Ученые пока только предполагают, как происходило зарождение жизни на Земле и как неживая материя превратилась в живых существ. Многие химики и биологи уверены, что никакой другой естественной формы существования живых существ, кроме как на основе углеродсодержащих соединений, нет. Да и без такой уникальной жидкости, как вода, ни возникновение, ни существование органической материи невозможны. Мы видим, интервал комфортных условий для возникновения живых существ достаточно узок, и его не так просто реализовать. Даже в тщательно сконструированной вселенной появление разумной жизни автоматически не гарантируется.
Допустим, условия для возникновения разумной жизни все-таки созданы, и вот возник Разум. Каковы дальнейшие перспективы у такой цивилизации? И сколько подобных ей в наблюдаемой части Вселенной? С научной точки зрения здесь мы вступаем в наиболее туманную область исследований с удивительно бедным экспериментальным материалом. По большому счету имеется всего два бесспорных факта: во Вселенной существует по крайней мере одна цивилизация – земная, и, хотя свойства Вселенной, как предполагают ученые, одинаковы во всех ее уголках, следов других цивилизаций пока не обнаружено. Тем не менее наиболее любознательная часть человечества крайне заинтересована поиском возможных соседей по космосу и ведет в этом направлении интенсивную деятельность.
Современные модели эволюции Вселенной предоставляют на выбор несколько сценариев будущего, и, честно говоря, все они не дают оснований для особого оптимизма. Основной сценарий состоит в том, что наша Вселенная будет вечно расширяться и охлаждаться. В конечном итоге останутся только элементарные частицы, включая нейтрино, фотоны и электроны с протонами. Никаких звезд и планет не сохранится среди хаоса случайно блуждающих частиц, разделенных огромными расстояниями.
Некоторые космологи прогнозирует другую грозную опасность – так называемый Большой Разрыв. Эта идея основывается на предположении, что величина взаимодействия между частицами, благодаря которому существуют все структуры, начиная с атомов, со временем уменьшается. В какой-то момент, когда взаимодействие станет слишком слабым, произойдет распад всех жизненно важных объектов, и Разума в том числе. И это будет настоящая катастрофа.
Но предположим, что развитие идет по наиболее вероятному и благоприятному первому сценарию. Тогда главная проблема – откуда в будущем черпать энергию? Никаких привычных источников не осталось, температура практически абсолютный нуль. Но жизнь, что бы под этим ни подразумевалось, сопряжена с энергетическими затратами, и восполнение их – важнейшая задача.
Для борьбы с дефицитом энергии можно понижать температуру разумных существ. Это значительно сэкономит запас энергии, поскольку тепловые потери, связанные с электрическим сопротивлением, падают при низких температурах. Правда, к биологическим структурам такой подход малоприменим даже с учетом опыта зимней спячки земных животных.
Конечно, приспосабливаясь к низким температурам, придется пойти на некоторые жертвы. Например, надо будет найти более удобное убежище для Разума, нежели мозг, и полностью перестроить тело, которое является всего лишь защитной оболочкой для Разума. Разрабатываемые сегодня сверхпроводящие и квантовые компьютеры – очень даже подходящее место для обитания Сверхразума будущего, обрабатывающего информацию, практически не расходуя драгоценную энергию.
Любопытную возможность спасения будущей человеческой цивилизации представляет современная теория гравитации. Теоретически могут существовать такие необычные объекты, как, например, черные дыры с некоторой плотностью энергии внутри (в модели обычной черной дыры вся масса сосредоточена в центре). Время в таких объектах течет совсем не так, как вдали от них. Поэтому, стоит только оказаться внутри них, и можно продлить свое существование как угодно долго. Для стороннего наблюдателя время жизни обитателя черной дыры ограниченно, но для тех, кто находится внутри нее, время течет по-другому, и по их часам они будут жить бесконечно долго, зато внешний мир перестанет для них существовать еще при прохождении "границы" такой черной дыры.
Возможно, в нашей Вселенной существуют (или могут быть искусственно созданы) такие любопытные объекты, как "кротовые норы", соединяющие разные участки нашего четырехмерного пространства-времени между собой или даже наш мир с другими мирами. Тогда ничто не помешает неограниченному по времени существования Разуму свободно путешествовать по различным вселенным, выбирая благоприятное место обитания. Более того, разобравшись с тем, как рождаются вселенные и почему у них бывают различные свойства, сверхцивилизация может заняться поиском готовых и созданием новых миров, более приспособленных для жизни и не подверженных разного рода катаклизмам, присущим миру нашему.
