Одиноки ли мы в космосе

Аргументы профессора Шкловского в пользу высказываемого им мнения, что земная цивилизация может быть явлением уникальным, опираются на существенные факты, но, если можно так выразиться, на факты «негативные», проистекающие из нашего незнания.

Мы не знаем, возникла ли жизнь на Земле с той же необходимостью, с какой падает камень в поле тяготения, либо так, как выпадает главный выигрыш в лотерее.

Мы не знаем, сколько планет с условиями, благоприятствующими возникновению жизни, вращается вокруг многих сотен миллиардов звезд, составляющих местную группу галактик.

Мы не знаем, должна ли эволюция жизни закончиться появлением разумных существ, либо их возникновение только иногда может увенчать собой эволюционный путь.

Мы не знаем, все ли разумные существа должны создавать научнотехнические цивилизации.

Мы не знаем, занимаются ли такие цивилизации деятельностью, которая может быть обнаружена астрономическими методами.

Наконец, последний «негативный факт», который следует упомянуть, отрицательный результат всех предпринятых до сих пор попыток приема сигналов из космоса. Такие эксперименты уже неоднократно проводились как в СССР, так и в США.

Теоретические исследования показали, что прием сигналов не является чем-то очень простым, как это первоначально казалось. Еще полбеды, будь мы уверены, что сигнализация в космосе осуществляется с помощью радиоволн. Но у нас нет уверенности даже в этом.

Вообще говоря, в разных галактиках могли развиться разные технические способы коммуникации, подобно тому, как на Земле развились различные этнические языки. Кроме того, предпринимая поиск сигналов, мы предполагаем, что «другие» настроены «доброжелательно» по отношению к «менее развитым». Предположение о «доброжелательности» все-таки очень сильное и, собственно говоря, произвольное допущение. Сигнализировать о своем существовании цивилизацию ничто не заставляет. С другой стороны, то, что цивилизация делает для самой себя, является «необходимостью», поскольку речь идет о деятельности, необходимой для ее существования и развития. Профессор Шкловский считает, что деятельность таких высокоразвитых цивилизаций должна обнаруживаться нами как «космическое чудо». Речь идет не о чуде в буквальном смысле, а о таких явлениях, которые не могут быть объяснены как деятельность самой природы. Как следствие природных процессов можно объяснить возникновение амебы и человека, но не наручных часов. Часы сами собой не появятся, даже если бы мы ждали миллиарды лет. Я согласен с профессором Шкловским, что цивилизация, располагающая энергетическим потенциалом порядка звездного, МОГЛА БЫ создать «космическое чудо». Но весь вопрос в том, должны ли такие цивилизации обнаруживаться нами.

Первая трудность заключается в том, что тут можно рассчитывать только на такие действия, которые включены в нормальную деятельность цивилизации. Аналогичным нормальным действием на Земле может быть, например, сооружение гигантских электростанций, поскольку они нам необходимы. Но сооружение искусственной горы высотою в четыре километра наверняка не будет осуществлено, даже если бы такая постройка приятно разнообразила пейзаж. Можно рассчитывать на обнаружение только того, что космическая цивилизация делает для самой себя — по причинам более серьезным, чем простая забава. Нужно отдавать себе отчет и в том, что если бы мы сами сейчас располагали энергией порядка энергии Солнца, то не знали бы, что с таким богатством делать. Следует признать, что ни одна цивилизация не «играет со звездами» для забавы, не превращает, например, звезды в сверхновые только для того, чтобы «было на что посмотреть». Цивилизация будет использовать всю звездную энергию тогда, когда ее социально-технологическая практика предъявит такие требования.

Вторая трудность в том, что мы не знаем, какова «звездная технология». Только квалифицированный «звездоинженер» мог бы нам разъяснить, что проще использовать энергию «черной дыры» или какой-то «обыкновенной» звезды. Вполне может быть, что энергии звездных порядков можно черпать из астрономически невидимых объектов. Согласно новейшим данным, из теории «черных дыр» следует возможность существования «микродырок» размерами с протон и массой горы. Такая «микродыра» на заключительном этапе своей жизни может взорваться, освобождая энергию порядка многих миллионов мегатонных водородных бомб. Теория сейчас не дает никакой возможности использования энергии таких «дыр». Но несколько десятков лет назад никто не видел и возможности использования атомной энергии. Нужно быть очень осторожным, когда хочется провозгласить, что такая-то вещь «невозможна никогда». «Черные микродыры» могли возникнуть на очень ранней стадии развития космоса, и сейчас, может быть, их нигде нет. Тем не менее желательна осторожность в выводе, что «из них ничего нельзя получить». Если же мы предположим, что «микродырочная» энергетика является реальным шансом для высокоразвитых цивилизаций, которые могут эти «дырки» эксплуатировать так же, как мы уголь или уран, то окажется, что «микродырочная» энергетика, скорее всего, не будет астрономически обнаруживаема.

