Життя – найбільше диво, яке тільки існує на нашій планеті. Проблеми її вивчення нині займають як біологів, а й фізиків, математиків, філософів та інших учених. Звичайно ж, найскладніша загадка – саме зародження життя на Землі.

Досі дослідники сперечаються про те, як це сталося. Як не дивно, але чималий внесок у вивчення даного феномену зробила філософія: ця наука дозволяє робити правильні висновки, узагальнюючи величезні обсяги інформації. Якими версіями сьогодні керуються вчені у всьому світі? Ось які нині існують теорії зародження життя Землі:

Концепція мимовільного зародження.
Креаціонізм, чи теорія божественного сотворения.
Принцип стаціонарного стану.
Панспермія, прихильники якої стверджують про природну «продуктивність» будь-якої планети, де існують відповідні умови. Зокрема, цю ідею свого часу розвивав відомий академік Вернадський.
Біохімічна еволюція по А. І. Опарін.

Розглянемо всі ці теорії зародження життя Землі трохи докладніше.

Матеріалізм та ідеалізм

Ще в Середні Віки і раніше, в арабському світі, деякі вчені, хай навіть із ризиком для власного життя, припускали, що світ міг бути створений внаслідок якихось природних процесів, без участі божественної сутності. То були перші матеріалісти. Відповідно, всі інші точки зору, які передбачали Божественне втручання у створення всього сущого, належали до ідеалістичних. Відповідно, і зародження життя Землі цілком можна розглядати з цих двох позицій.

Креаціоністи стверджують, що життя могло бути створене лише Богом, тоді як матеріалісти просувають теорію появи перших органічних сполук та життя з неорганічних речовин. Їхня версія базується на складності чи неможливості розуміння тих процесів, результатом яких стало життя в сучасному її вигляді. Цікаво, але сучасна Церква цю гіпотезу підтримує лише частково. З точки зору найбільш дружніх до вчених діячів, основний Задум Творця зрозуміти і справді неможливо, зате ми можемо визначити явища та процеси, завдяки яким виникло життя. Втім, від наукового підходу це все одно дуже далеко.

Нині переважає думка матеріалістів. Втім, вони не завжди висували сучасні теорії походження життя. Так, спочатку була популярна гіпотеза про те, що зародження та еволюція життя на Землі відбулися спонтанно, причому прихильники цього феномену зустрічалися ще на початку 19 століття.

Прибічники цієї концепції стверджували, що є деякі закони природної природи, які зумовлюють можливість довільного переходу неорганічних сполук в органічні з наступним довільним формуванням життя. Сюди відноситься і теорія про створення «гомункула», штучної людини. Взагалі мимовільне зародження життя на Землі досі розглядається деякими «фахівцями» всерйоз... Добре хоч, що говорять вони про бактерії та віруси.

Звичайно, згодом було доведено помилковість такого підходу, але він відіграв важливу роль, давши величезний обсяг цінного емпіричного матеріалу. Зауважимо, що остаточна відмова від версії самостійного зародження життя відбулася лише в середині XIX століття. У принципі, неможливість такого процесу було доведено ще Луї Пастером. За це вчений навіть отримав неабияку премію від Французької Академії наук. Незабаром передній план висуваються основні теорії зародження життя Землі, які ми опишемо нижче.

Теорія академіка Опаріна

Сучасні уявлення про зародження життя на Землі базуються на теорії, яка була висунута вітчизняним дослідником, академіком Опаріним, ще 1924 року. Він спростував принцип Реді, який говорив про можливість лише біогенного синтезу органічних речовин, вказавши, що ця концепція справедлива тільки для сучасного стану справ. Вчений вказав на те, що на самому початку свого існування наша планета була гігантською кам'янистою кулею, на якій в принципі не було органіки.

Гіпотеза Опаріна полягала в тому, що зародження життя на планеті Земля - тривалий біохімічний процес, сировиною для якого є звичайні сполуки, які можуть зустрічатися на будь-якій планеті. Академік припустив, що перехід цих речовин у складніші виявився можливим під впливом екстремально сильних фізичних та хімічних факторів. Опарин вперше висунув гіпотезу про безперервне перетворення та взаємодію органічних та неорганічних сполук. Він назвав його "біохімічною еволюцією". Нижче наведено основні етапи зародження життя Землі по Опарину.

Етап хімічної еволюції

Близько чотирьох мільярдів років тому, коли наша планета була величезним і неживим каменем у глибинах космосу, на її поверхні вже йшов процес небіологічного синтезу вуглецевих сполук. У цей час вулкани викидали титанічну кількість лави і розпечених газів. Охолоджуючи в первинній атмосфері, гази перетворювалися на хмари, з яких безперервно йшли зливи. Усі ці процеси протікали упродовж мільйонів років. Але, дозвольте, коли почалося зародження життя Землі?

У той же час зливи дали початок величезним первинним океанам, води яких були надзвичайно насичені солями. Туди ж потрапляли перші органічні сполуки, освіту яких у атмосфері під впливом найсильніших електричних розрядів і УФ-опромінення. Поступово їх концентрація збільшувалася, поки моря не перетворилися на такий собі «бульйон», насичений пептидами. А ось що сталося далі і як із цього «супу» виникли перші клітини?

Утворення білкових сполук, жирів та вуглеводів

І лише на другому етапі в «бульйоні» з'являються справжні білки та інші сполуки, з яких збудовано життя. Умови Землі пом'якшувалися, з'являлися вуглеводи, білки і жири, перші біополімери, нуклеотиди. Так йшло утворення коацерватних крапель, які були прообразом дійсних клітин. Грубо кажучи, так називалися краплі з білків, жирів, вуглеводів (як у супі). Ці утворення могли вбирати, поглинати речовини, які були розчинені у водах первинних океанів. У той же час йшла своєрідна еволюція, результатом якої стали краплі, що мають підвищену стійкість і стабільність до впливів зовнішнього середовища.

Поява перших клітин

Власне, на третьому етапі ця аморфна освіта перетворювалася на щось більш «осмислене». Тобто живу клітину, здатну до процесу самовідтворення. Природний відбір крапель, про який ми вже говорили вище, ставав дедалі жорсткішим. Перші «просунуті» коацервати вже мали хай примітивний, але метаболізм. Вчені припускають, що крапля, досягнувши певного розміру, розпадалася на дрібніші утворення, які мали всі риси материнської «клітини».

Поступово навколо ядра коацервату виникав шар ліпідів, що дав початок повноцінній клітинній мембрані. Так утворилися первинні клітки, археклетки. Саме цей момент з повним правом можна розглядати як зародження життя на Землі.

Чи реальний небіологічний синтез органіки?

