Стенли Миллера об этом знает каждый студент-химик.
В 1952 году биохимик доктор Стенли Миллер соорудил стеклянный сосуд, в котором заставил циркулировать искусственную первичную атмосферу из аммиака, водорода, метана и водяного пара. Чтобы эксперимент можно было провести в стерильных условиях, всю аппаратуру вместе со всеми добавками Миллер предварительно выдержал в течение 18 часов при температуре 180 °C. Посредством двух впаянных в стеклянный сосуд электродов воспроизводились древние грозы. Во второй стеклянной колбе меньшего размера нагревали стерильную воду, и пар оттуда поступал в «аппарат Миллера». Остывшие химикаты снова стекали в колбу со стерильной водой, нагревались там и снова поднимались в колбу с первичной атмосферой. Таким образом Миллер воспроизвел цикл, который, согласно тогдашней теории, происходил на Земле в прадавние времена. Эксперимент продолжался неделю. Анализы показали наличие аминомасляной кислоты, аспарагиновой кислоты, аланина и глицина, т. е. тех аминокислот, которые необходимы для построения биологических систем. Неорганические (неживые) соединения превратились в ходе эксперимента Миллера в сложные органические соединения.
Правда, в последующие годы Миллеру пришлось умерить свой пыл. Нобелевские лауреаты Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон открыли двойную спираль ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), а она состояла из нуклеотидов, без которых никакая жизнь невозможна. Однако Миллер и его команда быстро ликвидировали отставание. В измененных условиях эксперимента быстро возникли и нуклеотиды.
Для специалистов в области химии не существует ни малейших сомнений, что органические соединения возникают из неорганических. За прошедшие 30 лет эксперименты Миллера при измененных условиях были повторены бессчетное количество раз. Образовывались все новые аминокислоты. То вместо аммиака применяли азот, то вместо метана — формальдегид или даже двуокись углерода. Вместо прежних искровых разрядов Миллера брали ультразвук или самый обычный свет. Результаты не менялись. Из первичных атмосфер, имевших разный состав без малейших следов органической жизни, каждый раз образовывались аминокислоты и не содержащие азота карбоновые кислоты. В некоторых экспериментах подвергнутая воздействию первичная атмосфера даже дала сахар.
После таких результатов экспериментов и факта обнаружения в космосе цепочек органических молекул я не понимаю волнения, вызванного пресс-конференцией НАСА. Следы жизни в космосе?
А как иначе? Органические соединения в марсианских породах? Само собой разумеется! А то, что справедливо для Марса и Земли, справедливо и для всех похожих на Землю планет.
Правда, органические молекулы и примитивные формы жизни вроде бактерий — еще далеко не сложная форма жизни. Видит Бог, в этом нобелевский лауреат Манфред Айген прав. Однако наши ученые имеют странную склонность ограничивать процесс развития к сложным формам жизни Землей. Это чистый эгоцентризм! Только у нас, только и исключительно здесь, на Земле должно было разыграться чудо антропогенеза! Насколько широко распространен такой ограниченный образ мышления, подтверждает следующий умозрительный эксперимент.
Математик Иоганн фон Нейман генерировал фантастические идеи. В 50-е годы он придумал странный аппарат, получивший среди астрономов название «машина фон Неймана». В литературе эту машину всегда вспоминают, как только речь заходит о том, чтобы сделать далекие планеты обитаемыми, хотя «машина фон Неймана» еще не сконструирована.
«Машина фон Неймана» представляет собой самовоспроизводящийся аппарат. Как это можно себе представить?
Устройство вроде ракеты стартует с Земли, покидает нашу Солнечную систему и берет направление на ближайшую звезду — Проксиму Центавру, находящуюся на расстоянии около четырех световых лет. Во время полета аппарат запускает чувствительные датчики, которые должны определить, вращаются ли вообще вокруг Проксимы Центавры планеты и есть ли планета с подходящей биосферой. Если планеты, на которой не слишком жарко и не слишком холодно, нет, аппарат летит дальше и продолжает поиск планеты, похожей на Землю. Как только «машина фон Неймана» обнаружит подходящую планету, она направляется к ней. Теперь части аппарата совершают на парашютах мягкую посадку.