Общий принцип звучит так: чем производительней сумеет цивилизация использовать доступные ей источники энергии, тем труднее наблюдать эту деятельность на астрономических расстояниях.

Труднее, ибо наилучшее использование означает оптимальную концентрацию энергетического потока в рамках законов термодинамики. Если кто-то захочет подогреть воду в озере с помощью атомной энергии, но не сумеет использовать ее оптимальным способом, то он сделает что-то вроде бомбы и тем самым, подогревая воду, много энергии растратит на возникновение бесполезного излучения при взрыве, разлетание воды и пара и т. п. Но это явление станет обнаруживаемым на больших расстояниях именно благодаря бесполезно растраченной энергии. Подогрев воду атомным реактором, «кто-то» использует энергию много лучше, причем теперь этого издали не заметишь. Итак, возможно существование ненаблюдаемых «космических чудес».

Третья трудность наблюдения космических чудес в том, что очень трудно обнаружить то, чего не ищут. Если неизвестно, как может выглядеть явление, которое мы ищем, то неизвестно, что надо искать. Пульсары долго не замечали потому, что никто не подозревал о возможности существования таких быстропеременных объектов. Для того чтобы убить медведя, мало иметь дома ружье. Нужно ходить с ружьем по лесу и искать следы. Можно пойти за грибами и наткнуться на медведя случайно — так случайно астрономы открыли пульсары, исследуя что-то другое. Но это был счастливый случай. «Космические чудеса» могут сами по себе существовать, но мы не знаем, где их искать и как убедиться в их существовании.

Четвертая трудность обнаружения «космических чудес» заключается в том, что такое чудо должно иметь только одно допустимое объяснение и это объяснение ДОЛЖНО сводиться к искусственному происхождению. Можно утверждать, что большинство астроинженерных работ не удовлетворяет этому условию. Допустим, на Марсе есть астрономы, считающие Землю необитаемой планетой. Сочли бы они доводом в пользу существования Разума на Земле атомный взрыв, разрушающий некую гору? Ничего подобного. Они примут этот взрыв за проявление вулканической деятельности.

До последнего времени ученые считали, что атомный котел не может быть создан природными силами, без участия человека, однако в Южной Африке открыты остатки такого уранового котла, который возник самопроизвольно, и в нем долгие века самоподдерживалась реакция. Этот естественный реактор находился не где-то в небе, а под нашим носом, — и не был открыт, пока не развилась атомная технология.

Наконец, очень трудно придумать такое явление АСТРОНОМИЧЕСКОГО МАСШТАБА, у которого бы были все признаки, необходимые, чтобы мы его признали «космическим чудом». Тут недостаточно, чтобы небесное тело вело себя «странно». Астрофизика знает массу странных объектов, которые никто не считает «космическими чудесами», хотя и не может сразу объяснить их поведение. Можно было бы написать фантастический рассказик о том, как ученые одной цивилизации соорудили «космическое чудо», чтобы оповестить о своем существовании обитателей иных миров, и как астрофизики другой цивилизации, обнаружив искусственный объект, так долго выдвигали на его счет разные предположения, что в конце концов придумали гипотезу, которая объясняет явление естественным способом, без использования деятельности Разума! Этого, однако, не может быть на самом деле, потому что ученые высокоразвитой цивилизации должны понимать возможность именно таких недоразумений и понимать это лучше нас. Наверняка можно придумать «искусственную звезду» для однозначного распознания, и профессор Шкловский так и поступил, но следует ли из этого, что «другие» должны сооружать именно такие объекты, мощные пульсары, хотя бы им самим они были бы ни к чему? Наше нетерпение и жажду знания нельзя считать достаточными причинами, объясняющими мотивы деятельности «других». Профессор Шкловский не мог бы выдвинуть концепции искусственного пульсара десять лет назад, тогда пульсаров не знали. Возможно, через десять лет откроют новые космические объекты, более подходящие, чем пульсар, для «переделки в космическое чудо».

