Текст книги "Инопланетяне глазами науки (ЛП)"

Автор книги: Клиффорд Пиковер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 21 страниц)

Математические послания

Мы вполне уверены, что внеземное послание представляет собой какой-то математический код. Вероятно, цифровой код. Математика – это единственный язык, который, предположительно, может быть общим для нас и других форм разумной жизни во Вселенной. Насколько я понимаю, не существует реальности более независимой от нашего восприятия и более верной себе, чем математическая реальность.

– Дон Делилло, «Звезда Ратнера»

Вероятно, самый простой метод установления связи с инопланетным видом – это посредством математики, Розеттского камня Вселенной. Любая космическая или технологическая раса должна знать о математике. Изучение нашей собственной истории показывает, что математика очаровывала людей с самого зарождения цивилизации. Возникло ли давнее пристрастие человечества к математике благодаря тому, что сама ткань нашей Вселенной основана на математике? В 1623 году Галилео Галилей повторил это убеждение, сформулировав своё кредо: «Великая книга природы написана математическими символами». Учение Платона состояло в том, что Бог является геометром, а сэр Джеймс Джинс верил, что Бог экспериментировал с арифметикой.

Будут ли математиками освоившие космос инопланетяне? Может ли математика быть общей для нас с ними? Вне всяких сомнений, мир, вселенную и природу можно гарантированно понять с помощью математики. Природа – это и есть математика. Форма, которую принимает тонкая паутинка, подвешенная к неподвижным точкам, или поперечное сечение надувающихся на ветру парусов – это цепная линия, простая кривая, описываемая простой формулой. Морские раковины, рога животных и улитка уха представляют собой логарифмические спирали, которые можно сгенерировать с использованием математической константы, известной как золотое сечение. Горы, особенности ветвления кровеносных сосудов и растений – это фракталы, класс форм, которые демонстрируют сходные структуры в различном масштабе. Уравнение Эйнштейна E = mc² описывает фундаментальную взаимосвязь между энергией и материей. И несколько простых констант – гравитационная постоянная, постоянная Планка и скорость света – управляют судьбой Вселенной.

На протяжении последнего столетия физики были взволнованы открытием того, как ведёт себя реальность с позиции математических описаний. Этот процесс – нечто сродни обнаружению в поведении Вселенной некоего скрытого присутствия – гнозиса. В этом смысле и инопланетяне, и люди были бы наследниками традиции Пифагора.

Тот факт, что реальность может быть описана или приближённо выражена простыми математическими выражениями, наводит меня на мысль о том, что в основе природы лежит математика, и технологически развитые инопланетяне откроют для себя математику так же, как это сделали люди. Такие формулы, как E = mc², F = ma, 1 + e^iπ = 0 и λ = h/mv, поражают своей компактностью и глубиной.

E = mc² – уравнение Эйнштейна, связывающее энергию и массу. F = ma — второй закон Ньютона: сила, действующая на тело, пропорциональна его массе и ускорению. 1 + e^iπ = 0 – это формула Эйлера, связывающая три фундаментальных математических величины: e, π и i. Последнее уравнение, λ = h/mv, – это волновое уравнение де Бройля, указывающее, что материя обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Здесь греческая буква лямбда λ обозначает длину волны-частицы, а m – её массу. Эти примеры не означают, что все явления, в том числе субатомные, описываются простыми на вид формулами; однако по мере того, как учёные приходят к более фундаментальному пониманию, они надеются упростить многие из самых громоздких формул. Я не вижу причин, по которым инопланетяне не откроют те же истины.

Я поддерживаю как математика Мартина Гарднера, так и философа Рудольфа Карнапа, мысли которых я истолковываю следующим образом: природу почти всегда можно описать простыми формулами, но не потому, что мы изобрели математику именно для этого, а благодаря некоторой скрытой математической составляющей самой природы. Например, Мартин Гарднер в своём классическом эссе 1985 года «Порядок и неожиданность» пишет следующее:

Если бы космос внезапно застыл и прекратилось бы всякое движение, изучение его структуры не выявило бы случайного распределения частей. Например, были бы в изобилии обнаружены простые геометрические узоры – от спиралей галактик до шестиугольных форм кристаллов снега. Запустите часовой механизм, и его части будут ритмично двигаться согласно законам, которые зачастую возможно описать уравнениями удивительной простоты. И не существует никакой логической или априорной причины, по которой всё должно складываться именно так.

