В главе 4 нашей книги мы начали рассмотрение применения законов термодинамики к вопросу происхождения жизни. Аргументы главы таковые, каковыми они и являются, но для читателей с определенным научным опытом было бы интересно рассмотреть вопросы под более тщательным «научным микроскопом». Автору уже приходилось отвечать на подобные вопросы на публичных презентациях, в личных беседах, а так же в рубрике «Вопросы и ответы». Дискуссия, приведенная ниже, тяготеет к математическим абстракциям, поэтому она и внесена в качестве приложения к главе. Если есть среди читателей физики и химики, то их ученый ум, возможно, уже предвосхитил заявления, которые сейчас будут рассмотрены. Надеюсь, что те из моих читателей, кто не так пока поднаторел в науках, тоже смогут пробиться через эти густые дебри.
Могла ли жизнь зародиться «естественным образом?» Может ли это материалистическое предположение быть поддержано теми знаниями, которыми мы уже располагаем в области жизни живых организмов, природе энтропии? Качественные аргументы для ответа «нет» мы уже приводили. А теперь представим и количественные. Первый закон термодинамики, выражаясь простым языком, гласит: «Какой бы процесс ни происходил там или тут, суммарная полная энергия Вселенной сохраняется неизменной». Или: процессы в природе могут менять форму и перемещение энергии (из одного места в другое, например), суммарно же энергия во Вселенной измениться не может. Какому-то одному единственному ученому открытие это не принадлежит. Человечество признательно французскому математику Сади Карно, пивовару и физику Джеймсу Прескотту Джоулю и другим. В 1820-х годах Сади Карно изучал теоретический предел эффективности тепловых двигателей. Эксперименты Джоуля, проведенные в 1840г., по поводу механического и электрического эквивалента тепла, настолько важны, что единица измерения энергии названа в его честь. К середине 19 века первый эмпирический закон термодинамики считался научным сообществом более или менее доказанным.
Первый закон термодинамики может быть применим к превращению энергии, так например происходит при сгорании бензина. При сгорании газа химическая энергия молекул преобразуется в свет и тепло. Количество произведенного света и тепла равно по количеству затраченной энергии, это при условии, что если другие виды энергии в процесс не были вовлечены. Если полученное тепло будет использоваться в двигателе внутреннего сгорания, то химическая энергия превращается в тепло (поправка на потери связанные с глушителем, радиатором, трением о дорогу и о воздух), в механическую энергию, толкающую автомобиль, электрическую энергию для включения фар, стерео и т.п. Так или иначе, произведенная энергия равна израсходованной. Этот закон широко и повсеместно экспериментально был подтвержден.
Еще один закон сохранения был открыт за 40 лет до закона сохранения энергии. Закон сохранения масс был обнаружен серией изящных экспериментов химика Антуана Лавуазье в конце 18 века. Он может быть сформулирован следующим образом: «При любом природном процессе общая масса Вселенной остается неизменной». Или: при любом из могущих произойти процессов материя не исчезает насовсем в никуда и не появляется из ниоткуда.
В 1905 году Альберт Эйнштейн подпортил нам красивую картинку законов сохранения своей специальной теорией относительности. В вышедшей в этот год статье он предложил теорию о том, что материя может быть преобразована в энергию, а энергия в материю. E = mc2. Это и есть то знаменитое уравнение, которое отображает эту теорию. Закон гласит, что количество созданной (или использованной) в процессе энергии, равно количеству использованной (или созданной) в процессе массы умноженной на квадрат скорости света. Превращение материи в энергию можно наблюдать в процессе ядерного синтеза или деления, когда атомы строятся или распадаются, выпуская огромное количество энергии. В обычных химических реакциях количество участвующей энергии Е так мало, что количество измененной массы m ничтожно мало и не измеряется стандартными измерительными приборами. Вот почему закон превращения массы потребовал так много времени на его открытие. В сочетании с обычным первым законом термодинамики, закон можно было бы сформулировать так: «При любых процессах общее количество массы и энергии во Вселенной остается неизменным».
