Что такое Жизнь? Ее огромное разнообразие не поддается простому определению!

Что такое жизнь? Чем живое отличается от неживого? На эти, казалось бы, простые вопросы есть множество ответов, но едва ли хотя бы один из них будет исчерпывающим. Научно-популярный писатель Карл Циммер (на фото) анализирует труды философов и ученых, в очередной раз пытаясь найти универсальный ответ на вечный вопрос.

Ученые прикладывают массу усилий, чтобы сформулировать универсальное определение жизни. Но, может, оно им не нужно? В 2018 году ученые Фрэнсис Уэсталл и Андрэ Брэк писали: «Часто говорят, что существует столько же определений жизни, сколько и людей, пытающихся дать ей определение». Как наблюдатель за наукой и за учеными, я нахожу такое поведение странным. Это как если бы астрономы продолжали придумывать новые способы определения звезд. Однажды я спросил микробиолога Раду Попа, который начал собирать определения жизни в начале 2000-х годов, что он думает об этой ситуации.

«Это недопустимо для любой науки, — ответил он. — Допустим, речь идет об области знаний, в которой есть два или три определения для одной вещи. Но наука, в которой самый важный объект не имеет определения? Это абсолютно неприемлемо. Как мы будем обсуждать определение жизни, если вы считаете, что оно имеет какое-то отношение к ДНК, а я думаю, что главный критерий — это отношение к динамическим системам? Мы не можем создать искусственную жизнь, потому что не можем прийти к согласию о том, что такое жизнь настоящая. Мы не можем найти жизнь на Марсе, потому что не можем договориться о том, что представляет собой жизнь».

Пока ученые дрейфуют в океане определений, философы предлагают новые способы поиска жизни.

Некоторые пытались смягчить споры, уверяя ученых, что они смогут научиться жить в условиях изобилия терминов. Они утверждали, что нам не нужно ограничиваться одним истинно верным определением жизни, потому что рабочих определений достаточно.

NASA может придумать любое определение, которое поможет им создать лучшую машину для поиска жизни на других планетах и лунах. Врачи могут использовать другое определение, чтобы обозначить размытую границу, которая отделяет жизнь от смерти. «Ценность определений зависит не от консенсуса, а скорее от их влияния на исследования», — утверждают философы Леонардо Бич и Сара Грин.

Другие философы считают этот способ мышления — операционализм — интеллектуальным соперничеством. Дать определение жизни было трудно, да, но это не повод бросать попытки. «Операционализм иногда может быть неизбежен на практике, — возражает философ Келли Смит, — но он просто не может заменить правильного определения жизни».

Смит и другие противники операционализма жалуются, что такие определения опираются на определенные критерии, которые считает подходящим какая-то группа людей. Но самое важное исследование жизни находится на ее передовом крае, где будет труднее всего прийти к согласию. «Любой эксперимент, проведенный без четкого представления о том, на что он направлен, в конечном счете ничего не решает», — считает Смит.

Смит утверждал, что лучшее, что можно сделать, — это продолжать поиск определения жизни, за которое может проголосовать каждый, такого определения, которое будет процветать там, где другие потерпели неудачу. Но Эдуард Трифонов, рожденный в России генетик, задавался вопросом, не существует ли уже успешное определение, которое, однако, скрыто на фоне всех прошлых попыток найти то самое понятие.

В 2011 году Трифонов проанализировал 123 определения жизни. Каждое из них было разным, но во многих из них снова и снова появлялись одни и те же слова. Трифонов проанализировал лингвистическую структуру определений и разбил их на категории. В их вариациях Трифонов нашел одно общее звено. Он пришел к выводу, что все определения совпадают в одном: жизнь — это самовоспроизводство в различных вариациях. То, что сделали ученые NASA в одиннадцати словах («Жизнь — это самодостаточная химическая система, способная пережить эволюцию Дарвина»), Трифонов смог уместить в три.

Его усилия не помогли дать окончательный ответ на вопрос. Все мы, в том числе и ученые, ведем личный список того, что считать живым, а что — нет. Если кто-то выдвигает определение, мы сверяем его с нашим списком, чтобы увидеть, где он проводит черту. Многие ученые ознакомились с кратким определением, предложенным Трифоновым, и им не понравилось, где он проводит эту черту. «Компьютерный вирус осуществляет самовоспроизводство с вариациями. Он не живой», — отмечает биохимик Уве Майеренрих.

