Книга: Занимательная астрофизика

Игра во внеземные цивилизации по-научному

Игра во внеземные цивилизации по-научному

В последние годы на страницах газет и журналов, особенно зарубежных, то и дело появляются сенсационные сообщения о будто бы обнаруженных следах практической деятельности инопланетных разумных существ, а спустя некоторое время эти сообщения подвергаются уничтожающей критике со стороны специалистов. С другой стороны, сами ученые в связи с проблемой внеземных цивилизаций ставят и вполне серьезно обсуждают такие вопросы, которые на первый взгляд относятся скорее к области научной фантастики.

Чем это объяснить? И вообще: можно ли считать проблему внеземных цивилизаций научной проблемой? Ведь речь идет об изучении объекта, о котором мы не только не располагаем ни прямыми, ни косвенными данными, но относительно которого у нас нет даже уверенности в том, что он реально существует.

Возникает вполне закономерный и естественный вопрос: можно ли изучать «то, чего нет», и если можно, то каким образом? И что представляет собой то знание, которое в результате такого исследования мы получим? О чем оно?

В истории науки известно немало случаев, когда в той или иной области исследований, по крайней мере в течение определенного времени, реально наблюдаемого объекта не существовало. Так, экспериментальное обнаружение многих элементарных частиц происходило значительно позже их теоретического предсказания. Предсказано было и существование ряда астрономических объектов, например, нейтронных звезд. И это не мешало ни физикам, ни астрофизикам успешно заниматься изучением свойств подобных «теоретических» объектов, которых еще «не было в наличии».

Если говорить о проблеме внеземных цивилизаций, то здесь предметом исследования как раз и является теоретический объект. Объект, построенный путем обобщения наших представлений о земной жизни и разуме и свойствах Вселенной.

Каковы же те способы, с помощью которых в науке решаются сложные задачи, подобные проблеме внеземных цивилизаций?

В качестве одного из них может применяться так называемый игровой метод. Понятие «игра», которое мы привыкли связывать либо с детскими забавами, либо со спортивными состязаниями, приобрело в настоящее время и строго научный смысл. Существует, например, математическая теория игр, которая изучает возможности отыскания наиболее выгодного, оптимального решения различных задач в ситуациях, когда имеется много вариантов выбора. Игровой метод можно применять и как способ научного познания, особенно в условиях неопределенности — когда по данному вопросу нет достаточной информации. В частности, в тех случаях, когда неизвестно, существует реально или не существует исследуемый теоретический объект.

При игровом методе участники игры должны стараться найти решение ряда задач, которые специально формулируются заранее или возникают непосредственно в ходе самой игры. Причем нередко такие задачи или, как их иногда называют, «вводные», носят условный характер. Особенность игрового метода состоит в том, что он сталкивает различные, иногда противоположные и даже взаимоисключающие точки зрения. В сущности, научная игра — это есть не что иное, как специально организованный с определенной целью спор. При этом в процессе научной игры могут ставиться, возникать и обсуждаться такие вопросы, которые при обычном «нормальном» развитии процесса научного исследования по тем или иным причинам не могли бы появиться. Между тем анализ и обсуждение этих вопросов способны принести науке весьма ощутимую пользу.

Исходной посылкой научной «игры во внеземные цивилизации» является чисто логический постулат: «предположим, что во Вселенной существуют другие общества разумных существ, напоминающие в общих чертах своей деятельностью нашу земную цивилизацию». Какие следствия можно вывести из такого предположения, какие проблемы при этом возникают?

В процессе игры во внеземные цивилизации может быть, например, поставлен такой вопрос или «вводная»: какую цивилизацию искать?

Очевидно, наш поиск должен быть нацелен на обнаружение цивилизаций, достигших определенного технологического и энергетического уровня. От этого зависит как установление признаков, позволяющих судить о существовании и деятельности внеземной цивилизации, так и выбор соответствующих наблюдательных средств…

Член-корреспондент АН СССР Н. С. Кардашев предложил классификацию космических цивилизаций по энергетическому признаку. Все цивилизации разделяются на три типа. К первому относятся цивилизации, аналогичные по уровню своего развития земному человечеству, ко второй — овладевшие энергетическими ресурсами, сравнимыми с энергией их звезды, и к третьей — цивилизации, располагающие энергетическими ресурсами в масштабах своей галактики. По мнению Кардашева, искать следует цивилизации именно третьего типа, поскольку их энергетическая, а также технологическая деятельность может быть обнаружена даже на очень больших космических расстояниях. А еще и потому, что, располагая огромными энергетическими возможностями, такие сверхцивилизации способны осуществлять всенаправленные радиопередачи, которые могут быть приняты в любой области космоса.

