Текст книги "Если Вселенная изобилует инопланетянами… Где все?"
Автор книги: Стивен Уэбб
Жанры:
Научпоп
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 36 страниц)
Annotation
Учитывая, что в одной только нашей Галактике, возможно, 400 миллиардов звёзд, и, возможно, 400 миллиардов галактик во Вселенной, логично предположить, что где-то там, в космосе, которому 14 миллиардов лет, существует или когда-то существовала цивилизация, по меньшей мере, столь же развитая, как наша. Огромные цифры почти заставляют нас принять истинность этой гипотезы. Почему же тогда мы не обнаружили никаких доказательств, никаких посланий, никаких артефактов этих внеземных цивилизаций?
В этом втором, значительно переработанном и расширенном издании своей широко популярной книги Уэбб подробно обсуждает (пока что!) 75 наиболее убедительных и интригующих решений знаменитого парадокса Ферми: если цифры убедительно указывают на существование внеземных цивилизаций, почему мы не нашли никаких доказательств их существования?
Стивен Уэбб
Предисловие
Предисловие ко второму изданию
Предисловие к первому изданию
1. Где все?
2. О Ферми и Парадоксе
Физик Энрико Ферми
Парадокс
Несколько логических парадоксов
Несколько научных парадоксов
Парадокс Ферми
∗∗∗
3. Они здесь (или были здесь)
Решение 1: Они здесь, и они называют себя венграми
Решение 2: Они здесь, и они называют себя политиками
Решение 3: Они бросают камни в Радивое Лаича
Решение 4: Они наблюдают за нами с НЛО
* * *
Решение 5: Они были здесь и оставили доказательства своего присутствия
Земля
Луна
Точки Лагранжа системы Земля-Луна
Марс
Астероиды
Внешняя Солнечная система
Обратно на Землю
Решение 6: Они существуют, и это мы – Мы все инопланетяне!
Решение 7: Сценарий зоопарка
Решение 8: Сценарий запрета
Решение 9: Гипотеза заповедника
Решение 10: Бог существует
4. Они существуют, но мы их еще не видели и не слышали
Решение 11: Звезды слишеом далеко
Ракеты
Термоядерные прямоточные двигатели
Лазерные паруса
Гравитационные маневры
Необычная физика
Тахионы
Кротовые норы и варп-двигатели
Энергия нулевой точки
* * *
Решение 12: У них не было времени, чтобы добраться до нас
Решение 13: Подход с точки зрения теории перколяции
Решение 14: Подождите минутку
Решение 15: Предел световой клетки
Решение 16: Они передумали
Решение 17: Мы – солнечные шовинисты
Решение 18: Инопланетяне – «зеленые»
Решение 19: Они остаются дома…
Решение 20 …и серфят в Сети
Решение 21: Против Империи
Решение 22: Зонды Брейсвелла – фон Неймана
Решение 23: Информационная панспермия
Решение 24: Берсерки
Решение 25: Они подают сигналы, но мы не знаем, как слушать
Электромагнитные сигналы
Сигналы частиц
Гравитационные сигналы
Тахионные сигналы
* * *
Решение 26: Они подают сигналы, но мы не знаем, на какой частоте слушать
Решение 27: Они подают сигналы, но мы не знаем, куда смотреть
Решение 28: Сигнал уже есть в данных
Решение 29: Мы слушаем недостаточно долго
Решение 30: Они передают сигналы, но мы их не принимаем
Решение 31: Все слушают, но никто не передает
Решение 32: У них нет желания общаться
Решение 33: Они развили другую математику
Решение 34: Они зовут нас, но мы не распознаем сигнал
Решение 35: Послание в бутылке
Решение 36: Упс… Апокалипсис!
Физика частиц – опасная дисциплина?
Макроинженерия пошла не так
Проблема серой слизи
Решение 37: Ой!.. Апокалипсис!
Решение 38: Тепловая волна
Решение 39: Апокалипсис когда?
Решение 40: Облачное небо – обычное явление
Решение 41: Лучше не бывает
Решение 42: Они учатся дистанционно
Решение 43: Они где-то есть, но Вселенная страннее, чем мы себе представляем
Решение 44: Разум не вечен
Решение 45: Мы живем в постбиологической Вселенной
Решение 46: Они тусуются вокруг черных дыр
Решение 47: Они достигли сингулярности
Решение 48: Гипотеза трансценденции
Решение 49: Гипотеза миграции
Решение 50: Цивилизаций бесконечно много, но в нашем горизонте частиц – только мы
* * *
5. Их не существует
Решение 51: Вселенная создана для нас
Решение 52: Каноничный артефакт
Решение 53: Жизнь могла возникнуть только недавно
Решение 54: Планетные системы редки
Решение 55: Каменистые планеты редки
Решение 56: Водный мир
Решение 57: Узкие зоны обитаемости
Решение 58: Земля – первая
Решение 59: Земля имеет оптимальный «насос эволюции»
Решение 60: Галактика – опасное место
Сверхновые
Гамма-всплески
Решение 61: Планетная система – опасное место
Земля-снежок
Супервулканы
Массовые вымирания
Вымирания и парадокс Ферми
Голоценовое вымирание
Решение 62: У Земли уникальная система тектоники плит
Решение 63: Луна уникальна
Решение 64: Возникновение жизни редко
Что такое жизнь?