На борту «машины фон Неймана» находятся манипуляторы разного рода, различные измерительные инструменты, маленькая плавильная печь и компьютер, управляющий работой аппарата. Производится спуск малогабаритного транспортного средства, щупы буравят грунт чужого мира, производится анализ газовых смесей, и, естественно, определяется, существуют ли уже формы жизни и если да, то какие. Постепенно «машина фон Неймана» начинает производить чугун и сталь, прессовать небольшие шестеренки и изготовлять электропровода. Все это продолжается сотни лет, но у «машины фон Неймана» в запасе много времени. Когда-нибудь, даже если на это уйдет 10 ООО лет, «машина фон Неймана» достроит сама себя и возместит потерянные при посадке детали. Теперь есть уже две «машины фон Неймана». Они стартуют из чужого мира, у каждого аппарата цель — другая звезда. За миллионы лет «машины фон Неймана» распространятся на участок Млечного Пути, который можно вычислить.
Все расходы, которые пришлось бы понести человечеству на распространение «машин фон Неймана», ограничились бы первым экземпляром.
О том, что создать «машину фон Неймана» нереально, знал и сам Иоганн фон Нейман. В 50-е годы затраты на такой аппарат даже невозможно было подсчитать. А сегодня?
За прошедшие десятилетия компьютерные технологии достигли такого прогресса, о котором во времена Иоганна фон Неймана никто не мог и мечтать. Уже в середине 80-х годов скорость вычислений любого хорошего ПК составляла несколько миллионов операций с плавающей запятой в секунду. Десятью годами позже появился миллиард операций в секунду, а вскоре были достигнуты и десять миллиардов. Сегодня в продаже компьютеры с быстродействием в 100 миллиардов операций в секунду, а в стадии разработки — компьютер с триллионом (= 1012) операций в секунду. И уже поговаривают о компьютерах с десятью триллионами операций. Наряду с быстродействием наблюдается и микроминиатюризация. Специалисты могут представить себе компьютер с триллионом операций в секунду размером со спичечную коробку.
Еще одна технология, мало известная публике, — так называемая «нанотехнология». Нанометр, миллионная доля одного миллиметра, настолько мал, что невидим. Тем не менее можно работать в таком микроскопическом диапазоне и соединять между собой крошечные элементы конструкции. Это называется нанотехнологией. Например, в Центре ядерных исследований в Карлсруэ разработана шестеренка из никеля, диаметр которой 130 микрометров (1 микрометр = 1000 нанометров). Приводимая в движение воздухом, микроскопическая шестеренка совершает 100 000 оборотов в минуту. Или еще пример: в вузах США, где готовят специалистов по нанотехнологиям, применяются микросита с настолько мелкими ячейками, что в них застревают бактерии. Технологии таких лилипутских механизмов предсказывают большое будущее. Ее используют в фильтрах для газов, в микроскопических роботах или в медицине. Скоро на базе нанотех-нологий появятся электростимуляторы сердца, искусственные поджелудочные железы или наноочистители, движущиеся в кровеносных сосудах и удаляющие известковые бляшки. Цель такой нанотехнологии — мельчайшие электронные и механические устройства, которые можно использовать везде.
С развитием микроминиатюризации в компьютерном деле и нанотехнологии вполне реальными становятся «машины фон Неймана», которые будут иметь размер теннисного мячика и полезный груз 100 г. Такие «теннисные мячики» уже сегодня можно катапультировать с Луны или с орбиты к ближайшим планетам, похожим на Землю. Они могли бы иметь скорость до 50 % от скорости света и передавать свою информацию нам на Землю. К тому же «теннисные мячики фон Неймана» самовоспроизводятся за пределами Земли намного быстрее, чем устарелые «машины фон Неймана». Разные группы специалистов по космической технике, не оповещая общественность, серьезно размышляют об этом. А расходы? Программа НАСА «Аполлон» поглотила около 100 миллиардов долларов. Ныне оборонный бюджет только в США составляет 500 миллиардов долларов в год. По сравнению с ним расходы на «миниатюрную машину фон Неймана» просто смехотворны, потому что все затраты относятся только к одному — первому — аппарату.
Если «машина фон Неймана» через 50 лет после достижения своей первой цели начнет производить копии, то в следующие 50 лет они смогут отправиться к новым объектам. Предположим, что аппараты- копии отправятся к тем звездным системам, которые находятся на расстоянии около десяти световых лет, это означает скорость распространения десять световых лет за 60 лет. Поскольку диаметр нашего Млечного