Первый закон термодинамики сводится к математике природных процессов. Он не предскажет того, что именно произойдет в результате конкретного процесса, но скажет, что сделается с энергией. По этой причине нам мало одного этого закона, чтобы решить, была ли жизнь создана или зародилась сама естественным образом. Для наглядности, представим себе камень на краю обрыва скалы. Если он оторвется от края, то мы легко предскажем, что с ним будет: он упадет! Даже знания законов термодинамики не понадобится. Но, тем не менее можно попытаться описать то, что делается с энергией с точки зрения первого закона термодинамики. Потенциальная энергия гравитации превращается в кинетическую при падении камня. Камень ускоряется. Частично потеря энергии происходит за счет трения о воздух. Что произойдет с кинетической энергией, когда камень ударится о землю? Превратится в тепло (и частично в звуковую энергию). Если человек быстро пройдет по земле там, где упал камень, он почувствует немного тепла на этом месте.
Ограниченность первого закона термодинамики видна на этом примере. Ничто в этом законе не запрещает всей тепловой энергии земли собраться вместе и спонтанно закинуть камень обратно на скалу. Любой человек интуитивно понимает, что подобное невозможно. Только первый закон термодинамики не объясняет, почему это так. Если в фильме показывают, как большой камень отрывается от земли и летит на утес, то зритель понимает, что пленку прокрутили в обратном направлении. Есть спонтанные процессы в природе, которые происходят только в одном направлении. Ну хорошо, не совсем так. Человек может использовать ум и планирование, может поднять камень, донести его до вершины скалы, поставить его там в исходное положение. Да, но это исключает спонтанность, что мы и рассмотрим позже.
Приведенный выше пример показал, что определенные события не происходят в природе спонтанно. Вспомним пример из 4 главы моей книги о старом доме, который сносят, что производит клубы пыли и горы щебня. Очевидно, что кучи щебня и пыль не соединятся вместе спонтанно, образуя аккуратно построенный дом с ровными стенами, системой водоснабжения и т.п. Такое просто невозможно. Однако не забывайте: дома на улицах стоят. И это требует присутствие разумного творца, который способен аккуратно планировать, тяжко работать, чтобы различные компоненты установить на своих местах.
Принцип по которому ученые могут предсказать, случится спонтанный процесс или нет – это второй закон термодинамики. В первом законе ничто не исключает возможности, взвитой вдруг ветром пыли и кучи мусора, трансформирующейся в здание. Второй закон термодинамики предскажет невозможность такого процесса.
Второй закон термодинамики абстрактнее первого. Его не просто сформулировать для непосвященных. Одним из первых утверждений второго закона является следующее: «Тепло спонтанно поступает от горячих объектов к холодным, но не от холодных к горячим». Иными словами, если вы положите горячий камень в холодную воду, то камень охладится, вода же потеплеет. Горячий камень не будет поглощать тепло из холодной воды, холодная вода ни в коем случае не станет еще холоднее. В ответ можно было бы сказать: «Для подобных знаний мне наука не нужна». Это так. Однако использование этого закона в форме уравнения французским физиком Сади Карно помогло доказать невозможность создания вечного двигателя машины, функция которой преобразовывать тепловую энергию в механическую с КПД 100%. Работа Карно и других ученых, основанная на применении законов термодинамики, доказывающая эффективность паровых двигателей, способствовала развитию промышленной революции в 19 веке.
Поздняя формулировка второго закона принадлежит Клаузиусу. Формулировка закона имеет прямое отношение к химии и, следовательно, к зарождению жизни. Он звучит как: «При любом спонтанном процессе энтропия во Вселенной возрастает». Грубо говоря, энтропия есть мера случайности, свободы передвижений. В количественном выражении энтропия процесса есть тепло процесса, в обратимом смысле, деленное на абсолютную температуру процесса. Если в течение процесса температура не была постоянной, то для определения энтропии потребуются вычисления.
Так или иначе, Клаузиус дал нам общие правила для предсказания спонтанности процесса. Процесс, который создает больше порядка (меньше энтропии), в этой Вселенной спонтанным не будет. Для наглядности перечислим несколько процессов, которые увеличивают энтропию. Поступая таком образом, мы увидим, что энтропия более интуитивна, чем нам это казалось. Например: растаявший лед. Молекулы воды изменили свое состояние с закрепленного по позициям на более свободное перемещение в пространстве. То, что увеличилась свобода перемещений, повлияло на то, что энтропия воды выше энтропии льда. Аналогичным образом при закипании воды увеличивается энтропия, так как молекулы пара больше не привязаны друг к другу как у воды, следовательно, возрастает еще больше свобода перемещений.