Как зародилась жизнь?
Нуклеиновые кислоты
Белки
Как возникли ингредиенты жизни?
Когда на Земле возникла жизнь?
Поиск жизни на других мирах
Решение 65: Возникновение жизни редко (еще раз)
Решение 66: «Златовласки» редки
Решение 67: Переход от прокариот к эукариотам редок
Различия между прокариотическими и эукариотическими клетками
Многоклеточные организмы
Энергетические соображения
Решение 68: Виды, создающие инструменты, редки
Решение 69: Высокие технологии не неизбежны
Решение 70: Разум человеческого уровня редок
Что такое разум, в конце концов?
Насколько вероятно развитие интеллекта человеческого уровня?
Решение 71: Язык уникален для людей
Решение 72: Наука не является неизбежной
Решение 73: Сознание не является неизбежным
Решение 74: Гея, Бог или Златовласка?
6. Заключение
Решение 75: Парадокс Ферми разрешен…
Ссылки
Издательские данные
notes
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
Стивен Уэбб
Если Вселенная изобилует инопланетянами… Где все?
Хайке и Джессике
Предисловие
«Одиноки ли мы во Вселенной?» – один из древнейших и самых универсальных вопросов. Уже столетие или больше он стимулирует блестящую научную фантастику, а сейчас мотивирует реальную науку и исследования. Но у нас все еще нет доказательств – на самом деле, мы слишком мало знаем, чтобы сказать, вероятно ли существование разумных инопланетян или нет. Вот почему нам нужны все аргументы, которые можно собрать. И вот почему эта книга станет таким стимулом для всех пытливых умов.
На Марсе могут быть простые организмы или останки существ, живших в ранней истории планеты; жизнь также может существовать в покрытых льдом океанах спутника Юпитера Европы или спутника Сатурна Энцелада. Но мало кто поставит на это; и уж точно никто не ожидает найти сложную биосферу в таких местах. Для этого мы должны смотреть на далекие звезды, далеко за пределы досягаемости любого зонда, который мы можем сейчас построить.
Здесь перспективы гораздо ярче. За последние двадцать лет (и особенно за последние пять) ночное небо стало гораздо интереснее и привлекательнее для исследователей, чем для наших предков. Астрономы обнаружили, что многие звезды – возможно, даже большинство – окружены свитой планет, точно так же, как Солнце. Эти планеты обычно не обнаруживаются напрямую. Вместо этого они выдают свое присутствие эффектами, воздействующими на их родительскую звезду, которые можно обнаружить с помощью точных измерений: небольшие периодические движения звезды, вызванные гравитацией вращающейся планеты, и легкие повторяющиеся потускнения яркости звезды, когда планета проходит перед ней, блокируя небольшую часть ее света.
Особый интерес представляют возможные «близнецы» нашей Земли – планеты того же размера, что и наша, вращающиеся вокруг других солнцеподобных звезд по орбитам с температурой, при которой вода не кипит и не замерзает. Космический аппарат «Кеплер» идентифицировал многие из них, и мы можем с уверенностью заключить, что в нашей Галактике их миллиарды. В течение двадцати лет телескопы следующего поколения получат изображения ближайших из этих планет. Будет ли на них жизнь? Мы слишком мало знаем о том, как зародилась жизнь на Земле, чтобы делать уверенные ставки. Что вызвало переход от сложных молекул к сущностям, способным к метаболизму и размножению? Возможно, это была случайность, настолько редкая, что она произошла лишь однажды во всей Галактике. С другой стороны, этот решающий переход мог быть почти неизбежен при наличии «правильной» среды. Мы просто не знаем – как не знаем и того, является ли химия земной жизни на основе ДНК/РНК единственно возможной или лишь одной из многих химических основ, которые могли бы реализоваться в другом месте.
Более того, даже если простая жизнь широко распространена, мы не можем оценить шансы на то, что она эволюционирует в сложную биосферу. И даже если бы это произошло, результат все равно мог бы быть неузнаваемо иным. Я не буду задерживать дыхание, но программа SETI – это стоящая авантюра, потому что успех в поиске принес бы судьбоносное послание о том, что концепции логики и физики (если не сознания) не ограничиваются «железом» в человеческих черепах.
