Стивен Хокинг: Джордж и код, который не взломать

Наша собственная Солнечная система сформировалась около четырёх с половиной миллиардов лет назад (или примерно через десять миллиардов лет после Большого взрыва) из газа с остатками ранних звёзд. Земля сформировалась преимущественно из более тяжёлых элементов, включая углерод и кислород. Некоторые из этих атомов каким-то образом оказались организованы в виде молекул ДНК. Их форма – это знаменитая двойная спираль, открытая в середине XX века кембриджскими учёными Криком и Уотсоном. Нити ДНК соединены в двойную спираль парами нуклеотидных оснований. В ДНК присутствуют всего четыре вида нуклеотидных оснований: аденин, цитозин, гуанин и тиамин .

Мы не знаем, как возникла первая молекула ДНК. Поскольку вероятность случайной самоорганизации ДНК очень низка, возникло предположение, что жизнь попала на Землю другим способом – например, была занесена на обломках марсианской породы, когда планеты были ещё нестабильны, – и что по всей Галактике разбросаны зачатки жизни. Однако кажется крайне маловероятным, что ДНК смогла бы долго просуществовать под воздействием космического излучения. Существуют ископаемые свидетельства того, что жизнь в той или иной форме существовала на Земле около трёх с половиной миллиардов лет назад. Возможно, жизнь на Земле появилась всего лишь через 500 миллионов лет после того, как планета достаточно остыла и отвердела. Первые проявления жизни на Земле позволяют предположить, что весьма велика вероятность самозарождения жизни в подходящих для этого условиях. Возможно, была какая-то более простая форма организации, давшая начало ДНК. А возникнув, ДНК оказалась настолько удачной, что полностью заменила собой более ранние формы. Мы не знаем, какими могли быть эти древние формы, но возможно, одной из них была РНК.

РНК похожа на ДНК, но гораздо проще – и без двойной спирали. Короткие участки РНК могут воспроизводить себя подобно ДНК, так что из них в итоге могла бы образоваться и ДНК. Нам пока не удаётся создать в лаборатории никакие нуклеиновые кислоты из неживого вещества, даже РНК. Однако существует определённая вероятность, что за 500 миллионов лет – с учётом того, что бо́льшую часть земной поверхности покрывал океан, – РНК могла возникнуть случайно.

При самовоспроизводстве ДНК неизбежны ошибки, многие из которых несут вред и ведут к смерти их носителя. Есть среди ошибок и нейтральные: они не меняют функции гена. Но некоторые даже благоприятствуют выживанию вида: они-то и подхватываются дарвиновским отбором.

Сначала процесс биологической эволюции шёл очень медленно. Эволюция от первых клеток до многоклеточных животных заняла два с половиной миллиарда лет; ещё миллиард лет ушёл на происхождение рыб, рептилий, зверей. Но затем эволюция ускорилась. Всего сто миллионов лет отделяют нас от примитивных млекопитающих. Дело в том, что уже у рыб появились практически все важнейшие органы млекопитающих (а значит, и человека). Для превращения древних зверей вроде лемуров в человека нужна лишь их «тонкая настройка».

В эволюции человека состоялся шаг огромной важности, сравнимый с появлением ДНК. Им стало развитие речи , особенно письменной. Это означает, что теперь информацию можно передавать из поколения в поколение не генетически (посредством ДНК), а другим способом. Да, в ДНК человека за последние десять тысяч лет произошли некоторые изменения под действием биологической эволюции, но объём знаний, переданных человечеством из поколения в поколение, многократно превосходит эти изменения. Я пишу книги, чтобы сообщить вам часть того, что узнал о Вселенной за долгие годы исследований, и таким образом передаю знания из своего мозга на страницы, которые вы читаете.

В ДНК человека примерно три миллиарда нуклеиновых кислот. Однако значительная часть информации, закодированной в этой последовательности, избыточна или законсервирована. Общее количество генетической информации, которую использует наш организм, – примерно сто миллионов бит. Один бит информации – это ответ на вопрос «да» или «нет». Зато в книге может быть сосредоточено два миллиона бит информации. То есть один человек получается равным примерно пятидесяти книгам про Гарри Поттера, а главная библиотека страны может насчитывать, скажем, пять миллионов книг, то есть примерно десять триллионов бит. Значит, объем информации, заключённой в книгах или в интернете, в сто тысяч раз больше, чем в ДНК!

Таким образом, мы вступили в новый этап эволюции. Сначала эволюция шла путём естественного отбора из случайных мутаций. Этот «дарвиновский» этап продолжался три с половиной миллиарда лет, в результате чего появились мы – существа, придумавшие речь для обмена информацией.