Страница:
Шкловский И С & Лем Станислав
Сборник статей
И. С. ШКЛОВСКИЙ, член-корреспондент АН СССР
ОДНИ ВО ВСЕЛЕННОЙ?
Идея множественности обитаемых миров так же стара, как и человеческая культура. Туманные представления о множественности обитаемых миров пронизывают первобытные и древние религиозные культы (например, буддизм). По мере развития астрономии идея о множественности обитаемых миров постепенно принимает конкретное выражение. Подавляющее большинство древнегреческих философов, как материалистов, так и идеалистов, придерживались концепции множественности обитаемых миров.В конце эпохи Возрождения, после пятнадцативекового перерыва идея о множественности миров вновь стала абсолютно господствующей. В настоящее время и богословы уже признают возможность существования разумных существ в других мирах. Поэтому со всей определенностью следует сказать, что водораздел между религией и наукой и идеализмом и материализмом в современную эпоху (так же как и в античное время) проходит отнюдь не по обсуждаемой нами проблеме.
Представление о всеобщей населенности космоса господствовало вплоть до первой половины XIX века. Достаточно сказать, что Гершель (а до него — Ньютон) считали Солнце обитаемым! Еще в конце XIX века известный американский астроном В. Пикеринг «доказывал», что на поверхности Луны имеют место массовые миграции насекомых, что якобы объясняет наблюдаемую изменчивость лунного ландшафта. Эта странная гипотеза применительно к Марсу возродилась в середине нашего века.
При всем при том ведущей тенденцией в развитии концепции множественности обитаемых миров за последнее столетие является систематическое сокращение числа космических объектов, рассматриваемых как возможное пристанище жизни.
Подлинно научный подход к старейшей проблеме множественности обитаемых миров стал возможен только в последнюю четверть века. Именно в это время развернулась "вторая революция" в астрономии, ознаменовавшаяся огромным количеством открытий, существенно изменивших наши представления о Вселенной. Постепенно стали вырисовываться контуры эволюционирующей, развивающейся от простого к сложному Вселенной. Серьезные успехи были достигнуты в понимании происхождения звезд и их эволюции. Огромное развитие получила метагалактическая астрономия — фундамент эволюционной космологии. Выдающиеся успехи радиоастрономии стимулировали идею о возможности установления межзвездной радиосвязи. Эта идея в последние годы стала, пожалуй, основной в проблеме внеземных цивилизаций. Выявилась тенденция подменить общую проблему множественности обитаемых миров проблемой связи с внеземными цивилизациями, что, конечно, принципиально неверно. Наконец, минувшие два десятилетия ознаменовали начало космической эры в истории человечества и первыми шагами в освоении ближнего космического пространства. Космос властно вторгся в мироощущение всех жителей нашей планеты. Тем самым проблема внеземных цивилизаций и связи с ними из области научной фантастики (которую она давно питала) стала вполне актуальной. В последние годы было проведено несколько научных симпозиумов и конференций, где проблематика разумной жизни во Вселенной подвергалась систематическому анализу. Особенно плодотворным и представительным был советско-американский симпозиум, имевший место на Бюраканской обсерватории АН Армянской ССР осенью 1971 года.
Хотя на этих симпозиумах и обсуждался весьма широкий круг вопросов, доминировала проблематика, относящаяся к вопросу связи с внеземными цивилизациями. Такое «прагматическое» отношение к проблеме вряд ли может существенно продвинуть ее. Куда перспективнее нам представляется общий, логико-философский подход, который мы постараемся в этой статье обосновать.
Пожалуй, основной формулой для всей проблемы внеземных цивилизаций является простое соотношение, получившее название "формулы Дрэйка": n = N*Р1*Р2*Р3*Р4*(t/T)
где N— число высокоразвитых цивилизаций, существующих в Галактике одновременно с нами, n— полное число звезд в Галактике, P1— вероятность того, что звезда имеет планетную систему, Р2— вероятность возникновения жизни на планете, Р3— вероятность того, что возникшая на планете жизнь в процессе эволюции станет разумной, Р4— вероятность того, что разумная жизнь вступит в технологическую эру, t — средняя продолжительность технологической эры, Твозраст Галактики.