Однако подобная точка зрения встречает возражения. Для того, чтобы цивилизация достигла третьего типа и овладела энергией, сравнимой с энергией галактики, она должна расселиться по всей своей звездной системе. Но это неизбежно приведет к тому, что из-за огромных расстояний и конечной скорости распространения любых физических сигналов информационная связь между различными частями такой сверхцивилизации будет неизбежно практически утрачена. Сверхцивилизация распадется — она перестанет быть единым целым. Поэтому логично предположить, что оптимальные размеры цивилизации должны составлять несколько световых часов, максимум дней, т. е. размеры, сравнимые с масштабами Солнечной системы или ненамного их превосходящие.

На это у Кардашева есть контраргумент: для того чтобы космическая цивилизация овладела большими энергетическими ресурсами, она вовсе не обязательно должна осваивать всю галактику. Для этого достаточно расположиться в разумной близости от ядра галактики или квазара, т. е. космических объектов, выделяющих большие количества энергии.

Возможно, что высокоразвитые цивилизации, считает Н. С. Кардашев, используют потоки излучения, испускаемые ядрами галактик и квазарами, подобно тому, как мы используем поток солнечного излучения. А значит, искать сверхцивилизации целесообразнее всего в непосредственной близости от квазаров и ядер галактик.

Но в таком случае возникает вполне закономерный вопрос: каким образом цивилизация может оказаться в районе квазара или ядра какой-либо галактики? Ведь вероятность того, что она в таком месте и возникла, видимо, очень невелика. Кардашев отвечает на этот вопрос так: сверхцивилизация вовсе не обязательно должна сформироваться в непосредственной близости от мощного энергетического источника. Общество разумных существ, достигшее достаточно высокого уровня развития, способно искусственным путем изменить характер движения своей звезды в — пространстве и направить ее к центру галактики или даже за ее пределы к другой галактике или одному из ближайших квазаров. Причем подобную операцию, в принципе, вполне можно осуществить, исходя даже из тех законов физики, которые известны нам уже сегодня. Например, усилить поток солнечного ветра в определенном направлении или получить реактивный эффект, отражая часть солнечного излучения с помощью системы зеркал, расположенных в околосолнечном пространстве…

О чем идет спор? Какой вопрос решается? Внешне — вопрос о том, какие цивилизации следует искать в первую очередь. Для этого обсуждаются всевозможные пути энергетического развития внеземных цивилизаций, возможности овладения разумными существами сверхмощными источниками энергии и осуществления технологических акций космического масштаба. И если бы подобный спор велся ради самого спора, он носил бы чисто умозрительный характер: ведь нам неизвестно, ни что представляют собой инопланетные цивилизации, ни каковы пути их развития! их наука, их технология. В действительности же дискуссия о возможном энергетическом уровне инопланетных цивилизаций является одним из составных моментов научной игры. Речь, в сущности, идет о перспективах развития энергетических ресурсов самого земного человечества. Разумеется, вопрос о практической реализации обсуждаемых энергетических и технологических возможностей встанет перед людьми еще очень и очень нескоро. Однако заглянуть в будущее, пусть и весьма отдаленное, никогда не мешает. Тем более, что энергетические проблемы заявляют о себе достаточно остро и в наше время. В грядущем они станут, вероятно, еще более актуальными, несмотря даже на то, что человечество, видимо, уже в начале XXI в. получит в свое распоряжение управляемую термоядерную энергию. А ведь будущее, даже и очень далекое, в какой-то мере закладывается и в наше время, зависит от нашей современной практической и научной деятельности!..

Есть и такая «вводная»: почему за два с лишним десятилетия серьезных наблюдательных исследований, которые ведутся по международным научным программам, не удалось обнаружить ни одного факта, прямо или косвенно свидетельствующего о том, что внеземные цивилизации действительно существуют?