Некоторые философы высказывали мысль о том, что нам нужно более тщательно обдумывать то, как мы придаем слову «жизнь» его значение. Вместо того, чтобы сначала составлять определения, мы должны начать с размышлений о том, что же мы пытаемся определить. Мы можем позволить этим определениям говорить за себя.

Эти философы следуют традиции Людвига Витгенштейна. В 1940-е годы Витгенштейн утверждал, что повседневные разговоры изобилуют понятиями, которые очень трудно определить. Как бы вы, например, ответили на вопрос «Что такое игры»?

Если бы вы попытались ответить, предоставив собеседнику список необходимых и достаточных для игры условий, вы бы потерпели неудачу. В некоторых играх есть победители и проигравшие, в других — нет. В некоторых играх надо пользоваться жетонами, в других — картами, в третьих — шарами для боулинга. В некоторых игрокам платят за игру. А бывает, что игроки сами платят за игру или даже уходят в долг.

Но при всей этой путанице мы никогда не сбиваемся с толку, говоря об играх. Магазины игрушек полны игр на продажу, и все же вы никогда не увидите недоуменно уставившихся на них детей. Игры не являются загадкой, по мнению Витгенштейна, потому что они имеют некое родственное сходство. «Если вы посмотрите на игры, вы не увидите единого, общего для всех критерия, — писал он, — но вы заметите какие-то сходства, взаимосвязь и многое другое».

Группа философов и ученых Лундского университета в Швеции задалась вопросом, не лучше ли ответить на вопрос «Что такое жизнь?» так же, как Витгенштейн ответил на вопрос «Что такое игры?». Вместо того, чтобы придумывать строгий список обязательных характеристик, можно было бы найти родственные черты, которые естественным образом могли бы объединить предметы в категорию под названием «жизнь».

В 1990-х годах некоторые исследователи предположили, что метеорит Аллан Хиллс 84001 (слева), кусочек Марса, приземлившийся в Антарктиде, содержал останки древних марсианских микробов (справа). Их предположения были отвергнуты другими учеными. Источник: Чип Кларк, фото предоставлено Смитсоновским институтом; NASA

В 2019 году эта группа философов и ученых поставила перед собой задачу найти определение жизни, проведя опрос среди академиков и других ученых. Они составили список, включающий людей, кур, амазонских моллюсков, бактерий, вирусов, снежинок и много чего еще. Рядом с каждым пунктом команда Лундского университета привела набор терминов, обычно используемых для разговоров о живых существах: порядок, ДНК, метаболизм и пр.

Участники исследования проверили все термины, которые, по их мнению, применимы к каждой вещи. Например, у снежинок есть порядок, но у них нет метаболизма. У эритроцитов человека есть метаболизм, но они не содержат ДНК.

Исследователи из Лундского университета использовали статистическую технику, называемую кластерным анализом, чтобы посмотреть на результаты и сгруппировать вещи вместе, основываясь на родственных чертах. Мы, люди, попадали в группу с цыплятами, мышами и лягушками — другими словами, животными с мозгами. У амазонских моллюсков тоже есть мозги, но кластерный анализ поместил их в отдельную группу, близкую к нашей. Так как они не воспроизводятся самостоятельно, они немного отличаются от нас. Дальше ученые обнаружили скопление безмозглых организмов, таких как растения и свободно живущие бактерии. В третьей группе были эритроциты и другие подобные клеточным организмы, которые не могут жить в одиночку.

Самыми далекими от нас были существа, которые обычно не считаются живыми. Один кластер включал в себя вирусы и прионы — деформированные белки, которые могут заставить другие белки принимать их форму. Другой включал снежинки, кристаллы глины и другие объекты, которые не воспроизводятся в живом виде.

