В том, что касается наследования «зеркальных» особенностей, пример с монензином завел нас в тупик. Но альтернатива левого вращения правому — не единственное различие, какое могло бы передаваться по наследству при копировании. К числу химиков, дерзнувших всерьез взяться за сложную задачу создать самовоспроизводящиеся молекулы, принадлежит Джулиус Ребек, а также его коллеги, работающие вместе с ним в Массачусетском технологическом институте. Вариабельность, с которой они имеют дело, никак не связана с право- и левосторонностью. Ребек и его сотрудники использовали две небольшие молекулы, чьи точные названия несущественны — назовем их просто А и Б. Будучи смешаны в растворе, А и Б соединяются, образуя третье вещество под названием — совершенно верно! — В. Каждая молекула В служит матрицей, литейной формой. В эту форму попадают свободно плавающие в растворе молекулы А и Б. Одна молекула А и одна Б сталкиваются там в таком положении, что оказываются идеально подогнанными друг к другу для получения новой молекулы В — точно такой же, как предыдущая. Новая и старая молекулы В не склеиваются, чтобы сформировать кристалл, а расходятся. Теперь они обе годятся в качестве матриц для производства молекул В, чье количество в результате растет по экспоненте.
В том виде, как я пока что описываю эту систему, истинная наследственность ей не свойственна, но смотрите, что будет дальше. Молекула Б представлена множеством разновидностей, каждая из которых сочетается с А, образуя свой вариант молекулы В. Таким образом, у нас получаются В1, В2, В3 и так далее. Каждая разновидность молекулы В действует в качестве матрицы для синтеза новых молекул В того же самого типа. Следовательно, популяция В оказывается разнородной. Кроме того, у различных вариантов В производство дочерних молекул идет с разной эффективностью. Итак, в популяции молекулы В существует конкуренция между ее соперничающими разновидностями. Но что еще интереснее, удалось вызвать «спонтанную мутацию» В при помощи ультрафиолетового излучения. И этот новый мутантный тип оказался способен к «подлинному размножению», то есть к производству точно таких же дочерних молекул. Ко всеобщему удовлетворению, новая разновидность вытеснила исходную, стремительно захватив мир той пробирки, где эти протосущества обитали. Система А/Б/В — не единственный набор молекул, ведущий себя подобным образом. В числе прочих назову лишь сходную тройку Г/Д/Е. Группе под руководством Ребека даже удалось получить самореплицирующиеся гибриды, образованные составными элементами из наборов А/Б/В и Г/Д/Е.
Потенциал изменчивости встречающихся в природе настоящих самокопирующихся молекул — нуклеиновых кислот ДНК и РНК — несопоставимо богаче. Если репликатор, созданный Ребеком, представляет собой цепочку всего из двух звеньев, то молекула ДНК — это протяженная цепь неограниченной длины, и сотни составляющих ее звеньев бывают четырех разновидностей. Когда же некий участок цепи служит матрицей для образования новой молекулы ДНК, каждая из четырех разновидностей звеньев служит шаблоном для другой, строго определенной их разновидности. Эти четыре типа звеньев, называемые азотистыми основаниями, — вещества аденин, тимин, цитозин и гуанин, которые принято обозначать как А, Т, Ц и Г. Основание А всегда служит матрицей для Т, и наоборот. Г всегда выполняет роль шаблона для Ц, и наоборот. Любая мыслимая последовательность из А, Т, Ц и Г может существовать и будет в точности скопирована. Более того, поскольку длина цепочек ДНК неограниченна, количество возможных вариантов фактически бесконечно. Вот вам потенциальный рецепт информационного взрыва, чьи отголоски способны в конечном итоге покинуть пределы родной планеты и достигнуть звезд.
На протяжении большей части тех четырех миллиардов лет, что прошли с тех пор, как в Солнечной системе начался репликативный взрыв, его влияние было ограничено породившей его планетой. Только в последний миллион лет возникла нервная система, способная изобрести технологию передачи радиосигналов. И всего несколько десятилетий назад она ее действительно изобрела. Теперь планета, где все это произошло, окружена расширяющейся со скоростью света оболочкой из богатых информацией радиоволн.
Я сказал «богатых информацией», потому что немалое количество радиоволн и без того уже болтается в космосе. Звездное излучение содержит не только частоты, известные нам как видимый свет, но и радиочастоты. Некий фоновый шум остался даже от первоначального Большого взрыва, стоявшего у истоков времени и Вселенной. Но шум этот не имеет никакой осмысленной структуры, он беден информацией. Радиоастроном с планеты, вращающейся вокруг Проксимы Центавра, выявил бы то же самое фоновое излучение, что и его земные коллеги, но помимо того заметил бы и более сложный рисунок радиоволн, исходящих от звезды Sol. Он не распознал бы в нем мешанину из телепередач четырехлетней давности, но наверняка обратил бы внимание на то, что этот рисунок неизмеримо более структурирован и богат информацией по сравнению с обычным фоновым шумом. Центаврийские радиоастрономы, горя триумфальным воодушевлением, опубликовали бы сообщение о том, что со звездой Sol произошел информационный эквивалент взрыва сверхновой (они осторожно предположили бы, что на самом деле речь идет о некой вращающейся вокруг Sol планете).
