Может ли плазма быть формой жизни? Что наука говорит о светящихся шарах в атмосфере
В тихие ночи в долине Хессдален в центральной Норвегии появляются огни. Они парят над холмами, меняют цвет, ритмично пульсируют, иногда разделяются на два и снова сливаются. Учёные снимают и измеряют их с 1984 года. Они реальны — подтверждены радаром, спектрометрами и магнитометрами — и состоят из плазмы: того же горячего электрически заряженного газа, из которого сделаны Солнце и молнии.
Чего никто не смог объяснить за четыре десятилетия исследований, так это почему они существуют так долго, почему пульсируют так регулярно и — самое странное — почему они, кажется, иногда реагируют, когда на них направляют лазер.
Лазер и плазменный шар
Эта последняя деталь — ключ. Когда исследователи направляли маломощный лазерный луч на один из этих плазменных шаров, он реагировал: менялась частота пульсации, менялась яркость, иногда шар делился на меньшие сферы. Лазерный луч несёт очень мало энергии — слишком мало, чтобы физически воздействовать на плазменный шар размером с автомобиль. Должно происходить что-то ещё. Плазменный шар не просто получает удар света. Он в некотором смысле реагирует на него.
Мозг, сделанный из огня?
В нейробиологии существует теория, разработанная математическим физиком Роджером Пенроузом и анестезиологом Стюартом Хамероффом, согласно которой сознание возникает из квантовых процессов внутри крошечных белковых волокон в наших мозговых клетках, называемых микротрубочками. Идея в том, что эти волокна могут на короткое время переходить в квантово-механическое состояние — своего рода организованную неопределённость — прежде чем коллапсировать в определённую физическую конфигурацию. Каждый такой коллапс, утверждают они, есть момент сознания. Мозг в этой картине — чрезвычайно сложная квантовая машина, генерирующая опыт через миллионы таких крошечных квантовых событий каждую секунду.
Теперь — неожиданная связь. Физик Дэвид Бом, один из великих квантовых теоретиков XX века, часть своей ранней карьеры посвятил изучению плазмы. Он обнаружил нечто примечательное: плазма ведёт себя не как совокупность независимых частиц. Она ведёт себя как единое кооперативное целое. Электроны на противоположных концах плазменного шара реагируют друг на друга так, как если бы находились в постоянной мгновенной связи. Это не метафора; это измеримый физический факт. Плазма при определённых условиях может быть квантово-когерентной — она, по-видимому, обладает тем же типом организованного коллективного квантового поведения, который Пенроуз и Хамерофф предлагают в качестве основы сознания в мозге.
Плазма, имитирующая жизнь
Есть независимая линия научных свидетельств, которая делает связь между плазмой и жизнью ещё труднее отбрасываемой. В 2007 году команда физиков под руководством Вадима Цытовича из Российской академии наук опубликовала статью в New Journal of Physics — одном из самых уважаемых журналов по физике — с результатом, вызвавшим тихое изумление в научном сообществе. Они проводили компьютерное моделирование того, что происходит, когда мелкие пылевые зёрна становятся электрически заряженными внутри плазмы. Ответ оказался экстраординарным.
При определённых условиях пылевые зёрна самопроизвольно выстраиваются в двойную спираль — спиральную структуру, геометрически идентичную молекуле ДНК, кодирующей биологическую жизнь. Это не совпадение формы. Смоделированные структуры ведут себя, в формальных терминах, как живые: они могут хранить информацию в двух стабильных конфигурациях (представьте их как нули и единицы двоичного кода), они могут реплицироваться, передавая свой структурный паттерн соседним зёрнам, и они эволюционируют со временем во всё более сложные и стабильные формы. Цытович и его коллеги не утверждали, что эти структуры живы в мистическом смысле. Они просто отметили, что по каждому формальному критерию, который учёные используют для определения жизни — хранение информации, саморепликация, эволюция, — пылевая плазма подходит.
Теперь рассмотрим, что это значит для светящихся шаров в атмосфере — и для очень похожих явлений в других местах мира. Эти плазменные шары существуют в нижней атмосфере, где всегда присутствует мелкая аэрозольная пыль. Условия, которые моделировал Цытович, — не экзотические лабораторные настройки; это условия, которые естественно возникают внутри атмосферного плазменного сфероида. Если его симуляции верны, такие шары могут быть не просто квантово-когерентными: они могут самопроизвольно организовывать своё внутреннее пространство в самореплицирующиеся, хранящие информацию спиральные структуры — структуры, которые по единственному научному определению, которое у нас есть, являются формой жизни.