Кроме того, возможно, было бы слишком антропоцентрично ограничивать внимание планетами, подобными Земле. У писателей-фантастов есть другие идеи – шарообразные существа, плавающие в плотных атмосферах планет, подобных Юпитеру, рои разумных насекомых, наноразмерные роботы и т. д. Возможно, жизнь может процветать на планетах, выброшенных в ледяную тьму межзвездного пространства, чье основное тепло исходит от внутренней радиоактивности (процесса, нагревающего ядро Земли). Могут даже существовать диффузные живые структуры, свободно плавающие в межзвездных облаках; такие сущности жили бы (и, если разумны, думали бы) в замедленном темпе, но, возможно, проявили бы себя в далеком будущем – как «Черное Облако», предвиденное моим кембриджским наставником Фредом Хойлом.
Никакая жизнь не выживет на планете, чья центральная звезда, подобная Солнцу, станет гигантом и сбросит свои внешние слои. Такие соображения напоминают нам о бренности обитаемых миров (и о жизненной необходимости в конечном итоге вырваться из их оков). Мы также должны помнить, что кажущиеся искусственными сигналы могут исходить от сверхразумных (хотя и не обязательно сознательных) компьютеров, созданных расой инопланетных существ, которые уже вымерли.
Может быть, однажды мы найдем ИТ (внеземной разум). С другой стороны, эта книга предлагает 75 причин, по которым поиски SETI могут потерпеть неудачу; сложная биосфера Земли может быть уникальной. Это разочаровало бы искателей, но имело бы и положительную сторону: это дало бы нам, людям, право быть менее «космически скромными». Более того, такой исход не превратил бы жизнь в космическое второстепенное зрелище. Эволюция все еще может быть ближе к своему началу, чем к концу. Наша Солнечная система едва достигла среднего возраста, и, если люди избегут самоуничтожения, нас ждет постчеловеческая эра. Жизнь с Земли могла бы распространиться по Галактике, эволюционируя в кишащую сложность, далеко превосходящую то, что мы можем даже вообразить. Если так, то наша крошечная планета – эта бледно-голубая точка, плывущая в космосе – может быть самым важным местом во всей Галактике, и у первых межзвездных путешественников с Земли будет миссия, которая найдет отклик во всей Галактике и, возможно, за ее пределами.
Эти дебаты будут продолжаться десятилетиями. И Стивен Уэбб вместил всего в одну чрезвычайно занимательную книгу увлекательное изобилие аргументов и размышлений, которые обогатят эти дебаты. Мы должны быть ему благодарны.
Мартин Рис, Королевский астроном
Предисловие ко второму изданию
Я хотел бы поблагодарить Криса Кэрона из Springer как за его предложение обновить «Где все?», так и за его поддержку на протяжении мучительного процесса обновления. Я рад, что второе издание книги выйдет в серии Springer «Наука и фантастика», детище Криса и его коллеги Анжелы Лахи, поскольку любое обсуждение парадокса Ферми находится на этом стимулирующем пересечении науки и научной фантастики. Спустя дюжину лет после публикации первого издания я еще сильнее убежден, что вопрос Ферми – одна из самых насущных проблем в науке, но по-прежнему остается фактом, что авторы научной фантастики внесли в дебаты по меньшей мере такой же вклад, как и профессиональные ученые.
За эти годы я обсуждал парадокс Ферми со слишком многими людьми, чтобы упомянуть их всех по имени, но я особенно хотел бы поблагодарить Милана Чирковича, Майка Лэмптона, Колина МакИннеса, Андерса Сандберга, Дэвида Уолтэма и Уилларда Уэллса за то, что они делились со мной идеями, статьями и рукописями. И, конечно, я должен поблагодарить Хайке и Джессику, которые делают все это стоящим.
Стивен Уэбб Ли-он-зе-Солент, июль 2014 г.
Предисловие к первому изданию
Эта книга о парадоксе Ферми – противоречии между очевидным отсутствием инопланетян и распространенным ожиданием, что мы должны видеть доказательства их существования. Меня захватил этот парадокс, когда я впервые столкнулся с ним около 17 лет назад, и он захватывает меня до сих пор. За эти годы многие авторы (слишком многие, чтобы упомянуть их здесь, хотя их имена есть в списке литературы в конце книги) очаровали меня своими работами о парадоксе. Их влияние на эту работу будет очевидным. Я также обсуждал парадокс со многими друзьями и коллегами; хотя их слишком много, чтобы упоминать по отдельности, я признателен им всем.
