Разумная жизнь во вселенной

18. Общие замечания.

19. Освоение человечеством Солнечной системы.

20. Радиосвязь между цивилизациями, находящимися на различных планетных системах.

21. Возможность осуществления межзвездной связи оптическими методами.

22. Связь с инопланетными цивилизациями с помощью автоматических зондов.

23. Теоретико-вероятностный анализ межзвездной радиосвязи. Характер сигналов.

24. О возможности прямых контактов между инопланетными цивилизациями.

25. Замечания о темпах и характере технологического развития человечества.

26. Разумная жизнь как космический фактор.

27. Где вы, братья по разуму?

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение I.

Поиски внеземных цивилизаций.

Приложение II.

Возможна ли связь с разумными существами других планет?

Существуют ли другие планетные системы?

Крушение гипотезы Джинса.

О чем говорит вращение звезд.

Множественность планетных систем.

Где может возникнуть жизнь?

Сколько планет может быть колыбелью разумных существ?

Межзвездная связь.

Какова же природа этого канала связи?

Далеко ли дойдет сигнал?

Как преодолеть помехи?

В каком направлении производить поиск?

Приложение III.

Существуют ли внеземные цивилизации?

Общие замечания.

В первой части этой книги мы рассказывали о строении Вселенной и об эволюции составляющих ее различных космических объектов. Задачей этой части было установление самых общих условий, при которых во Вселенной может (но не обязательно должна) возникнуть жизнь. Было показано, что такая «деликатная» форма движения материи, как жизнь, зависит от большого числа совершенно не связанных между собой явлений. Так, например, явление «красного смещения» в спектрах далеких галактик оказывается, по-видимому, обязательным условием для возникновения и развития жизни на какой-нибудь планете. Так же необходимы для этого вспышки сверхновых звезд, в процессе которых образуются тяжелые элементы, без которых немыслима живая субстанция. Кроме того, образующиеся после такой вспышки ударные волны в межзвездной среде могут стимулировать процесс образования звезд (см. гл. 4). Наконец, необходимо, чтобы в достаточно большом количестве образовывались «подходящие» планеты. Этому вопросу в первой части было уделено особое внимание. Вся первая часть построена на основе надежно установленных фактов и вполне обоснованных теорий и гипотез.

Значительно сложнее обстоит с центральной проблемой возникновения живой субстанции из неживой, которой посвящена вторая часть книги. Эта проблема решается совместными усилиями молекулярной биологии, кибернетики и космогонии. «Штурм» этой твердыни непознанного, по существу, начинается только сейчас. Тем не менее уже в настоящее время намечаются пути решения этой проблемы. Во второй части проведен также анализ возможности жизни на соседних с нами планетах Солнечной системы. Увы, выдающиеся успехи космонавтики позволили получить данные о планетах, практически исключающие возможность каких бы то ни было форм жизни на них. Между тем планеты около других звезд пока еще недоступны для наших исследований.

Переходя к обсуждению вопросов, связанных с возможностью тех или иных проявлений разумной жизни во Вселенной, мы сталкиваемся с очень большими трудностями.

Жизнь на какой-нибудь планете должна проделать огромную эволюцию, прежде чем стать разумной. Движущая сила этой эволюции — способность организмов к мутациям и естественный отбор. В процессе такой эволюции организмы все более и более усложняются, а их части — специализируются. Усложнение организмов идет как в качественном, так и в количественном направлении. Например, у червя имеется всего лишь около 1000 нервных клеток, а у человека около десяти миллиардов. Развитие нервной системы существенно увеличивает способности организмов к адаптации, их пластичность. Эти свойства высокоразвитых организмов являются необходимыми, но, конечно, недостаточными для возникновения разума. Последний можно определить как адаптацию организмов для их сложного социального поведения.

На протяжении этой части книги мы неоднократно будем применять термин «разумная жизнь», считая его элементарным, т. е. не требующим специального определения. Между тем это далеко не так. В самом деле, что такое «разумное существо»? На этот вопрос можно попытаться ответить так: разумным мы называем такое существо, которое обладает способностью к мышлению. Ну, а что такое мышление? Здесь мы сталкиваемся с теми же трудностями в определении этого понятия, что и в случае определения понятия «жизнь». Ведь единственно известной нам формой мышления является мышление человека. Определение понятий «мышление» и «разумная жизнь» неявно всегда сводилось к описанию конкретных особенностей человеческого мышления, представляющего собой специфическую деятельность мозга.

