Знание-сила, 2006 № 07 (949)

Рафаил Нудельман

Письмо от ученого соседа

Артур Кларк, к прогнозам которого о достижениях человечества в XXI веке мы не раз обращались, предсказал к 2030 году вступление в контакт с внеземными цивилизациями. Но как этот контакт может состояться, если программа SETI — "Поиск внеземного разума" — еще десять лет назад была лишена государственной поддержки? Однако идея не только не умерла, но нашла энтузиастов среди уже частных инвесторов, и поиски продолжались с удвоенной энергией. А вот в том, почему эти поиски не дают результатов, попробовали разобраться наш давний автор и впервые публикующийся в "3-С" ученый.

Ученые настойчиво ищут сигналы космических "братьев по разуму". Программа этих поисков известна под названием SETI.

Недавно к этой программе подключились тысячи добровольцев, которые предоставил и свободное время своих персональных компьютеров для прочесывания различных "подозрительных" сигналов из космоса на предмет поиска в них следов разума. Одновременно программа SETI использует для тех же целей свободное время многих гигантских научных радиотелескопов. Общий результат этих многолетних поисков пока что можно охарактеризовать одним коротким и грустным словом — нуль.

Однако энтузиасты космических контактов не сдаются и выдвигают все новые гипотезы о том, почему разумные сигналы не наблюдаются в радиотелескопы и как или где еще можно их искать. Не так давно с одной такой гипотезой выступил весьма известный ученый и блестящий популяризатор науки австралийский астрофизик профессор Пол Дэвис, автор известной книги "Происхождение жизни". Его гипотеза достаточно оригинальна, чтобы о ней рассказать.

Рассуждения Дэвиса выглядят следующим образом. До сих пор все поиски разумных сигналов из космоса концентрировались на поиске радиосигналов. Но это не совсем практично. Конечно, радиосигналы, то есть электромагнитные волны, распространяются с самой большой в природе скоростью — скоростью света. Но масштабы космоса так велики, что даже сигналам, распространяющимся с такой скоростью, нужны десятки тысяч лет, чтобы дойти от периферии нашей галактики, где находится Солнечная система, к ее центру, где куда больше старых звезд и где можно скорее ожидать появления космических цивилизаций. Между тем радио появилось на Земле каких-нибудь 100 лет назад, так что наши сигналы достигли разве что самых ближайших к нам звезд, и потому другие цивилизации, даже если они есть, о нашем существовании не могут знать и не скоро смогут.

Но такова участь всякой космической цивилизации. Она не может рассчитывать быть услышанной сразу же после открытия ею радиосигнализации, тем более в результате случайного поиска и отправления сигналов. Поэтому всякая развитая цивилизация наверняка постарается дать о себе знать каким-то иным путем. Вряд ли она будет тысячелетиями тратить энергию, рассеивая в пространстве призывы к контакту и ожидая случайного (крайне маловероятного) ответа. Скорее она разошлет в космос какую- то иную форму сигнала, которая сможет ждать "наготове" (как говорят, "стэнд-бай"), пока новозародившаяся цивилизация вроде нашей этот "стэнд-бай" сигнал обнаружит.

В некоторых научно-фантастических романах и фильмах такая возможность уже обсуждалась, но там этим сигналом, который сохраняется миллионы, а то и миллиарды лет, всегда был какой-то материальный предмет — то ли огромная пирамида на Луне, то ли искусственный спутник возле Марса и тому подобное (в знаменитой картине "Космическая одиссея 2001" это как раз был обелиск подобного рода).

Однако все материальные предметы, оставленные в космосе, подвергаются множеству разрушительных воздействий, будь то на поверхности планеты или на околопланетной орбите. За миллионы лет они могут исчезнуть. Да и найти их тоже будет затруднительно. Поэтому более надежным решением представляется посылка множества небольших самовоспроизводящихся микророботов. А для того чтобы хранящееся в этих роботах послание цивилизации-отправителя не стерлось со временем, нужно, чтобы они были способны сохранять и переписывать свою информацию на роботы следующих поколений.

