Журнал "Компьютерра" №707

Великий посев

Автор: Ваннах Михаил

В истории российской науки проблема происхождения жизни во Вселенной неразрывно связана с именем выдающегося астрофизика Иосифа Самуиловича Шкловского. В предисловии к пятому изданию эпохальной книги "Вселенная, жизнь, разум", увидевшему свет в 1980 году, он писал: "…только в наше время впервые открылась возможность подлинно научного анализа проблемы множественности обитаемых миров. Сейчас уже очевидно, что эта проблема является комплексной, требующей к себе самого серьезного внимания широчайшего спектра научных профессий - кибернетиков, астрономов, радиофизиков, биологов, социологов и даже экономистов".

Итак, кибернетики (в нынешней терминологии - специалисты ИТ и theoretical computer science) были поставлены Иосифом Самуиловичем на первое место. Попробуем порассуждать о вопросе, следуя его призыву.

Будущий астрофизик родился в 1916 году в Глухове на Украине, в "черте оседлости". Поскольку советская власть отменила это позорное явление, окончил в 1938 году физфак МГУ и аспирантуру, защитил на кафедре астрофизики Государственного астрономического института Штернберга (ГАИШ) кандидатскую и докторскую диссертации. Среди его заслуг труды по теории солнечной короны; пионерские работы по радиоастрономии и рентгеновской астрономии; исследование излучения нейтрального межзвездного водорода на волне 21 см (1948 год). В 1953-м Шкловский объяснил свойства Крабовидной туманности (М1) излучением релятивистских электронов в магнитном поле. В 1965-м предложил новую концепцию планетарных туманностей, связав их с концом эволюции красных гигантов и рождением белых карликов. Основал отделы радиоастрономии ГАИШ, Астрокосмического центра ФИАН (тогда - отдела астрофизики Института космических исследований АН СССР). Девять книг и более трехсот научных публикаций, член-корреспондент АН СССР с 1966 года. Действительным членом Академии Шкловский не стал, так как позволил себе возмущаться вернувшейся в советский быт традиционной забавой - "борьбой с евреем", выливавшейся, в частности, в ограничения на прием в вузы и карьерный рост. Был "невыездным", то есть лишенным возможности посещать научные мероприятия за рубежом. Защищал Кронида Любарского, которого травили сорок членов АН СССР. Поддерживал опального Андрея Дмитриевича Сахарова, с которым был знаком еще с эвакуации. Скончался в 1985 году. Посмертно свет увидела горькая книга воспоминаний Шкловского "Эшелон".

Самая известная работа Шкловского "Вселенная, жизнь, разум" недавно вышла в свет седьмым изданием.

Рассуждать о жизни во Вселенной принято с давних времен. Особенно к этому были склонны эпикурейцы. Например, Митродор говорил, что "считать Землю единственным населенным миром в беспредельном пространстве было бы такой же вопиющей нелепостью, как утверждать, что на громадном засеянном поле мог бы вырасти только один пшеничный колос".

И Тит Лукреций Кар в поэме "О природе вещей" писал: "Весь этот видимый мир вовсе не единственный в природе, и мы должны верить, что в других областях пространства имеются другие земли с другими людьми и другими животными". Но к науке его суждение, как и мнение Митродора, не имеют никакого отношения. Употреблено же Лукрецием слово - "верить". Так что все это умозрительные спекуляции. Которым, кстати говоря, не было места в научной для своего времени геоцентрической системе Птолемея. Ведь человечество не знало ни природы небесных тел, ни расстояний до звезд.

Вряд ли можно считать автором НАУЧНОЙ теории множественности обитаемых миров и Джордано Бруно, сожженного 17 февраля 1600 года на Кампа де Фьори в Риме. "Существуют бесчисленные солнца, бесчисленные земли, которые кружатся вокруг своих солнц, подобно тому, как наши семь планет кружатся вокруг нашего Солнца… На этих мирах обитают живые существа". Первая часть этого тезиса подтверждена сегодня наблюдательной астрономией, но вот относительно второй части, о живых существах, Джордано не мог иметь никаких научных данных. Его взгляды на сей предмет есть скорее следствие его гилозоизма, пантеизма, веры во всеобщую одушевленность Вселенной.

И даже когда начала складываться новая наука, мнение о множественности обитаемых миров, даже в нашей собственной Солнечной системе, было хоть и глубоко укоренено, но отнюдь не оформлено в виде теории. О множественности обитаемых миров писали (и крайне занятно!) Сирано де Бержерак, Фонтенель, Гюйгенс, Вольтер. Сторонниками этой идеи были Гершель, Кант, Лаплас, Ломоносов. Против не выступал никто. И это понятно.

Хотя критерии научного познания были сформулированы в ХХ веке, и в позапрошлом веке было ясно, что ФАЛЬСИФИЦИРОВАТЬ гипотезу о наличии жизни во Вселенной можно лишь посетив ВСЕ небесные тела и проведя исчерпывающие исследования на предмет ее отсутствия на каждом из них.