Здесь Гарднер предполагает, что простая математика управляет природой в масштабах от молекулярного до галактического.

Рудольф Карнап, выдающийся философ науки двадцатого века, глубокомысленно утверждает: «Это действительно удивительный и удачный факт, что природа может быть выражена математическими функциями относительно низкого порядка».

Я легко могу представить себе инопланетян, которые поклоняются числам. В нашу современную эпоху Бог и математика обычно находятся в совершенно разных плоскостях человеческой мысли. Но так было не всегда, и даже в наше время многие математики считают, что изучение математики сродни духовному пути. Грань между религией и математикой размывается. В прошлом тесное сплетение религии и математики давало полезные результаты и раскрывало новые области научной мысли. В качестве всего лишь одного небольшого примера упомянем системы числового календаря, изначально разработанные для отслеживания религиозных ритуалов. Математика, в свою очередь, вернулась в религию и оказала на неё влияние, потому что математические рассуждения и «доказательства» внесли свой вклад в развитие теологии.

Математические поиски понимания бесконечности во многом параллельны мистическим попыткам понимания Бога. И религия, и математика пытаются выразить отношения между людьми, вселенной и бесконечностью. У них обеих есть тайные символы и ритуалы, а также непонятный язык. И та, и другая задействует потаённые глубины нашего разума и стимулирует наше воображение. Математики, словно священники, ищут «идеальные», непреложные, нематериальные истины, а затем часто пытаются применить эти истины в реальном мире.

Генетические сообщения

Одним холодным декабрьским днём 2050 года исследователь из Национального фонда биомедицинских исследований в Вашингтоне, округ Колумбия, помещает труп долгопята (рис. 7.1) в коробку для секвенирования. Через минуту в памяти компьютера уже находится миллиард букв, представляющих генетическую последовательность животного. Компьютер анализирует ДНК, находит нечто необычное и уведомляет исследователя своим компьютеризированным голосом. Исследователь смотрит на клавиатуру своего компьютера, а затем теряет сознание, потому что компьютер установил, что большая часть генетического материала долгопята кодирует десятичные знаки π (3,1415 ...).

7.1 Долгопят. Это древесное млекопитающее из Ост-Индии размером примерно с небольшую белку.

Так начинался одна из моих научно-фантастических сказок в «Лабиринтах для разума». Если бы вы были инопланетным существом, пытающимся закодировать сообщение, используя четыре символа генетического кода ДНК (Г, Ц, А и Т), то как бы вы осуществили это, и какое сообщение вы бы закодировали? В своей книге «Лабиринты для разума» я обсуждаю различные теоретические методы, позволяющие это осуществить, но идея размещения сообщений в генетических последовательностях не так уж и фантастична. Джо Дэвис из Массачусетского технологического института когда-то надеялся поместить сообщения в ДНК бактерии, которая могла бы размножаться и распространяться по галактике. Его коллега Дана Бойд, генетик из Гарварда, синтезировала короткую последовательность ДНК, состоящую из 47 пар оснований, с кратким закодированным сообщением. При преобразовании в сетку двоичных символов сообщение выглядит как набросок части человеческого тела. В маленьком пузырьке хранилось сто миллионов копий этого сообщения. На данный момент Дэвис и его коллеги совершенно не планируют рассеивать эти бактериальные споры, но Дэвис отметил, что «для людей это может быть единственным практичным способом исследовать космос».

Могли ли послания от инопланетян уже быть заключены в генетическом материале безвредного вируса, отправленного на Землю? Вирус мог размножаться, как только заражал организм. Затем вирус распространился бы среди населения, словно эпидемия, пока какой-нибудь генетик-криптограф не обнаружил бы сообщение в генетической последовательности и не расшифровал его.[26]26
  Похожая идея уже описана в книге Адриана Чайковского «Дети времени». Цивилизация разумных героев книги в итоге смогла самостоятельно выявить привнесённый в неё искусственный вирус. – прим. перев.


