О плазменной жизни

Начнём с фундаментального вопроса: что такое жизнь?

Наше определение, в основном с точки зрения биологической жизни, требует, чтобы жизнь обладала следующими свойствами - как минимум, метаболизмом и устойчивостью.

Это определение жизни исходит из единственного примера, который мы знаем - земной жизни. Для неё эти свойства необходимы, чтобы решить две фундаментальные проблемы:

1. Проблема противодействия энтропии (хаосу).
Второй закон термодинамики гласит, что любая изолированная система стремится к беспорядку. Любой живой организм - это островок упорядоченности. Для его поддержания нужен метаболизм, то есть постоянный приток и преобразование энергии извне для нормального функционирования.
2. Проблема самосохранения и воспроизведения.
Чтобы "жизнь" могла эволюционировать и существовать дольше, чем мгновение, ей нужна некая устойчивость формы или структуры. Без этого нет носителя для информации, нет наследственности, нет естественного отбора.

Но что, если представить жизнь без этих свойств?



Плазменная жизнь как сверхбыстрая эволюция


Представим, что в недрах звезды на долю секунды возникает сложная, самоорганизующаяся плазменная структура - некий "узор". Она не потребляет энергию в привычном смысле (метаболизм), она сама является прямым проявлением энергетических потоков. Но она неустойчива, существует лишь мгновение и распадается.

Можно ли это назвать жизнью?

У нас нет для этого критериев. Это скорее "процесс" или "явление", подобно торнадо или волне. Жизнь ли это? Скорее нет, потому что такая структура не обладает ни индивидуальностью, ни способностью к эволюции.

А что, если такие плазменные "существа" живут, эволюционируют и умирают за наносекунды? Для них их жизнь длится субъективно столько же, сколько для нас - 80 лет.
Их "метаболизм" - это сам факт их существования в плазме, а "устойчивость" - это сохранение не материальной формы, а некой информационной схемы, которая постоянно пересобирается из новых частиц.

Мы, медлительные белковые существа, просто не смогли бы даже заметить их как нечто целостное. Для наших приборов это был бы просто шум, случайные флуктуации.

Каковы тогда новые критерии жизни?

Если мы отбрасываем метаболизм и устойчивость, нам нужно найти новые, более фундаментальные принципы. Чаще всего предлагают три альтернативных критерия:

1. Способность к самовоспроизведению.
Система должна уметь создавать свои копии.
2. Способность к обработке информации и эволюции.
Система должна иметь наследственность, подверженную изменениям (мутациям), и передавать эту информацию потомкам.
3. Способность к гомеостазу.
На время своего существования (пусть и мимолётного) система должна поддерживать внутреннюю среду, отличную от внешней.

Даже для самых экзотических форм эти критерии, похоже, необходимы, чтобы мы могли идентифицировать нечто как "жизнь", а не как физический процесс.


Проблема в том, что мы ищем то, что похоже на нас: долгоживущее, стабильное, с химическим метаболизмом. Но Вселенная может быть полна быстрыми, мимолетными или волновыми формами существования, для которых наши критерии жизни просто неприменимы.

Без некой формы устойчивости (хотя бы информационной) и обмена с средой (пусть и не химического) мы не сможем отличить "жизнь" от простого физического явления вроде горения или турбулентности.

Так где же проходит грань между невероятно сложным физическим процессом и жизнью?

Мы можем смотреть прямо на такую жизнь и просто не видеть её, потому что наш разум ищет не те паттерны.



Плазменная жизнь как самоорганизующаяся сложная система


В лабораториях мы наблюдаем удивительные примеры самоорганизации плазмы:

Пылевая плазма: частицы пыли в плазме начинают самоорганизовываться в регулярные структуры - кристаллы, нити, спирали. Эти структуры ведут себя как целостные системы.
Плазмоиды и солитоны: это устойчивые сгустки плазмы, которые могут долгое время сохранять свою форму, двигаться и даже "поглощать" друг друга. Они ведут себя как если бы у них была своя внутренняя динамика и "целостность".

Это означает, что плазма - это не просто хаотичный "огненный суп". Это среда, способная к спонтанному образованию сложных, когерентных и относительно устойчивых структур.


Теперь давайте представим, что в масштабах звезды или аккреционного диска, где энергии и времени на порядки больше, чем в лаборатории, могут возникать структуры невообразимой сложности.

А что, если такая плазменная структура достигнет уровня сложности, при котором начнет:

1. Воспроизводиться: не биологически, а физически - порождая подобные себе конфигурации в окружающей плазме (подобно тому, как вихрь в воде может порождать дочерние вихри).
2. Реагировать на среду: менять свою конфигурацию в ответ на внешние возмущения не просто по законам физики, а сложным, адаптивным образом.
3. Передавать информацию: где "информацией" является сама устойчивая конфигурация поля, токов и напряженностей.