Що стосується гіпотези зародження життя на Землі від Опаріна ... У багатьох відразу виникає питання: "Наскільки взагалі реальна освіта в природних умовах органіки з неорганіки?" Такі думки відвідували багато дослідників!

У 1953 році американський вчений Міллер змоделював первинну атмосферу Землі, з її неймовірними температурами та електричними розрядами. У цю середу було вміщено прості неорганічні сполуки. В результаті там утворилася оцтова та мурашина кислоти, інші органічні сполуки. Ось так відбувалося зародження життя Землі. Коротко цей процес може охарактеризувати філософський закон «Переходу до якості». Простіше кажучи, при накопиченні певної кількості білків та інших речовин у первинному океані ці сполуки набувають інших властивостей та здатності до самоорганізації.

Сильні та слабкі сторони теорії Опаріна

Розглянута нами концепція має не тільки сильні, а й слабкі моменти. Сильною стороною теорії є її логіка та експериментальне підтвердження абіотичного синтезу органічних сполук. У принципі так могло статися зародження і розвиток життя на Землі. Величезною ж слабкістю є той факт, що поки що ніхто не може пояснити, як коацервати змогли переродитися в складну біологічну структуру. Навіть прихильники теорії визнають, що перехід від білково-жирової краплі до повноцінної клітини дуже сумнівний. Ймовірно, ми щось упускаємо, не зважаючи на невідомі нам фактори. В даний час всі вчені визнають, що мав місце якийсь різкий стрибок, внаслідок якого стала можливою самоорганізація речовини. Як взагалі таке могло статися? Які ще існують основні теорії зародження життя на Землі?

Теорія панспермії та стаціонарного стану

Як ми вже казали, свого часу цю версію гаряче підтримував і просував знаменитий академік Вернадський. Загалом теорію панспермії не можна обговорювати у відриві від концепції стаціонарного стану, оскільки вони розглядають принцип зародження життя з однієї і тієї ж точки зору. Слід знати, що вперше цю концепцію запропонував ще німець Ріхтер наприкінці 19 століття. 1907 року його підтримав шведський дослідник Арреніус.

Вчені, які дотримуються цієї концепції, вважають, що у Всесвіті життя просто існувало і існуватиме завжди. З планети на планету вона переноситься за допомогою комет і метеоритів, які грають роль своєрідного «насіння». Недолік такої теорії в тому, що сам Всесвіт, як припускають, утворився приблизно 15-25 мільярдів років тому. На «Вічність» це аж ніяк не схоже. Враховуючи ж те, що потенційно придатних для утворення життя планет у багато разів менше звичайних кам'янистих планетоїдів, цілком закономірним можна вважати виникнення питання: «Коли і де утворилося життя і як воно з такою швидкістю поширилося по Всесвіту, враховуючи нереальні відстані?»

Слід пам'ятати, що вік нашої планети – не більше 5 мільярдів років. Комети та астероїди летять набагато повільніше за швидкість світла, так що їм могло б просто не вистачити часу для занесення «насіння» життя на Землю. Прибічники панспермії припускають, що насіння (спори мікроорганізмів, наприклад) переносяться «на світлових променях» з відповідною швидкістю… Ось лише десятиліття роботи космічних апаратів дозволили довести, що у космосі досить мало вільних частинок. Занадто мала ймовірність такого способу поширення живих організмів.

Деякі дослідники сьогодні припускають, що на будь-якій планеті, яка підходить для життя, зрештою можуть утворитися білкові тіла, але механізм цього процесу нам невідомий. Інші вчені кажуть, що у Всесвіті, можливо, існують якісь «колиски», планети, на яких може утворюватися життя. Звучить, звісно, як якась наукова фантастика… А втім, як знати. Останніми роками у нас і за кордоном поступово почала оформлятися теорія, положення якої свідчать про закодовану в атомах речовин інформацію…

Нібито ці дані і дають той самий поштовх, який призводить до перетворення найпростіших коацерватів на археклетки. Якщо міркувати логічно, це - та сама теорія мимовільного зародження життя Землі! Взагалі, концепцію панспермії складно вважати завершеною науковою тезою. Її прихильники тільки можуть сказати, що на Землю життя було занесено з інших планет. Але як вона утворилася там? На це немає відповіді.

"Подарунок" з Марса?

Сьогодні достеменно відомо, що на Червоній планеті справді була вода і були всі умови, що сприяли розвитку білкового життя. Дані, які це підтверджують, були отримані завдяки роботі на поверхні відразу двох апаратів, що спускаються: Spirit і Curiosity. Але досі вчені з жаром сперечаються: а чи було там життя? Справа в тому, що інформація, отримана з тих самих марсоходів, говорить про короткочасне (в геологічному аспекті) існування води на цій планеті. Наскільки високою є ймовірність того, що там у принципі встигли розвинутися повноцінні білкові організми? Знову ж таки, відповіді на це питання немає. Знов-таки, навіть якщо життя потрапило на нашу планету з Марса, це ніяк не пояснює процес її розвитку там (що ми вже писали).

Отже, ми розглянули основні концепції зародження життя Землі. Які з них є абсолютно вірними, невідомо. Проблема ще й у тому, що поки що немає жодного експериментально підтвердженого тесту, який міг би підтвердити чи спростувати хоча б концепцію Опаріна, не кажучи вже про інші тези. Так, ми можемо без особливих проблем синтезувати білок, але білкове життя не можемо отримати. Тож роботи вченим припасено ще довгі десятиліття вперед.

Є й інша проблема. Справа в тому, що ми посилено шукаємо життя, засноване на вуглеці, і намагаємося зрозуміти, як саме воно виникло. А що, якщо поняття життя значно ширше? Що, якщо вона заснована може бути на кремнії? У принципі, така думка не суперечить положенням хімії та біології. Так що на шляху пошуку відповідей нас зустрічають нові і нові питання. В даний час вчені висунули кілька основоположних тез, керуючись якими, люди шукають потенційно населені планети. Ось вони:

Планета повинна звертатися в так званій «зоні комфорту» навколо зірки: на її поверхні не повинно бути занадто спекотно, ні занадто холодно. У принципі хоча б одна-дві планети в кожній зірковій системі цій вимогі відповідають (Земля і Марс, зокрема).
Маса такого тіла має бути середньою (в межах півтора розміру Землі). Занадто великі планети або мають нереально високу силу тяжкості, або є газовими гігантами.
Більш-менш високоорганізоване життя може існувати лише поблизу досить старих зірок (не менше трьох-чотирьох мільярдів років).
Зірка має серйозно змінювати своїх параметрів. Шукати життя біля білих карликів або червоних гігантів марно: якщо воно там і було, то вже давно загинуло через вкрай несприятливі умови середовища.
Бажано, щоб зоряна система була одинарною. В принципі, сучасні дослідники заперечують цю тезу. Цілком можливо, що подвійна система з двома зірками, розташованими в протилежних кінцях, може містити навіть більше потенційно заселених планет. Більше того, сьогодні все більше говорять про те, що десь на околицях Сонячної системи є газово-пилова хмара, предтеча так і не народженого другого Сонця.