К счастью, роботы, обладающие такими способностями, существуют! — восклицает Дэвис. Это — живые клетки. Они и впрямь способны воспроизводить себя (при подходящих условиях даже бесконечно) и переписывать хранящуюся в них генетическую информацию в клетки следующих поколений. Как же воспользоваться этими особенностями живых клеток для передачи космического сигнала?

Несколько лет назад один из космонавтов программы "Аполло" Расти Швейкарт высказал такую идею. Космическая цивилизация вроде нашей может намеренно сконструировать (разумеется, биологически) безвредный вирус, генетическая молекула которого будет представлять собой не что иное, как разумное послание. Иными словами, в этой молекуле с помощью чередования четырех "химических букв", из которых построена любая генетическая молекула земного типа во Вселенной, будет закодирована информация об отправителе, его местонахождении и так далее.

Такие вирусы в специальной устойчивой оболочке будут посланы во все стороны, и там, где они найдут планету с имеющимися на ее поверхности живыми клетками, вирусы-посланники войдут в эти клетки, как входят всякие вирусы, встроят свою ДНК в ДНК этих клеток (как это опять же делают всякие другие вирусы), и эта ДНК там останется, что называется, "на веки вечные". Со временем живые клетки эволюционируют в клетки разумных существ данной планеты, такие существа начнут исследовать свои генетические молекулы, наткнутся на участки ДНК, внесенные вирусом-посланником, и расшифруют послание.

Сама по себе это замечательная идея, говорит Дэвис. Но в ней есть один существенный изъян. Как известно сегодня даже не ученым, наследственная информация, хранящаяся в геноме всякой клетки, непрерывно подвергается угрозе мутаций, то есть изменений, вызванных всякого рода химическими, радиационными и тому подобными воздействиями на геном. Каждая такая мутация меняет информацию, порой даже так, что клетка вообще гибнет. Если мутация произойдет в той части генома, где "уселось" космическое послание, она безнадежно испортит хранящуюся там информацию. Как быть?

Дэвис находит остроумный ответ. Во всяком геноме, говорит он, имеются такие участки, которые жизненно важны для организма. Природа предусмотрела, чтобы они были очень сильно защищены от мутаций, то есть сохранялись бы миллионы и сотни миллионов лет без особых изменений. Такие участки известны — это. например, те гены, которые управляют основами анатомической формы организмов. Но беда в том, что встраивать туда космическую информацию с помощью искусственных вирусов так же опасно, как произвести там мутацию.

С другой стороны, напоминает Дэвис, есть в генетических молекулах огромные куски, которые не имеют отношения к генам, — это так называемый "джанк", или мусор: Огромной длины участки молекул, где не записана никакая осмысленная информация. Эксперименты показали, что введение посторонней ДНК в эти участки вполне безопасно для организма.

И вот что самое интересное, продолжает Дэвис. Среди этого "джанка" имеется, как недавно открыли ученые Национальной лаборатории в Беркли, один длинный участок, который обладает такой же высокой сохраняемостью (защищенностью от мутаций), что и самые важные для организма гены, хотя этот участок никакого отношения к жизни организма не имеет. Исследователи, открывшие его, сумели удалить этот участок из генома мыши, и та даже этого не почувствовала.

Зачем же тогда он сохраняется вот уже на протяжении миллионолетий? Не является ли он и в самом деле "космическим сигналом"?

В любом случае, говорит Дэвис, стоит прочесать наши ДНК на предмет поиска там каких-нибудь подозрительных расположений химических "букв". Что может наводить на подозрения? Блестящий пример этого некогда дал ныне покойный астрофизик Карл Саган в своем романе "Контакт". Помню, он поразил тогда и мое воображение. У него "искатели космического сигнала" дают компьютеру задание считать все новые и новые знаки после запятой у знаменитого числа "пи" (3,14...). Вроде бы ничего особого не находится, но потом интуиция побуждает одного из ученых расположить все цифры после определенного момента на плоскости в виде двумерной таблицы, и вдруг там вырисовывается четко очерченный круг! Явная неслучайность. Может быть, что-нибудь подобное таится и в найденном сейчас в Беркли загадочном, высоко сохраняющемся участке "джанка"?