Все перечисленное говорит о существовании явления, которое можно назвать ПОЗНАВАТЕЛЬНЫМ ГОРИЗОНТОМ каждой цивилизации. В черте этого горизонта находится все, что цивилизация познала и умеет делать (как мы умеем строить электростанции), в том числе и явления, для которых она в состоянии хотя бы построить теоретическую модель (как мы строим модель «черной дыры»). За горизонтом находится все, чего цивилизация не знает и о чем не может даже додуматься с помощью суммы своих знаний. Каким предстанет перед такой цивилизацией грандиозное явление, которое она может наблюдать, но которое находится за ее познавательным горизонтом? Оно будет ей казаться ЕСТЕСТВЕННОЙ ЗАГАДКОЙ. Так воспринял бы сто лет назад гриб ядерного взрыва каждый земной физик. Каждый физик в 1877 году счел бы это явление результатом действия неизвестных сил природы. Эти ученые поступали бы в соответствии с научной методологией, которая не позволяет выдвигать полностью необоснованные гипотезы. А как раз искусственно вызванная цепная реакция была бы в то время чистой спекуляцией, не имеющей никакого основания в существующем знании. Потребовалось много лет, чтобы непрерывно расширяющийся познавательный горизонт включил в себя ядерную энергетику.

Можно утверждать, что ученые сто лет назад не знали того, что знаем мы, и это будет чистой правдой. Можно пойти дальше и сказать, что мы знаем уже достаточно много, и ничто не сможет удивить нас так, как удивил бы взрыв атомной бомбы физика прошлого века. Утверждая это, неплохо вспомнить, что как раз в прошлом веке ученые считали, что здание науки построено полностью, и сожалели о судьбе будущих ученых, которые остаются без работы. Впечатление, что современное знание исчерпало все, что можно знать, оказывается иногда необыкновенно сильным, но вся история науки убеждает нас в неправильности этого сильного впечатления.

Мне представляется, что, кроме указанных выше, существует еще пятая трудность обнаружения «космических чудес», проистекающая из инерции нашего мышления. Много людей может, не задумываясь, заявить, что «искусственный объект» можно распознать, даже не понимая его предназначения и способа действия, поскольку в земных условиях можно отличить от явлений природы любой тип машины, хотя бы такую машину мы видим первый раз в жизни. В наши представления, касающиеся технологии, входит понятие «машины» как устройства, в основном сооруженного из твердых тел. Необходимо, однако, признать, что «астротехнология» не будет знать «машин» в нашем понимании. Механические устройства не могут достигать астрономической шкалы масштабов, так как ни одно твердое тело не является достаточно твердым, чтобы сохранять при гигантских размерах жесткость в физико-техническом смысле. Как известно, создание аппаратов такой мощности, как фотонная ракета, упирается в неразрешимые трудности, поскольку ни одно вещество не годится для создания зеркала такой фотонной ракеты. Стопроцентное отражение света физически невозможно, а необходимая мощность для движения ракеты столь велика, что превратит в пар любое зеркало.

Мне кажется, что инженерной эволюции есть предел. Не конец такой эволюции, но предел технологии, использующей в основном твердые и жесткие тела. Мне кажется, что наши трудности с получением термоядерной энергии возникают из-за того, что эта энергия не удерживается внутри устройств, сооруженных из твердых тел, а решит проблему переход от использования таких тел к «энергетико-энергетической» технологии, которой мы еще не знаем. Это была бы технология, в которой один вид энергии (например, магнитной) являлся бы опорой, изолятором и управляющей средой для других видов энергии (например, энергии плазмы). Мне кажется также, что мы уже достаточно близки к такой «энергетико-энергетической» технологии. Когда мы преодолеем эту границу, наш познавательный горизонт расширится скачком.

Итак, суммируя, я придерживаюсь такого мнения способность устанавливать различие между естественным и искусственным явлением является функцией знания того, кто устанавливает это различие.

Поэтому шансы обнаружения «космических чудес» будут расти, даже если мы не будем уделять специальное внимание их поиску. Как выглядит энергетика мощностей звездного порядка, на каких расстояниях можно обнаружить эти эффекты, какие варианты тут возможны — все это мы узнаем, когда сами овладеем звездной энергетикой. Сейчас мы можем только дискутировать о Других Цивилизациях. В будущем удастся установить, на КАКИХ ИМЕННО расстояниях их можно обнаружить. Но это будущее — тоже еще не конец пути. Ничто не говорит нам, будто в космосе можно достигнуть «абсолютной вершины знания». Скорее, все нам известное свидетельствует о том, что с очередной взятой вершины мы видим следующие, еще не достигнутые. Может быть, оказавшись на одной из следующих вершин нашего знания, мы поймем, что контакт между цивилизациями в космосе невозможен. Но сейчас мы еще имеем право надеяться.