Исследователи из Лундского университета обнаружили, что они вполне могут классифицировать вещи как живые и неживые, не ввязываясь в спор по поводу идеального определения жизни. Они предлагают назвать что-то живым, если оно обладает рядом свойств, которые ассоциируются с живым. Оно не обязательно должно обладать всеми этими свойствами, и ему даже не нужен точно такой же набор, как у любого другого живого существа. Родственного сходства достаточно.

Один философ занял более радикальную позицию. Кэрол Клиланд утверждает, что нет смысла искать определение жизни или даже просто подходящую точку зрения. На самом деле, как она утверждает, это плохо для науки, поскольку мешает нам глубже понять, что значит быть живым. Презрение Клиланд к определениям настолько велико, что некоторые из ее коллег-философов принялись с ней спорить. Келли Смит даже назвала идеи Клиланд «опасными».

Клиланд прошла долгий путь, прежде чем стать обладателем взглядов, ставших предметом ожесточенных споров. Поступив в Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, она начала изучать физику. «Я была неуклюжей в лаборатории, и мои эксперименты никогда не получались как надо», — позже говорила она в интервью. Из физики она перешла в геологию, и, хотя ей нравились дикие места, в которые она попадала в ходе исследований, ей не нравилось чувствовать себя изолированной, как женщина, работающая в области, где доминируют мужчины. Она открыла для себя философию в начале своей учебы и вскоре занялась глубокими вопросами логики. Окончив университет и проработав год инженером-разработчиком программного обеспечения, она поступила в Браун, чтобы получить степень доктора философии.

В аспирантуре Клиланд изучала пространство и время, причину и следствие.

Когда Клиланд закончила аспирантуру, она перешла к предметам, о которых было легче говорить на вечеринках. Некоторое время она работала в Стэнфордском университете, изучая логику компьютерных программ. Затем она стала доцентом Университета штата Колорадо, где проработала до конца своей карьеры.

В Боулдере Клиланд обратила внимание на саму природу науки. Она изучала, как некоторые ученые, например, физики, могут проводить эксперименты снова и снова, в то время как другие, например, геологи, не могут воспроизвести многолетнюю историю. Именно за размышлениями об этих различиях она узнала о марсианской породе в Антарктиде, которая представляла собой философскую головоломку.

[Марсианский камень, метеорит под названием Аллан Хиллс 84001, был исследован в 1996 году группой NASA под руководством Дэвида МакКея. Они сообщили, что обнаружили в нем следы древней жизни, в том числе микробные окаменелости, но большинство ученых опровергли доказательства как слишком неоднозначные, чтобы быть достоверными.]

Многие споры по поводу Аллан Хиллс 84001 были связаны не столько с самим камнем, сколько с правильным способом заниматься наукой. Некоторые исследователи считали, что команда НАСА проделала восхитительную работу по его изучению, но другие считали нелепым вывод, что метеорит может содержать окаменелости. Ученый-планетолог Брюс Якоски, один из коллег Клиланд в Университете штата Колорадо, решил организовать публичную дискуссию, на которой обе стороны могли бы озвучить свои взгляды. Но он понял, что для того, чтобы судить об Аллан Хиллс 84001, требуется нечто большее, чем несколько экспериментов по измерению магнитных минералов. Для этого требовалось осмыслить процесс создания научных суждений. Якоски попросил Клиланд присоединиться к мероприятию, чтобы поговорить об Аллан Хиллс 84001 с позиции философа.

То, что началось как короткая подготовка к дискуссии, превратилось в погружение в философию внеземной жизни. Клиланд пришла к выводу, что спор вокруг Аллан Хиллс 84001 возник из-за противоречий между экспериментальными и историческими науками. Критики допустили ошибку, рассматривая исследование метеоритов как экспериментальную науку. Было абсурдно ожидать, что команда МакКея воспроизведет историю. У них не было возможности в течение 4 миллиардов лет превращать микробы на Марсе в окаменелости, а потом посмотреть, соответствуют ли они Аллан Хиллс 84001. Они не могли бросить тысячу астероидов на тысячу копий Марса и посмотреть, что из этого выйдет.