Очевидно, что подорвав дом, мы повысим энтропию в разы и разы. Ясно, что возведение аккуратного здания, в котором и кирпичи ровно лежат, и каждая ветвь проводки на своем месте, потребует большого снижения энтропии. Значит, спонтанно это не случится. (Не будем однако, забывать, что достаточно привлеченной извне энергии разумного творца, и постройка дома состоится, о чем поговорим позже).
Как химические законы доказывают существование Бога
А что там у нас с химией? Большие по размеру молекулы, такие как ДНК, белковые, сложных жиров и сахаров, находятся в очень низком состоянии энтропии. Создание этих макромолекул из более меньших по размеру, (необходимый процесс, если уж создавать жизнь спонтанно), требует большого понижения энтропии. Большое уменьшение энтропии связано с двумя факторами. Во-первых, такие молекулы уменьшают свободу перемещения сотен и даже тысяч атомов, так как связывают их. Во-вторых, энтропия уменьшается из-за большой степени порядка, созданной внутри структуры трехмерной молекулы. Для нормального функционирования молекулы фермента, энтропия должна быть понижена нескольким способами. Во-первых, должны быть связаны несколько атомов верным образом для создания отдельных аминокислот. Во-вторых, десятки и сотни молекул аминокислот должны спонтанно собраться вместе. Правильное число каждой из двадцати природных аминокислот должны быть объединены в правильном порядке, чтобы фермент мог работать. Кроме того, трехмерная форма цепочки аминокислот должна быть очень специфичным образом ориентирована, чтобы фермент мог функционировать нормально. Если первичный бульон, из которого, как предполагается, произошла жизнь, содержал бы еще что-то сверх двадцати правильных аминокислот, (уж они- то должны были бы быть), то это лишнее надо было бы исключить из структуры. И такой процесс тоже потребовал бы уменьшения энтропии.
Даже если благодаря случаю, большая, сложная, упорядоченная молекула типа ДНК или ферментов, создались бы в явное нарушение второго закона термодинамики, тот же закон предсказал бы скорое разрушение этой молекулы из-за капризов окружающей среды. Она распалась бы на мелкие случайные куски, с большей энтропией. Вот почему, как уже говорилось до этого, нобелевский лауреат химик Мелвин Калвин, сказал, что когда они изучают древние отложения под болотами, они даже и не разыскивают в них белки и полисахариды. Общеизвестно нестабильное состояние этих молекул. Почему материалисты полагают, что эти молекулы строились и развивались в более сложные структуры на протяжении большого периода времени, в древней окружающей среде? Это выше понимания. Это и выше второго закона термодинамики.
Было бы заманчиво сказать на этом «делу конец». Все ясно про спонтанное происхождение жизнеспособных белковых молекул, учитывая их очень низкий уровень энтропии. Однако, все не так просто. Процессы, уменьшающие энтропию, действительно наблюдаются в некоторых случаях. Когда замерзает вода, то энтропия уменьшается. По-видимому, в определенных условиях, лед может быть создан из воды, даже если в результате понизится энтропия и увеличится порядок. Это вызывает еще больше вопросов. Можно ли локально уменьшить энтропию? Каковы условия этого? Те условия, которые позволяют превращение льда, позволят ли спонтанно образоваться большим биомолекулам? Что еще более важно, живые существа существуют, это факт, и имеют низкий уровень энтропии. Они не есть ли живое нарушение второго закона термодинамики? Для рассмотрения этих вопросов нам не потребуется еще пристальнее взирать на второй закон.
Пример лед-вода достаточно нагляден. Оказывается, второй закон термодинамики, приведенный выше, можно представить и в более корректной формулировке. Это верно, потому что энтропия может уменьшаться в одном месте, в то время как в другом она увеличивается в большем количестве. Как было замечено, когда вода замерзает, энтропия уменьшается. Однако, если температура достаточно низка, то когда тепло покидает воду, уходя в окружающую среду, (как в морозилке), это увеличивает энтропию окружающей среды даже более, чем понижает энтропию воды. Когда объекты поглощают тепло, то возрастает их энтропия. Используем числа для наглядности примера. Например, замерзает вода. Изменение энтропии воды ΔS = -10 единиц энтропии, где — S символ энтропии. Если в среде возникла энтропия из-за поглощенного тепла, ΔS = +15 единиц, тогда суммарное изменения энтропии в процессе будет ΔS = -10 + 15 = +5 единиц энтропии. В этом случае общее изменение энтропии во Вселенной положительно, и вода замерзнет спонтанно.