Підсумкові висновки

Отже, що можна сказати на закінчення? По-перше, нам негайно не вистачає даних про точні умови середовища на щойно виниклі Землі. Щоб отримати ці відомості, в ідеалі слід поспостерігати за розвитком планети, яка аналогічна нашій за іншими показниками. Крім того, дослідники досі не можуть сказати, які саме фактори стимулюють перехід археапель коацерватів у повноцінні клітини. Можливо, подальші поглиблені дослідження геному живих істот дадуть якісь відповіді.

Життя на Землі почалося три мільярди років тому. З того часу еволюція перетворила елементарні одноклітинні організми на різноманітність форм, кольорів, розмірів та функцій, яку ми спостерігаємо сьогодні. Але яким саме чином виникло життя в первинному бульйоні - воді, що міститься в неглибоких джерелах і насиченої амінокислотами та нуклеотидами?

Існує маса теоретичних відповідей на питання, що саме спричинило виникнення життя, від удару блискавки до космічного тіла. Ось лише деякі з них.

Іскра електрики

Тієї самої метафоричної іскрою життя могла стати цілком буквальна іскра або безліч іскор, джерелом яких була блискавка. Електричні іскри, що потрапляють у воду, могли стати причиною утворення амінокислот та глюкози, перетворюючи їх із багатої метаном, водою, воднем та аміаком атмосфери. Ця теорія навіть була підтверджена експериментально в 1953, доводячи, що блискавка цілком могла виявитися причиною формування основних елементів, необхідних для виникнення перших форм життя.

Після проведення експерименту вченим вдалося довести, що рання атмосфера нашої планети не могла містити достатньо водню, проте вулканічні хмари, що покривають поверхню Землі, могли включати всі необхідні елементи і, відповідно, достатньо електронів, щоб викликати блискавку.

Підводні гідротермальні джерела

Порівняно сильні глибоководні жерла могли стати необхідним джерелом водню для формування перших живих організмів на кам'янистих поверхнях. Навіть сьогодні навколо гідротермальних джерел, навіть на великій глибині, розвиваються найрізноманітніші екосистеми.

Глина

Перші органічні молекули могли зустрітись на глиняній поверхні. У глині завжди міститься достатня кількість органічних компонентів, крім того, вона могла б стати свого роду організатором цих компонентів у складніші та ефективніші структури, схожі на ДНК.

Фактично ДНК є своєрідною картою для амінокислот, що вказує, як саме вони мають бути організовані у клітинах складних жирів. Група біологів з Університету Глазго в Шотландії стверджує, що глина могла б стати такою картою для найпростіших полімерів та жирів, доки вони не навчилися «самоорганізації».

Панспермія

Ця теорія змушує замислитись над можливістю космічного походження життя. Тобто, згідно з її постулатами, життя виникло не на Землі, а лише було принесене сюди за допомогою метеорита, наприклад, з Марса. На землі було знайдено достатньо уламків, які, ймовірно, потрапили до нас з червоної планети. Ще одним способом «космічного таксі» для невідомих форм життя є комети, які здатні мандрувати між зірковими системами.

Навіть якщо це правда, панспермія все одно не здатна відповісти на питання, як саме зародилося життя там, звідки його принесло на планету Земля.

Під крижаним покривом

Цілком можливо, що океани та материки три мільярди років тому були вкриті товстим шаром льоду, адже Сонце світило не так яскраво, як сьогодні. Лід міг стати захисним шаром для тендітних органічних молекул, не дозволяючи ультрафіолетовим променям і космічним тілам, що стикаються з поверхнею, завдавати шкоди першим і слабким формам життя. Крім того, нижча температура могла стати причиною еволюції перших молекул у більш міцні та тривалі.

Світ РНК

Теорія світу РНК заснована на філософському питанні яйця та курки. Справа в тому, що для утворення (подвоєння) ДНК потрібні білки, а білки не можуть самовідтворюватися без тієї карти, закладеної в ДНК. То яким чином виникло життя, якщо одне не може з'явитися без іншого, але обидва чудово існують у теперішньому? Відповіддю може стати РНК - рибонуклеїнова кислота, яка здатна зберігати інформацію, як ДНК, і служити як білкові ензими. На основі РНК утворилася більш досконала ДНК, потім ефективніші білки повністю замінили собою РНК.

Сьогодні РНК існує та виконує кілька функцій у складних організмах, наприклад, відповідає за роботу деяких генів. Ця теорія цілком логічна, проте вона не відповідає на питання, що послужило каталізатором для утворення самої рибонуклеїнової кислоти. Припущення, що вона могла з'явитися сама собою, відкидає більшість вчених. Теоретичним поясненням є формування найпростіших кислот ПНК та ТНК, які потім розвинулися у РНК.

Найпростіший початок

Ця теорія називається голобіозом і походить з ідеї про те, що життя почалося не зі складних молекул РНК і первинного генетичного коду, а з найпростіших частинок, що взаємодіють між собою заради обміну речовин. Можливо, ці частки згодом розвинули захисну оболонку, на зразок мембрани, а потім і еволюціонували в один комплексний організм. Цю модель називають "ферментною моделлю обміну речовин", тоді як теорію світу РНК називають "моделлю первинного генетичного коду".

Походження життя на Землі - одне з найважчих і водночас актуальне та цікаве питання в сучасному природознавстві.

Земля сформувалася, ймовірно, 4,5-5 млрд. років тому з гігантської хмари космічного пилу. частинки якої спресувалися в розпечену кулю. З нього в атмосферу виділялася водяна пара, а з атмосфери на Землю, що повільно остигала, протягом мільйонів років у вигляді дощів випадала вода. У поглибленнях земної поверхні утворився доісторичний океан. У ньому приблизно 3,8 млрд. років тому зародилося первісне життя.

Виникнення життя Землі

Як сталась сама планета і як на ній з'явилися моря? Із цього приводу існує одна широко визнана теорія. Відповідно до неї Земля утворилася з хмар космічного пилу, що містить усі відомі в природі хімічні елементи, які спресувалися в кулю. Гаряча водяна пара виривалася з поверхні цієї розпеченої до червоної кулі, огортаючи її суцільним хмарним покривом, Водяна пара в хмарах повільно охолоджувалась і перетворювалася на воду, яка випадала у вигляді рясних безперервних дощів на ще розпечену, палаючу Землю. На її поверхні вона знову перетворювалася на водяну пару і поверталася в атмосферу. За мільйони років Земля поступово втратила так багато тепла, що її рідка поверхня, остигаючи, почала твердіти. Так утворилася земна кора.

