«По поводу проблемы внеземных цивилизаций»

ЛЕМ СТАНИСЛАВ ПО ПОВОДУ ПРОБЛЕМЫ ВНЕЗЕМНЫХ ЦИВИЛИЗАЦИЙ

1. Загадка космических цивилизаций, подобно матрешке, содержит в себе проблематику всех научных дисциплин. После того как существование хотя бы одной внеземной цивилизации земного типа станет подтвержденным фактом, можно ожидать больших перемен в многочисленных отраслях знания. Однако последствия установления межзвездной связи мне кажутся непредсказуемыми.

2. Существование только одной нашей цивилизации в Галактике представляется малоправдоподобным, а в Метагалактике — просто невозможным. Но от такой мысли еще далеко до утверждения, что проблема приема сигналов космической связи допускает простое дихотомическое разрешение («другие цивилизации есть» — либо «их нет»). Если в процессе поиска сигналы будут обнаружены сравнительно скоро, то полученные данные позволят конкретизировать пути дальнейших исследований. Однако другой возможностью, представляющейся мне весьма правдоподобной, является то, что поиски, даже проводимые широким фронтом, то есть при затрате существенных средств и использовании большого числа специалистов, окажутся безрезультатными в период времени, измеряемый годами и десятилетиями. Такую возможность надо учитывать уже сейчас. Поэтому можно было бы создать в рамках CETI что-то в духе «автофутурологической группы», которая занималась бы проблемой: как наиболее правдоподобным образом будут изменяться основные принципы программы поисков сигналов, в случаях если сигналы не будут обнаружены в течение 10, 20, или 30 лет.

3. Я считаю неразумными гипотетические предположения, что внеземных цивилизаций либо нет, либо «плотность сигналов», создаваемых ими, очень мала и обнаружение их находится на границе возможного. Поэтому такую организацию «автопрогнозирования» в рамках CETI я считаю весьма важной. Легче и проще всего, разумеется, «отделаться» от проблемы отсутствия сигналов «объяснением», что «других» нет. Но более плодотворными в своих следствиях могут оказаться другие гипотезы. Эти гипотезы исследуют пути развития средней, ориентированной в научно-техническом плане цивилизации, а также общие стратегические принципы, из которых может исходить такая цивилизация, если решит посылать сигналы.

4. Загадка «молчащей Вселенной» может разрешиться правильным образом, даже если в Галактике одновременно существует значительное число цивилизаций. Среди принципов CETI есть и такой: сигналы можно обнаружить в случае, если в пределах досягаемости нашей аппаратуры находятся цивилизации (или хотя бы одна цивилизация), посылающие радиосигналы изотропным либо почти изотропным способом (во всяком случае не узконаправленное излучение, как в уже установившемся канале связи). Стратегия предающей цивилизации, превысившей по техническому уровню земную (а только от такой цивилизации мы вправе ожидать сигналы), не может быть результатом лишь того факта, что она обладает достаточной энергией для изотропной передачи. Стратегия передающей цивилизации зависит от комплекса ее астрофизических и «экзосоциальных» знаний. Изотропная передача, требующая наибольших энергетических и материальных затрат, может вестись, если распределение обитаемых планет является абсолютно или почти случайным. Тогда легко прийти к выводу, что если способная к передаче цивилизация располагает двумя различными способами «вещания», из которых один в 10 000 раз дороже другого, то, хотя сигналы, посланные адресату по второй технологии, будет в 1000 раз сложнее принять и отличить от фона естественных шумов, все же наиболее вероятно, что передающая цивилизация предпочтет более дешевый способ, и вот почему. При переходе от анизотропной к безадресной изотропной передаче расходы возрастают экспоненциально; кроме того, передающему известно, что по экспоненте развивается и технологический потенциал возможных адресатов. Поэтому гораздо рациональнее подождать несколько сотен лет, пока возможный адресат достигнет в своем технологическом развитии более высокого уровня, чем зря растрачивать колоссальные «звездные» мощности, только для того, чтобы, скажем, сигналы достигли получателя, находящегося, как земляне в настоящее время, на весьма «любительском» и «младенческом» уровне развития радиоприема.

