она создала организмы, имеющие мозг, и такие организмы могут учиться в реальном времени. Они накапливают информацию, они учатся. Печально то, что когда они умирают, информация умирает с ними. Теперь то, что делает людей особенными — это человеческая речь. На наше счастье у нас есть язык, система связи настолько мощная и настолько точная, что мы можем делиться тем, чему мы научились, с такой точностью, что это может накапливаться в коллективной памяти. А это означает, что информация может пережить лиц, которые ее получили, и она может накапливаться из поколения в поколение. И именно поэтому мы как биологический вид настолько созидательный и мощный, именно поэтому у нас есть история. Мы, похоже, единственный вид за четыре миллиарда лет, имеющий этот дар.

Я называю эту способность коллективным обучением. Это то, что отличает нас от других. Мы можем видеть, как это работает на самых ранних этапах человеческой истории. Мы сформировались как вид в Африканской саванне, но потом мы видим людей, мигрирующих в новые условия — в пустынныe земли, в джунгли, в сибирскую тундру Ледникового периода — суровую, суровую окружающую среду — в Северную и Южную Америку, в Австралоазию. Каждая миграция сопровождалась обучением — изучением новых способов использования окружающей среды и новых способов приспособления к ней.

Затем, 10 тысяч лет назад, используя внезапные изменения климата в конце последнего ледникового периода, человек познал земледелие. Сельское хозяйство было золотым дном. И за счет его использования человеческое население увеличилось. Человеческие сообщества стали больше, более густонаселенными и более взаимосвязанными. А потом, около 500 лет назад, люди во всем мире начали связываться посредством судоходствa, железных дорог, через телеграф, через интернет, до того момента когда мы, похоже, объединены в глобальный мозг почти 7 млрд человек. И этот мозг учится с невероятной скоростью. И в последние 200 лет произошло нечто другое: мы наткнулись на еще одно золотое дно — ископаемое топливо. Так ископаемое топливо и коллективные знания объясняют ошеломляющую сложность вокруг нас.

Теперь вернемся в конференц-центр. Мы совершили путешествие на 13,7 млрд лет назад и обратно. Я надеюсь, вы согласитесь, что это впечатляющее повествование. И это история, в которой люди играют удивительную и творческую роль. Но история также предупреждает о чем-то. Коллективное знание очень, очень мощная сила, и не очевидно, что мы, люди, ответственно к ней относимся. Я отчетливо помню, как в то время, когда я был ребенком в Англии, мы переживали Карибский кризис. В течение нескольких дней вся биосфера, казалoсь, была на грани разрушения. И то же самое оружие по-прежнему здесь, и оно по-прежнему может быть использовано. Мы избежали этой ловушки, но нас ожидают другие. Мы сжигаем ископаемое топливо с такой скоростью, что мы, похоже, подрываем условия Златовласки, которые позволили человеческой цивилизации процветать на протяжении последних 10 тысяч лет. Так что долгая история показывает нашу природу, нашу сложность и хрупкость, и опасности, которые стоят перед нами; но она также может показать нам силу коллективного знания.

И вот, наконец то, что я хочу. Я хочу, чтобы мой внук Дэниэл и его друзья и все его поколениие по всему миру знало эту Долгую историю, и знало ее настолько хорошо, чтобы они понимали проблемы, которые стоят перед нами и возможности, которые имеются у нас. И именно поэтому наша группа создает бесплатные учебные программы в интернете по курсу Долгой истории для учащихся средних школ всего мира. Мы считаем, что Долгая история будет жизненно важным интеллектуальным инструментом для них, поскольку Дэниэл и его поколение стоят перед лицом огромных проблем и огромних перспектив в этот переломный момент в истории нашей прекрасной планеты.

Перевод: Илья Мильман
Редактор: Галия Хасанова

Источник