Возможны самые различные истолкования сложившейся ситуации. Самое простое и, казалось бы, естественно напрашивающееся истолкование состоит в том, чтобы сказать: срок наблюдений еще слишком мал. И вообще, то обстоятельство, что мы чего-то еще не открыли или чего-то еще не знаем, само по себе не может служить основанием для каких-либо далеко идущих и тем более окончательных выводов. Тем более, говорят некоторые исследователи, что инопланетные цивилизации, обогнавшие нас в своем развитии, могут передавать информацию во Вселенную не с помощью радиоволн, на которых главным образом и ведется поиск, а с помощью других физических носителей, которыми мы еще не умеем пользоваться, например, потоков нейтрино или гравитационных волн.

Однако есть и другая точка зрения, ее высказал И. С. Шкловский. Если цивилизации в своем развитии должны последовательно достигать второго, а затем и третьего типа, то во Вселенной должно существовать по крайней мере некоторое число сверхцивилизаций. А деятельность сверхцивилизаций неизбежно связана с выделением огромных количеств энергии, которые мы должны были бы обнаружить. Поскольку мы их не обнаруживаем, сверхцивилизаций не существует. Но так как сверхцивилизации — закономерная стадия развития космических цивилизаций вообще (за миллиарды лет существования нашей Вселенной они должны были появиться), а их нет, то нет и внеземных цивилизаций. Так что не исключен и такой вариант: земное человечество — единственная цивилизация в нашей звездной системе — Галактике, а может быть, и во всей наблюдаемой Вселенной.

Но подобный вывод также встречает возражения. Их выдвинул член-корреспондент АН СССР В. С. Троицкий. Отсутствие во Вселенной сверхцивилизаций или цивилизаций, достигших столь высокого уровня развития, что мы могли бы их обнаружить, объясняется, по его мнению, не отсутствием цивилизаций вообще, а иной причиной. Как предполагает Троицкий, цивилизации не появляются в различных местах Вселенной в разное время, а их возникновение произошло приблизительно в одну и ту же эпоху, когда во Вселенной сложились условия, необходимые для формирования живых структур.

Но если жизнь на различных космических мирах возникла приблизительно одновременно, то ни одна космическая цивилизация не могла существенно обогнать в своем развитии остальные и вырваться вперед настолько, чтобы достичь стадии сверхцивилизации, т. е. такой стадии, на которой мы с помощью современных средств могли бы обнаружить следы ее практической деятельности.

Однако и это предположение встречает серьезные возражения. Совершенно невероятно, чтобы словно по мановению волшебной палочки жизнь в одно и то же время зародилась на множестве далеко отстоящих друг от друга небесных тел. Значит, уже неизбежен какой-то разброс. И уж абсолютно невероятно, чтобы темпы дальнейшего развития жизни везде были одинаковы, независимо от местных условий и воздействия множества факторов, в том числе и случайных. А это означает, что даже в случае практически одновременного возникновения жизни во всей Вселенной современный уровень развития различных цивилизаций неизбежно должен быть существенно неодинаков.

Какая же реальная проблема скрывается за этим «туром» игры во внеземные цивилизации? Тоже очень важная. В сущности, обсуждается с необычной стороны вопрос о последовательных стадиях эволюции вещества во Вселенной. Такой подход может способствовать более глубокому проникновению в закономерности минувших этапов развития Вселенной.

Попутно затрагивается и весьма существенный методологический вопрос: имеют ли право на существование в науке аргументы типа: «а может быть „это“ будет открыто завтра»? На примере обсуждения проблемы внеземных цивилизаций особенно отчетливо видно, что любые ссылки на факты, которые еще не открыты, хотя в принципе и могут быть открыты, лежат за пределами современной науки и не могут быть использованы и приняты в расчет при обосновании той или иной гипотезы или точки зрения.

У обсуждаемой проблемы есть и еще одна сторона: возможно ли в принципе создание всенаправленного передатчика для межкосмической связи и вообще беспредельно ли наращивание цивилизацией своих энергетических ресурсов?