Другими словами, передающий вправе полагать, что адресат должен сам немного «постараться» и внести определенный вклад в дело, поскольку его расходы будут на много порядков меньше, чем расходы посылающего сигналы на изотропное «вещание». Соответствующие цифры будут огромны, если среднее расстояние между цивилизациями составляет не менее 100 световых лет (а оно может быть и 500, и даже 1000 световых лет).

5. При исследовании возможной стратегии высокоразвитой передающей цивилизации остаются для нас следующие существенные моменты (оставим пока в стороне мотивы, по которым такая цивилизация вообще ведет передачу).

а. Возможно ли, по мере развития астрофизических знаний, выделить некоторые области Вселенной с исключительно большой вероятностью существования в них внеземных цивилизаций? (Или: имеется ли круг наблюдаемых астрономических явлений, которые не случайным образом коррелируют с существованием цивилизации?) Могло бы, например, оказаться, что Земля является сингулярностью не потому, что на ней существует цивилизация, а из-за ее положения в Галактике (если бы, например, с очень большой вероятностью цивилизации развивались не в тех областях спиральных рукавов, где плотность звезд относительно невелика).

б. Что происходит с цивилизацией, которая уже прошла экспоненциальный этап своего научно-технического развития, переживаемый сейчас цивилизацией? Поскольку при расстояниях между цивилизациями порядка 1000 световых лет изотропная передача сигналов требует звездных энергетических потенциалов, очевидно, что если «астроинженерная» деятельность не является правилом для эволюции цивилизаций, а представляет редкое исключение, либо вообще невозможна (по причинам нам пока неизвестным) то никто, даже если очень хотел, не может «себе позволить», вести изотропную передачу. В особенности неправдоподобной с такой пессимистической (относительно астроинженерии) точки зрения выглядит строительство радиопередатчиков огромной мощности. Скорее можно считать, что цивилизации, если уж они хотят передавать сигналы, будут стараться либо использовать естественные астрономические явления соответствующей мощности, например, модулировать излучение звезды, либо, что представляется еще более легким, использовать явления типа мазерного или лазерного излучения в окружающем межзвездном газе (это было бы своеобразным «коммуникационным приспособлением» к естественным источникам излучения). Поскольку неясно, какую долю энергии и какую часть технических средств могут расходовать цивилизации Земли на цели космической связи, и поскольку неизвестно, насколько уверенно мы можем отличить искусственный сигнал от фона естественного излучения, задача приобретает чисто технический характер. Необходимо производить с помощью аппаратуры высокого разрешения тщательные обзоры всех «подозрительных» астрономических объектов (при этом, то, что некоторый источник при первых наблюдениях излучает только «обычный шум», не должно с позиций CETI сразу его дискредитировать как потенциально искусственный объект).