Обо всем этом, и не только, в свое время размышлял лауреат Нобелевской премии академик В. Л. Гинзбург в глубокой, хоть и полемической статье "Законы физики и проблема внеземных цивилизаций":
…законы физики, биологии и т. д. устанавливаются на основе наблюдения или изучения ограниченного (а практически даже сравнительно небольшого) числа объектов. Затем принимается, что для всех таких же объектов и в тех же условиях должны наблюдаться установленные законы. Частным случаем такого общего подхода является утверждение об одинаковости всех электронов, атомов водорода и т. д. Близкие основания имеет уверенность в невозможности непорочного зачатия (для человека), хотя логически такой процесс вполне возможен и наблюдается (речь идет о партеногенезе) даже для столь сложных организмов, каким является индюшка. Несомненно, иначе поступать нельзя, и используемая экстраполяция оправданна. Но полезно все же не забывать, сколь далеко мы экстраполируем, какой это смелый в известном смысле шаг. Например, в Галактике имеется порядка 1070 электронов и протонов, а мы считаем их одинаковыми на основании изучения лишь неизмеримо меньшего числа таких частиц. Так или иначе, если мы считаем данный физический закон твердо установленным в земных условиях, то с такой же степенью уверенности можем считать его справедливым и на удаленных планетах в предположении, что они находятся в тех же или достаточно близких условиях. Эта оговорка включает близость во времени, поскольку в эволюционной космологии ряд законов и величин, вообще говоря, может зависеть от времени. Более конкретно, существуют, например, космологические схемы, в которых от времени зависит гравитационная "постоянная" <…> Поскольку обсуждается в первую очередь возможность связи с цивилизациями, находящимися сравнительно близко к Солнцу (скажем, на расстоянии меньше 1000 световых лет), допустимым в принципе изменением законов физики со временем в обсуждаемом плане можно пренебречь. (Ситуация практически не изменяется, если речь идет о "связи" со сравнительно близкими галактиками.)
Здесь Виталий Лазаревич делает очень важное замечание о том, что законы физики, названные выше твердо установленными в земных условиях, все же установлены лишь с ограниченной точностью и для некоторой ограниченной области условий. При этом он считает, что вопрос о точности закона включает в себя также некоторые высказывания о невозможности "запретить" крайне маловероятные события. Например, все имеющиеся данные подтверждают закон сохранения барионного заряда, или, в применении к атомной физике, можно сказать, закон сохранения числа нуклонов:
Допустим, однако, что крайне редко (по нашим земным масштабам) могут "из ничего" рождаться атомы водорода или отдельно протоны и электроны. Именно подобное предположение лежит в основе так называемой стационарной космологии. При этом для сохранения стационарности (для постоянства средней плотности вещества в пространстве) в единице объема за единицу времени должно "рождаться" вещество с массой порядка 10 – 46 г/(см 3 с), что отвечает появлению одного атома водорода в год в объеме, равном 1 км 3 . Но в таком объеме при атмосферном давлении находилось бы 2 , 7 × 1034 молекул водорода. Насколько я могу себе представить, никакие земные наблюдения не противоречат подобной возможности, хотя, быть может, из косвенных соображений и можно было бы существенно ограничить вероятность появления новых атомов. Во всяком случае, для опровержения стационарной космологии такие аргументы, насколько известно, не привлекались, а речь шла о данных внегалактической астрономии и обнаружении реликтового теплового микроволнового излучения. Все эти данные свидетельствуют в пользу эволюционной космологии и тем самым в известных пределах опровергают предположение о рождении нового вещества.
Здесь, разумеется, это предположение было упомянуто лишь в качестве примера. Смысл примера заключается, очевидно, в том, что и на Земле, и на удаленных планетах нельзя исключать возможности появления каких-то очень редких (маловероятных) событий, не предусмотренных известными физическими законами. Не думаю, чтобы это обстоятельство представляло особый интерес в обсуждаемом плане, но все же его роль для процессов мутационного типа (а быть может, и для зарождения жизни) не исключена. При этом, как уже подчеркивалось, здесь нет никакой разницы между Землей и удаленными планетами.