Дело в том, что при условии ниже нуля по Цельсию (32 градуса по Фаренгейту) для воды общее изменение энтропии положительно, и вода спонтанно замерзает. А при условии выше нуля по Цельсию суммарное изменение энтропии для замерзания отрицательно и застывать она не будет. Вот почему ученые могут вычислить температуру замерзания воды, это ноль по Цельсию, на основе второго закона термодинамики. Очевидно, что простой факт того, что изменение энтропии отрицательно, не является достаточным, чтобы доказать, что процесс будет спонтанным. Для простоты предсказания спонтанности процесса объединим в таблицу четыре возможных сценария.
| Сценарий | ΔS системы | ΔS окружающей среды | Спонтанность |
| 1 | Положительно | Положительно | Всегда |
| 2 | Положительно | Отрицательно | Только при высоких температурах |
| 3 | Отрицательно | Положительно | Только при низких температурах |
| 4 | Отрицательно | Отрицательно | Никогда |
Процесс первого сценария, безусловно, будет спонтанным. В нем полное изменение энтропии является положительным. Те процессы, которые описаны в четвертом сценарии, имеют отрицательное общее изменение энтропии и спонтанными не будут никогда. Спонтанность проистечения процессов из случаев 2 и 3 зависит от температуры. Процесс замерзания воды с образованием льда совпадает со случаем из сценария 3. Так что это может произойти, но только при достаточно низких температурах. Пример из сценария 1 может описать сгорание бумаги с выделением углекислого газа и воды. Это спонтанный процесс. Процесс из сценария 4 состоялся бы при химическом соединении углекислого газа и воды, которые получились у нас при сгорании бумаги. Это процесс потребует поглощения тепла из окружающей среды. Изменение энтропии окружающей среды будет отрицательным. Он потребует также формирования сложных молекул целлюлозы, что делает изменение энтропии системы отрицательным. Сделаем вывод, что сколько бы мы не ждали, сколько бы тепла системе не давали, бумагу мы спонтанно не получим.
Этот же критерий может быть применен и к высказываниям Карла Сагана, Мелвина Калвина и других по поводу спонтанного зарождения жизни. Химические реакции, на основе которых основополагающие для жизни молекулы липидов, углеводов, белков и нуклеиновых кислот создаются из простых строительных блоков, поглощают тепло из окружающей среды. Поэтому изменение энтропии окружающей среды будет отрицательным. Энтропия в молекулах уменьшится так же. Это описано выше в сценарии 4. Образование биомолекул поглощает тепло, и одновременно снижает энтропию.
Можно заключить, что такие молекулы, как ферменты, никогда не появятся спонтанно из супа простых молекул, даже если наблюдатель согласен ждать очень долго. Этот аргумент применим к спонтанному созданию нужного количества всего одной молекулы фермента. Даже это было бы рывком вперед на пути создания одновременно в том же месте в то же время тысяч различных молекул углеводов, белков, нуклеиновых кислот, всего нужного для самосборки внутрилипидного слоя, чтобы смогла сформироваться субстанция, способная поглощать пищу, расти и размножаться.
Без ответа остался один вопрос. Возможно труднейший. Бумага есть. Энтропия её низка. Жизнь существует, несмотря на второй закон термодинамики. Даже если жизнь создал Бог, то не попирает ли наше существование постулат второго закона термодинамики? Не должны ли живые существа создавать белки, нуклеиновые кислоты и т.п. с низкой энтропией нарушая второй закон? Ответим на этот заковыристый вопрос.
Как такая упорядоченная жизнь может существовать с такой необъяснимо низкой энтропией? Ответ в том, что живые существа имеют энергетически фиксированный механизм. Другими словами, все живые существа имеют способность получать нужную энергию из окружающей среды и использовать её для понижения энтропии. Например, для синтеза больших упорядоченных молекул.