По мере развития науки в последние годы наблюдается совершенно отчетливо выраженная тенденция к уменьшению множителей в формуле Дрэйка. Сам Дрэйк еще в 1961 году пытался обнаружить искусственные радиосигналы от ближайших к нам звезд Тау Кита и Епсилон Индейца. Сейчас ясно, что эта попытка была просто наивной. Вероятность существования планетных систем вокруг звезд, которая большинством участников Бюраканского симпозиума представлялась достаточно высокой (0,1 — 0,01), скорее всего, значительно меньше. Нашумевшее открытие американским астрономом Ван де Кампом планетной системы вокруг одной из самых близких к Солнцу звезд — знаменитой "летящей звезды Барнарда" оказалось, по всей видимости, чисто инструментальным эффектом, довольно обычным при измерениях, находящихся на пределе точности. Тем самым важнейший аргумент в пользу чрезвычайно большой распространенности планетных систем оказался скомпрометированным. Недавно, например, выяснилось, что, по крайней мере, 98 процентов звезд типа нашего Солнца входят в состав двойных (или кратных) систем. В таких системах, если не рассматривать исключительно маловероятные случаи, жизнь развиться не может, так как температура поверхностей находящихся там гипотетических планет должна меняться в недопустимо широких пределах. Похоже на то, что наше Солнце, эта странная одиночная звезда, окруженная семьей планет, скорее всего, является редким исключением в мире звезд. Тем самым множитель P1 в формуле Дрэйка уменьшается в сотню раз.
Чем больше мы проникаем в тайны жизни, тем удивительнее и непонятнее становится основной вопрос: как же возникла жизнь на Земле? До возникновения биологии на молекулярном уровне внимание исследователей, работавших в этой области, концентрировалось на проблеме возникновения на Земле первичных органических соединений (сахаров, аминокислот, нуклеиновых кислот), из которых построено все живое. Теперь это уже не является проблемой — ведь даже в холодных плотных облаках межзвездной среды методами современной радиоастрономии обнаружены многоатомные молекулярные соединения, например этиловый и метиловый спирты. Астрономы не будут удивляться, если вот-вот будут открыты еще более сложные соединения, например сахара и аминокислоты. Но сейчас уже все понимают, что наличие таких «блоков» — это одно, а возникновение жизни — это совсем другое! Живой организм, даже самый простейший, одноклеточный, — это прежде всего точнейшая, великолепно отлаженная, виртуозно работающая машина. Вернее, даже не машина, а нечто несравненно более сложное, чем самые сложные из современных фабрик, оснащенных автоматическими линиями. Думать, что из наличных блоков такая машина возникает "сама по себе" — значит верить в чудеса. Истоки возникновения жизни, рассматриваемой как качественный скачок в развитии материи, следует искать на самом примитивном, доклеточном уровне. Но как произошел этот важнейший скачок, сейчас совершенно не ясно. Можно только полагать, что для такого «чуда» необходимо редчайшее совпадение исключительно благоприятных обстоятельств. Недаром один из основоположников современной молекулярной биологии профессор Крик недавно вообще отказался от попыток понять происхождение жизни на Земле и предпочел им отнюдь не новый вариант панспермии… Резюмируя, мы можем сказать, что априорная вероятность возникновения жизни на какой-нибудь подходящей планете в Галактике может быть сколь угодно малой. Столь же неопределенно малой является вероятность эволюции жизни, каким-то образом возникшей на некоей планете, в разумную и тем более технологически развитую. Следует, однако, подчеркнуть, что оценка этой вероятности практически ни на чем не основана, а множитель Р2, скорее всего, должен быть неопределенно мал.
В итоге, если во времена Бюраканского симпозиума по субъективной оценке большинства экспертов расстояние до ближайших внеземных цивилизаций (существующих одновременно с нами!) оценивалось в 100 — 300 парсек, то сейчас это расстояние следует считать, по крайней мере, на порядок большим. Но, если это так, то число цивилизаций в нашей звездной системе вряд ли превышает тысячу, причем оно может быть значительно меньшим.
