Стремление вовне

Фундаментальные знания поступят к нам и из других источников. В ближайшее время вряд ли возобновятся грандиозные планы 1950–1960-х гг. по созданию космических станций в форме колеса или колоний на Марсе. Однако закат космической эры в традиционном ее понимании не означает сворачивания космических исследований в целом. Они будут проводиться в основном удаленно с помощью сложных телескопов, установленных либо на Земле, либо на ее орбите. С их помощью ученые найдут ответы на два сакраментальных вопроса: «Почему мы здесь?» и «Одни ли мы?».

Сужение интереса к опытам с ускоренными частицами не станет концом физики элементарных частиц как таковой. Скорее всего, наука вернется к корням – изучению существующих объектов, подобно Эрнесту Резерфорду и Полу Вилларду, изучавшим реальные альфа– и бета-частицы, гамма-лучи, а не экзотические кварки и бозоны Хиггса. Расширятся поиски темной материи (элементарных частиц, взаимодействующих с другими формами материи с использованием сил гравитации), гравитационных волн (способных связать гравитацию, которую сейчас объясняют с помощью теории относительности Эйнштейна, с квантовой теорией, объясняющей всю остальную физику). Оба этих феномена можно зафиксировать при помощи относительно недорогого (в сравнении с гигантским ускорителем частиц) оборудования. Для разгадки еще одной тайны физики, так называемой темной энергии, разрывающей Вселенную, необходим в первую очередь прорыв в теоретических знаниях, способных объяснить ее природу. Непонятно, когда это произойдет – возможно, уже сейчас где-то на нашей планете над разгадкой этой проблемы бьется, на манер Эйнштейна, какой-нибудь скучающий клерк.

Наибольший вклад в развитие биологии внесет астрономия – к 2050 г. должно стать понятно, изобилует ли Вселенная разнообразными формами жизни или, наоборот, жизнь в ней встречается настолько редко, что человечеству пора осознать, что произошедшее на Земле – уникальный случай. Ключ к этому пониманию – недавно открытые планеты, вращающиеся вокруг других звезд. Их изучение представляет собой область фундаментальной науки, которая почти гарантированно получит финансирование в будущем, ведь именно она может ответить на вопрос: «Есть ли там кто-нибудь?» Наука попытается найти ответ при помощи спектроскопии. Точно так же, как структуру Солнца и других звезд можно определить по свету, который они излучают, структуру атмосферы планеты можно определить по свету, который она поглощает. Когда экзопланета движется на фоне своей звезды, достаточно мощный телескоп способен уловить идущий от нее сигнал.

Уже ясно, что планеты вращаются вокруг многих звезд. К 2050 г. на фоне своих звезд пройдет достаточное количество планет, видимых с поверхности Земли. Любая планета со свободным кислородом в атмосфере немедленно выдаст себя (кислород слишком химически активен, чтобы существовать без восполнения, а нам пока неизвестен ни один путь для этого, кроме биологического). И наоборот, если следов кислорода или некоторых иных определенных химической соединений не обнаружится, то жизнь на этой планете вряд ли будет возможна.

Это возвращает нас к одному из важнейших вопросов всех времен: «Как появилась жизнь на Земле?» Изучение других планет помогает нам понять, является происхождение жизни простым или сложным процессом, но не может (в отличие от экспериментов, проводимых на нашей собственной планете) объяснить, как именно это произошло.

Ответ найдется в глубинах клетки, когда мы проникнем внутрь и поймем, какие ее элементы действительно примитивны, но при этом могли привести к зарождению жизни. Лабораторные эксперименты помогут нам найти простейшие химические системы, способные довольно точно воспроизводиться при наличии необходимого для этого материала и энергии.

Воссоздание жизни в том виде, в котором мы ее знаем, – на базе нуклеиновых кислот и белков для их переноса – стало бы гигантским скачком вперед. Вдобавок это позволило бы биологам задаться вопросом: могут ли существовать другие формы жизни, на базе иных типов генов или рабочих полимеров вместо белков? Метаболизм этих искусственных форм жизни, в свою очередь, мог бы ответить на вопрос, какие еще атмосферы, помимо кислорода, должны искать во Вселенной телескопы экзобиологов.