Февраль 1977 года.

И.С.Шкловский

Отвечаю Лему

Несколько месяцев тому назад ко мне в Астрономический институт имени Штернберга (ГАИШ) пришел за консультацией знаменитый итальянский кинорежиссер Антониони. Суть дела, приведшего его ко мне, такова: по ходу сценария его нового фильма играющие дети запускают воздушного змея, который… улетает в космос! «Можно ли обосновать это с точки зрения науки?» — «В сказке все можно, — сказал я, — зачем же вам научное обоснование для этой прелестной выдумки?» Но очень серьезный, неулыбчивый маэстро и без меня знает, что в сказке — все можно… Нет, он хотел научного обоснования. «Увы, если дело идет об обыкновенном воздушном змее (а не, скажем, о фантастической игрушке, снабженной каким-нибудь „аннигиляционно-гравитационным“ двигателем), то должен вас разочаровать», — начал было я. «Ну, конечно, не сейчас, а, скажем, через сотню лет — ведь вы же не поручитесь, что и через сотню лет наука не позволит это?..» — «Увы, боюсь, что и через сотни лет такое событие будет противоречить основам науки и поэтому никогда не произойдет в действительности».

Разочарованный, но далеко не убежденный великий режиссер покинул ГАИШ, по-видимому, размышляя об узости взглядов и догматизме этих опасных чудаков ученых… Я же вспомнил этот забавный диалог, читая написанную Ст. Лемом с обычным для него блеском статью «Одиноки ли мы в космосе?»

Эта статья вся пронизана верой в безграничные возможности науки. «Наука все может — если не сейчас, то через сотни лет, — мы ведь еще грудные младенцы. Какие же сияющие вершины откроются по знанию в будущем!» Такова точка зрения практически всех мыслящих гуманитариев. Но, вполне в духе интереснейшей книги Сноу «Две культуры», взгляд на эту проблему специалистов научных работников далеко не такой «оптимистический». Во избежание недоразумения я буду говорить об известных фундаментальных законах природы, которых не так уж много и число которых не так уж быстро растет.

В сущности говоря, основные законы природы выражаются в форме запретов. Первобытный человек был убежден, что с помощью магии и колдовства может произойти решительно все. С небольшими изменениями такое миропонимание господствовало над подавляющим большинством людей вплоть до Нового времени, когда началось развитие науки. Как итог развития науки мы можем сейчас сформулировать в качестве примера три запрета:

а) «Нельзя построить такую периодически действующую машину, которая „высасывала“ бы тепло из Мирового океана, производя соответствующую механическую работу» (в этом запрете — вся термодинамика). Очень бы неплохо, конечно, в век энергетического кризиса иметь подобное устройство, но «наука не позволяет» — и тут никакими заклинаниями не поможешь…

б) «Нельзя передавать сигналы со скоростью, превышающей скорость света в вакууме» (здесь — вся теория относительности; этот запрет многие десятилетия многим не нравился, но тут уж, как говорится, ничего не поделаешь).

в) «Нельзя одновременно измерить со сколь угодно высокой точностью координату и скорость электрона» (квантовая механика).

Не приходится доказывать, что такие запреты отнюдь не ограничивают возможности человеческого познания — они отражают закономерности объективно существующего мира.

Разумеется, в будущем будут открыты новые, пока еще не известные фундаментальные законы природы. Но они не отменят старые, а только разумно ограничат их области применения. Для обсуждаемой проблемы, однако, важно то, что на уровне атомов и молекул, квантов излучения и структуры макроскопических тел (например, звезд) картина Вселенной в основном представляется законченной, и радикальных изменений в наших общих представлениях о Вселенной ожидать не приходится. Это, конечно, не означает, что не будет сделано новых удивительных открытий. Рафинирование методов исследования космоса, несомненно, в огромной степени обогатит наши знания и уточнит представления о характере протекающих там процессов. Здесь я позволю себе простую, но доходчивую аналогию. Конечно, прямые методы исследования планет с помощью спутников и автоматических станций, позволивших «ощупать» планеты, дали очень много ценнейшей информации. Но они совершенно не изменили основные черты той картины Солнечной системы, которая была получена «косвенными» методами, то есть астрономическими наблюдениями. Например, факт очень высокой температуры на Венере был известен после первых радиоастрономических наблюдений этой планеты еще в пятидесятых годах. Даже кратеры на Марсе были предсказаны замечательным эстонским астрономом Э. Эпиком. А главное — основные характеристики планет и спутников (массы, размеры и прочее) были давно уже известны. Это ли не наглядное доказательно объективности знаний о космосе, полученных методами астрономических наблюдений? И вместе с тем это вселяет в нас уверенность, что основные черты той картины строения Вселенной, которая следует из астрономических наблюдений, — правильны.