6. Как мне кажется, до сих пор мало обращалось внимания на ситуацию межзвездной связи с учетом действий по обеим сторонам канала связи. В частности, почти не учитывались все те ограничения, которые могут быть наложены на действия передающего. Приведенные выше соображения о возможной стратегии являются, естественно, лишь необычайно поверхностным, примитивным и грубым примером того, как можно «представить себя на месте отправителя». Я считаю принципиально неразумным приписывание цивилизациям какой-то «благотворительной» щедрости в установлении межзвездной связи. Я думаю, что любая цивилизация имеет свои проблемы, трудные для решения. Недавно встала перед нами проблема неустойчивости земной биосферы; нам стало ясно, что мы можем легко нарушить равновесие с гибельными для себя последствиями, — такая ситуация не должна быть исключением из какого-то правила, состоящего якобы в том, что «Вселенная благосклонна к живущим в ней цивилизациям». По-видимому, более правдоподобно, что проблемы нарушения экологического равновесия должны иметь свое продолжение в масштабах астрофизической деятельности человечества, которое может привести к тому, что все операции со своим центральным светилом либо с ближайшими звездами не будут рациональными, даже когда это будет осуществимо чисто технически. Интуитивно уже сейчас ясно, что создание синтетической экзосферы, после неизбежного загрязнения или разрушения биосферы, породившей цивилизацию, является делом исключительной трудности. И мы видим в нашей, еще малой шкале, что цивилизация в ходе развития имеет заметную тенденцию превращать параметры своей системы (своей планеты), до определенного момента неизменные, в переменные величины, что ведет к нарушению регулирования гомеостатической системы, естественно возникшей в процессе эволюции. Можно, например, «неумышленно» изменить альбедо Земли — и мы, по-видимому, уже занимаемся этим. Словом, развитие идет в направлении достижения состояний с собственной высокой стабильностью, а скорее, к состояниям, которые одновременно все менее термодинамически вероятны и все менее годятся для самоорганизующейся автоматической обратной связи, гарантирующей параметрический характер главных констант (физических) биосферы. Если экстраполировать это рассуждение, то нет никаких поводов ожидать, что решение проблемы стабилизации биосферы, испорченной техноэволюцией, приведет автоматически к какому-то высокоравновесному состоянию. Скорее надо думать, что в процессе дальнейшего преобразования среды, увеличения энергетической мощи и технической вооруженности будет возрастать число параметров, превращающихся в переменные, и что эти переменные будут уже зависеть от таких параметров, которые цивилизация не может полностью управлять. (Грубо говоря, это было бы состояние, в котором цивилизация управляет рядом определенных параметров и тем самым превращает их в переменные, и одновременно оказывается, что система как целое преобразуется не в запланированном направлении, а в определяемом случайным набором значений, которые приобрели те параметры и над которыми на данном этапе цивилизация не имеет власти.) Если бы было иначе, если бы развитие цивилизации не было бы свое своего рода покорением труднодоступных вершин, то это выглядело бы так, что Вселенная специально устроена «выгодно» для разума, а это крайне неправдоподобно. Представление, что высшая фаза развития соответствует управлению наибольшим числом превращенных в переменные параметров и одновременно соответствует выходу на некоторое «плато» совершенного и автоматического гомеостазиса, происходит, по моему, из эпохи утопического и мифологического мышления, которое всегда усматривало за горизонтом будущего некий «золотой век» или иное подобное воплощение рая. Поэтому, раз некой определенной стабилизации в своем развитии цивилизация не может достигнуть, оказываются ненужными в проблеме межзвездной связи гипотезы катастрофического типа, поскольку соображение, что цивилизация, устанавливающая контакт, является почти «всемогущей» и «свободной» в своих начинаниях, представляется (по крайней мере нам сейчас) чрезвычайно далеким от прозаической деятельности. Следовательно, не только чисто теоретические препятствия ограничивают свободу действий передающей цивилизации: поскольку существуют реальные трудные проблемы, то практически ни одна цивилизация, потенциально способная к передаче, не может этим заниматься из-за сильных ограничений, накладываемых не ее практическую деятельность реальной ситуацией. Конкретные ситуации такого типа могут оказаться крайне фантастичными, но общее правило, которое можно вывести, гласит: любая деятельность должна быть практически осмысленной. Отсюда следует, что в ожидании межзвездных передач мы должны придерживаться разумного скептицизма и умеренного пессимизма во взгляде на «всемогущество» наиболее развитых цивилизаций и не должны, даже в случае, если мы долго не будем обнаруживать сигналы, делать поспешный вывод, что «во Вселенной никого нет», например из-за того, что все цивилизации кончают самоубийством.