Но, как подчеркивал А. Н. Колмогоров, в настоящее время такое определение уже не является удовлетворительным по двум причинам. Во-первых, в наше время интенсивного развертывания космических исследований имеется принципиальная возможность встречи с такими формами существования высокоорганизованной материи, которые обладают всеми основными свойствами не только живых, но и мыслящих существ и которые могут существенно отличаться от земных форм. Во-вторых, бурное развитие кибернетики открыло в принципе ничем не ограниченную возможность моделирования любых, сколь угодно сложных материальных систем.

По этим двум причинам в настоящее время имеется острая необходимость дать такое определение понятия «мышление», которое было бы связано с какими бы то ни было конкретными представлениями о физической природе процессов, лежащих в основе мышления. Следовательно, так же как и в случае понятия «жизнь», необходимо функциональное определение понятия «мышление».

Последовательное развитие «функциональной» точки зрения на жизнь и мышление приводит к удивительному выводу, имеющему, на наш взгляд, исключительно большое значение для проблемы развития разумной жизни во Вселенной. Как указывает А. Н. Колмогоров, «...моделирование способа организации материальной системы не может заключаться ни в чем ином, как в создании из других материальных элементов новой системы, обладающей в существенных чертах той же организацией, что и система моделируемая. Поэтому достаточно полная модель живого существа по справедливости должна называться живым существом, модель мыслящего существа — мыслящим существом». (Колмогоров А. Н. Жизнь и мышление с точки зрения кибернетики.— М., 1961. Все дальнейшие цитаты приводятся из этого источника.) Таким образом, кибернетика обосновывает принципиальную возможность создания искусственных живых и даже мыслящих существ,

Этот вопрос настолько важен, что мы на нем остановимся немного подробнее. Лучше всего будет, если мы процитируем соответствующие высказывания А. Н. Колмогорова:

«Общеизвестен интерес к вопросам:

Могут ли машины воспроизводить себе подобных и может ли в процессе такого самовоспроизведения происходить прогрессивная эволюция, приводящая к созданию машин, существенно более совершенных, чем исходные?

Могут ли машины испытывать эмоции? Могут ли машины хотеть чего-либо и сами ставить перед собой новые задачи, не поставленные перед ними их конструкторами?

Иногда пытаются обосновать отрицательный ответ на подобные вопросы при помощи:

а) ограничительного определения понятия «машина»,

б) идеалистического толкования понятия «мышление», при котором легко доказывается неспособность к мышлению не только машин, но и человека...

...Однако важно отчетливо понимать, что в рамках материалистического мировоззрения не существует никаких состоятельных принципиальных аргументов против положительного ответа на наши вопросы. Этот положительный ответ является современной формой положения о естественном возникновении жизни и материальной основе создания...

Принципиальная возможность полноценных живых существ, построенных полностью на дискретных (цифровых) механизмах переработки информации и управления, не противоречит принципам материалистической диалектики. Противоположное мнение может возникнуть у специалистов по философии математики лишь потому, что они привыкли видеть диалектику лишь там, где появляется бесконечное. При анализе явлений жизни существенна не диалектика бесконечного, а диалектика большого (чисто арифметическая комбинация большого числа элементов создает и непрерывность, и новые качества) ».

Мы привели эту длинную цитату из работы выдающегося математика только потому, что, на наш взгляд, нельзя лучше выразить суть дела. Вместе с тем А. Н. Колмогоров предупреждает против упрощенческих трактовок принципиальной проблемы возможности создания искусственных разумных существ. Пока еще кибернетика осмыслила лишь малую часть деятельности человеческого сознания. В какой-то степени поняты лишь механизм условных рефлексов и механизм формально-логического мышления. Предстоит еще огромная работа по объективному изучению в «терминах кибернетики» всех тонких видов творческой деятельности человека и других аспектов высшей нервной деятельности, пока еще во многих отношениях загадочной. А. Н. Колмогоров указывает, что «...серьезное объективное изучение высшей нервной деятельности человека во всей ее полноте представляется необходимым звеном в утверждении материалистического гуманизма. Развитие науки многократно приводило к разрушению привычных для человека иллюзий, начиная с утешительной веры в личное бессмертие. На стадии полузнания и полупонимания эти разрушительные выводы науки становятся аргументами против самой науки, в пользу иррационализма и идеализма. Дарвиновская теория происхождения видов и павловское объективное изучение высшей нервной деятельности неоднократно изображались как принижающие высшие стремления человека к созданию моральных и эстетических идеалов. Аналогично, в наше время страх перед тем, как бы человек не оказался ничем не лучше «бездушных автоматов», делается психологическим аргументом в пользу витализма и иррационализма».