Живое существо имеет чрезвычайно сложный комплекс метаболических путей, ряд химических шагов, которые контролируют молекулы ферментов, которые организм использует, чтобы превратить еду в сырье. Это сахара, жиры, аминокислоты, которые посредством метаболизма превращают энергию пищи в хранящие энергию молекулы аденозинтрифосфата (АТФ). Энергия, запасенная в этих молекулах, используется разумным путем, позволяя живой клетке синтезировать большие молекулы белка и нуклеиновых кислот. Эти молекулы позволяют живому есть, расти, думать и размножаться.
Суть заключается в том, что если энергия используется подконтрольно и тщательно, то она может быть использована для локального понижения энтропии за счет увеличения глобальной энтропии. Это эффект холодильника. Холодильник перемещает тепло из холодного места в теплое. Это нарушение первоначальной формулировки второго закона, на первый взгляд. Тем не менее второй закон допускает возможность привлечения энергии извне системы для локального уменьшения энтропии, если это включено в систему и тщательно контролируется. Но дело в том, что холодильники не производят себя сами. Думающий и планирующий разработчик потребуется для создания такого рода устройства. То же самое, но с неизмеримо большей степенью, верно и в отношении создания живых существ.
Помните тот валун, который оторвался от скалы из предыдущих примеров? Для того, у кого есть такая цель, возможно поднести камень обратно на скалу и установить его в опасном равновесии на краю. Конечно, какой процесс включает в себя его или ее, который (ая) повышает энтропию окружающей среды в это время, пока несет валун. Этот простой пример хорошо описывает проблему. Представьте себе, что в каком-то случайном порядке накачивается энергия под камнем снизу скалы. Возможно, что по какой-то удивительной случайности энергия может подбросить камень вверх, опустить на скалу, прямо на краешек… но вероятнее, что просто камень просто разрушится. Энергия, включенная в систему, без разумного управления совершит не так уж много полезного.
Биохимия – это один из моих любимых предметов. Изучая его, мы понимаем, как сложны химически даже простейшие жизненные системы. Такие вещи с таким грандиозным порядком, такой низкой энтропией стали возможными лишь потому, что умнейший дизайнер создал химическую систему, которая позволяет включать пищевую энергию, позволяя синтезировать вещества, которые позволяют получать энергию из пищи. Так что появилось сначала, курица или яйцо?
В позиции материалистов, которые пытаются отстоять религию сциентизма, исключающую трансцендентного Творца, это вносит раздор. Они утверждают, что если энергии вокруг было достаточно (из солнечного света, из тепловых отверстий в океане), если были нужные строительные блоки, достаточно времени, энтропия могла бы быть понижена в нужных местах и жизнь бы спонтанно зародилась…
…Если создание жизни было спонтанным химическим событием, то требуется сокращение обоих видов энтропии. Когда уменьшается термическая энтропия, порядок возникает из беспорядка, подобно тому, как беспорядочные молекулы воды выстраиваются в геометрические паттерны и вода становится льдом. Лед, однако, информации не содержит. Сокращение тепловой энтропии может создать повторяющийся узор, но не создаст систематизированной, не случайной информации. Когда бензин сгорает в двигателе внутреннего сгорания, производимая энергия может использоваться для сжатия газа, перемещения поршня, может заставить машину ехать в гору. Энергия используется в этом случае, чтобы вызвать не спонтанный процесс (движение машины в гору), но процесс не производит информации.
Ни одна из этих иллюстраций не включает уменьшение информационной энтропии. Рассмотрим комнату с колодой карт, случайным образом рассыпанных на полу. Теперь представьте себе пылесос для выдувания листьев со двора. Он направлен на карты как источник энергии. Энергия может загнать в угол все карты, уменьшая «тепловую энтропию». Как бы то не было, эта энергия не отделит друг от друга бубны, трефы, пики, червы. И уж не построит точно карточного домика. Вероятность создания карточного домика таким пылесосом равна нулю. Энергия с уклоном на творчество создаст домик из карт, разложит их аккуратно по мастям.. Простое вбрасывание энергии в систему не уменьшит информационной энтропии системы, по крайней мере, в значимой степени. Дело в том, что тепловая энергия всегда имеет тенденцию к снижению информации.