А о жизни как минимум на одном небесном теле мы знаем. Так что индуктивная логика позволяет сделать вывод, что жизнь может возникнуть где-то еще.

Так что отметим мужество британского ученого Уильяма Уэйвелла (William Whewell, 1794–1866, иногда Уэвель, Юэлль), высказавшего мнение о том, что для жизни могут быть пригодны не все планеты. Уэйвелл утверждал, что большие планеты состоят из "воды, газов и паров" и потому непригодны для жизни. На внутренних же планетах слишком высокие температуры, поэтому они мертвы, как и Луна. Тривиально?

Но в восемнадцатом веке выдающийся астроном Уильям Гершель полагал Солнце обитаемым, а в конце века девятнадцатого не менее крупный ученый Пикеринг считал, что на Луне имеют место миграции больших количеств насекомых…

Так что нужна была обстоятельность Уэйвелла, автора важнейшей работы по основаниям математики "Mechanical Euclide" (1837) и, кстати, одного из последних ученых, всерьез занимавшегося натуральным богословием, попытками вывести бытие Бога из законов природы, - чтобы поставить философскую проблему множественности обитаемых миров в ряд задач, требующих научного решения.

Доказательств существования жизни где-либо во Вселенной, кроме нашей планеты, мы не имеем и сейчас. Поэтому попробуем определить, что такое жизнь.

Родился в Москве в 1911 году. В 1928-м поступил на физмат МГУ. Исключен через полтора года как "лицо дворянского происхождения". Первокласснейшее математическое образование Ляпунов получил благодаря выдающемуся математику и педагогу Николаю Николаевичу Лузину, занимавшемуся с ним с 1932 года по индивидуальной программе.

Вскоре Ляпунов достиг первых успехов в дескриптивной теории множеств. Этим разделом математики и теорией функций он будет интересоваться всю жизнь, опубликует 62 работы. С 1934 по начало 1950-х годов Алексей Андреевич трудится в Математическом институте АН СССР им. Стеклова. Затем, когда Мстислав Всеволодович Келдыш создает в составе Математического института АН СССР Отделение прикладной математики (ныне Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша), Ляпунов возглавляет там работы по программированию.

С 1961 года Алексей Андреевич работает в Институте математики Сибирского отделения АН СССР, где фактически создает отделение кибернетики. В Новосибирске он основывает кафедру теоретической кибернетики Новосибирского университета и лабораторию кибернетики Института гидродинамики СО АН СССР, которыми руководил до самой смерти, последовавшей в 1973 году. Избранный в 1964 году членом-корреспондентом АН СССР, Ляпунов по праву должен считаться одним из основателей ИТ-науки в нашей стране.

Иосиф Самуилович Шкловский, начав (надо было отметить пятилетие полета первого спутника!) писать о проблеме существования внеземных цивилизаций и связи с ними, очень скоро столкнулся с трудностью определения того, что же такое жизнь. Отбросив хрестоматийно-большевистский "способ существования белковых тел", ничем не худший определений схоластов Сорбонны по поводу количества ангелов, умещающихся на острие иглы, он остановился на определении, данном Алексеем Андреевичем Ляпуновым.

Главным свойством жизни Ляпунов выделил ее устойчивость. Если она существует, значит, она сохраняется. Но за счет чего - за счет прочности, как кристаллы, как горные породы? Да нет, живые существа довольно хрупки.

За счет благоприятных условий внешней среды? Тоже нет. Они, к примеру температура, меняются в широких пределах.

Поэтому живые существа, по Ляпунову, являются относительно устойчивыми за счет реакций на неблагоприятные внешние условия. Такие реакции Ляпунов назвал "сохраняющими" и охарактеризовал жизнь как "высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул" [Ляпунов А.А., "Об управляющих системах живой природы и общем понимании жизненных процессов" (1962)].

Сегодня, кстати, трудно даже представить, какое мужество требовалось от Иосифа Самуиловича, чтобы высказать такие мысли. Тут и принятый в научной среде миф о науке астроботанике, созданной Гавриилом Адриановичем Тиховым [Тихов Г.А., "Астроботаника" (1949)] (1875–1960); и возможные осложнения с коммунистической идеологической машиной, полагавшей космические достижения СССР и возможную встречу с братьями по разуму важнейшей частью своего идеологического мифа. (Вспомним "Аэлиту" [поздних изданий!] "советского графа" Толстого с его межпланетным революционером Гусевым или "Туманность Андромеды" Ивана Ефремова.)

Но не это было самым страшным - Шкловский, будучи нонконформистом, высказывался и по более принципиальным вопросам, но чтобы встать на позиции венецианских инквизиторов против позиции Джордано Бруно, выражавшего уверенность в существовании множества обитаемых миров… Хотя Шкловский мотивировал свою позицию отнюдь не единичностью акта Творения, а малой вероятностью повторения длиннейшей цепочки случайностей, необходимых для повторения эволюции жизни на Земле. Однако этого требовала научная честность.