[Закрыть]

Если бы мне пришлось разработать такое сообщение, то по аналогии с тем, как я поступил бы с радиоволновой связью, я поместил бы в сообщение привлекающий внимание фрагмент, не встречающийся в природе, за которым следовали бы инструкции о том, как прочитать сообщение, и далее само сообщение. Чтобы обеспечить долгосрочное сохранение средства привлечения внимания, урока языка и сообщения, эти сегменты будут многократно повторяться на случай, если часть генетического материала мутирует.

Марк У. Равера из отдела медицинской биохимии Центрального исследовательского центра Рона-Пуленка Рорера в Колледжвилле, штат Пенсильвания, рассказывает мне о том, что некоторые учреждения предложили использовать плазмиды (короткие фрагменты внехромосомной ДНК) для переноса какого-то уникального кода, который можно было бы легко обнаружить позже. Этот отпечаток представлял бы собой короткую последовательность ДНК, кодирующую крошечный белок с названием учреждения-производителя. Например, все плазмиды, производимые компанией Merck, содержали бы короткий участок ДНК, который кодировал бы небольшой сегмент белка:

Мет-Глу-Арг-Цис-Лиз

M-E-R-C-K

(Для однобуквенного обозначения аминокислот используется стандартная однобуквенная система именования, которую в настоящее время биохимики используют в своей работе.) Эта вставка в ДНК может быть обнаружена когда угодно с помощью простого генетического метода, называемого гибридизацией ДНК.

Научно-фантастическая литература

Хотя в математике у нас будет много общего с технологически развитыми пришельцами, вполне вероятно, что мы никогда не сможем в полной мере понять идеи пришельцев, равно как мы, возможно, никогда не сможем понимать «язык» дельфинов или научить шимпанзе легко понимать наш язык. Представление об инопланетянах, с которыми мы не можем общаться, исследуется в романе Станислава Лема «Солярис» (1961), в котором всю планету покрывает разумный океан. Учёные годами изучают разумный океан и смогли признать, что океан разумен, но они совершенно неспособны вступить с ним в какой-то осмысленный диалог. Лем настаивает на том, что мы никогда по-настоящему не узнаем инопланетный океан и можем ограничиваться лишь моделями и чрезмерными упрощениями. Точно так же в рассказе Терри Карра «Танец изменчивого и троих» (“The Dance of the Changer and the Three”, 1968) мирно выглядящие инопланетяне внезапно убивают почти всех членов человеческой экспедиции. В итоге совершенно невозможно объяснить, почему инопланетяне сделали это. Шокирующее убийство занимает центральное место в утверждении Карра о чуждости инопланетян: «Причина, по которой они уничтожили экспедицию по добыче полезных ископаемых, была непереводимым понятием».

Какое влияние оказало бы на человечество послание со звёзд? Должны ли мы дать ответ? Писатели-фантасты часто обращались к возможности контакта между инопланетянами и людьми. В этих сценариях нам пришлось бы не только обмениваться с инопланетянами информацией, но и решать, как нам жить в гармонии с ними. В некоторых сценариях, например, в «Войне миров» Герберта Уэллса, устрашающие существа вторгаются на Землю с целью порабощения человечества. В «Звёздном десанте» Роберта Хайнлайна вооруженные силы людей сражаются с насекомыми, настолько отличающимися от нас своими взглядами на жизнь, что шансов на мирное сосуществование просто нет. В «Геноциде» Томаса Диша инопланетяне превращают Землю в огромную овощную грядку и уничтожают людей-вредителей. В рассказе Джека Вэнса «Дар речи» люди пытаются общаться с разумными подводными головоногими моллюсками, которые не могут издавать звуки, но используют сложный язык жестов, в который входят движения их щупалец. В романе Майкла Бишопа «Преображение» (“Transfiguration”) разумные существа общаются, быстро меняя цвет радужной оболочки глаз. Их книги представляют собой диски, на которых быстро высвечиваются последовательности цветов.

Во многих научно-фантастических рассказах инопланетяне уже пришли сюда, но мы об этом не знаем. Например, Эрик Фрэнк Рассел в «Зловещем барьере» предполагает, что нас тайно содержат, словно скот, невидимые инопланетяне, похожие на вампиров и питающиеся энергией наших негативных, жестоких эмоций. «Снова и снова» Клиффорда Саймака и «Дворец вечности» Боба Шоу допускают, что мы уже живём в симбиотической гармонии с невидимыми существами, которые дают нам бездуховные заменители для души.