Расчеты показывают, что для создания сверхцивилизацией всенаправленного радиопередатчика, сигналы которого можно было бы принимать не только на межзвездных, но и на межгалактических расстояниях, потребовалась бы огромная концентрация энергии. А это по законам физики привело бы к значительному повышению температуры среды и сильному перегреву — явлениям, губительным для самого существования цивилизации. Это приводит к выводу, иному, чем у Кардашева: искать следует цивилизации не третьего, а второго типа.

Существуют весьма серьезные ограничения и возможной мощности радиосигнала, в особенности всенаправленного, который цивилизация может послать во Вселенную. Подсчеты показывают, что радиус антенны, способной излучать всенаправленные сигналы необходимой мощности, составил бы 0,1 астрономической единицы, что в 6 раз больше радиуса Солнца.

Такую антенну пришлось бы расположить на достаточно большом расстоянии от области обитания. В противном случае цивилизация подверглась бы мощному дополнительному облучению. Это расстояние должно по крайней мере на порядок превосходить расстояние от центральной звезды. В Солнечной системе подобную антенну пришлось бы разместить за пределами орбиты Юпитера. Задача, трудная даже для сверхцивилизации.

Все эти рассуждения приводятся в качестве подтверждения той точки зрения, что отсутствие наблюдательных данных, свидетельствующих о существовании других цивилизаций, объясняется чисто техническими трудностями.

Высказываются также интересные соображения, связанные с сохранением цивилизациями среды своего обитания. Эти соображения сводятся к тому, что выработка практически неограниченных количеств энергии какой-либо цивилизацией невозможна по той причине, что уже производство энергии, превосходящей на порядок энергию центральной звезды, неизбежно вызовет заметные изменения межпланетной среды, ее серьезные нарушения, засорение энергетическими отходами. Рост энергетических ресурсов не может быть беспредельным. Потребление энергии в среде обитания неминуемо ведет к тому, что все ее виды в конце концов рассеиваются, а это вызывает нагревание среды, т. е. ограничения здесь такие же, как и на Земле, только масштабы иные. Космическая среда на определенном уровне развития цивилизации тоже нуждается в защите, и охране.

Против предположения о существовании сверхцивилизаций выдвигается и такое возражение: неограниченный экспоненциальный рост какого-либо реального процесса есть чисто математическая абстракция. Она может реализоваться лишь в том случае, если изменение рассматриваемой величины в единицу времени строго пропорционально этой величине. Но для этого должны оставаться неизменными все внешние условия, при которых протекает данный процесс. Для процессов, связанных с развитием цивилизаций, подобное требование заведомо не может выполняться: экспонента — это чисто математическое понятие, а отнюдь не социологическое. Поэтому прогноз далекого будущего цивилизаций на основе закона экспоненциального роста совершенно неправомерен.

Однако этот аргумент вызывает по меньшей мере два контраргумента.

И. С. Шкловский замечает, что вовсе не обязательно, чтобы все цивилизации развивались по экспоненте. Достаточно, чтобы по такому пути следовали хотя бы некоторые из них.

Правда, д-р физ.-мат. наук Г. М. Идлис считает, что любое развитие цивилизации, не только технологическое, но и интеллектуальное, неизбежно связано с систематическим увеличением материальных и энергетических ресурсов и что в нормальных условиях такое увеличение всегда происходит по экспоненте, по закону геометрической прогрессии. Однако в то же время Идлис подчеркивает, что тривиальная космическая экспансия цивилизации из уже освоенной ограниченной пространственной области через ее внешнюю границу наружу в пределах макромира нашей Метагалактики или даже сразу в несколько таких смежных макромиров не может обеспечить беспредельного экспоненциального роста. Для этого нужно «буравить» материю «вглубь», проникать в квазизамкнутые взаимосоприкасающиеся макромиры, которые извне выглядят как элементарные частицы.

Одним из самых интересных вопросов, которые обсуждаются в процессе «игры во внеземные цивилизации», является идея контакта и, прежде всего, информационного контакта. Это не случайно — проблемы передачи информации, ее хранения и кодирования имеют огромное познавательное и практическое значение. И рассмотрение задачи установления информационных контактов с инопланетными цивилизациями на сверхдальних космических расстояниях открывает заманчивые возможности для «игрового» обсуждения этих насущных вопросов современной науки. В частности, подобное рассмотрение естественным образом приводит к исследованию таких задач как распространение информационных сигналов в космической среде, выбор наилучших средств и способов межкосмических радиопередач и т. п.