Холодильник предоставляет собой еще один пример. Холодильник может быть использован для уменьшения энтропии внутри прибора. Он использует электрическую энергию для уменьшения тепловой энтропии. Однако бросать энергию в середину деталей, необходимых для производства холодильника? Это не используется при производстве холодильников. Нельзя взять кучу железной руды и сырой нефти, а также все другие виды сырья, необходимые для создания холодильника, а затем просто добавить энергии и ждать достаточно долго для того, чтобы получился холодильник. Болты в соответствующих отверстиях, ремень на двигателе и так далее. Требуется направить поток энергии, необходимой для создания холодильника. Почему? Поскольку холодильник содержит информацию.
В природе то же самое. Она не создает информации сама по себе. Материалисты, полные решимости сохранить веру в случайное творение жизни, просто избегают требований для большого снижения информационной энтропии для того, будто бы жизнь зародилась без этого. Единственным исключением из этого правила является бельгийский химик Илья Пригожин, который получил Нобелевскую премию за работу по неравновесной термодинамике. Он обсуждал различие между снижением тепловой и информационной энтропии и как это относится к происхождению жизни.
Не имеет смысла говорить, что простые замечания вроде этих не покроют проблемы биологического порядка. Хотелось бы не только установить, что второй закон (S> 0) является совместимым со снижением общей (системы) энтропия (S <0), но и указать механизмы, ответственные за возникновение и поддержание когерентных состояний.
Пригожин и его соавтор Николис отмечают, что не достаточно того, чтобы показать, что в целом энтропия системы (то, что я называю тепловой энтропией) может быть уменьшена путем ввода энергии. Вопрос, который следует задать, каким образом «предбиологический порядок» или «когерентное состояние» удалось установить? Ученые не имеют ответа на этот вопрос. Они отнекиваются «химической эволюцией» или говорят про «достаточно было времени» вместо объяснений. Это все финтифлюшки. Использование этих мило звучащих терминов ничего не дает. Больше энергии и больше времени дадут увеличение информационной энтропии, а не снижение. Информация просто не будет увеличиваться в природе без интеллектуальных поставок.
Люди поднаторели в создании объектов с низкой информационной энтропией. Такие объекты иллюстрируют общее правило, что ум и творчество необходимы для энергии, которая будет создавать информацию. Рассмотрим пустую кассету. Она содержит магнитный материал, который когда мы её купили, был случайно ориентирован (с высокой энтропией). Когда электрический сигнал, пропорциональный звук музыкального инструмента проходит через записывающую головку, магнитное поле на ленте перестает быть случайным (низкая информационная энтропия), производя необходимое для того, чтобы мы слушали музыку, которая будет воспроизводиться, когда магнитный сигнал будет считываться прибором. Кто-нибудь верит, что применение магнитной энергии наугад поможет воспроизводить музыкальное произведение, с ритмом, текстом и так далее? Ответ: решительное «Нет!» Это потребует значительного снижения информационной энтропии. Это может быть сделано только путем разумного замысла.
Даже простейший живой организм является гораздо более сложным и имеет гораздо больше информации, чем карточный домик, или даже кассета с музыкальным произведением. Иными словами, вероятность применения пылесоса к куче игральных карт для карточного домика гораздо выше, чем шансов у пребиологического супа для создания даже одного гена, не говоря уже тысячах белков, углеводов, нуклеиновых кислот и липидов, необходимых для производства живого организма.
На самом деле, вероятность постройки карточного домика пылесосом не просто мала, она равна нулю. Даже если по некоторым удивительным совпадениям все карты просто придут в нужное положение, чтобы сформировать дом, в некоторый момент времени тот самый вакуум, который создал дом, в первую очередь будет тут же ломать его. Это еще одна причина того, что предположение ученых, о том, что неограниченное количество энергии может создать большую степень информационного порядка нелогично. Большое количество энергии, необходимое для уменьшения энтропии химической системы (или группы карт) будет очень быстро убирать информацию, даже если она и была на мгновение.
Существует проблема. Волшебный ингредиент, который достают из рукава в этот момент те, кто не верят в Создателя. Проблема заключается в том, что в системах, которые не контролируются умом, время неизбежно порождает высокую энтропию, не низкую. Очень вряд ли события приблизятся ожиданием. Если вы играете в лотерею десять миллионов раз, вероятность выигрыша повышается. Тем не менее невозможные события, как те, которые грубо уменьшают информационную энтропию без вмешательства интеллекта, не будет становиться все более возможным со временем.