Другой аспект вопроса о точности физических законов состоит в том, что эти законы имеют, вообще говоря, ограниченную область применимости в смысле рассматриваемых физических условий. Так, мы не знаем сколько-либо надежно поведения вещества при плотностях ρ > ρя=3 ·1014 г/см 3 (здесь ρя – плотность в атомных ядрах). Поэтому имеются неясности принципиального характера в отношении центральных областей нейтронных звезд, где как раз ρ > ρя (для достаточно массивных нейтронных звезд). Другой пример – несомненная, на мой взгляд, неприменимость обычных (классических) уравнений общей теории относительности при сверхвысоких плотностях, которые должны иметь место вблизи классических сингулярностей. Но все это, очевидно, не имеет никакого отношения к объектам, состоящим из атомов и молекул, т. е. все это несущественно на уровне любых сколько-нибудь реальных "цивилизаций молекулярного типа".
Тут академик Гинзбург делает существенную оговорку: сам вопрос о "немолекулярных" цивилизациях упомянут им лишь для полноты картины, а реальных поводов даже думать о таких цивилизациях в настоящее время он совершенно не видит. Иными словами, у нас есть все основания ограничиться обсуждением "молекулярных" цивилизаций. А при их рассмотрении, по глубокому убеждению Виталия Лазаревича, мы можем полностью доверять только известной нам "земной" физике, тем более что она еще не встретилась ни с какими явными ограничениями в применении ко всем известным астрофизическим объектам. Далее академик Гинзбург приходит к интереснейшей гипотезе "квазижизни" на основе сверхпроводящих элементов и соединений. Отметим, что эта очень необычная гипотеза уже обыгрывалась в фантастике совершенно парадоксальным образом.
Здесь нет возможности останавливаться на проблеме высокотемпературной сверхпроводимости более подробно, и хотелось бы лишь подчеркнуть, что в настоящее время вопрос о максимально достижимом значении Tc для земных условий (имеются в виду атмосферное или сравнимое с ним давление, система металлического типа и т. п.) остается неясным. Вполне возможно тем не менее, хотя и отнюдь не доказано, что значение Tc может достигать комнатной температуры, особенно для сложных слоистых или нитевидных соединений. Но именно слоистые и нитевидные соединения и структуры встречаются в биологии. Поэтому известной уже физике никак не противоречит возможность того, что на других планетах живые существа в значительной своей части состоят из сверхпроводящих веществ, созданных в результате биологической эволюции. Подчеркну, что это не более чем гипотеза, лишь не противоречащая современным представлениям физики твердого тела. Быть может, в дальнейшем будет доказано, что высокотемпературные сверхпроводники в интересующих нас условиях существовать не могут (тем самым проблема высокотемпературной сверхпроводимости будет решена отрицательным образом). Но сколько-нибудь надежно обосновать такой вывод в ближайшие годы вряд ли удастся, даже если не будет достигнут успех на пути существенного повышения Tc. Поэтому мы должны считаться с тем, что в распоряжении представителей внеземной цивилизации имеются высокотемпературные сверхпроводники, да и многие другие экзотические или гипотетические по земным меркам вещества.
Таким образом, отрицание возможности встретиться на других обитаемых планетах с отличными от наших фундаментальными законами физики действительно закрывает двери для совсем уже безудержного фантазирования, но тем не менее оставляет еще очень широкий простор для научных гипотез и предположений, касающихся поведения систем из многих частиц. К числу таких систем относятся различные, более или менее сложные твердые тела и жидкости, не говоря уже о всех живых организмах.
А пока попробуем понять, каковы все-таки у нас шансы встретиться с внеземным разумом. Для анализа вероятности такой встречи возьмем нашу стомиллиардную Галактику и проследим расширение сферы обитания старейшей цивилизации. Первые звезды зажглись в Млечном Пути 10 миллиардов лет назад. Следовательно, старейшая цивилизация опередит нас на 5 миллиардов лет. Предположим, что працивилизацией снаряжаются три корабля, летящие в разные стороны, с одной тысячей поселенцев и необходимой техникой. Корабли долетят до ближайших планетных систем, учитывая среднее расстояние между звездами и реальную скорость корабля (10 000 км/с), через столетие. Пусть через триста лет они повторят межзвездный прыжок – отправят еще три таких же корабля. Так поселенцы будут распространяться по Галактике со скоростью 1 парсек в 400 лет. Размер нашей Галактики – 50 килопарсек, и, чтобы заселить ее всю, потребуется "всего" 20 миллионов лет. Причем эта цифра получена с большим запасом, поскольку солидное число звезд сосредоточено близко к центру Галактики и расстояние между ними гораздо меньше 1 парсека. Кроме того, далеко не все звезды имеют подходящие планеты, и на их заселение время потрачено не будет. Если число звезд в Галактике и галактик в нашей Вселенной ограниченно, то число различных вселенных, по-видимому, бесконечно. И тогда, как бы ни была мала вероятность появления жизни в одной вселенной, в бесконечно большом количестве миров она возникает со стопроцентной вероятностью. Простейшие оценочные расчеты показывают, что за десять миллиардов лет существования наша Галактика могла быть полностью колонизирована всего одной цивилизацией. В этом случае мы появились бы уже после заселения всех подходящих планет. Где же искать этих таинственных колонистов, история которых исчисляется миллиардами лет? Почему они не вступают с нами в контакт и поиски следов их жизнедеятельности пока безуспешны? Человеческое сообщество еще очень молодо, и нам трудно представить себе мораль и логику поступков незнакомой цивилизации возрастом в несколько миллиардов лет, а также отношение ее представителей к нам. А может, наше одиночество во Вселенной лишь кажущееся и более развитые цивилизации просто не вмешиваются в нашу жизнь?