В научно-фантастической литературе первая встреча между инопланетянами и людьми часто наполнена недоверием. Например, в рассказе Мюррея Лейнстера «Первый контакт» (1945) люди встречаются с инопланетянами и обе расы решают обменяться кораблями как единственным способом предоставить в одинаковой степени важную информацию о себе, но также решают уничтожить информацию о местоположении своих родных планет. А чем бы обменялись с инопланетянином вы сами? Какой подарок вы бы сделали? Если предположить, что у них уже есть полезная информация о человеческих цивилизациях, и вы хотели бы преподнести им ценный подарок, подарили бы вы им произведение искусства вроде знаменитой картины Пикассо? Такие произведения искусства, как музыка, скульптуры и картины, можно оценить по достоинству, поскольку они не требуют лингвистического перевода. Однако неясно, смогли бы инопланетяне счесть наше искусство красивым или содержательным. В конце концов, нам самим трудно определить, что такое хорошее искусство.

Как вы думаете, что инопланетяне сочли бы хорошим искусством? Отдала бы инопланетная раса разумных роботов предпочтение сочетанию рисунков, похожих на граффити и перекликающихся с искусством детей и примитивных обществ, или они предпочли бы холодную упорядоченность проводов на фотографии компьютерного чипа Pentium? Если бы мы подарили этим инопланетянам музыкальную кассету, они смогли бы понять, что мы разбираемся в узорах, симметрии и математике. Они могут даже восхититься нашим чувством прекрасного и оценить подарок. Что ещё могло бы рассказать им наше искусство о нас? И что открыло бы нам искусство инопланетян?

Формула Бога

Люди десятилетиями думали о том, чтобы посылать сообщения к звёздам, хотя всегда возникали какие-то споры относительно того, что должно содержать это сообщение. Например, в 1970-е годы советские исследователи предложили отправить это сообщение:

10² + 11² + 12² = 13² + 14²

Советы назвали это уравнение «увлекательным». Они указали, что суммы по обе стороны знака «=» составляют 365 – количество дней в земном году. Эти изобретательные Советы пошли ещё дальше, заявив, что на самом деле инопланетяне скорректировали вращение Земли, чтобы добиться этого поразительного равенства! Несомненно, оно должно привлечь внимание инопланетян и продемонстрировать наши умения в математике.

Лично я считаю советскую формулу произвольной и неподходящей для отправки математического выражения. Я бы скорее попытался каким-то образом отправить самую глубокую и загадочную формулу из известных людям:

1 + e ^iπ = 0

Некоторые считают, что эта компактная формула, является несомненным доказательством существования Творца. Другие на самом деле называли 1 + e^iπ = 0 «формулой Бога». Эдвард Каснер и Джеймс Ньюман в книге «Математика и воображение» отмечают: «Мы можем лишь воспроизвести уравнение и не останавливаться на исследовании его последствия. Оно в равной степени привлекает мистиков, учёных и математиков». Эта формула Леонарда Эйлера (1707-1783) объединяет пять самых важных символов математики: 1, 0, π, e (число Эйлера, 2,71828, основание натуральных логарифмов) и i (квадратный корень из минус единицы). Это объединение рассматривалось как мистический, почти религиозный союз, содержащий представителей каждой ветви математического древа: арифметика представлена 0 и 1, алгебра – символом i, геометрия – π, а анализ – трансцендентальным e.{52} Математик из Гарварда Бенджамин Пирс сказал об этой формуле: «Безусловно, совершенно верно то, что она абсолютно парадоксальна; мы не можем этого понять, и мы не знаем, что это значит, но мы это доказали, и потому мы знаем, что это должно быть верно».

В отправке этой формулы к звёздам есть лишь одна проблема. Такие числа, как π (3,1415...) и e (2,7182...), будучи трансцендентальными, содержат бесконечное количество цифр, поэтому нам пришлось бы придумать компактные способы их представления. Например, число π может быть представлено схематически, через указание отношение длины окружности к ее диаметру; e может быть представлено экспоненциальной кривой роста. Однако, несмотря на элегантность и глубину этой формулы, я признаю, что проще посылать импульсы, соответствующие целым числам наподобие простых чисел, которые легко могли бы привлечь внимание инопланетянина к сигналу. Иногда мы или инопланетяне можем вставлять среди сообщений инструкции о том, как создавать более совершенные приёмники, передатчики и т. д.