К примеру, вероятность того, что очень большой астероид столкнется с Землей в этом году крайне низка. Тем не менее можно прогнозировать, что в промежуток времени около миллиарда лет, это очень маловероятное событие возрастет по вероятности в этот промежуток времени. Представьте себе обратный процесс, невозможный. Представьте себе, столкновение с астероидом, отмотанное назад. Другими словами, представьте себе, триллионы частиц пыли, небольших камней, много огромных валунов, а также миллионы частиц газа, которые спонтанно собрались, чтобы стать гигантским астероидом, который затем поднимает себя с поверхности земли, чтобы быть умчаться обратно в космос. Это невозможное событие, вероятность которого не будет расти со временем. То же самое относится к формированию жизни без создателя.
Вернемся к последней проблеме. В связи с необходимостью снижения информационной энтропии, каким способом жизни сохранить себя? Живые клетки способны нарушать закон информационного производства, поскольку они уже содержат информацию. Информация, необходимая для жизни, содержится в ДНК. Эта информация может разумно направлять синтез белков, углеводов, липидов и, самое главное, воспроизведение информации для следующего поколения клеток. Без предварительной информации, которая существует в клетке, такие процессы невозможны. Живые клетки также имеют удивительное свойство, которое позволяет им производить точные копии своей информации. Это чрезвычайно сложный процесс, управляемый многими ферментами, называется репликацией ДНК.
О каком количестве информации мы говорим? Возьмем нашу модель бактерии кишечной палочки, упомянутой ранее. Геном бактерии значительно меньше, чем у людей, он включает миллионы пар, в отличие от около четырех миллиардов у людей. Геном палочки составляет 4,6 миллионов основных пар. Ради спора, давайте допустим, что простейшая примитивная жизнь может содержать лишь около двух миллионов основных пар в ДНК. Это эквивалентно книге в около тысячу страниц. Разве это возможно взять около двух миллионов букв, запятых, точек и пробелов, бросить их случайно на листы бумаги, и выпустить книгу, которую можно читать? Это практически невозможно. Ни время, ни энергия, ни безграничные поставки букв не напечатают книги.
Но даже пример с буквами, размещенными случайно на странице слишком прост. Живое существо имеет уровни информационного порядка сверх тех двух миллионов единиц информации, что содержится в нуклеиновых кислотах. Помните, что первые живые существа одновременно содержали как ДНК с двумя миллионами единиц информации, так и белки, которые, концептуально, были образованы из ДНК. Белки в этой случайной клетке должны соответствовать ДНК, которая формирует их в свою очередь. Добавим к тому еще и то, что определенная информация содержится в жирах, углеводах и так далее, и человек начинает видеть масштабность проблемы. Кроме того, мир, в котором жизнь, как предполагается, начала быть был гораздо меньше склонен к накоплению информации, чем наша модель с бумажкой, на которой мы рассыпали буквы.
Большое количество проблем, связанных со случайным появлением жизни на Земле можно было бы упомянуть. Надеюсь, что основной момент был уяснен. Велико искушение призвать на помощь вероятность со статистикой, например вероятность создания конкретной цепи белка из случайных аминокислот, вероятность включения других посторонних молекул и другие подобные вещи. Выбрасывание маленьких и очень маленьких чисел, умножение их, произведение еще более маленьких и так до бесконечности. В конце концов, информационные требования снижает вероятность еще одной полезной молекулы ДНК и сводится к нулю. Заинтересованный читатель найдет хорошую ссылку, которая охватывает как вероятностные аргументы, так и концепцию информационной энтропии. (Более подробно в статье Walter L. Bradley).
Таким образом, законы термодинамики означают, что зарождение жизни никогда не могло бы быть результатом естественных процессов. Никакое количество научных разговоров не изменит этого факта. Поэтому многие ученые цепляются за естественное объяснение происхождения жизни, что является либо отсутствием достаточного понимания соответствующих научных законов или, что вернее, нежелание отказаться от предвзятости. Якобы законами природы можно объяснить все, что когда-либо случилось или когда-то произойдет. Значительный объем информации может быть создан только с помощью системы, которая уже содержит информацию. Интеллектуальный ввод энергии необходим для снижения информационной энтропии.
Зарождение жизни требует разумного Творца.