7. Нет никаких данных в пользу гипотезы, что по мере эволюции степень разнородности путей развития различных цивилизаций уменьшается, скорее наоборот — количество различных вариантов путей развития с ходом эволюции увеличивается. Если так, то нет оснований для утверждения обязательности еще одного дихотомического разрешения: либо есть один оптимальный канал межзвездной связи с соответствующей ему технологией, либо его нет. Подобно тому, как у разных народов на Земле возникли разные языки, также могли возникнуть разные каналы связи в различных галактиках. Можно также думать, что прогресс в межзвездной связи идет не только линейно, т. е. заключается не только в увеличении надежности, мощности, эффективности передатчиков и чувствительности приемных устройств, но и в использовании сильно отличающихся друг от друга технических методов связи, которые могут последовательно достигаться в процессе технического прогресса. Интуитивно мне кажется, что попасть в Космический клуб гораздо труднее, чем, будучи уже его членом, использовать различные технические способы, применяемые в этом клубе. Это означало бы, что «вступительный взнос» непропорционально велик и, чтобы стать членом клуба, надо затратить соответственно больше средств и усилий, — чем потом, уже в качестве его члена, — на совершенствование способов связи и переход от примитивных и дорогостоящих способов к более совершенным.

8. Существенное значение в стратегии передающей цивилизации имеет среднее расстояние между цивилизациями, поскольку если оно превышает 500 световых лет, то «беседы» оказываются практически невозможными, и в таком случае любая репрезентативная выборка, взятая из нескольких кубических парсеков космического пространства, будет содержать информацию, состоящую в высокой степени из фрагментов монологов, а не частей двусторонних сообщений. Если же «монолог» является нормой (а в случае межгалактической связи это единственный вариант), то это обстоятельство должно играть определенную роль в стратегии передающего. Передающие цивилизации не могут рассчитывать на то, что дорогостоящая стадия изотропного излучения будет длиться короткое время, пока адресат не подтвердит прием позывных. В такой ситуации передающие цивилизации скорее будут склонны посылать относительно слабые изотропные сигналы, несущие лишь информацию о том, где и как искать анизотропную передачу.

Но если так, то в преимущественном положении могут оказаться только те адресаты, которые в силу чисто случайных обстоятельств (с их точки зрения) попадут в зону анизотропной передачи. Приведенные рассуждения указывают на то, что программа практических исследований должна предусматривать сильную автопрогнозирующую группу, на которую необходимо затрачивать силы и средства. Может оказаться, например, что тот тип приемных устройств с их чувствительностью и разрешающей способностью, которые нам представляются сейчас самыми совершенными (а стало быть и самыми дорогими), окажутся либо еще не пригодными, либо в лучшем случае едва пригодными для обнаружения сигналов (или обнаружения явлений, которые с некоторой вероятностью можно считать сигналами).

В этом плане ситуация представляется с точки зрения наших актуальных сведений весьма неблагоприятной для межцивилизационного контакта. Она может быть столь неблагоприятной, что «молчание Вселенной» станет общепринятым фактом на многие десятилетия поисков и наблюдений, в то время как в Галактике может существовать сравнительно большое число цивилизаций (расстояния порядка 100–500 световых лет).

В дальнейшем может оказаться разумной организация широкой автоматизации наблюдений с использованием соответствующего программирования средств наблюдения. Не будучи компетентным в этой области, я не могу ответить на вопрос, в какой степени должны быть специализированы такие системы и, особенно, не приведет ли сильная специализация, позволяющая обнаружить сигналы, к тому, что эти системы будут полностью обесценены как средство «обычного» астрофизического исследования. Однако мне кажется, что степень специализации должна быть высокой, а затраты могут и должны быть не меньше, чем общие затраты на современную астрономию и астрофизику.