Минули мільйони років, і температура Землі ще більше знизилася. Зливові води перестали випаровуватись і стали стікати у величезні калюжі. Так почалася дія води на земну поверхню. А потім через пониження температури стався справжній потоп. Вода, яка до цього випаровувалась в атмосферу і перетворилася на її складову частину, безперервно падає на Землю, З громом і блискавками обрушувалися з хмар потужні зливи.

Поступово в найглибших западинах земної поверхні накопичувалася вода, яка вже не встигала зовсім випаруватися. Її було так багато, що поступово на планеті утворився доісторичний океан. Блискавки розтинали небо. Але ніхто цього не бачив. На землі ще не було життя. Безперервна злива почала розмивати гори. Вода стікала з них галасливими струмками та бурхливими річками. За мільйони років водні потоки глибоко роз'їли земну поверхню і подекуди з'явилися долини. В атмосфері зменшувався вміст води, а на поверхні планети її накопичувалося все більше.

Суцільний хмарний покрив ставав тоншим, поки одного прекрасного дня Землі не торкнувся перший промінь сонця. Безперервний дощ скінчився. Більшість суші покрив доісторичний Океан. З її верхніх шарів вода вимивала величезну кількість розчинних мінералів та солей, які потрапляли у море. Вода з нього безперервно випаровувалась, утворюючи хмари, а солі осідали, і з часом відбувалося поступове засолення морської води. Очевидно, за якихось існували у давнину умовах утворилися речовини, у тому числі виникли особливі кристалічні форми. Вони росли, як і всі кристали, і давали початок новим кристалам, які приєднували до себе нові речовини.

Сонячне світло і, можливо, дуже сильні електричні розряди служили у процесі джерелом енергії. Можливо, з таких елементів зародилися перші жителі Землі – прокаріоти, організми без оформленого ядра, схожі на сучасні бактерії. Вони були анаеробами, тобто не використовували для дихання вільний кисень, якого тоді ще не було в атмосфері. Джерелом їжі для них служили органічні сполуки, що виникли на ще неживої Землі внаслідок впливу ультрафіолетового випромінювання Сонця, грозових розрядів та тепла, що утворюється під час виверження вулканів.

Життя існувало тоді в тонкій бактеріальній плівці на дні водойм та у вологих місцях. Цю епоху розвитку життя називають архейською. З бактерій, а можливо, і зовсім незалежним шляхом, виникли і крихітні одноклітинні організми – найдавніші найпростіші тварини.

Яка виглядала первісна Земля?

Перенесемося на 4 млрд. років тому. Атмосфера не містить вільного кисню, він перебуває лише у складі оксидів. Майже ніяких звуків, крім свисту вітру, шипіння води, що вивергається з лавою, і ударів метеоритів об поверхню Землі. Ні рослин, ні тварин, ні бактерій. Може, так виглядала Земля, коли на ній з'явилося життя? Хоча ця проблема здавна хвилює багатьох дослідників, їх думки щодо цього сильно різняться. Про умови на Землі на той час могли б свідчити гірські породи, але вони давно зруйнувалися внаслідок геологічних процесів та переміщень земної кори.

Теорії походження життя Землі

У цій статті ми коротко розповімо про кілька гіпотез виникнення життя, що відображають сучасні наукові уявлення. Як вважає відомий фахівець у галузі проблеми виникнення життя Стенлі Міллер, про виникнення життя та початок його еволюції можна говорити з того моменту, як органічні молекули самоорганізовувалися у структури, які змогли відтворювати самих себе. Але це породжує інші питання: як з'явилися ці молекули; чому вони могли самовідтворюватись і збиратися в ті структури, які дали початок живим організмам; які потрібні для цього умови?

Є кілька теорій про походження життя Землі. Наприклад, одна з давніх гіпотез свідчить, що вона занесена на Землю з космосу, але незаперечних доказів цього немає. Крім того, те життя, яке ми знаємо, напрочуд пристосоване для існування саме в земних умовах, тому якщо воно і виникло поза Землею, то на планеті земного типу. Більшість сучасних учених вважають, що життя зародилося на Землі, в її морях.

Теорія біогенезу

У розвитку вчень про походження життя значне місце посідає теорія біогенезу - походження живого лише живого. Але багато хто вважає її неспроможною, оскільки вона принципово протиставляє живе неживому і стверджує відкинуту наукою ідею вічності життя. Абіогенез – ідея про походження живого з неживого – вихідна гіпотеза сучасної теорії походження життя. У 1924 р. відомий біохімік А. І. Опарін висловив припущення, що при потужних електричних розрядах у земній атмосфері, яка 4-4,5 млрд років тому складалася з аміаку, метану, вуглекислого газу та пари води, могли виникнути найпростіші органічні сполуки, необхідні виникнення життя. Пророцтво академіка Опаріна виправдалося. У 1955 р. американський дослідник С. Міллер, пропускаючи електричні заряди через суміш газів і пар, отримав найпростіші жирні кислоти, сечовину, оцтову та мурашину кислоти та кілька амінокислот. Таким чином, у середині XX століття був експериментально здійснений абіогенний синтез білковоподібних та інших органічних речовин в умовах, що відтворюють умови первісної Землі.

Теорія панспермії

Теорія панспермії – це можливості перенесення органічних сполук, суперечка мікроорганізмів з одного космічного тіла на інше. Але вона зовсім не дає відповіді на питання, як зародилося життя у Всесвіті? Виникає необхідність обґрунтування виникнення життя в тій точці Всесвіту, вік якого, згідно з теорією Великого вибуху, обмежений 12-14 мільярдами років. На той час був навіть елементарних частинок. А якщо немає ядер та електронів, немає і хімічних речовин. Потім протягом кількох хвилин з'явилися протони, нейтрони, електрони, і матерія вступила на шлях еволюції.

Для обґрунтування цієї теорії використовуються багаторазові появи НЛО, наскельні зображення предметів, схожих на ракети та «космонавтів», а також повідомлення нібито про зустрічі з інопланетянами. При вивченні матеріалів метеоритів і комет у них було виявлено багато «попередників живого» - такі речовини, як ціаногени, синильна кислота та органічні сполуки, які, можливо, зіграли роль «насіння», що падало на голу Землю.

Прихильниками цієї гіпотези були лауреати Нобелівської премії Ф.Крік, Л.Оргел. Ф.Крік ґрунтувався на двох непрямих доказах: універсальності генетичного коду: потреби для нормального метаболізму всіх живих істот молібдену, який зустрічається зараз на планеті вкрай рідко.