Итак, принципиально возможно создание искусственных мыслящих существ, способных к самоусовершенствованию. Современная фантастическая литература изобилует образами механических искусственных людей — роботов. Обычно их изображают в виде карикатурно сходной по внешнему виду с человеком совокупности шарниров, электронных ламп и прочих «индустриальных» атрибутов. Однако еще замечательный чешский писатель Карел Чапек, придумавший само слово «робот» в пьесе «RUR», изображал их вполне человекоподобными существами, изготовленными из белков... Очень вероятно, что, когда человечество до конца разгадает тайны сложного химического производства — синтеза белков из аминокислот при помощи и «под управлением» нуклеиновых кислот ДНК и РНК, живые искусственные организмы (в том числе и разумные) будут иметь вполне «естественный» внешний вид...

Впрочем пока еще преждевременно гадать, как они будут выглядеть. Нужно ясно понимать, что современная нам наука и техника пока еще не могут синтезировать даже сравнительно простые живые организмы. Однако мы сейчас находимся на пороге этого важнейшего этапа в развитии биологии. Следует также помнить, что принципиальная возможность создания живого мыслящего существа — это еще не есть реальная, практическая возможность. На этом пути несомненно встретятся огромные трудности. Некоторые из таких трудностей намечаются уже сейчас. В частности, А. Н. Колмогоров, хотя и считает, что для моделирования работы человеческого мозга, связанной непосредственно с проявлениями высшей человеческой культуры (науки, искусства, социальных чувств), достаточно оперировать со сравнительно небольшим количеством информации порядка 10⁷ — 10⁹ двоичных единиц (в то время как обычно считают, что число таких единиц должно быть порядка 10¹² — 10¹⁵), однако указывает на одну фундаментальную трудность. Эта трудность будет состоять в большой сложности той программы, которая должна привести в действие автомат, моделирующий человеческий мозг. Конечно, в принципе сложную программу, которая обеспечивает достаточно быстрое решение некоторой задачи автоматом, можно получить при помощи другого автомата, куда будет вводиться простая программа.

Однако такой автомат будет вычислять сложную программу очень долго. Пока неясны пути преодоления этой, а также и других трудностей, возникающих в проблеме создания искусственной разумной жизни.

Имеются, однако, основания полагать, что бурное развитие кибернетики в гармоническом сочетании с развитием молекулярной биологии и наук о высшей нервной деятельности в конечном итоге позволит создать искусственные разумные существа, принципиально не отличающиеся от естественных, но значительно более совершенные, чем они, и способные к дальнейшему самоусовершенствованию. Очень, например, вероятно, что такие существа будут значительно более долгоживущими, чем естественные. Ведь старение организмов вызвано, по-видимому, постепенным накоплением различного рода нарушений в «печатающей» схеме ДНК клеток. Эта «схема» с течением времени как бы «стирается». Но вполне вероятно, что искусственные «матрицы» ДНК можно сделать гораздо более «прочными» и «стабильными».

Искусственный разум как новый, фундаментальной важности космический фактор был предметом обсуждения на Бюраканском симпозиуме по внеземным цивилизациям. Автор этой книги подчеркивал, что возникновение искусственного разума, по-видимому, является высшим этапом развития материи во Вселенной. Основные этапы этого развития можно представить в виде последовательности: неживая эволюционирующая материя → живая материя → естественные разумные существа → искусственные разумные существа. Похоже, что эра естественных разумных существ может быть сравнительно кратковременным, переходным этапом в развитии материи во Вселенной. Например, уже сейчас очевидно, что они малопригодны (или, точнее, совсем непригодны) для серьезной колонизации космоса и весьма длительных космических полетов. «Нормальная» эволюция жизни на Земле такие ситуации, конечно, не могла предусмотреть. Ничего «обидного» для живых мыслящих организмов в этом факте мы не усматриваем.

