Земная цивилизация является порождением человеческого разума и рук. Вопрос состоит в том, имела ли она биологические предпосылки? Не в смысле истории возникновения человека или отряда приматов, а в смысле определенной направленности биологической эволюции. Другими словами, могла ли возникнуть цивилизация на Земле на другой биологической основе, если бы по той или иной причине не произошло появление человека? И есть ли на Земле соперники, которых мы опередили, но которые потенциально способны в процессе дальнейшей эволюции занять место человека?
Мы уже рассмотрели эти вопросы в предыдущей главе и пришли к выводу, что то и другое возникло бы на Земле независимо от того, появился ли бы здесь отряд приматов и класс млекопитающих вообще, так как прогрессивная эволюция животных и возникновение цивилизации на Земле определяется фундаментальными физическими законами. Возникновение человеческой цивилизации, как и сама прогрессивная эволюция, является неизбежным следствием термодинамических закономерностей. Ее возникновение подготовлялось в живой природе задолго до появления человека, и этот процесс продолжается до настоящего времени. Исчезновение человечества (по своей глупости или по иной причине) не остановит процесса возникновения и развития цивилизаций, пока на Земле сохранятся живые организмы: биоэнергетический прогресс неизбежен, но он ограничен вторым тепловым барьером, преодоление которого возможно только в результате разумной деятельности и возникновения цивилизации.
Почему же происходит этот процесс - процесс непрерывного увеличения энергетики организмов, продолжающийся в человеческом обществе?
Биологический смысл биоэнергетической направленности эволюционного прогресса состоит в том, что более высокий уровень энергетики создает значительные преимущества в борьбе за существование, так как при этом
происходит возрастание мощности реакции животных, увеличение величины максимального обмена и скоростей биохимических реакций. Очевидно, что естественный отбор должен поддерживать это направление эволюции животных.
Менее очевиден физический смысл прогрессивной эволюции. Его можно понять, только опираясь на такую науку, как термодинамика. Чтобы это сделать следует снова вернуться к кривой увеличения энергетического обмена, показанной на рис.6, 28, и 54.
Согласно классической термодинамике наиболее вероятным состоянием системы является состояние равновесия. Если система уклоняется от равновесия, то вероятность ее состояния уменьшается, т.е. увеличивается степень упорядоченности. Чем дальше от равновесия находится термодинамическая система, тем более упорядоченной она является в устойчивом состоянии. В термодинамике неравновесных процессов приближение системы к равновесию сопровождается уменьшением удельной скорости продукции энтропии (диссипативной функции системы). Так как для живых организмов диссипативную функцию можно с известными оговорками приравнять интенсивности теплопродукции или дыхания, то увеличение интенсивности потребления кислорода при биоэнергетическом прогрессе (рис.6, 28, 54) означает не приближение, а уклонение живых систем от состояния равновесия.
Согласно Опарину (1957) жизнь на Земле возникла из первичного бульона, находящегося в состоянии, близком к равновесию. Следовательно, первые живые системы были близки к равновесию, и вероятность их состояния была большой, а степень упорядоченности малой. По мере эволюции организмы все дальше удалялись от начального, близкого к равновесию состояния, и степень их упорядоченности возрастала. В этом, по-видимому, состоит физический смысл прогрессивной эволюции организмов: все большее удаление от состояния равновесия, от состояния той первичной среды, в которой возникли живые системы. Как видно из формул (72), (73) вероятность состояния живой системы обратно пропорциональна коэффициенту а из формулы (75). Другими словами, чем больше величина стандартного обмена организма, тем дальше он отстоит от состояния равновесия. Данные, приводимые на рис. 6, 28,
54; показывают, что по мере прогрессивной эволюции животные с все большей скоростью удаляются от состояния равновесия.
Казалось бы, что биоэнергетический прогресс противоречит второму началу термодинамики, согласно которому всякая система, предоставленная самой себе, движется к состоянию равновесия: ее энтропия растет, а диссипативная функция уменьшается. Однако группы животных, двигающихся по пути биоэнергетического прогресса, не являются некой изолированной системой, а входят в состав более крупной системы, называемой биосферой. По своей массе прогрессивные виды животных составляют незначительную часть от всей массы животных и растений Земли. Поэтому, их движение в сторону от равновесия может происходить за счет сопряженных процессов, протекающих в других частях биосферы, так что удельная диссипативная функция всей биосферы в целом уменьшается. А так как биоэнергетический прогресс сопровождается усилением диссипации энергии, этот процесс ускоряет движение биосферы к состоянию равновесия.
Как отмечалось, в термодинамике неравновесных процессов предложен принцип наискорейшего спуска, согласно которому неравновесная система приближается к стационарному или равновесному состоянию наискорейшим путем (Зотин, Зотин, 1995; Zotin, Zotin, 1996). Можно считать, поэтому, что биоэнергетический прогресс является неизбежным следствием принципа наискорейшего спуска. Впечатляет диалектика этого явления: самый быстрый путь достижения состояния равновесия зависит от наличия в системе обратного процесса - уклонения части системы от состояния равновесия.
С позиции этих представлений можно объяснять и необходимость появления цивилизаций. Другими словами, возникновение цивилизации и формирование ноосферы на Земле или другой подходящей планете, где имеются условия для возникновения жизни, является неизбежным следствием принципа наискорейшего спуска термодинамики неравновесных процессов.
В связи с этим мы должны рассмотреть еще более общие явления, чем эволюция организмов или биосферы. Речь пойдет об эволюции Вселенной в целом.