Зародження життя на Землі неможливе без метеоритів та комет

Дослідник з Техаського технологічного університету, після аналізу величезного обсягу зібраної інформації, висунув теорію про те, як на Землі змогла утворитися життя. Вчений упевнений, що поява ранніх форм найпростішого життя на нашій планеті була б неможливою без участі комет і метеоритів, що впали на неї. Про свою роботу дослідник поділився на 125 щорічній зустрічі геологічного суспільства Америки, що проходила 31 жовтня в місті Денвер, Колорадо.

Автор роботи, професор геонауки в Техаському технологічному університеті (ТТУ) та куратор музею палеонтології при університеті, Санкар Чаттерджі розповів, що такого висновку він дійшов після аналізу інформації про ранню геологічну історію нашої планети та зіставлення цих даних з різними теоріями хімічної еволюції.

Експерт вважає, що такий підхід дозволяє пояснити один із найприхованіших і не до кінця вивчених періодів в історії нашої планети. На думку багатьох геологів, основна маса космічних «бомбардувань», у яких брали участь комети та метеорити, припадала на час близько 4 мільярдів років тому. Чаттерджі вважає, що раннє життя на Землі утворилося в кратерах, залишених при падінні метеоритів і комет. І найімовірніше це сталося в період «Пізнього важкого бомбардування» (3,8-4,1 мільярда років тому), коли зіткнення дрібних космічних об'єктів із нашою планетою різко зросло. На той час припадало одразу кілька тисяч випадків падіння комет. Що цікаво, цю теорію опосередковано підтримує Модель Ніцци. Згідно з цією реальною кількістю комет і метеоритів, які повинні були впасти на Землю в той час, відповідає реальному числу кратерів на Місяці, що з'явилася в свою чергу свого роду щитом для нашої планети і не дозволила нескінченному бомбардування її знищити.

Деякі вчені припускають, що результатом цього бомбардування є заселення життям океанів Землі. При цьому кілька досліджень на цю тему вказують на те, що наша планета має більше запасів води, ніж мала. А надлишок цей списують на комети, які прилетіли до нас з Хмари Оорта, яка, ймовірно, в одному світловому році від нас.

Чаттерджі вказує, що кратери, що утворилися в результаті цих зіткнень, заповнилися водою, що розтанула, з самих комет, а також необхідними хімічними будівельними блоками, необхідними для утворення найпростіших організмів. При цьому вчений вважає, що місця, де навіть після такого бомбардування не з'явилося життя, просто виявилися непридатними для цього.

Коли близько 4,5 мільярда років тому утворилася Земля, вона була повністю непридатна для появи на ній живих організмів. Це був справжній киплячий котел з вулканів, отруйного гарячого газу і метеоритів, які постійно падають на неї», - пише онлайн-журнал AstroBiology, посилаючись на вченого.

«А через один мільярд років вона стала тихою і спокійною планетою, багатою на величезні запаси води, населеної різними представниками мікробного життя - предками всіх живих істот».

Життя на Землі могло виникнути завдяки глині

Група вчених під керівництвом Дан Ло (Dan Luo) з Корнеллського університету виступила з гіпотезою, що концентратором для найдавніших біомолекул могла служити звичайна глина.

Спочатку дослідники займалися проблемою походження життя – вони шукали спосіб підвищити ефективність безклітинних систем синтезу білка. Замість того щоб дозволити ДНК і білкам, що її обслуговують, вільно плавати в реакційній суміші, вчені спробували загнати їх в частинки гідрогелю. Цей гідрогель, наче губка, вбирав реакційну суміш, сорбував потрібні молекули, і в результаті всі потрібні компоненти були замкнені в невеликому обсязі - подібно до того, як це відбувається в клітці.

Потім автори дослідження спробували використовувати як недорогий замінник гідрогеля глину. Частинки глини виявилися схожими на частинки гідрогелю, стаючи своєрідними мікрореакторами для взаємодіючих біомолекул.

Отримавши такі результати, вчені було неможливо згадати проблему походження життя. Частинки глини з їхньою здатністю сорбувати біомолекули могли б насправді послужити найпершими біореакторами для перших біомолекул, поки ті ще не обзавелися мембранами. На користь такої гіпотези говорить ще й те, що вимивання силікатів та інших мінералів зі скель з утворенням глини почалося, за геологічними прикидками, якраз перед тим, коли, на думку біологів, найдавніші біомолекули почали об'єднуватись у протоклетки.

У воді, точніше у розчині, мало що могло статися, тому що процеси у розчині йдуть абсолютно хаотично, а всі сполуки дуже нестійкі. Глина сучасною наукою - точніше, поверхню частинок глинистих мінералів - сприймається як матриця, де могли утворюватися первинні полімери. Але це теж лише одна з багатьох гіпотез, кожна з яких має свої сильні та слабкі сторони. Але щоб змоделювати зародження життя у повному масштабі, потрібно справді бути Богом. Хоча на Заході сьогодні вже з'являються статті із назвами «Конструювання клітини» або «Моделювання клітини». Наприклад, один із останніх нобелівських лауреатів Джеймс Шостак зараз активно робить спроби створення ефективних клітинних моделей, які розмножуються самі по собі, відтворюючи собі подібних.

Існує гіпотеза про можливе занесення бактерій, мікробів та інших дрібних організмів за допомогою занесення небесними тілами. Організми розвивалися й у результаті тривалих перетворень, поступово з'являлося життя Землі. У гіпотезі розглядаються організми, здатні функціонувати навіть у безкисневому середовищі та в аномально високих чи низьких температурах.

Це пов'язано з перебуванням бактерій-переселенців на астероїдах і метеоритах, які є уламками від зіткнень планет або інших тіл. Через наявність зносостійкої зовнішньої оболонки, а також завдяки здатності уповільнювати всі процеси життєдіяльності (іноді перетворюючись на суперечку), такого роду життя здатне пересуватися дуже тривалий час і на дуже далекі відстані.

При попаданні ж у більш гостинні умови, міжгалактичні мандрівники активують основні життєзабезпечуючі функції. І самі того не розуміючи, утворюють з часом, життя Землі.

Факт існування синтетичних та органічних речовин у наші дні незаперечний. Більш того, ще в далекому дев'ятнадцятому столітті, німецький вчений Фрідріх Велер синтезував органічну речовину (сечовину) з неорганічного (ціанат амонію). Потім було синтезовано вуглеводні. Отже, життя планети Земля цілком імовірно зародилася шляхом синтезу з неорганічного матеріалу. Через абіогенез висуваються теорії походження життя.

Оскільки основну роль будові будь-якого органічного організму становлять амінокислоти. Логічно було б припустити про їхню причетність до заселення Землі життя. На даних, отриманих від експерименту Стенлі Міллера та Гарольда Юрі (утворення амінокислот, перепусткою електричного заряду через гази), можна говорити про можливість утворення амінокислот. Адже амінокислоти – це цегла, за допомогою якої будуються складні системи організму та будь-якого життя відповідно.

