Второй закон устанавливает границы; это правила, по которым нам всем приходится играть. Начать с энергии, потраченной на изучение эволюции, – это отличный способ понять жизнь. Что же делают живые организмы со всей этой энергией? Мы используем ее, чтобы создавать химические системы, которые подчиняются второму закону термодинамики. Но второй закон находит отражение во всех областях нашей жизни. Когда вы крутите педали велосипеда, в соединениях цепи и подшипниках педалей и шатунов возникает трение. При трении выделяется немного тепла. Куда девается это тепло? Оно уходит во Вселенную. Правда. Оно рассеивается по всему миру и в конечном счете распространяется в космосе без какой-либо возможности его восстановления. Тенденцией энергии к распространению в природных системах, пожалуй, можно было бы объяснить, каким образом в комнате ребенка возникает такой беспорядок.
Современный мир механизмов работает на тепловой энергии – работа механизмов также ограничена вторым законом термодинамики. Автомобильные двигатели, турбины реактивного самолета, угольные электростанции – все это использует тепло, выделяемое при горении для того, чтобы что-то поехало, закрутилось, задвигалось. Тепло выделяется в результате химической реакции. То же самое верно и для нас, животных. Вместо огня, полученного путем соединения углеродного топлива с кислородом, в нашем животе работают ферменты, которые позволяют химическим веществам, содержащимся в нашей пище, соединиться с кислородом и создать химическую энергию. Неважно, о чем идет речь, о турбовинтовом двигателе или крикете, – мы все должны производить немного больше энергии, чем мы можем использовать. Мы отдаем некоторую долю нашей энергии Вселенной; к этому нас обязывает второй закон термодинамики.
Время от времени люди задаются логичным вопросом: если тепло постоянно рассеивается, не может ли космос остыть до такой степени, что нигде и ничего уже просто не сможет двигаться? Не грозит ли Вселенной тепловая смерть (иногда называемая «Великим замерзанием»)? Даже если подобное случится, то произойдет это в невообразимо далеком будущем. Вселенной 13,8 млрд лет, и для нас, к счастью, все только начинается.
Теперь вернемся к тем креационистам, которые как безумные продолжают настаивать, что поскольку тепло рассеивается, а беспорядок только увеличивается, Земля и все живущие на ней постепенно движутся к упадку. Они абсолютно не правы в том, что второй закон ставит крест на усложнении живых организмов, ибо они путают (или подтасовывают?) условия открытости или замкнутости систем. Тем не менее их заявления только идут эволюционной теории на пользу – ведь, анализируя расход энергии через призму второго закона, можно приблизиться к самому пониманию эволюции. Благодаря этому анализу можно увидеть, каким образом живые организмы используют доступную им энергию. Я надеюсь, вы внимательно читаете мою книгу и сможете узнать еще больше об этой особенной идее в следующей главе, а также в главах 29 и 35. Продолжайте читать.
Эволюция отнюдь не случайна; она – противоположность случайности. Один из самых важных выводов Дарвина заключается в том, что естественный отбор является средством, с помощью которого небольшие изменения постепенно усложняют организм. Вид сохраняет полезные модификации, передавая их каждому новому поколению. Мутации, которые не приносят пользы, либо исчезают вместе с организмом, либо вытесняются другими мутациями, проявляющимися в последующих поколениях потомства. В процессе эволюции положительные изменения накапливаются.
Основная энергия, необходимая для развития этих полезных мутаций, исходит, прежде всего, от Солнца и раскаленного ядра Земли. Разлагающиеся органические вещества, потребляемые живыми существами, обеспечивают их химической энергией для каждой новой полезной мутации. И каждое последующее поколение может сочетать в себе все ранее приобретенные полезные мутации. Механизм усложнения вида заключается в появлении потомства. Каждое поколение, приведшее к появлению любого отдельного организма, использовало энергию Солнца, чтобы обеспечить себя питанием и теплом.
Никоим образом не противореча второму закону термодинамики, эволюция, наоборот, служит его серьезной проверкой. Соглашаясь с тем, что течение жизни отвечает второму закону термодинамики, мы только подтверждаем неслучайный характер эволюции, где выживание живых организмов направлено и обусловлено конкуренцией. Жизнь работает на энергии, эволюция также работает на энергии. Система, которая позволяет использовать энергию, практически сама служит определением жизни. Существует один интригующий момент в отношении термодинамической энергии и жизни; мы вернемся к нему в 35-й главе. Все организмы земной экосистемы расходуют энергию сообща, конкурируют между собой, создают новые виды. Именно общность и взаимодействие делают жизнь такой причудливой, они направляют энергию к бабочке и арабидопсису (первое растение, для которого была расшифрована вся цепочка генома), к медузе и человеку.