Каким бы ни был сигнал, привлекающий внимание, он должен быть простым. Например, если бы инопланетяне начали со слишком сложных сигналов для привлечения внимания, это было бы похоже на попытку установить первый контакт с доисторическим племенем в джунглях с помощью компьютера Pentium. Вместо этого было бы лучше начать с простого постукивания по куску дерева. Более сложное общение начинается позже.

Взломщики кодов

Только представьте себе, насколько сложно было бы расшифровать инопланетный язык. Вспомните, с какими трудностями сталкивались антропологи и лингвисты при расшифровке утраченных языков на нашей собственной планете. Если бы войска Наполеона не обнаружили Розеттский камень близ устья Нила в 1799 году, Жан Шампольон не смог бы расшифровать иероглифы Древнего Египта. Камень содержал надписи иероглифами, демотическим письмом и на греческом языке, и дал ключ к иероглифам. Вспомним также этрусский язык, на котором говорили древние жители Этрурии в Италии, которые были ранними соседями римлян. Его мы до сих пор не можем расшифровать. По-видимому, этрусский не является индоевропейским языком, и он известен в основном по тысячам коротких повторяющихся надписей и древнему тексту из 281 строки, написанному на полосках льняной ткани. Изначально эти полоски были частью книги, которую позже разрезали на полосы и использовали в Египте для обёртывания мумии. Ещё одна подсказка – бронзовая модель овечьей печени, найденная в Пьяченце, на которой всего 45 слов.

Несмотря на многочисленные попытки дешифровки и несколько заявлений об успехе, этрусские записи по-прежнему не поддаются переводу. Для некоторых слов установлена грамматическая категория, и некоторым из них присвоено значение.

Несмотря на это, что мы знаем, что этрусский алфавит возник на основе одного из греческих алфавитов, и потому можем присвоить звуковые значения каждому из символов, мы всё равно не можем перевести многое. Если мы не можем перевести этрусский, можем ли мы надеяться расшифровать сообщение с Альфы Центавра?

Если вам кажется, что расшифровать этрусский язык сложно, есть ещё один увлекательный пример того, насколько трудно может быть понять инопланетное послание. Здесь, на Земле, таинственная рукопись Войнича не поддалась ни одной из попыток разгадать её смысл. Рукопись, датируемая, как минимум, 1586 годом, написана на языке, для которого не известно о существовании ни одного иного примера. Почерк в ней состоит из 19-28 букв, и ни одна из них не имеет никакого сходства с английским или европейским алфавитом. Объём рукописи составляет более ста страниц, написанных скорописью.{53} Вот пример:

Конечно, между этрусским языком и языком рукопись Войнича с одной стороны, и сообщениями инопланетян, передаваемыми нам из космоса, с другой стороны, было бы одно существенное различие. Сможете ли вы представить себе, в чём именно?

Инопланетяне, надеющиеся на контакт, постарались бы сделать свои сообщения как можно более понятными. Они бы практиковали антикриптографию, науку о разработке кодов, которые расшифровываются как можно проще. Поскольку технологически развитые расы будут понимать математику, строение различных атомов и молекул, положение звёзд или физику относительности, это может создать основу для общего исходного языка.

Некоторые астрономы и математики считают, что символическая логика – это лучший способ общения разумных существ из разных звёздных систем. В 1960-е годы Ханс Фройденталь, профессор математики Утрехтского университета в Нидерландах, попытался разработать логический язык, который мы могли бы использовать для общения с разумными инопланетянами, с которыми у нас нет ничего общего. Этот язык называется линкос, что расшифровывается как “lingua cosmica”, и состоит из математических, биологических и лингвистических символов, в том числе некоторых из использованных более ранними математиками-логиками, такими как Альфред Норт Уайтхед и Бертран Рассел. В языке Фройденталя лексика и синтаксис формируются постепенно, начинаясь с элементарных арифметических понятий и переходя к более продвинутым абстрактным идеям. Сможете ли вы расшифровать какое-нибудь из написанных на линкосе сообщений с рисунка 7.2?{54}

7.2 Послание к звёздам на линкосе.