Космогонічна гіпотеза

Напевно найпопулярніше з усіх трактування, яке знає кожен школяр. Теорія великого вибуху була і залишається актуальною темою для гарячих обговорень. Великий вибух стався від сингулярної точки скупчення енергії, внаслідок звільнення якої значно розширився Всесвіт. Утворилися космічні тіла. Незважаючи на всю спроможність, Теорія великого вибуху не пояснює утворення самого Всесвіту. Як і не може пояснити жодна існуюча гіпотеза.

Симбіоз органел ядерних організмів

Цю версію зародження життя Землі, ще називають эндосимбиозом. Чіткі положення системи були складені російським ботаніком та зоологом К. С. Мережковським. Суть даної концепції полягає у взаємовигідному співіснуванні органели з клітиною. Що у свою чергу дозволяє припустити про ендосимбіоз, як про вигідний для обох сторін симбіоз з утворенням клітин еукаріотів (клітини в яких присутні ядро). Потім за допомогою передачі генетичної інформації між бактеріями, здійснювалося їх розвиток та збільшення популяції. Відповідно до цієї версії, весь розвиток життя і життєвих форм, зобов'язане попередньому предку сучасних видів.

Самозародження

Такого виду твердження в дев'ятнадцятому столітті не могло не сприйматися без частки скепсису. Раптова поява видів, а саме утворення життя з неживого, здавалося фантастикою для тогочасних людей. При цьому гетерогенез (Спосіб розмноження, в результаті якого народжуються особини, які сильно відрізняються від батьківських) визнавався обґрунтованим поясненням життя. Простим прикладом буде утворення складної життєздатної системи з речовин, що розкладаються.

Приміром у тому ж Єгипті, єгипетські ієрогліфи повідомляють про появу різноманітного життя з води, піску, залишків рослин, що розкладаються і гниють. Ця новина нітрохи не здивувала б давньогрецьких філософів. Там переконання про зародження життя з неживого сприймалося як факт, що не потребує обґрунтування. Великий грецький філософ Аристотель, так говорив про зриму істину: ” попелиця утворюється з протухлих продуктів харчування, Крокодил – результат процесів у гниючих колод, що під водою”. Загадково, але незважаючи на всілякі переслідування з боку церкви, переконання під лоном таємниці, прожило ціле століття.

Суперечки про життя Землі що неспроможні тривати вічно. Саме тому, наприкінці ХІХ століття, французький мікробіолог і хімік Луї Пастер проводив свої аналізи. Його дослідження мали суворо науковий характер. Експеримент проводився у 1860–1862. Завдяки виведенню суперечки із сонного стану, Пастер зміг вирішити питання про самозародження життя. (За що йому присудила премію Французька академія наук)

Створення сущого із звичайної глини

Звучить як безумство, але насправді ця тема має право життя. Адже не дарма Шотландський учений-досліджував А.ДЖ.Кернс-Сміт, висунув білкову теорію про життя. Міцно складаючи основу з схожих досліджень, він говорив про взаємодію на молекулярному рівні між органічними складовими та простою глиною… Виявляючись під її впливом, компоненти утворювали стійкі системи, у яких відбувалися зміни у структурі обох складових, а потім і утворенням заможного життя. Ось таким унікальним та оригінальним чином пояснював свою позицію Кернс-Сміт. Кристали глини, з які у ній біологічними включеннями, зароджували життя разом, після чого їх “співробітництво” закінчувалося.

Теорія постійних катастроф

Згідно з концепцією, розробленою Жоржем Кюв'є, світ, який прямо зараз можна бачити, зовсім не є первинним. А чим він є, так це всього лише черговою ланкою ланцюжка, що послідовно розривається. Це означає, що ми живемо у світі, який згодом зазнає масового вимирання життя. При цьому не все на Землі зазнавало глобального знищення (наприклад, наступав потоп). Деякі види, у перебіг своєї пристосованості виживали, цим заселяючи Землю. Будова видів та життя, за словами Жоржа Кюв'є, залишалася незмінною.

Матерія як об'єктивна реалія

Головна тема вчення - різні сфери та області, що наближають до розуміння еволюції, з точки зору точних наук. (матеріалізм - світогляд у філософії, що розкриває всі причинно-наслідкові обставини, явища та фактори реальності. Закони застосовні до людини, суспільства, Землі). Теорія висунута відомими прихильниками матеріалізму, які вважають, що Землі зародилася від перетворень лише на рівні хімії. При тому, що відбувалися майже 4 мільярди років тому. Пояснення життя має прямий зв'язок із ДНК, (дезоксирибонуклеїнова кислота) РНК (рибонуклеїнова кислота), а також до деяких ВМС (високомолекулярних сполук, в даному випадку – білків).

Концепція утворилася за допомогою наукових досліджень, що розкривають суть молекулярної та генетичної біології, генетики. Джерела авторитетні, особливо з огляду на їх молодість. Адже дослідження гіпотези про світ РНК почали проводитися наприкінці двадцятого століття. Величезний внесок у теорію зробив Карл Річард Вёзе.

Вчення Чарльза Дарвіна

Говорячи про походження видів, неможливо не згадати такої воістину геніальної людини, як Чарльз Дарвін. Робота його життя – природний відбір, що поклала початок масовим атеїстичним рухам. З іншого боку, дала небувалий поштовх науці, невичерпний ґрунт для досліджень та експериментів. Суть вчення полягала у виживанні видів протягом усієї історії, шляхом пристосування організмів до місцевих умов, утворення нових ознак, що допомагають в умовах конкуренції.

Під еволюцією мають на увазі деякі процеси, спрямовані на зміну життя організму і самого організму з часом. Під спадковими ж рисами, мають на увазі передачу поведінкової, генетичної, або іншого роду інформації (передачею від материнського до дочірнього.)

Основними силами руху еволюції, за Дарвіном є боротьба право на існування, шляхом відбору та мінливості видів. Під впливом Дарвінівських ідей, на початку ХХ століття, активно проводилися дослідження щодо екології, і навіть генетики. Докорінно змінювалося викладання зоології.

Творіння Бога

Багато людей з усієї земної кулі досі сповідують віру в Бога. Креаціонізм є тлумаченням освіти життя Землі. Тлумачення складається із системи тверджень, заснованих на біблії, і розглядає життя, як створене богом-творцем істота. Дані беруться зі Старого Завіту, Євангелія та інших священних писань.