Такая система не будет иметь метаболизма в биохимическом смысле. Её "метаболизм" - это постоянный приток энергии из внешней плазмы, который поддерживает её целостность. Её "устойчивость" - это не статичность, а динамическая устойчивость вихря, который сохраняет форму, хотя материя в нем постоянно обновляется.

Так можем ли мы назвать это жизнью?

У неё нет ДНК, нет клеток, нет обмена веществ.

Но если дать более широкое, функциональное определение:
жизнь - это самоподдерживающаяся, сложная, открытая система, способная к эволюции путем естественного отбора.

То тогда гипотетически такая плазменная сущность может под него подпасть.
Она - самоподдерживающаяся (за счет внешней энергии), сложная (состоящая из организованных структур) и открытая (обменивается энергией с средой).
Если её "потомки" будут иметь вариации и выживать лучше других - это и будет чем-то подобным эволюции.



Разумная плазменная жизнь


Плазмоиды могли бы обладать сознанием, проявляющимся в виде процесса или события. И, обладая подобным разумом, нашли бы способ структурировать себя на более долгий срок.

Каким образом они могли бы этого достичь?

Инженерия собственной структуры.
Разумный плазмоид мог бы научиться перестраивать свою внутреннюю архитектуру, находя более энергоэффективные и стабильные конфигурации. Он стал бы мастером управления плазменной турбулентностью.

Создание "коконов".
Он мог бы научиться создавать вокруг себя устойчивые магнитные ловушки или сферические токовые слои - нечто вроде защитной оболочки, которая продлевает его существование.

Коллективный разум ("рой").
Что, если их индивидуальное сознание коротко, но они научились передавать информацию - "заражать" другую плазму своей структурой? Тогда их "личность" могла бы кочевать, как огонь по фитилю, сохраняя непрерывность сознания, постоянно переходя в новые "тела". Их жизнь была бы цепью таких переходов с осознанием, связанных общей памятью.

И, если такая форма разума возможна, то они могут быть повсюду. Звёзды, верхние слои атмосфер планет-гигантов, межзвёздные облака - как потенциальная среда обитания.

Мы их не видим, потому что ищем радиосигналы или космические корабли, а их "технология" - это, возможно, сама физика высокоэнергетических состояний материи. Их "сообщение" может быть записано в паттернах солнечных вспышек или в структуре газовых туманностей.

Они не выходят на контакт не потому, что их нет, а потому, что наш способ существования и коммуникации для них так же чужд и непостижим, как и их для нас. Мы живём на различных энергетических уровнях.



Плазменный рой


Что, если "разум" - это не свойство отдельного плазмоида, а эмерджентное свойство всей роевой системы?

Отдельный плазмоид - это словно нейрон в мозге. Он живёт недолго, вспыхивает и гаснет.
Рой - это и есть настоящий "мозг". Индивидуальные плазмоиды постоянно рождаются и умирают, но общая информационная структура, паттерн связей между ними сохраняется. Он постоянно перезаписывается на новые, свежие "носители".

То есть нестабильность отдельной структуры преодолевается переходом на новый уровень организации. Коллективный разум роя использует мимолётность своих элементов как преимущество - для постоянного обновления, адаптации и, возможно, непрерывного мыслительного процесса.

Память роя хранится не в стабильных клетках, а в динамических конфигурациях магнитных полей и токов, которые постоянно подпитываются энергией среды.
Мышление - это процесс перераспределения энергии и перестройки этих конфигураций в ответ на внешние стимулы.
Эволюция происходит на уровне сложности этих глобальных паттернов. Более устойчивые и эффективные паттерны вытесняют менее устойчивые.

В такой системе смерти отдельного элемента просто не существует, есть лишь бесконечное обновление "тела" коллективного разума. Его сознание было бы для нас столь же непостижимым, как для муравья - человеческая культура.

Такой разум был бы подобен океану, где каждая отдельная волна живет секунды, но сам океан, его течения и глобальная циркуляция существуют миллиарды лет.


Выводы


Мы наблюдаем в лабораториях зародыши тех процессов, которые в космических масштабах могут порождать принципиально иную, "плазменную" форму сложности.

Это не доказывает существование плазменной жизни, но не отрицает аргумент о возможности сложной организации в плазме.

Мы смотрим на звезду и видим просто раскаленный шар газа, в то время как в её недрах, возможно, кипит "плазменная биосфера" из мириад самоорганизующихся структур, для общения с которыми нам нужно научиться понимать не химические сигналы, а "язык" магнитных полей и энергетических потоков.