Мы теперь подойдем к оценке числа цивилизаций в Галактике с совершенно другой, не астрономической точки зрения. В основу рассмотрения мы положим "гуманитарно-футурологический" аспект проблемы.
Важнейшей особенностью развития разумной жизни является ее тенденция к неограниченной экспансии (экспоненциальный рост всех показателей). Уже сейчас мы начинаем осознавать возможность серьезных кризисных ситуаций, с которыми столкнется человечество в процессе дальнейшего развития, так как размеры и невосполнимые ресурсы земного шара конечны.
Несомненно, что анархическому развитию производительных сил, бесконтрольному росту народонаселения, уничтожению экологической среды и варварскому отношению к природным ресурсам должен быть положен конец. Эта важнейшая задача, стоящая перед человечеством, может быть решена только при полном торжестве на Земле построенного на научной основе коммунистического общества. Само собою разумеется, что все возможное следует попытаться сделать и до того, пока наша планета разделена на государства с различным социальным строем. Нас, однако, в этой статье интересуют более далекие перспективы развития человечества.
Уже сейчас ясно, что количественный экспоненциальный рост производительных сил в перспективе ближайшего столетия может сделать нашу планету непригодной для жизни (перегрев поверхности Земли, разрушение озоносферы, катастрофическое загрязнение воздуха и воды и пр.). По этой причине отдельные авторы на Западе все чаше высказываются за необходимость остановки роста производительных сил и их дальнейшего строгого регулирования (концепция "равновесного состояния" цивилизации). Они говорят, что вместо неограниченной экспансии (сперва в пределах «своей» планеты, а потом в космосе) может наступить эпоха "равновесного состояния", ведущая к "потере интереса" и некоей "внутренней Полинезии" (сиречь, неразвивающегося "локального рая" — см., например, статью Стента в трудах Бюраканского симпозиума). Представляется довольно бессмысленным полемизировать с такими концепциями, тем более, что автор этой статьи считает, что для отдельных цивилизаций на некоторых этапах их развития такая ситуация, вообще говоря, возможна. Но ведь дело не в этом! Главными, на наш взгляд, являются два обстоятельства:
А. Никоим образом нельзя считать, что такой путь развития неизбежен для всех цивилизаций.
В. Никак нельзя считать, что "стратегия поведения" цивилизации является неизменной. То, что это так, видно на примере нашей цивилизации. До сих пор ее стратегия заключалась в неограниченной экспансии. Предположим, что в будущем она сменится «равновесной» стратегией. Но где, спрашивается, гарантия, что через века опять не восторжествует стратегия Неограниченной Экспансии?
Мы можем, следовательно, сделать основной вывод, что по крайней мере для некоторой части внеземных цивилизаций — наших «современников» — стратегия неограниченного экспоненциального роста ("экспансия") является нормой поведения. А неограниченная экспансия — это прежде всего выход в космос и освоение сперва ближней, а потом и более отдаленной его части. Именно такую ситуацию предвидел еще в начале нашего века К. Э. Циолковский.
Следует обратить внимание на то, что, несмотря на огромные трудности, процесс овладения космосом происходит очень быстро. Это хорошо видно на примере нашей, земной цивилизации.
Пока мы наблюдали только начало этого процесса. На очереди — реализация грандиознейших проектов. Остановимся в качестве примера на проекте принстонской группы физиков и инженеров под руководством O'Нейла. Эта группа детальнейшим образом, на уровне технического проектирования, разработала план сооружения огромных космических колоний. Первая очередь проекта предусматривает сооружение в области так называемой "либрационной точки" системы Земля — Луна (то есть одной из двух точек, находящихся на лунной орбите и равноудаленных от центров Земли и Луны) огромной космической станции, имеющей форму тора ("бублика") с диаметром 11/2 километра. Вращение этой станции обеспечит на ней искусственную силу тяжести, равную земной. Внутри тора будут выращиваться овощи и фрукты, будет даже развитое животноводство. Там же будут размещены промышленные предприятия. Когда сооружение станции будет закончено, она будет самообеспечивающейся системой. Там можно будет разместить до 10 000 человек персонала, для которых будет обеспечен уровень комфорта более высокий, чем на Земле. Выбор места сооружения (точки либрации) диктуется соображениями небесной механики: любое материальное тело около таких точек может находиться там неопределенно долго, двигаясь вокруг Земли по лунной орбите. Перехваченная системой зеркал, окружающих космическую станцию, солнечная энергия будет преобразована в микроволновое радиоизлучение и через посредство специальных рефлекторов передана на Землю.