Как мы уже говорили, репликативные бомбы подчиняются более медленной динамике, чем взрывы сверхновых. Нашей репликативной бомбе потребовалось несколько миллиардов лет, чтобы достигнуть радиопорога — момента, когда породивший ее мир переполнился информацией и та полилась через край, затапливая окрестные звездные системы осмысленными импульсами. Судя по всему, информационные взрывы, если только наш взрыв типичен, проходят через последовательный ряд порогов. Радиопорог и предшествующий ему языковой порог — события в биографии репликативной бомбы довольно поздние. Прежде них (по крайней мере, на нашей планете) было пройдено то, что можно было бы назвать нейронным порогом, а еще раньше — порог многоклеточности. Порогом номер один, дедушкой всех прочих, был репликативный порог — начальное событие, без которого никакого взрыва просто не было бы.
Чем так примечательны репликаторы? Каким образом случайное возникновение молекулы, обладающей вроде бы безобидной способностью служить литейной формой для производства других, точно таких же, молекул, может инициировать взрыв, отдаленным последствиям которого под силу преодолевать планетарные масштабы? Как мы уже видели, могущество репликаторов частично проистекает из экспоненциального роста. Для них это явление характерно в особенно отчетливом виде. Типичным примером могут послужить так называемые «магические письма». В своем почтовом ящике вы находите открытку с надписью: «Сделай шесть таких открыток и разошли их шести своим друзьям в течение недели. Если ты ослушаешься, на тебя падет проклятье и не позже чем через месяц ты умрешь в страшных мучениях». Здравомыслящий человек такое послание просто выбросит. Но изрядная часть населения здравомыслящей не является: некоторые, будучи слегка заинтригованы или же напуганы полученной угрозой, разошлют шесть копий открытки другим людям. Предположим, что двое из этих шести согласятся поступить точно так же. Если в среднем треть получателей сообщения последует содержащимся в нем указаниям, то количество циркулирующих по почте копий открытки будет еженедельно удваиваться. Теоретически это означает, что через год число находящихся в обращении открыток составит 2 в 52-й степени, или около четырех тысяч триллионов, — достаточно, чтобы засыпать с головой всех на свете мужчин, женщин и детей.
Не обуздываемый нехваткой ресурсов экспоненциальный рост всегда приводит к поразительно масштабным последствиям за удивительно короткое время. На практике же ресурсы ограниченны, а кроме того, имеются и другие сдерживающие факторы. Так, в нашем выдуманном примере люди, вероятно, поленятся снова переписывать то же самое «магическое письмо», когда оно придет к ним во второй раз. В борьбе за ресурсы могут возникнуть искаженные варианты репликатора, которые окажутся эффективнее в деле воспроизводства самих себя. Более эффективным репликаторам будет свойственно вытеснять своих менее успешных соперников. Важно понимать, что никакой из этих самокопирующихся объектов не имеет осознанной заинтересованности в том, чтобы себя удваивать. Просто само собой получится так, что мир будет заполнен наиболее эффективными репликаторами.
В случае «магических писем» эффективность состоит в том, чтобы подобрать наилучшее сочетание слов на бумаге. Вместо не вполне правдоподобной угрозы «если ты ослушаешься написанного на открытке приказа, то самое позднее через месяц умрешь в страшных мучениях» текст может измениться на «умоляю, пожалуйста, спаси свою и мою душу и, если ты хоть сколько-нибудь колеблешься, не рискуй: выполни содержащиеся в письме указания и разошли его еще шести адресатам». Подобные «мутации» могут случаться вновь и вновь, благодаря чему по почте будет распространяться разношерстная популяция сообщений, происходящих от единого предка-родоначальника, но различающихся конкретными формулировками, а также силой убедительности и характером используемых риторических приемов. Частота встречаемости более успешных вариантов станет возрастать за счет менее удачливых конкурентов. Успех здесь измеряется просто числом имеющих хождение экземпляров. Знаменитым примером такого успеха может служить «Письмо св. Иуды», многократно облетевшее весь мир (попутно, вероятно, увеличиваясь в размерах). Вот каким его вариантом снабдил меня, когда я работал над этой книгой, доктор Оливер Гуденаф из Университета Вермонта (впоследствии мы опубликовали в журнале