В любом случае, отмечает Дэвис, этот участок состоит из миллиона с лишком химических "букв", и если все это — закодированная каким-то хитрым образом информация, то этих букв хватило бы на средних размеров энциклопедию. Сама мысль об энциклопедии, хранящей все знания другой цивилизации, уже греет душу. Конечно, нужно продолжать и обычные радиопоиски космического контакта, заключает Пол Дэвис, но почему бы не поискать и поближе к дому?

Можно, конечно, и поискать, если есть время и приборы. Хотя надеяться на успех вряд л и приходится. Гипотезе Дэвиса не откажешь в увлекательности, но особо реалистичной ее тоже не назовешь.

Александр Тутуков

Звезды — планеты — жизнь — цивилизация

Что представляет собой окружающая нас Галактика — наш большой звездный дом? Основная часть видимого вещества Галактики сосредоточена в звездах, а на долю газа приходится только несколько процентов ее массы. Однако роль межзвездного газа в эволюции Галактики велика, ибо из него путем конденсации непрерывно образуются новые поколения звезд, а из присутствующей всегда в нем пыли — планеты. Свет звезд поддерживается выделением ядерной энергии в ходе синтеза тяжелых элементов в их горячих и плотных ядрах из исходных водорода и гелия. Заканчивая свою эволюцию, звезды возвращают в межзвездную среду большую часть своего вещества, обогащая ее при этом тяжелыми элементами. Это происходит в основном в ходе гигантских взрывов так называемых сверхновых звезд, знаменующих окончание эволюции немногочисленных звезд с массами, в десять—сто раз превосходящими солнечную.

В нашей Галактике такие взрывы происходят примерно раз в сто лет, производя в результате практически все элементы таблицы Менделеева, за исключением водорода и гелия, рожденных Большим Взрывом. Выброшенный газ становится строительным материалом для новых поколений звезд и планет. В результате становится ясным, что мы сами, все окружающие нас предметы и живые организмы, да и планеты земного типа Солнечной системы, целиком обязаны своим существованием сверхновым звездам. В любом живом организме мы обнаружим, что он состоит в основном из воды. Водород, входящий в ее состав, является продуктом Большого Взрыва, а кислород был произведен массивными звездами нашей Галактики, существовавшими до образования Солнечной системы. Это случилось только около пяти миллиардов лет назад, значит, вещество, из которого образовалось Солнце, планеты и мы сами, многократно побывало в составе ранее существовавших звезд за предшествующие образованию Солнца девять миллиардов лет. Таким образом, каждое живое существо является в конечном итоге отдаленным продуктом Большого Взрыва и взрывов сверхновых звезд нашей Галактики, что превращает строку некогда популярной песни "Мы — дети Галактики..." в научный факт.

Солнечная система до самого последнего времени была единственным известным нам примером планетной системы. Широкая распространенность планетных систем около других звезд из теоретических соображений допускалась, даже считалась весьма вероятной, но была недоказуема. И только в течение последнего десятилетия в результате значительного прогресса наблюдательного искусства были открыты планеты вокруг более чем сотни звезд из близких окрестностей Солнца.

Практически доказанная сегодня множественность планет в нашей и других галактиках с неизбежностью приводит к постановке фундаментального вопроса: возможно ли возникновение жизни и цивилизаций вне Земли? Общность путей возникновения звезд и планетных систем, практическое совпадение наблюдаемого химического состава звезд нашей и других галактик с солнечным позволяют ответить утвердительно.

Поскольку Солнце в три раза моложе Вселенной, в нашей Галактике могут быть планеты, биосферы и цивилизации, в несколько раз старше наших. В итоге может показаться, что Земля должна быть погружена в поле сигналов, отмечающих их существование и, возможно, связывающих их в рамках некой информационной сети. Но этого, очевидно, нет! Почему? Этот вопрос стал особенно актуален в последние десятилетия ускоренного технического прогресса после осознания человеком своей космической сущности и обусловленности.