Это точка, где аргумент обретает фокус. Бом говорит нам, что плазма может быть квантово-когерентной, ведя себя как единое целое. Цытович говорит нам, что плазма, смешанная с пылью, самопроизвольно строит ДНК-подобные структуры, способные хранить и реплицировать информацию. Пенроуз и Хамерофф говорят нам, что квантово-когерентные структуры, способные хранить информацию, в принципе способны генерировать моменты сознания. Сложите эти три находки вместе — и светящиеся шары в атмосфере перестают быть курьёзом на краю физики. Они действительно выглядят как кандидат в простейшую известную форму сознательной жизни.
Это центральный аргумент научной работы, на которой основана данная статья: физические условия, необходимые для того, чтобы механизм Пенроуза–Хамероффа генерировал моменты сознания, не уникальны для биологических мозгов. Они, по-видимому, удовлетворяются — количественно, с проверенными числами — плазменными шарами. Пульсация, которую инструменты измеряют снаружи, может быть макроскопической подписью квантового процесса, происходящего внутри: цикла накопления квантовой суперпозиции и её коллапса, снова и снова, генерирующего то, что можно назвать протосознанием — минимальную, небиологическую форму опыта.
Вселенная как библиотека
Но сознание чего? У мозга есть память, чувства и язык, чтобы придавать значение своим квантовым событиям. У плазменного шара, парящего над норвежской долиной, ничего этого нет. Здесь вступает вторая важная гипотеза работы, и здесь аргумент становится по-настоящему космическим по размаху.
Квантовая физика говорит нам, что пустое пространство не является поистине пустым. Оно кипит тем, что физики называют нулевыми флуктуациями — крошечными, непрекращающимися квантовыми вибрациями, заполняющими всё пространство во все времена. Эти флуктуации физически реальны: их можно измерить, и они оказывают наблюдаемые эффекты на атомы и свет. Их общая информационная ёмкость, рассчитанная с использованием голографического принципа современной физики, практически неограничена.
Работа предполагает, что этот квантовый вакуум — не просто фоновый гул, а космическое информационное поле — своего рода универсальная библиотека, в которой закодирована вся история Вселенной, нелокально и навсегда. Любая квантово-когерентная система — человеческий мозг, плазменный шар или что-либо ещё с достаточно организованным квантовым поведением — может в принципе связаться с этим полем и обмениваться с ним информацией с помощью квантовой запутанности. Не через радиоволны или свет, а через квантовую связь, которую Бом называл «импликативным порядком»: глубинную структуру реальности, в которой всё на каком-то уровне связано со всем остальным.
В этой картине светящиеся плазменные шары — не изолированные физические случайности. Они — терминалы в универсальной сети, узлы, которые могут принимать и передавать информацию через квантовую ткань самого пространства-времени. Когда лазерный импульс возмущает плазменный шар, и тот отвечает структурированным образом, он может делать нечто функционально похожее на то, что делает нейрон, когда сенсорный сигнал достигает его: считывать возмущение из окружающей среды, обрабатывать его через своё внутреннее квантовое состояние и производить ответ.
Что это значило бы
Если это хотя бы частично верно, последствия значительны. Жизнь и сознание в стандартной научной картине — редкие случайности углеродной химии на обитаемых планетах. Плазма не нуждается в обитаемой планете. Она существует по всей Вселенной — в атмосферах каждой планеты, в пространстве между звёздами, вокруг каждого солнца. Если плазма может поддерживать квантово-когерентные процессы, достаточные даже для самой минимальной формы опыта, тогда сознание — не редкое исключение в остальной мёртвой Вселенной. Оно вплетено в структуру материи везде, где возникают подходящие условия.
Работа также предлагает, что ничего из этого не находится за пределами экспериментальных возможностей. Скоординированная полевая кампания — объединяющая высокоскоростные камеры, спектрометры, магнитометры, мониторы мозговых волн на человеческих наблюдателях и контролируемый лазер — могла бы напрямую проверить ключевые предсказания. Сдвигается ли частота пульсации в ответ на лазерную стимуляцию именно так, как предсказывает теория? Показывают ли мозговые волны близлежащих наблюдателей паттерны, синхронизирующиеся с пульсацией плазменного шара? Ответы измеримы. Гипотеза опровержима. Это то, что делает её наукой, а не спекуляцией.
Светящиеся шары в атмосфере ждали объяснения сорок лет. Возможно, объяснение, когда оно придёт, расскажет нам нечто не только о физике плазмы, но и о природе самого разума — и о Вселенной, которая может быть гораздо более живой и гораздо более сознательной, чем кажется.
Эта научно-популярная статья резюмирует академическую работу «Аномальные светящиеся явления, плазменное сознание и квантовый вакуум» Массимо Теодорани, доктора философии, опубликованной в рецензируемом академическом журнале.