Философ Кэрол Клиланд из Университета Колорадо, Боулдер, возмутила многих ученых своим аргументом о том, что попытка определить жизнь контрпродуктивна для ее понимания. Источник: Гленн Асакава/Университета Колорадо, Боулдер

Клиланд пришла к выводу, что команда NASA проделала хорошую работу в рамках исторической науки, сравнивая возможные объяснения для людей, наилучшим образом обосновавших свои варианты. «Гипотеза марсианской жизни — отличный кандидат на роль лучшего объяснения структурных и химических особенностей марсианского метеорита», — написала она в 1997 году в «Планетарном отчете».

Работа Клиланд над метеоритом произвела на Якоски такое сильное впечатление, что в 1998 году он пригласил ее присоединиться к одной из команд в недавно созданном Институте астробиологии НАСА. В последующие годы Клиланд разработала философский аргумент о том, как должна выглядеть наука об астробиологии. Она сформировала свои идеи, проведя много времени с учеными, занимающимися различными видами исследований в рамках астробиологии. Она путешествовала по австралийским глубинкам вместе с палеонтологом в поисках сведений о том, как 40 000 лет назад вымерли гигантские млекопитающие. Она поехала в Испанию, чтобы узнать, как генетики определяют последовательность ДНК. И она провела много времени на научных собраниях, блуждая от разговоров к разговорам. «Я чувствовала себя ребенком в кондитерской», — однажды поделилась Клиланд.

Но иногда ученые, с которыми Клиланд проводила время, вызывали у нее философскую тревогу. «Все работали над определением жизни», — вспоминала она. Определение NASA, которому на тот момент было всего несколько лет, было особенно популярно.

Как философ Клиланд осознала, что ученые ошибались. Их ошибка не была связана с определенными характеристиками или с каким-то другим тонким философским моментом, понятным лишь немногим логикам. Это была фундаментальная ошибка, которая встала на пути самой науки. Клиланд изложила суть этой ошибки в докладе, а в 2001 году отправилась в Вашингтон, чтобы выступить с ним на заседании Американской ассоциации содействия развитию науки. Она встала перед аудиторией, состоящей в основном из ученых, и сказала им, что бессмысленно пытаться найти определение жизни.

«Это вызвало настоящий взрыв, — вспоминала Клиланд. — Все кричали на меня. И это было действительно удивительно. У всех были свои любимые определения, и они хотели их озвучить. И тогда я сказала им, что вся эта затея с поиском определений ничего не стоит».

К счастью, некоторые люди, которые слышали выступление Клиланд, посчитали, что в чем-то она права. Она начала сотрудничать с астробиологами, чтобы изучить значение ее идей. За два десятилетия она опубликовала серию работ, кульминацией которых стала книга «Поиск универсальной теории жизни».

Проблема, с которой столкнулись ученые при определении жизни, не имела ничего общего с такими ее отличительными чертами, как гомеостаз или эволюция. Она была связана с природой самих определений — тем, что ученые редко останавливались на достигнутом. «Определения, — писала Клиланд, — не являются подходящим инструментом для ответа на научный вопрос: „Что такое жизнь?“».

Определения служат для организации наших идей. Дать определение, скажем, холостяка, достаточно просто: это неженатый мужчина. Если вы мужчина и вы не женаты, вы — по определению — холостяк. Быть мужчиной недостаточно для того, чтобы стать холостяком, как и недостаточно быть просто неженатым. Что касается того, что значит быть мужчиной… Ну, тут уже могут начаться трудности. И у брака есть своя сложность. Но мы можем определить понятие «холостяк», не погрязнув в этих запутанных вопросах. Слово просто связывает эти понятия точным образом. И поскольку определения имеют такую ограниченную задачу, мы не можем пересматривать их с помощью научных исследований. Просто мы никогда не сможем обнаружить, что ошибались в определении холостяка как неженатого человека.

Жизнь другая. Ее нельзя определить простым объединением понятий. В результате, бесполезно искать список характеристик, которые окажутся настоящим определением жизни. «Мы не хотим знать, что значит для нас слово „жизнь“, — говорила Клиланд. — Мы хотим знать, что такое жизнь». И, если мы хотим удовлетворить наше желание, как утверждает Клиланд, мы должны отказаться от поиска определения.

По материалам Quanta 

Автор: Карл Циммер 

Переводила: Эмма Ягмурова 

Редактировала: Софья Фальковская 

Источник