Подсчитано, что мощность передаваемой по такому тракту энергии будет превосходить мощность от потока нефти через проектируемый гигантский нефтепровод Аляска — США. При нынешних ценах на топливо ежегодная стоимость этой энергии будет составлять не меньше 10 миллиардов долларов. Это означает, что сооружение "космической колонии" окупится меньше чем за 10 лет.
Следует подчеркнуть, что этот проект является первым шагом по пути реализации "эфирных городов", о которых когда-то мечтал Циолковский. Однако этот проект, как уже подчеркивалось, доведен до строгого инженерного расчета, опирающегося только на уровень современной технологии (например, на заканчивающуюся в США разработку космических кораблей многоразового использования, так называемых "челноков").
На базе описанной выше станции, как показывают расчеты, можно будет приступить к строительству значительно более грандиозных сооружений в космосе. Речь идет об объектах, на каждом из которых можно будет разместить в весьма комфортабельных условиях 40 — 50 миллионов человек, то есть население, такой страны, как Франция. Сооружение таких объектов потребует многих десятков лет.
Можно говорить и о создании в дальнейшем искусственной биосферы вокруг Солнца, поверхность которой будет в миллионы раз превышать поверхность естественной земной биосферы, причем ресурсы ее энергии будут на много порядков больше современных (так называемая "сфера Дайсона", названная по имени американского физика, предложившего аналогичный проект в 1959 году).
Очень важно теперь оценить временную шкалу такого развития, которое, как легко понять, обязано быть экспоненциальным. Полагая «инкремент» экспоненты (характеризуемый временем удвоения численного значения параметров)? 15 лет, можно найти, что для сооружения в космосе колоний с населением? 10 миллиардов человек потребуется около 250 лет.
Время освоения всех материальных ресурсов Солнечной системы при таком экспоненциальном росте — около 500 лет. Даже если учесть возможные задержки в развитии, связанные с освоением новой технологии, и принять очень «медленную» характеристику роста 1 процент в год, то все равно характерное время освоения нашей цивилизацией Солнечной системы будет? 2 500 лет. Такова уж особенность экспоненциального роста!
Сейчас, конечно, нельзя, да и не нужно представлять условия жизни на такой «супербиосфере». Стоит, пожалуй, только подчеркнуть два момента:
1. Биологическая сущность человека за такой короткий срок практически не изменится.
2. На базе прогресса ЭВМ огромное развитие получит искусственный разум.
Для нас важно, что через 1000 лет развития перед такой "цивилизацией II типа" станет, в сущности говоря, та же проблема, что в наши дни стоит перед земной "цивилизацией I типа", [1]- ограниченность ресурсов конечной системы при экспоненциальном росте параметров ее развития. Преодоление этого противоречия с неизбежностью толкнет цивилизацию II типа с ее огромным технологическим потенциалом на освоение ресурсов сперва ближайших областей Галактики, а потом и всей нашей звездной системы. Наступит процесс «диффузии» цивилизации II типа в Галактику, сопровождаемой преобразованием на разумной основе звезд и особенно межзвездной среды. Впрочем, этот процесс было бы более правильно назвать не «диффузией», а распространением "сильной ударной волны" разума по неживой материи.
Если принять «умеренное» значение скорости этой ударной волны, скажем, один процент от скорости света С, то, учитывая максимальные размеры Галактики (около 100 тысяч световых лет), время колонизации и преобразования всей звездной системы будет всего лишь несколько миллионов лет. Эта величина близка к длительности эволюции человека на Земле и весьма мала "в галактических масштабах".