Содержание моей статьи, критикуемой Ст. Лемом, как раз и сводится к утверждению, что в этой картине мира нет места космическим проявлениям разумной жизни. Похоже на то, что «сверхцивилизаций» нет — иначе мы бы их, пользуясь могу щественными средствами современной астрономии, обнаружили. И напрасно Ст. Лем полагает, что «высокопроизводительное использование энергии» сделает «сверхцивилизацию» как бы невидимой. Он забывает термодинамику: всякая стационарная система обязана излучать ровно столько энергии, сколько поглощает. Именно на этом основано предложение Дайсона о наблюдении инфракрасного излучения от «сверхцивилизаций», распространивших свою деятельность на пространство вокруг «материнской» звезды. Я хотел бы в этой связи указать на остроумное предложение президента Академии наук Эстонской ССР К. К. Ребане о возможности наблюдений термодинамически неизбежного загрязнения окружающей среды отходами деятельности «сверхцивилизаций». Конечно, если вся стратегия космических цивилизаций направлена на то, чтобы «за маскироваться» и стать «невидимками», «имитируя» естественные космические объекты (своего рода «космическая мимикрия»), они могут серьезно затруднить задачу их обнаружения, стимулируя, на мой взгляд, малоплодотворные и несколько схоластические дискуссии о «критериях искусственности и естественности». Вряд ли тогда, однако, имеет смысл обсуждать проблемы связи с внеземными цивилизациями — результат будет такой же, как если бы внеземных цивилизаций вообще не было.

Кстати, о примерах на «критерии искусственности», приведенных в статье Ст. Лема. Вместо гипотетического «естественного ядерного реактора», который могли бы наблюдать воображаемые марсиане, я могу привести открытие в 1966 году вполне реальных очень мощных естественных космических мазеров на радиолиниях ОН (18 см) и Н₂0 (1,35 см). Уж, казалось бы, чего можно ожидать более «искусственного», чем это чудо современной квантовой электроники? Однако потребовалось всего несколько дней, чтобы радиоастрономы разобрались в естественности этих необычных источников излучения, связанных с важным процессом образования звезд из газово-пылевых туманностей.

Я далек от утверждения, что в этой своей статье доказал наше космическое одиночество. Я ставил перед собой значительно более скромную задачу: показать, что в настоящее время, характеризуемое огромными успехами астрономии, утверждение о нашем практическом космическом одиночестве значительно лучше обосновывается конкретными научными фактами, чем традиционное, ставшее уже догматическим ходячее мнение о множественности обитаемых миров. Замечу еще, что в настоящее время даже самые что ни на есть «оптимисты-энтузиасты» не осмеливаются утверждать, что в окрестностях Солнца радиусом 1000 световых лет имеется достаточно технологически развитая разумная жизнь. Но ведь практически это как раз и означает наше космическое одиночество! С этим «энтузиасты» кое-как мирятся. Но вот распространить этот вывод на Местную систему галактик — пардон! А ведь в сфере радиусом 1000 световых лет находится примерно десять миллионов звезд, причем всех типов и классов. Это вполне «представительный» кусок Галактики.

Возможность нашего практического антропоцентризма хотя бы в Местной системе галактик мне представляется неизмеримо богаче в философском, этическом и нравственном плане, чем традиционное «Люди, ау!» И я очень хотел бы, чтобы выдающийся писатель и мыслитель, наш друг Станислав Лем, посвятил бы этой волнующей проблеме одно из своих ближайших произведений. А пока, в заключение этой заметки, я приведу стихотворный отклик на мою статью, принадлежащий киносценаристу Е. Аграновичу. Мне кажется, что суть проблемы в этом стихотворении схвачена правильно.

С БОРТА КОСМОЛЕТА