Конечно, для протекания реакций нужен запас энергии. А она в соответствии с законами термодинамики будет теряться - ведь неубывание энтропии никто не отменил.

Следовательно система, описываемая как живая, должна быть ОТКРЫТОЙ, взаимодействовать с окружающей средой. Но главное, что это взаимодействие есть УПРАВЛЯЕМЫЙ процесс, и суть жизни - скорее управление им на основе некоторого кода, а не передача этого кода потомству. Можно ведь представить гипотетическое бессмертное (практически, а не философски) живое существо, осуществляющее процесс гомеостаза на протяжении долгого, даже сопоставимого с длительностью геологических периодов, времени. Оно может не размножаться, но управлять взаимодействием с внешней средой ему придется все равно.

Именно такое определение жизни сохранил Шкловский в последнем прижизненном издании книги "Вселенная, жизнь, разум" (1980). А за годы, прошедшие с 1962 года, изменилось многое. В частности, взгляды самого Иосифа Самуиловича. Ученый отличается от духовидца тем, что об изменении своих концепций честно информирует общество. В первом издании 1962 года речь шла скорее о технических аспектах связи с внеземными цивилизациями, распространенными, как предполагалось, довольно широко - может, даже на ближайших звездах поздних классов, вроде упоминающейся в песне Владимира Высоцкого тау Кита. В начале семидесятых обсуждались уже идеи ограниченности времени существования технологической цивилизации. А к 1980 году была сформулирована гипотеза о возможной уникальности разумной жизни если не во Вселенной, то в нашей Галактике. И пока она успешно проходит проверку фальсифицируемостью.

В ее пользу работает и так называемый парадокс Ферми. Великий физик в 1950-х сказал об инопланетянах: "Если они есть, то почему мы их не видим?" И гипотеза Шкловского будет иметь тем больше прав на высокое звание теории, чем дольше невод SETI будет приходить "с одною лишь тиной".

Поиски льда на Марсе - любимые развлечения космических ведомств. А еще в начале 1960-х в существовании на Красной планете слоя вечной мерзлоты были уверены все. И Кронид Любарский, показавший в 1962 году, что мощность слоя льда значительно переоценивается ("Очерки по астробиологии"), воспринимался как скептик.

Третья часть книги Шкловского в первых изданиях имела эпиграфом строчки Асеева "А любопытно, черт возьми,//Что будет после нас с людьми…" В пятом издании эпиграф сменился. На месте Асеева появились строчки из записных книжек Ильи Ильфа: "Жить на такой планете - только время терять!"

В общем, не исключено, что когда-нибудь время, которое род человеческий прожил на своей планете, не засевая Вселенную семенами искусственной жизни, будет считаться потерянным!

Андрей Николаевич Колмогоров считал вполне возможным создание полноценно мыслящих машин, допускал машинную эволюцию.

Конечно, сегодня многие его оценки выглядят наивными - в частности, Колмогоров полагал, что для моделирования работы человеческого мозга, связанной с высотами культуры (науки, искусства), достаточно всего лишь оперировать гигабитом, а то и десятком мегабит информации. (Впрочем, у отца киберпанка Гибсона можно встретить оценки и почище…)

Но вот к мнению великого математика об отсутствии ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ запретов на создание искусственного разума и запуска машинной эволюции прислушаться стоит. Подчеркнем - именно к МНЕНИЮ. Мы приводим во врезках биографические справки ученых, чтобы читатель мог решить - доверять суждениям авторитетов или нет. Ведь экспериментальных-то данных пока нет!

Так вот, основываясь на идеях Колмогорова, Шкловский предложил следующую схему эволюции жизни во Вселенной: неживая материя –> живая материя –> естественные разумные существа –> искусственные разумные существа. По Шкловскому, эра живых разумных существ будет недолгой и переходной. Космос слишком уж чужд им, а планета мала. И в длительной перспективе обеспечить жизнь на ней без космической энергетики будет невозможно.

Автор рискнул бы дополнить схему Шкловского: кроме AI [От англ. Artificial Intellect (искусственный интеллект)] есть смысл рассматривать космическую эволюцию AL [От англ. Artificial Life (искусственная жизнь)]. Это - идея Станислава Лема из "Непобедимого". И уже в ближайшем будущем может появиться ЭКОНОМИЧЕСКАЯ целесообразность придать свойства "жизни по Ляпунову" инженерным устройствам, выводимым в космос. Там есть энергия звезд. Есть холод мирового пространства. Сырье. Отсутствие тяжести. Все, необходимое для самых изощренных технологий.

И, добавив к гомеостазу механизмов размножение, мы неизбежно получаем эволюцию. Тепловую и информационную энтропию то никто не отменял! Искажения материи и кода неизбежны. А беспощадная Вселенная включит дальше естественный отбор. И начнется совсем другая история…