Цивилизация, освоившая всю Галактику, конечно, являет собой систему, качественно отличную от цивилизации II типа. Со всей определенностью следует подчеркнуть, что современное развитие естественных наук, а также накопленный за 20 лет космической эры опыт исключают возможность существования естественных причин, которые сделали бы такое развитие принципиально невозможным. Описанная выше картина не противоречит ни одному из известных законов природы. Напротив — она логически вытекает из них! Это, конечно, не означает, что любая цивилизация должна развиваться согласно описанной выше схеме. Однако некоторая часть цивилизаций, возникавших в нашей Галактике за миллиарды лет ее эволюции, логически должна развиваться именно так.
Еще Циолковский в начале нашего века подчеркивал неограниченные «космические» возможности разума. Реальная оценка возможностей и перспектив современных науки и технологии полностью обосновывает эту идею нашего выдающегося мыслителя, быть может, самую величественную из когда бы то ни было высказанных человеком.
Галактическая "цивилизация III типа" может приступить к планомерному освоению и преобразованию Метагалактики.
Итак, имеются логические основания считать, что, по крайней мере, некоторая часть цивилизаций в процессе их экспоненциального развития должна стать фактором космического характера, охватив своей преобразующей деятельностью отдельные планеты системы, галактики и даже Метагалактику. Но в таком случае следовало бы ожидать наблюдаемых проявлений этой разумной космической деятельности. В свое время (1962 г.) мы такой феномен назвали "космическое чудо". Сформулируем теперь два основных эмпирических факта, имеющих решающее значение для обсуждаемой проблемы:
1. Вся совокупность современных астрономических наблюдений, насколько можно сейчас судить, по-видимому, исключает существование где бы то ни было во Вселенной "космического чуда".
2. Имеющиеся данные совокупности наук о Земле (включая биологические и гуманитарные) исключают возможность посещения или колонизации нашей планеты представителями каких бы то ни было внеземных цивилизаций.
Перейдем теперь к более подробному анализу этих фактов. Само собой разумеется, что всегда найдутся люди (а среди них немало ученых — ведь ученые тоже люди…), которые то или иное пока еще непонятное явление в космосе склонны считать "космическим чудом".
Пожалуй, исторически первым примером интерпретации естественного явления природы как "космического чуда" является гипотеза выдающегося английского ученого Холдэйна, согласно которой взрывы новых звезд суть ядерные катастрофы, ставящие «точку» над развитием неких цивилизаций в Галактике. Примечательно, что в то время, когда была высказана эта гипотеза (1924 г.), не существовало даже намека на возможность получения ядерной энергии (например, не был еще открыт нейтрон!) Развитие астрономии неопровержимо доказало естественный характер явления вспышек новых звезд. И все же достойна восхищения прозорливость замечательного английского ученого, с самого начала предвидевшего огромную потенциальную угрозу разбуженных разумом сил природы.
Едва ли не самой сложной в современной астрономии является проблема галактических ядер и их удивительной активности. Автор этой статьи, как и некоторые другие специалисты, полагает, что галактические ядра — это гигантские "черные дыры" с массами от тысяч до многих миллиардов солнечных масс, образовавшиеся в центральных частях различных галактик в процессе их эволюции вполне естественным и закономерным образом. Существуют и другие гипотезы, пытающиеся по-другому, но вполне естественным образом, объяснить это явление. Но при желании можно, конечно, без всяких на то серьезных оснований считать, что галактические ядра — это как раз и есть долгожданное "космическое чудо"…
Много надежд энтузиасты "космических чудес" возлагали и возлагают на быстро развивающуюся в течение последних лет инфракрасную астрономию. В самом деле, цивилизация II типа, построившая вокруг своей центральной звезды искусственную биосферу, неизбежно будет излучать инфракрасную радиацию, соответствующую ее температуре, которая должна быть близка к средней температуре поверхности Земли, то есть 300° Кельвина. Поэтому такая цивилизация астрономами должна наблюдаться как точечный источник инфракрасного излучения. Если "сфера Дайсона" не замкнута или имеет значительную «скважность» (а это — наиболее вероятная ситуация), то с таким источником должна быть связана более или менее сходная с Солнцем звезда.