Інтерпретації створення життя різних релігіях у чомусь схожі. Орієнтуючись по біблії, Земля було створено сім днів. Небо, що світило небесне, вода тощо, створювалося п'ять днів. На шостий Бог створив Адама з глини. Побачивши самотню, самотню людину, Бог вирішив створити ще одне диво. Взявши ребро Адама, він створив Єву. Сьомий день визнавався вихідним.

Жили Адам з Євою без бід, доки зловтішний диявол в образі змії не вирішив спокусити Єву. Адже посеред раю стояло дерево пізнання добра і зла. Перша мати запропонувала Адаму розділити трапезу, порушивши слово, дане Богу (він заборонив чіпати заборонені плоди.)

Перші люди виганяються в наш світ, тим самим розпочинаючи історію всього людства та життя на Землі.

Живе на землі – звідки ми? У версіях браку немає - від суто наукових до найфантастичніших. Людство шукає відповіді це питання вже тисячоліття. Відповісти на нього спробував відомий російський біофізик Всеволод Твердіслов під час лекції, що відбулася в освітньому центрі "Сіріус". Він пояснив, чому на Землі існує лише один живий організм, що спільного між слизовиком та залізницями в Токіо і як потрібно шукати інопланетян. "Лента.ру" наводить основні тези його виступу.

Три питання

У науці для освіченого людства існує лише три питання: як з'явився Всесвіт, як у ньому зародилося життя і як живе навчилося думати. Щоб розібратися в таких глобальних темах, мислити треба масштабно, не в рамках якоїсь конкретної науки.

Дуже багато процесів можна пояснити за допомогою такого поняття, як самоорганізація активних середовищ. Активне середовище енергетично та інформаційно поєднує різнорідні процеси у просторі та часі. Такі різні, здавалося б, явища, як поширення вогню в степовій пожежі, поширення чуток та інфекцій, валют чи мов пояснюються однаково, якщо розглядати їх із позицій біофізики.

Біофізика - розділ біології, що вивчає фізичні аспекти існування живої природи на всіх її рівнях, від молекул і клітин до біосфери в цілому, а також наука про фізичні процеси, що протікають у біологічних системах різного рівня організації та вплив на біологічні об'єкти різних фізичних факторів. Біофізика покликана виявляти зв'язки між фізичними механізмами, що лежать в основі організації живих об'єктів, та біологічними особливостями їхньої життєдіяльності.

Іншими словами, механізми самоорганізації у фізико-хімічних, біологічних, екологічних та соціальних системах можна розглядати із загальних позицій. Маючи уявлення про самоорганізацію активних середовищ, можна створити моделі, які описують такі несхожі на перший погляд процеси, як робота лазера, згортання крові, хімічні реакції, биття серця або поява річних кілець у дерева.

Ще Аристотель стверджував: «Правильно у філософії розглядати подібність навіть у речах, що далеко віддаляються один від одного». Сучасна наука виходить з того, що це твердження вірне не тільки для філософії.

Місцеві ми

Скільки на землі організмів? Один: біосфера. Це єдиний самодостатній організм, під ногами у нього таблиця Менделєєва, зверху ашню падає, тобто кванти світла. Та й умови Землі, звичайно, треба брати до уваги.

Активне середовище самоорганізується за однаковими принципами, незалежно від його розміру. Як приклад можна розглянути те, як корою дуба розповзається слизовик. Найпростіший організм, клітина розміром півміліметра, шматочок слизу, який може настільки розроститися, що покриє метри дерева.

Вчені провели експеримент, взявши за основу географічну карту Токіо та околиць. Навколо слизовика, який ніби знаходиться на місці японської столиці, вони розклали їжу в тих місцях, де розташовані сусідні з Токіо міста та селища. Слизовик почав рух у бік їжі, прокладаючи до неї канали – «стежки». Коли дослідники порівняли схему руху піддослідного організму та реальну карту японських транспортних артерій, вони збіглися. Усі активні середовища самоорганізуються, підкоряючись одним і тим самим законам.

Самоорганізація - основа всього живого землі. При цьому важливо враховувати, що ця самоорганізація визначається насамперед фізичними законами - навіть у біології, хоча люди звикли трактувати біологію через хімічні сполуки. Якщо йдеться про спадковість, то згадують ДНК. Якщо говорять про біологічні робочі інструменти, то мають на увазі білки та ферменти. Якщо чують про оболонку клітини, то на думку спадають ліпідні мембрани.

У результаті навіть астрономи, коли шукають життя у Всесвіті, орієнтуються на вуглецеві сполуки, що нагадують амінокислоти. Якщо зустрічається щось, що нагадує нуклеїнові кислоти, робиться припущення про існування там форм життя. Але зовсім не очевидно, що поза Землею будуть такі ж ДНК, як тут.

Як відбувається природний відбір Землі? Природа віддає перевагу одним кислотам і відкидає інші не тому, що вони їй подобаються або не подобаються. І навіть не самі амінокислоти відбираються – природа вибирає серед різних фізичних форм принципи ефективності: найефективніша перемагає. Отже, і позаземні цивілізації треба шукати не через ДНК, з яких ми, люди, а через фізичні форми споживання енергії.

На цьому засновано концепцію сфери Дайсона, розроблену американським астрофізиком Фріменом Дайсоном. Ідею він, до речі, запозичив із книги «Творець зірок» фантаста Олафа Степлдона. Як він пропонував шукати інопланетний розум? Необхідно створити в космосі тонку сферичну оболонку великого радіусу, який можна порівняти з радіусом планетних орбіт, із зіркою в центрі. Передбачається, що розвинена цивілізація інопланетян може використовувати сферу для повної утилізації енергії зірки або вирішення проблеми життєвого простору. За енергетичними коливаннями інопланетяни і будуть виявлені.

Поки що поза Землею не знайдено жодного навіть найпримітивнішого з'єднання, яке не могло б бути синтезоване на нашій планеті. Все, що виявлено у космосі, виробляється самої Землею зараз. Іншими словами, немає жодних доказів, що життя на Землю було привнесене ззовні. Це спростовує гіпотезу панспермії, яка припускає, що зародок життя (наприклад, суперечки мікроорганізмів) був занесений на нашу планету з космосу, скажімо, метеоритом.

Якщо на метеориті прилетить п'ять амінокислот, то з них ще потрібно зробити клітину. Уявіть, що у вас є скрипка, барабан і фагот, але лише факт наявності цих музичних інструментів ще не означає, що у вас є оркестр. У цьому полягає головна таємниця зародження життя. Цей оркестр нам на Землю ніхто не привозив. Всі сполуки, які виявлені в космосі, виходять і на Землі – за допомогою блискавок та природних природних каталізаторів.