Резюме

1. Предположим, что в некоторой стране почти слепой иностранец заключен в помещение, в которые местные жители могут свободно входить, а сам иностранец не имеет права покидать свое жилище. Пусть, далее, этот иностранец по натуре своей Дон Жуан и старается завести близкое знакомство с максимальным числом прекрасных туземок. На первый взгляд кажется, что число возможных любовных приключений определяется той же формулой, что и число цивилизаций, с которыми нам удастся вступить в радиоконтакт, т. е. тем какую часть местного населения составляют красивые женщины, какая доля числа этих женщин может посетить иностранца, какими средствами улучшения зрения обладает местная медицина и т. д. Однако легко понять, что между окончательным значением, которое даст такой расчет, и фактическим числом любовных приключений иностранца может не быть никакой корреляции. Аналогично, существование дополнительной корреляции между числом технически высокоразвитых цивилизаций в Галактике и шансами контакта с ними является возможным, но вовсе не обязательным, и наверняка существование «других» не может быть гарантией легкости установления контактов. Шансы установления контакта могут очень сильно меняться, в зависимости от условий, которые только что приведенная общая схема вообще не рассматривает. Существование подходящих цивилизаций является необходимым, но не достаточным условием (также как и в вышеприведенном примере существование привлекательных женщин является необходимым, но не решающим обстоятельством для исполнения мечтаний нашего Дон Жуана). Ведь схема расчета закладывает такую модель действительности, которая, возможно, никогда до конца не реализуется. Решающей для успеха CETI является не сама «плотность цивилизаций» в окружающей нас части Вселенной, а «плотность сигналов» в ней. Но связь между этими двумя неопределенными величинами сама является неизвестной величиной.

2. Упомянутая «плотность сигналов» в окружающем пространстве определяется как ограничениями чисто физической природы, так и ограничениями, которые не являются следствиями астрофизических и биогенетических явлений, но возникают из закономерностей развития цивилизаций. Обращения к «апокалиптическим» гипотезам и «сверхсильным» утверждениям типа «закономерности вырождения цивилизаций» закона самоуничтожения психозоиков (одушевленных существ) для объяснения «молчащей Вселенной» незаконны методологически и попросту «выплескивают с водой младенца». Шансы контакта определяются, помимо физических и психогенетических условий, стратегией поведения каждой, потенциально способной к межзвездной передаче, цивилизации. А эта стратегия является функцией ситуации каждой из таких цивилизаций. Поэтому реконструкция оптимальной стратегии передающей цивилизации является для программы CETI делом жизненной важности. Поскольку такая стратегия определяется множеством условий, которые мы не знаем, то необходимо строить ряд моделей («сценариев») различных ситуаций, в которых могут находиться передающие цивилизации, чтобы установить в каких возможных пределах может изменяться оптимальная стратегия передающих цивилизаций. Затем следовало бы разработать такие программы поиска сигнала, которые позволяли бы рассчитывать на обнаружение сигналов при всех или по крайней мере почти всех возможных стратегиях передающих цивилизаций. В этом плане проектирование специальной аппаратуры и методы анализа, основанные на учете физических условий, являются лишь первым приближением, следующим шагом должен быть своеобразный компромисс с первым шагом, учитывающим систему моделей вероятных стратегий передачи.

3. Способ излучения сигнала почти наверняка является функцией среднего расстояния между цивилизациям, т. е. определяется астрофизическими данными, которых у нас нет, но которыми может обладать передающий. Если бы распределение цивилизаций во Вселенной было бы не случайным и подчинялось определенным закономерностям, связанным с наблюдаемыми астрофизическими явлениями, то шансы быстрого установления контакта были тем ниже, чем сильнее была бы выражена связь этих закономерностей с характеристиками межзвездной среды, чем сильнее отличалось бы распределение цивилизаций от случайного. A priori нельзя исключить того, что существуют астрономически наблюдаемые индикаторы существования цивилизаций. Одной из движущих сил эволюции является изменение условий среды обитания в определенные периоды развития, и, быть может, антропогенетически оптимальные пределы изменения этих условий (т. е. «выгодная» для разумных существ разнородность экологических условий) коррелируют со специфическими характеристиками центральной звезды планетной системы. Из этого следует, что программа CETI среди своих принципов должна иметь и такой, который учитывал бы относительность, преходящий характер наших астрофизических данных, учитывал бы, что они будут со временем пересматриваться и, что новые открытия будут влиять на изменение основополагающих принципов программы CETI. Другими словами программа должна быть очень неортодоксальной по сравнению с обычной, будничной работой астрофизиков, учитывая, что в науке не принято рассуждать о «том, чего мы не знаем», латая «прорехи» собственными домыслами.