Нашу точку зрения полностью поддерживал известный американский кибернетик Минский. Он подчеркнул, что за прошедшие 15 лет «разум» наших электронных вычислительных машин улучшился в миллион раз (под «разумом» понимается некоторая комбинация объема памяти и быстродействия). В течение нескольких последующих десятилетий следует ожидать увеличения характеристики «разума» машин еще, по крайней мере, в несколько десятков тысяч раз. «Разум» таких машин по основным параметрам будет заведомо превосходить разум человека.

Минский особенно подчеркивал тот момент, что искусственные разумные существа (машины) могут быть очень маленькими и компактными. Они могут длительно существовать в космическом пространстве, эффективно осваивая и преобразуя его. Вернемся, однако, к проблемам естественного разума.

Возникновение разума должно быть теснейшим образом связано с коренным улучшением и усовершенствованием способов обмена информацией между отдельными особями. Поэтому для истории возникновения разумной жизни на Земле возникновение языка имело решающее значение. Язык стал средством регулирования социального поведения внутри сообщества индивидуумов, что имело огромное значение для социальной эволюции и последующей истории человеческого общества.

Можем ли мы, однако, такой процесс считать универсальным для эволюции жизни во всех уголках Вселенной? Скорее всего — нет! Ведь в принципе при совершенно других условиях средством информации между особями могли бы стать не продольные колебания атмосферы (или, скажем, гидросферы), в которой живут эти особи, а нечто совершенно другое. Почему бы не представить себе способ обмена информации, основанный не на акустических эффектах, а, скажем, на оптических или магнитных? И вообще — так ли уж обязательно, чтобы жизнь на какой-нибудь планете в процессе ее эволюции стала разумной? В гл. 14 мы уже приводили возражения против «тиражирования» жизни во Вселенной. Тем больше возражений существует против «тиражирования» разумной жизни.

Между тем эта тема с незапамятных времен волновала человечество. Говоря о жизни во Вселенной, всегда, прежде всего, имели в виду разумную жизнь. Одиноки ли мы в безграничных просторах космоса? Как уже рассказывалось во введении к этой книге, философы и ученые с античных времен всегда были убеждены, что имеется множество миров, где существует разумная жизнь. Никаких научно обоснованных аргументов в пользу этого утверждения не приводилось. Рассуждения, по существу, велись по следующей схеме: если на Земле — одной из планет Солнечной системы — есть разумная жизнь, то почему бы ей не быть на других планетах? Ниже мы увидим, однако, что такой простой. метод рассуждения, если его логически развить, не так уж плох.

Только в наше время под впечатлением запуска первых искусственных спутников Земли и космических ракет появились серьезные исследования, посвященные научному анализу этой увлекательнейшей проблемы, остававшейся до этого только сюжетом научно-фантастических произведений. Само собой разумеется, что доказательств существования разумной жизни на других мирах пока еще нет. Вряд ли они так скоро появятся — слишком трудна проблема. Нельзя, наконец, исключить неутешительную возможность того, что разумная жизнь во Вселенной — редчайшее (хотя, по-видимому, не уникальное) явление. Может быть, например, что наша планета как обитель разумной жизни единственная в Галактике, причем далеко не во всех галактиках имеется разумная жизнь. Так, например, в радиогалактиках типа Лебедь А вряд ли может быть высокоорганизованная жизнь (см. гл. 6). С другой стороны, можно полагать, что проявления разумной жизни (из-за некоторых свойств последней, о которых будет идти речь в этой части книги) могут быть довольно широко распространены во Вселенной. Сейчас мы еще не можем сделать выбор между этими крайними случаями. Казалось бы, при таком, мягко выражаясь, неопределенном положении стоит ли заниматься сейчас этой проблемой, тем более посвящать ей целую часть в книге? Можно ли вообще называть работы о разумной жизни во Вселенной научными? Автор этой книги глубоко убежден, что заниматься этой проблемой нужно и даже необходимо и что уже сейчас это можно делать на достаточно высоком научном уровне.