Таким образом, предметом исследования в задаче межзвездной связи являются, в сущности говоря, не реальные представители внеземных цивилизаций и взаимодействие с ними, а вопросы, связанные с изучением проблем передачи информации на большие расстояния иначе устроенным «интеллектам». Теоретические выводы, которые при этом могут быть получены, имеют самое непосредственное отношение к конкретной проблематике таких наук как астрофизика, радиофизика, информатика, кибернетика, разработка языков для общения человека и машины, а также к ряду других актуальных проблем современной науки.

Приведенные примеры показывают, что подлинная цель «игры во внеземные цивилизации» — осмыслить место человека, человеческого общества во В селенной, выяснить перспективы космического развития, оценить результаты, к которым могут привести в будущем космические исследования, освоение космоса. Превратится ли человечество, именно оно, а не теоретически возможные «иные разумы», в цивилизацию второго или третьего типа? Сможет ли человек «колонизировать» космос, расширяя поле своей деятельности на всю Галактику? Возникает и целый ряд других вопросов, представляющих вполне конкретный научный интерес.

Таков, подлинный смысл «игры во внеземные цивилизации по-научному». Но возможна игра и «не по-научному». Чем же отличаются друг от друга такие «игры»?

Главное отличие состоит в том, что участники игры первого рода отчетливо представляют себе ее подлинный смысл и трезво оценивают степень условности обсуждаемых вопросов и их соотношение с реальными задачами. При игре же «не по-научному» ее участники полностью игнорируют условность ее элементов, отождествляя их с реальной действительностью. В частности, некоторые люди воспринимают отдельные перипетии «игры во внеземные цивилизации» слишком буквально. Вот тогда-то и появляются пришельцы из космоса, «летающие тарелки», «зеленые человечки», «бермудские треугольники» и прочие «чудеса», не имеющие под собой абсолютно никакой научной почвы.

Пожалуй, со времени открытия «марсианских каналов» ни одна астрономическая проблема не привлекала к себе столь широкого всеобщего внимания и не обрастала таким количеством всевозможных сенсационных сообщений, как проблема поиска внеземных цивилизаций, осуществимости контактов с ними и, в особенности, о возможности посещения Земли представителями других космических миров.

В западных государствах весь этот круг вопросов быстро стал предметом бизнеса. Газеты и журналы охотно печатают сногсшибательные сообщения на подобную тему без всякой проверки их достоверности, лишь бы эти сообщения носили достаточно сенсационный характер и могли произвести соответствующее впечатление.

И как-то за этим потоком необоснованных сенсаций в глазах широких кругов людей постепенно стал затушевываться подлинный научный смысл проблемы внеземных цивилизаций, ее значение для развития наших представлений о мире, для будущего земного человечества. Очень многие стали ошибочно думать, что самое главное чуть ли не во всем современном естествознании вообще — как можно скорее отыскать какую-нибудь внеземную цивилизацию или обнаружить на Земле следы космических пришельцев.

Это и влечет за собой далекое от подлинной науки стремление к необычному, жажду сенсаций, сенсаций во что бы то ни стало. А спрос, как известно, рождает предложение.

Как же обстоит дело в действительности? Какое место занимает проблема внеземных цивилизаций в современном естествознании? В чем она состоит и каково ее подлинное значение? Ответ, возможно, покажется несколько неожиданным. Основной смысл исследования проблемы внеземных цивилизаций на современном уровне состоит не в обнаружении конкретной инопланетной цивилизации и даже не в выяснении того, существуют ли вообще в реальной действительности другие цивилизации, а прежде всего в изучении общих закономерностей нашего космического существования, знание которых насущно необходимо современному человечеству.

Было время, когда вся практическая деятельность людей ограничивалась чисто земными рамками. И тогда можно было не задумываться над тем, что в физическом отношении земная цивилизация является частью Вселенной и подчиняется действующим в ней физическим закономерностям. Но сегодня, когда наши свершения приобретают глобальный и даже космический характер, мы уже не можем игнорировать это обстоятельство. Знание закономерностей, о которых идет речь, необходимо для обоснованного научного прогнозирования нашего собственного космического будущего, планирования нашей практической деятельности, выбора оптимальных путей дальнейшего развития земного человечества!