Часть 5 Вселенский поиск разумного
Если принять оценки плотности космических цивилизаций, которые в СЕТI считаются наиболее оптимистическими, то Земля могла бы рассчитывать на визит "зонда пришельцев" раз в 10 000 лет. Если же (во избежание абсурдных выводов) предположить, что объекты, подобные нашей Земле, в Галактике нетипичны и редки, <…> то тем самым, хотим мы того или нет, мы признаем, что инопланетян, которые могли бы отправить к нам что бы то ни было, не миллион, а гораздо меньше. А если так, если их, например, всего 10 000, то каждая цивилизация Млечного Пути должна ежегодно высылать 1 000 000 аппаратов, чтобы один из них достиг Земли. Между тем, по данным уфологии, "неопознанные летающие объекты" наблюдаются на Земле ежегодно сотнями. Именно столько наблюдений остается, если, как это делают более осторожные приверженцы уфологии, отбросить недостаточно достоверные случаи, ибо общее число сообщений о наблюдениях НЛО достигает нескольких тысяч в год. Однако же сотни НЛО на земном небе предполагают Галактику, буквально кишащую цивилизациями, то есть такую, которая находится в полном противоречии с данными астрофизики, из которых исходит СЕТI, а значит, она является чистой фантазией.
С. Лем. Человек в космосе. О "неопознанных летающих объектах"
Глава 1 Одиноки ли мы во Вселенной?
Говоря о важности поиска внеземной жизни, мы не обещаем, что найти ее будет просто, – только гарантируем, что поиски того стоят.
Пока мы слышали голос жизни только в одном маленьком мире. Но мы наконец начали прислушиваться к другим голосам космической фуги.
К. Саган. Космос. Эволюция Вселенной, жизни и цивилизации
Космические просторы Вселенной…
Человечество столетиями вглядывалось в глубины Метагалактики с надеждой найти собратьев по разуму. В прошлом веке ученые перешли от пассивного созерцания к активным поискам жизни на планетах Солнечной системы и посылке радиосообщений в наиболее интересные участки звездного неба, а несколько автоматических межпланетных станций, выполнив свои исследовательские миссии внутри Солнечной системы, понесли послания человеческой цивилизации в межзвездное пространство.
Для всех нас чрезвычайно важен поиск себе подобных в необозримых космических просторах. Это – одна из важнейших задач, которые человечество ставит перед собой. Сегодня предпринимаются только первые и, наверное, малоэффективные шаги на долгом пути к братьям по разуму. Правда, существует еще и вопрос о реальности самого объекта поисков. Например, выдающийся ученый и мыслитель ХХ века И. С. Шкловский в своей замечательной книге "Вселенная, жизнь, разум" очень даже аргументированно обосновывает гипотезу, по которой человеческий разум, возможно, уникален не только в нашей Галактике, но и во всей Вселенной. Более того, Шкловский говорит о том, что и сам контакт с иным разумом, вероятно, принесет землянам мало пользы.
Возможность долететь до далеких галактик проиллюстрируем следующим примером: если бы в момент зарождения цивилизации с Земли стартовал туда космический корабль со световой скоростью, сейчас он находился бы в самом начале пути. И даже если в ближайшее столетие космическая техника достигнет околосветовых скоростей, для полета к ближайшей туманности Андромеды потребуется топлива в сотни тысяч раз больше полезной массы космического корабля.
Но даже при такой фантастической скорости и совершеннейшей медицине, умеющей вводить человека в состояние анабиоза и благополучно выводить из него, для кратчайшего знакомства с одной только ветвью нашей Галактики понадобятся тысячелетия, а возрастающие темпы научно-технического прогресса вообще ставят под сомнение практическую пользу подобных экспедиций.