Хотя в настоящее время обнаружено довольно много инфракрасных источников, все они, несомненно, имеют самое что ни на есть естественное происхождение. Можно, конечно, предположить, что с увеличением чувствительности инфракрасных приемников количество наблюдаемых источников значительно возрастет и — кто знает — среди них могут быть искусственные. Автор этой статьи, однако, полагает, что из простого факта наличия избыточного инфракрасного излучения у какой-нибудь на первый взгляд более или менее нормальной звезды решительно ничего нельзя сказать о возможности «искусственного» феномена. Окончательным критерием истины в астрономии является практика астрономических наблюдений и, прежде всего, возможность на основе правильной теории предсказать новые наблюдательные результаты, подчас совершенно неожиданные. "Презумпция естественности" любого космического сигнала, предложенная автором этой статьи на Бюраканском симпозиуме, должна выполняться неукоснительно.
Особый интерес представляет возможность обнаружения радиосигналов от технически развитых цивилизаций, скажем, цивилизаций II типа. Если, например, такая цивилизация находится в туманности Андромеды (ближайшей галактике, во многих отношениях сходной с нашей), то самой естественной стратегией связи для нее было бы «держать» всю нашу Галактику в радиолуче с явными характеристиками искусственности. В этом случае сигнал сразу посылался бы сотне миллиардов звезд, и можно рассчитывать, что все цивилизации нашей Галактики его зарегистрируют. Благодаря огромному прогрессу радиоастрономии, позволившему регистрировать предельно слабые радиоисточники, мы можем сейчас сделать вывод, что если от туманности Андромеды и исходят радиосигналы искусственного происхождения, то мощность передатчика должна быть, по крайней мере (раз мы его не замечаем), в миллион раз меньше мощности полного излучения Солнца.
Рассмотрим теперь вариант, когда такая цивилизация находится в пределах нашей Галактики. В этом случае она могла бы оповестить о своем существовании всех галактических "братьев по разуму", создав "искусственный пульсар" радиомаяк с «ножевой» диаграммой, луч которого вращается по какому-нибудь «неестественному» закону вокруг оси, перпендикулярной к галактической плоскости. Из факта, что таких "искусственных пульсаров", насколько можно судить, не наблюдается, следует сделать вывод, что их мощность по крайней мере в десятки миллионов раз меньше полной мощности солнечного излучения.
Разумеется, эти аргументы не являются строгим доказательством отсутствия «сверхцивилизаций». Ведь последние могут использовать для межзвездной связи и меньшие мощности или вообще придерживаться другой стратегии поисков цивилизаций и установления контактов с ними. Все же наши расчеты должны насторожить энтузиастов-прагматиков… Резюмируя, мы должны сказать, что эмпирический факт отсутствия "космических чудес" говорит об отсутствии в нашей Галактике и соседних звездных системах каких бы то ни было сверхцивилизацпй, "космическая активность" которых была бы неизбежно нами замечена. Само собой разумеется, что поиски в этом направлении должны продолжаться, сопутствуя общему развитию радиоастрономических исследований.
За последние годы не было недостатка в разного рода спекулятивных гипотезах о посещении Земли инопланетянами как в прошлом, так и в настоящее время ("летающие тарелочки"). Никаких научных оснований эти гипотезы, однако, не имеют. Следует еще подчеркнуть, что если бы Земля оказалась за фронтом распространяющейся по Галактике "ударной волны" разума, она должна была бы быть им радикально преобразована. Если на первых порах инопланетяне ограничивались бы только спорадическими посещениями, то длительный процесс преобразования материи, который проводила бы за фронтом волны развивающаяся цивилизация, не мог бы не коснуться, и притом самым радикальным образом, нашей планеты. На это обстоятельство указал недавно американский исследователь Харт.