Уникайте рівноваги

Часто можна почути вираз "цей організм знаходиться в рівновазі з навколишнім середовищем". Фізик цю фразу трактує однозначно: «цей організм мертвий». Ми з вами принципово нерівноважні і віддалені від термодинамічної рівноваги, і якщо говорити про наші відносини з навколишнім середовищем, то ми знаходимося в термодинамічному, енергетичному і матеріальному балансі. Це можуть бути стаціонарні стосунки чи нестаціонарні, але аж ніяк не рівноважні. Рівновага у нас може бути тільки на цвинтарі.

Сама суть життя – це взаємодії різниць хімічних та електричних потенціалів, концентрацій тощо. Тільки у разі нерівності та нерівноваги може йти хімічний процес. З точки зору біофізики, енергетичне життя - це парабола. У нижній точці життя завмирає, у якомусь сенсі її там немає. Процеси самоорганізації активного середовища починаються тоді, коли закінчується рівновага і система віддаляється від нього.

Якщо взяти дві системи з однаковим електричним потенціалом - не має значення, наскільки він великий, - то ніякого руху зарядів бути не може. Потрібна асиметрія. Це – головна умова початку процесів. Хімічними процесами рухає фізика. На цьому будуються сучасні системні біологія та біофізика. І зараз один із найперспективніших напрямів - це наука, яка з одного боку включає біофізику, а з іншого - синергетику.

Синергетика, чи теорія складних систем - міждисциплінарний напрямок науки, вивчає загальні закономірності явищ і у складних нерівноважних системах (фізичних, хімічних, біологічних, екологічних, соціальних та інших) з урахуванням властивих їм принципів самоорганізації. Синергетика є міждисциплінарним підходом, оскільки принципи, що керують процесами самоорганізації, видаються одними і тими ж безвідносно природи систем, і для їх опису має бути придатний загальний математичний апарат.

Знаменитий французький фізик, лауреат Нобелівської премії П'єр Кюрі сказав, що природою рухає порушення симетрії, сам рух по суті є спотворенням симетрії, адже симетрія – це статика.

Потрібно враховувати, що природа часто не підкоряється тому, що фізики за традицією називають «законом». Наприклад, закон Гука - твердження, згідно з яким деформація, що виникає в пружному тілі, прямо пропорційна докладеної до нього сили. Але цей закон не застосовується до великих деформацій - неможливо розтягнути пружинку, наприклад, на 10 кілометрів. Отже, не кожен закон фізики є законом природи. Треба розумітися на пропорційних лінійних залежностях. Тут стає очевидним, що віддалені від рівноваги системи можуть проходити гладкі ділянки і потрапляти до так званих точок біфуркації - тобто роздвоєння.

Дуже часто (особливо політики) кажуть, що розвиток має йти шляхом еволюції, а не революції. Але еволюція, у тому числі біологічна, після гладкого розвитку йде саме через біфуркацію, і передбачити, якою вона буде, пройшовши точку роздвоєння, дуже складно. Ступінь точності прогнозу – приблизно як у синоптиків. Імовірність стовідсоткового збігу малоймовірна, оскільки навіть сама природа не знає, як поведеться, пройшовши точку біфуркації.

Гранично спрощуючи, можна сказати, що життя на Землі є системою, що складається з двох сполучених підсистем - біосфери та людської «економіки». Кожна з них є ієрархічно організованим активним середовищем, жодна з них вже не може існувати сама по собі.

Саме в цьому напрямку зараз розвивається наука про живе - у пошуку співвідношення між потоками енергії речовини та інформації та просторово-часової самоорганізації. Наприклад, чому риби часто плавають великими одвірками? Таким чином вони знижують опір води для кожної окремої риби, що рухається. Але раптом з'являється акула, і одвірок розпадається. Це функціонально, але це - зміна симетрії. А якщо подивитися на те, що сталося з точки зору біофізики, це - біфуркація.

На порозі нового прориву

На початку ХХ століття майже всі класичні фундаментальні науки начебто було завершено. Географічні відкриття зроблені, астрономи всі найближчі сузір'я та пристрій Сонячної системи описали, геологи все розвідали, фізика та хімія завершені, рівняння Максвелла написані, електромагнетизм зрозумілий, теоретична механіка засвоєна, таблиця Менделєєва є, люди розуміють, як влаштовані органічні сполуки. Здавалося, все відомо – далі рухатися нікуди.

І раптом прорив: з'являється квантова механіка, з'являється теорія відносності, квантова механіка входить у хімію і надає їй новий потужний імпульс. Вже до середини XX століття у класичних наук утворилося безліч відгалужень: фізика твердого тіла, фізика високомолекулярних сполук, фізика космосу і так далі. Науки розсипалися величезною кількістю прикладних напрямів. Володимир Іванович Вернадський, знаменитий російський і радянський вчений-природодослідник, писав: «Зростання наукового знання XX століття швидко стирає межі між окремими науками. Ми все більше спеціалізуємося не з наук, а з проблем».

Завдяки цьому стався сильний ривок цивілізації, потужний прорив. Але людство, зрадівши сильному старту, дуже бездарно провело другу половину ХХ століття і початок ХХІ. Прикладні напрями наук не дали світу нічого насправді нового, вони постійно оновлюють оболонку вже старих ідей. Наприклад, атомні електростанції стали набагато надійнішими, але сам принцип їхнього функціонування не змінився з 1950-х років. Гаджети стають тоншими, ми говоримо, що вони сучасніші, але принципи їхньої дії залишаються колишніми.

Для нового цивілізаційного прориву настав час зосередитися не на прикладних напрямках науки, а на фундаментальних, щоб дати світові новий прорив, який потім прикладні напрямки ще сто років експлуатуватимуть.

Відбувається нове поєднання наук. Фізика почала з'єднувати два своїх крайніх крила, поєднуючи уявлення про найменше і найбільше, тобто елементарні частинки і Всесвіт. Вчені тісно займаються теорією Великого вибуху. Такі самі процеси йдуть у біології. Дослідники консолідують свої знання про велике (біосферу) і малий (геном).

До речі, у нездатності навчити бачити картину світу загалом полягає одне із слабких місць та сучасної освіти: учні та студенти отримують багато розрізнених відомостей, що існують у свідомості окремо, не перетворюючись на єдине знання. Часто вживане вираз «кліпове мислення» якнайкраще описує цю ситуацію.

Що дасть поєднання наук? Скоро дізнаємось і, можливо, здивуємось. Знаменитий англійський письменник Артур Кларк, один із так званої «великої трійки наукових фантастів», чий вплив не обмежувався рамками літератури, у своїй книзі «Риси майбутнього» (1962 рік) сформулював «закони Кларка», і перший з них говорить: «Якщо заслужений , навчений життєвим досвідом вчений каже, що щось у науці можливо, він майже напевно правий. Якщо ж він каже, що щось неможливо, він майже безперечно помиляється».