Исторический опыт, логика и фантазия предлагают несколько возможных вариантов ответа. Первый вариант прост — несмотря на технический прогресс, мы пока остаемся "глухи" к уже существующим в "эфире" сигналам. Очевидная причина "глухоты" может заключаться в низкой чувствительности наших приемников или в нашей неспособности распознать сигнал. Более общая формулировка этого ответа — наличие некоего "культурного" горизонта, осложняющего общение цивилизаций, находящихся на различных стадиях своего развития. И тогда указанный предел может оказаться лишь продолжительностью эры взаимопонимания. Но остается неясным, может ли это полностью исключить саму возможность связи, возможность идентификации цивилизации по ее наблюдаемым проявлениям?

Не исключено также, что существует некий внутренний запрет на подобные контакты, налагаемый цивилизациями для сохранения своего и чужого "суверенитета" с целью полного исключения возможности чуждого, возможно, деструктивного влияния. Но и в этом случае не ясно, можно ли полностью предотвратить возможность случайных контактов. Многих, вероятно, вполне удовлетворит снимающее обсуждаемый вопрос предположение об единственности нашей цивилизации, чем бы она не обуславливалась. Например, богоизбранность исчерпывает вопрос, делая этот ответ полным и окончательным.

Однако предположение о единственности нашей цивилизации носит очевидные признаки хорошо знакомого историкам науки "геоцентризма", от которого мы были избавлены современной астрономией. Природа, вероятно, избегает образования уникальных объектов за одним пока известным нам возможным исключением — Вселенной. Но остается еще неизвестной справедливость последнего утверждения и, более того, современной космологией начинает подвергаться все более серьезному сомнению вывод о том, что Вселенная является действительно исключением. Очевидно, что в этих условиях предположение об уникальности нашей цивилизации удовлетворит далеко не всех.

Наиболее вероятное на сегодня объяснение отсутствия сигналов других цивилизаций состоит в короткой шкале времени их существования на технологически развитых стадиях, когда они технически способны на связь в межзвездных масштабах. Расстояние для установления связи ограничено произведением скорости света на время жизни цивилизации на развитой фазе. Известно, что в нашей Галактике ежегодно возникает несколько новых звезд с массами порядка массы Солнца. Если принять, что ежегодно в Галактике возникает одна цивилизация, включая возможность многократного возникновения цивилизаций на подходящих планетах, то простая арифметика позволяет установить, что для исключения полного заполнения объема Галактики сигналами ближайших цивилизаций время их жизни должно быть меньше тысячи лет.

Важно, что предположение об уменьшении частоты возникновения цивилизаций в десять тысяч раз в рамках этой модели увеличивает предельно "допустимую" продолжительность их жизни только в десять раз. Напомним, что отсчет времени начинается с момента достижения цивилизацией технической возможности связи на межзвездных расстояниях и кончается с момента потери этой возможности, чем бы она не была вызвана. Наша цивилизация вступила в эту фазу всего несколько десятков лет назад с появлением радиоастрономии — энергетически самого экономичного и дальнодействующего из известных нам средств связи. Отметим, что даже это наиболее "пессимистическое" объяснение причины отсутствия сигналов других цивилизаций допускает тем не менее существование около тысячи более развитых по сравнению с земной цивилизаций только в нашей Галактике!

Что же может ограничить время жизни цивилизаций до столь короткого срока по сравнению со временем существования жизни на Земле, самой Земли, Солнца и Вселенной? Сейчас можно предложить несколько возможных вариантов ответа на этот вопрос, основанных на "опыте" единственной известной нам земной цивилизации. Вероятно, можно исключить в качестве неизбежного фактора какой-либо вариант космической катастрофы, ибо жизнь на Земле существует уже несколько миллиардов лет, что много больше указанного предела. Видимо, биологические причины могут быть оставлены "вне подозрений", поскольку высокоразвитые биологические виды существуют на Земле в течение последних десятков миллионов лет.