При таком анализе необходимо, естественно, выдвинуть гипотезу, что наша человеческая цивилизация — одна из очень многих и не представляет собой уникального явления во Вселенной. Более того, можно в первом приближении считать, что наша земная цивилизация — довольно типичное проявление разумной жизни во Вселенной.

Выше мы обратили внимание на то, что это основная гипотеза, вообще говоря, может быть неверной. Нельзя исключить возможности того, что разумная жизнь во Вселенной — явление очень редкое, как это, в частности, полагает автор настоящей книги (см. гл. 14). Такую возможность исключить нельзя, особенно если будет выяснено, что возникновение жизни на Земле есть процесс случайный (см. гл. 13). Страшно даже представить, что из 10²⁰ — 10²¹ планетных систем во Вселенной, в области радиусом в десяток миллиардов световых лет разум существует только на нашей крохотной планете и, может быть, еще на некоторых немногих. Таким образом, сформулированная основная гипотеза носит вероятностный характер. В естествознании, однако, можно привести ряд примеров, когда такой метод исследований был очень плодотворным.

Мощность такого метода была остроумно продемонстрирована на одном примере немецким астрономом фон Хорнером. Хорошо известно, что древние греки не имели правильного представления ни о размерах Солнечной системы, ни о расстояниях до звезд, природа которых была им не известна. Но если бы они пользовались гипотезой, аналогичной сформулированной, то составили бы себе правильное представление о масштабах Вселенной. Применительно к этой задаче гипотезу можно формулировать следующим образом: Земля — типичная «средняя» планета, а Солнце — типичная «средняя» звезда. Далее они должны были рассуждать так. Коль скоро Земля — «средняя» планета, ее диаметр, расстояние до Солнца и способность отражать солнечные лучи (так называемое «альбедо») также являются «средними». Сравнение видимой яркости пяти известных в то время планет с видимой яркостью Солнца позволило бы им оценить расстояние от Земли до Солнца, выраженное в долях земного диаметра. Так как древние греки уже имели правильное представление о размерах земного шара (знаменитое измерение длины дуги части меридиана, выполненное Эратосфеном), то расстояние от Земли до Солнца было бы им известно и в линейных единицах. Оказывается, что значение астрономической единицы, полученной таким методом, превышает истинное всего лишь в два раза, хотя метод, конечно, очень груб. Вспомним, например, что истинные размеры планет значительно отличаются друг от друга, а расстояния их от Солнца меняются в довольно широких пределах. Сравнение видимой яркости Солнца с яркостью 10 ярчайших звезд на небе позволило бы уже в античное время оценить среднее расстояние между звездами. Для этого нужно было бы знать расстояние от Земли до Солнца, которое могло быть определено описанным выше методом, и считать, что Солнце — это «средняя» звезда. Полученное таким методом среднее расстояние между ближайшими к Солнцу звездами всего лишь на 10% меньше истинного.

Конечно, по тем временам при отсутствии других методов такие оценки могли иметь только вероятностный характер. Дальнейшее развитие науки лишь подтвердило бы их правильность и тем самым продемонстрировало бы мощность метода. В рассуждении фон Хорнера, однако, имеется существенный дефект: древние греки не имели ни малейшего представления о том, во сколько раз яркость Солнца превосходит яркость звезд. Сказанное, конечно, не умаляет ценности этого рассуждения.

Следует обратить внимание на философскую и историко-социологическую сторону вопроса, рассматриваемого в 3-й части этой книги. Если предполагается, что во Вселенной могут находиться цивилизации на самых различных уровнях развития, необходимо иметь хотя бы самое общее представление о путях развития общества разумных существ. Учитывая, что наша цивилизация, безусловно, является очень молодой и что разумная жизнь на Земле еще не вышла из младенческого возраста, следует считаться с тем, что большинство гипотетических внеземных цивилизаций продвинулось на пути социального, научного и технического прогресса неизмеримо дальше нас. Казалось бы, дать прогноз развитию общества на сроки, исчисляемые по крайней мере тысячелетиями, — безнадежная трудность. История вообще никогда никаких прогнозов не делает... Все же о некоторых тенденциях и основных закономерностях развития цивилизаций говорить, по нашему мнению, можно.

