Калеб Шарф - Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной

В 2012 году два ученых из Принстонского университета, Дэвид Спигел и Эдвин Тернер [178] D. Spiegel, E. Turner. Bayesian Analysis of the Astrobiological Implications of Life’s Early Emergence on Earth // PNAS 109 (2012): 395–400. , применили теорему Байеса к более тщательно сформулированному варианту вопроса «Одни ли мы во Вселенной?». Начали они с того, что решили выяснить, каковы самые надежные свидетельства существования жизни у нас на Земле. На какие признаки мы будем опираться? Для этого им пришлось отбросить все неоднозначные посторонние сведения и добраться до сути, которая, как выяснилось, сводится к двум простым обстоятельствам, в которых не приходится сомневаться. Во-первых, какая-то жизнь появилась на Земле очень рано [179] Большинство ученых согласны, что самые ранние свидетельства о жизни на Земле – это строматолиты, слоистые каменные отложения, созданные колониями микробов. Подобные структуры и сейчас формируются в нескольких местах с особыми условиями, например, в заливе Шарк в Австралии и на коралловых рифах Эксума на Багамских островах. Возраст самого древнего строматолита, скорее всего, имеющего биологическое происхождение, около 3,45 миллиарда лет. Некоторые ученые утверждают, что найденные в Австралии сетевидные отпечатки колоний микробов могут насчитывать 3,49 миллиарда лет. Утверждают даже, что найдены отложения бактериального происхождения, которым 3,8 миллиарда лет, но это вопрос спорный. Найти первые следы жизни на Земле трудно еще и потому, что на свете осталось мало мест, где можно обнаружить такие древние скальные породы. , в течение первых сотен миллионов лет после формирования планеты в общих чертах. Во-вторых, спустя еще несколько миллиардов лет на Земле появилось мыслящее существо, умеющее задавать вопросы, и обнаружило этот факт. Вот, собственно, и все, что мы знаем о жизни во Вселенной, если отделить зерна от плевел. Отрезвляет, не правда ли?

Затем Спигел и Тернер применили к этим сведениям байесовскую формулу и спросили, что говорят нам эти факты о вероятности, что где-нибудь еще во Вселенной возникла жизнь (этот процесс называют абиогенезом ).

Иначе говоря, если на Земле жизнь стартовала с места в карьер, а несколько миллиардов лет спустя эволюция породила нас, следует ли из этого, что жизнь вероятна еще где-нибудь? Как и во всех случаях, когда мы применяем байесовский анализ, налицо фундаментальное противоречие между тем весом (уверенностью), который мы придаем известным фактам, и тем весом, который мы приписывали своим априорным предположениям.

Какие же предположения мы делаем в этом случае? Спигел и Тернер обнаружили, что если просто записать эту формулу, с неизбежностью придется сделать предположение о базовой вероятности появления зачаточной жизни на планете за какой-то период времени. Иначе говоря, мы делаем предположение о том, сколько раз в среднем абиогенез мог произойти за период в миллиард лет, и это наша априорная вероятность.

Здесь начинаются сложности. Без подобающего байесовского анализа у нас возникает склонность предположить, что жизнь, вероятно, зарождается по всей Вселенной довольно легко, иначе она не появилась бы так быстро на поверхности юной, еще не остывшей планеты Земля. Но тогда мы ставим все с ног на голову. Это ведь то же самое, что приписать какое-то значение тому, сколько раз в среднем зарождается жизнь на планете за миллиард лет, а мы ведь не знаем, сколько!

Спигел и Тернер назвали это «априорным незнанием», что очень точно описывает наше положение. Вместо настоящего априорного знания мы получаем его противоположность. Когда это учитываешь, становится слегка не по себе, поскольку математически из этого следует, что раннее появление жизни на Земле почти ничего не говорит нам о шансах появления жизни еще где-нибудь. Нам снова ставит палки в колеса склонность грубо преувеличивать собственное значение, инстинктивно искать везде свое отражение.

Спигел и Тернер изучили целый ряд математических моделей «априорного незнания» и сумели показать, что наши прогнозы касательно внеземной жизни почти целиком представляют собой функцию того, что мы первоначально предполагаем. Предположим, что частота абиогенеза на любой подходящей планете (неизвестная) постоянна во времени. Байесовский анализ учитывает факт нашего существования, однако показывает, что варианты возникновения жизни в нашей Галактике по-прежнему неопределенны. Может оказаться, что жизнь процветает повсюду. А может оказаться, что она зарождается только один раз в 10 миллиардов лет, а то и в 100 миллиардов. Иначе говоря, может оказаться, что мы – первый случай зарождения жизни во Вселенной. Стоило чуть-чуть изменить исходные предпосылки – и вся конструкция перекосилась.