Наиболее вероятный на сегодня ответ в наиболее обшей форме прост — это изменение среды своего обитания самим человеком в процессе прогресса. Наиболее очевидная форма такого изменения — самоуничтожение во всеобщей ядерной (химической, биологической) войне, опасность которой сегодня кажется небольшой, но можно ли считать ее полностью исключенной? Кроме того, человек остается подверженным эпидемиям различного рода, особенно опасным при современных оперативных транспортных средствах, связываюших мир в единый организм. И наконец, само единство ("глобализм") современной цивилизации таит в себе, возможно, главную угрозу, ибо оно, по сути, исключает механизм естественного отбора. А исторический опыт учит, что предшествующая эволюция живого использовала и использует этот универсальный механизм для сохранения и прогресса жизни путем отбора наиболее приспособленных ее форм. Исключение эффективного отбора ведет к застою в развитии всех сложных живых систем и их деградации со временем под влиянием внешних деструктивных факторов.

Человек, перейдя на двухдетную семью с высокой выживаемостью потомства, обеспечиваемой современной медициной и высоким стандартом жизни, практически исключает действие "естественного отбора". В итоге исключение или даже уменьшение роли "естественного отбора" ниже какого-то и, что принципиально важно, не известного нам сегодня критического уровня может привести со временем к качественной и количественной деградации популяции. Конечно, может показаться странным использование известных нам законов развития растительного и животного мира к самому человеку — Творцу современной Цивилизации. Но разве, сотворив эту Цивилизацию, человек изменил свою суть, исключил себя из мира Живого? Обозначенная проблема заслуживает самого внимательного исследования.

Следует обратить особое внимание и на быстрое — по сравнению с биологической возможностью подстройки — изменение условий обитания человека на Земле. Экспоненциальный рост производства, энергопотребления, населения и других параметров нашей цивилизации с физической точки зрения есть не что иное, как взрыв, неизбежно ведущий к истощению любых ресурсов и разрушению экологического равновесия земной биосистемы. Например, сохранение очень скромных темпов роста энергопотребления — всего два процента в год — приведет к закипанию океанов Земли всего через пятьсот лет.

Кроме того, современная цивилизация включает в оборот большое количество новых химических веществ, либо вообще отсутствовавших ранее в биосфере, либо сильно рассеянных в окружающей среде. Отдаленные последствия влияния этих веществ на биосферу и человека в принципе не могут быть исследованы в достаточной мере. Естественно, что вещества с очевидным отрицательным влиянием, по мере его осознания, исключаются из оборота. Но остаются, например, совершенно неясными отдаленные последствия "обогащения" химического состава биосферы человеком в процессе промышленного и сельскохозяйственного производства, широкого распространения генетически измененных продуктов питания.

Следовательно, долгосрочный эффект быстрого изменения условий жизни человека может быть выявлен только самой жизнью, над которой современная Цивилизация фактически ставит всеохватывающий эксперимент на выжигание в условиях непрерывного и, что важно, все ускоряющегося изменения среды обитания. В таких условиях "платой" за эксперимент может оказаться гибель Цивилизации за исторически короткое время. Это в конечном итоге, возможно, помогает понять причину отсутствия сигналов других цивилизаций. Таким образом, отсутствие этих сигналов становится, вероятно, важным предостережением земной Цивилизации на пути ее "естественного" развития.

Конечно, вопрос о судьбе Цивилизации важен сам по себе и вне связи с сигналами других цивилизаций. Он многократно возникал в прошлом, обычно в переломные моменты истории. Этой теме посвящено множество статей и книг. Однако в целом складывается впечатление, что, несмотря на большое внимание, уделяемое изучению ближайших экономических, политических, а в последнее время и экологических перспектив человечества современными учеными, далекое будущее человека, судьба самой земной Цивилизации привлекали и привлекают пока недостаточное внимание серьезных исследователей.

Общей чертой перечисленных выше возможных угроз развитию и даже, возможно, существованию нашей Цивилизации является то, что почт все они есть не что иное, как диалектическое "продолжение" достижений человека в его технологическом, культурном и социальном движении. Тщательное исследование теневых сторон "прогресса" становится совершенно необходимым условием развития и даже, вероятно, выживания зрелой Цивилизации. Теперь у вполне практичного современного читателя может возникнуть естественный вопрос: "Стоит ли беспокоиться обо всем этом уже сейчас?" Ответ на этот простой вопрос, вероятно, и решит судьбу нашей Цивилизации в наступившем третьем тысячелетии, будем надеяться, еще нашей эры...

Алексей Левинсон