Например, вполне может обсуждаться такой вопрос: будет ли общество разумных существ развиваться в течение космогонических сроков (порядка миллиардов лет) или шкала времени его существования много меньше? Такой бесспорный и решающий для рассматриваемой проблемы фактор, как неограниченная и все нарастающая «экспансия» разумной жизни в окружающее космическое пространство, может сыграть определяющую роль в оценке возможностей обнаружить проявление разумной жизни. Сюда же следует несомненно отнести важнейшую особенность этой экспансии: стремление к активному воздействию на Космос. Уже сейчас, на заре космической эры, человек активно воздействует на космос, делает первые, пусть пока робкие, шаги по перестройке Солнечной системы. Миллиарды лет Земля имела только одного спутника — Луну. Сколько же их сейчас? Они, конечно, малы, но все же, по-видимому, больше, чем маленькие спутники Сатурна, образующие его знаменитое кольцо. В конце концов, устроить искусственное кольцо вокруг Земли — задача, которая может быть решена современными техническими средствами. Технически обоснованные проекты этого грандиозного предприятия уже имеются сейчас. Если такое кольцо нужно будет создать (пока неясно, так ли это), оно вполне может быть создано в течение ближайших десятилетий.

В гл. 15 мы уже обратили внимание на то, что благодаря деятельности человека такая основная характеристика планеты Земли, как яркостная температура в диапазоне метровых волн, увеличилась за последние два-три десятилетия в миллионы раз. Разумные существа сделали маленькую планету — Землю третьим по мощности источником радиоизлучения в Солнечной системе. Вполне возможно, что в ближайшие десятилетия наша планета как источник радиоизлучения по мощности превзойдет Солнце (в периоды, когда на нем почти нет пятен).

Ниже будет показано, что аналогичную ситуацию в принципе можно создать и в оптическом диапазоне частот. Применение квантовых генераторов оптического излучения — лазеров — открывает возможность посылки направленных пучков света в очень узком спектральном интервале на огромные космические расстояния, причем в этом спектральном интервале и в данном направлении интенсивность пучка значительно превысит солнечное излучение.

Описанные примеры (число которых можно было бы при желании увеличить) — это только первые, робкие попытки «космического» проявления разумной жизни. Что же будет дальше? Конечно, конкретные пути активного воздействия разумной жизни на космос сейчас представить нелегко, но тенденция развития совершенно очевидна.

К сожалению, при прогнозе самых общих аспектов развития общества разумных существ на «астрономические» или, вернее, «почти астрономические» сроки мы не могли опираться на исследования философов. Это объясняется, конечно, некоторым отставанием философской науки, не всегда справляющейся с задачами, представляющими значительно больший практический интерес, чем наша. Хочется надеяться, что философы, опираясь на великое учение Маркса, Энгельса и Ленина, заинтересуются этой частью проблемы и существенно продвинут ее вперед своими исследованиями. Но, поскольку таких исследований пока еще нет, автор, не будучи специалистом, вынужден касаться в третьей части книги отдельных проблем философского характера. Он заранее просит извинения за те ошибки, которые при этом могут быть им допущены. Может быть, анализ этих ошибок положит начало плодотворной философской дискуссии, которая будет весьма полезна.

Круг проблем, которые будут затронуты в третьей части книги, довольно обширен. Он касается, во-первых, анализа возможностей перестройки космоса разумными существами. В качестве воображаемого примера такой перестройки рассматривается гипотеза Дайсона. Большое внимание мы уделим анализу всех возможностей установления контактов (связей) между разумными существами, населяющими различные планетные системы. Здесь мы имеем конкретные, строго научные расчеты. В заключение мы рассмотрим несколько вопросов общего характера.

Заметим еще, что отдельные главы третьей части содержат некоторые математические и физические расчеты. Это может затруднить их чтение для мало подготовленного читателя. Однако такое усложнение текста, по нашему мнению, необходимо. В противном случае выводы, содержащиеся в этой части, представлялись бы голословными. С другой стороны, содержащийся в этих главах материал является новым и в некоторой степени оригинальным. Поэтому он может представлять интерес и для специалистов. Изложение построено таким образом, что без ущерба для понимания математические выкладки могут быть пропущены.