Несколько человек внесли непосредственный вклад в написание этой книги, и я хотел бы воспользоваться этой возможностью, чтобы поблагодарить их. Клайв Хорвуд из Praxis и Джон Уотсон из Springer оказали большую поддержку проекту; книга не была бы завершена без их советов и поддержки. (Я также хотел бы поблагодарить Джона за то, что он поделился своим излюбленным решением парадокса за приятным рабочим обедом.) Стюарт Кларк предоставил много полезных комментариев к раннему черновику рукописи; Боб Марриотт выловил несколько ошибок и солецизмов в более позднем черновике (Боб также прислал мне список из 101 решения парадокса, с 75 из которых я согласен); и я чрезвычайно благодарен Стиву Гиллетту за то, что он поправил меня по многим научным вопросам. (Я, конечно, несу ответственность за оставшиеся ошибки.) Несколько авторов и организаций любезно предоставили разрешение на воспроизведение рисунков; я особенно благодарен Лоре Гордон, Джеффри Лэндису, Иэну Уоллу, Сьюзен Лендрот, Рейнхарду Рэчелу, Хизер Линдси и Мерридет Миллер за помощь в получении подходящих рисунков. Я хотел бы поблагодарить Дэвида Гласпера за то, что он поделился своими воспоминаниями о детском происшествии, которое затронуло нас обоих. Наконец, конечно, я хотел бы поблагодарить свою семью – Хайке, Рона, Ронни, Питера, Джеки, Эмили и Эбигейл – за их терпение. Я тратил на писательство время, которое должен был бы провести с ними.
Стивен Уэбб Милтон-Кинс, июль 2002 г.
1. Где все?
В парадоксах есть что-то завораживающее. Визуальные парадоксы гравюр Маурица Эшера неизменно привлекают взгляд. Стихи, такие как «Предупреждение детям» Роберта Грейвса, играющие с парадоксом бесконечного регресса, заставляют кружиться голову. Парадокс лежит в основе романа Джозефа Хеллера «Уловка–22», одного из величайших романов 20-го века. Однако мой любимый парадокс – это парадокс Ферми.
Впервые я столкнулся с парадоксом Ферми летом 1984 года. Я только что окончил Бристольский университет, и мне следовало провести летние месяцы, изучая «Калибровочные теории в физике элементарных частиц» Эйчисона и Хея – обязательное чтение перед началом аспирантуры в Манчестерском университете. Вместо этого я проводил время, наслаждаясь солнцем на Бристольских холмах, изучая свое любимое чтение: «Научно-фантастический журнал Айзека Азимова». Как и у многих людей, научная фантастика пробудила мой интерес к науке. Именно читая произведения Айзека Азимова,[1] Артура Кларка и Роберта Хайнлайна и смотря такие фильмы, как «Запретная планета», я влюбился в науку. В том году в последовательных выпусках[2] журнала Азимова появились две заставляющие задуматься научно-популярные статьи. Первая, написанная Стивеном Гиллеттом, называлась просто «Парадокс Ферми». Вторая, решительное опровержение Роберта Фрейтаса, называлась «Парадокс Ферми: Настоящая нелепица».
Гиллетт рассуждал следующим образом. Предположим, как верили оптимисты, что Галактика является домом для многих внеземных цивилизаций. (Для экономии времени я часто буду называть внеземную цивилизацию ВЦ.) Тогда, поскольку Галактика чрезвычайно стара, велики шансы, что ВЦ будут опережать нас на миллионы или даже миллиарды лет. Российский астрофизик Николай Кардашев предложил полезный способ размышления о таких цивилизациях. Он утверждал, что мы можем классифицировать ВЦ по имеющейся у них технологии, и разработал 3-балльную шкалу для измерения мощности этой технологии. Цивилизация типа I по Кардашеву, или цивилизация KI, была бы сравнима с нашей: она могла бы использовать энергетические ресурсы планеты. Цивилизация KII была бы далеко за пределами нашей: она могла бы использовать энергетические ресурсы звезды. Цивилизация KIII могла бы использовать энергетические ресурсы целой галактики. Согласно Гиллетту, большинство ВЦ в Галактике относились бы к типу KII или KIII. Теперь все, что мы знаем о земной жизни, говорит нам, что жизнь имеет естественную тенденцию расширяться во все доступное пространство. Почему внеземная жизнь должна отличаться? Конечно, ВЦ захотели бы расшириться со своей родной планеты и выйти в Галактику. Но – и это ключевой момент – цивилизация KII или KIII должна была бы колонизировать Галактику за несколько миллионов лет. Галактика должна кишеть технологически развитыми цивилизациями. Они уже должны быть здесь! И все же мы не видим никаких доказательств существования ВЦ. Гиллетт назвал это парадоксом Ферми. (Я узнал, почему имя Ферми связано с этим парадоксом, несколько месяцев спустя, когда Эрик Джонс опубликовал препринт из Лос-Аламоса, описывающий происхождение парадокса; но об этом позже.) Для Гиллетта парадокс указывал на леденящий душу вывод: человечество одиноко во Вселенной.
Фрейтас считал все это чепухой. Он сравнил логику Гиллетта со следующим аргументом. Лемминги быстро размножаются – около 3 помётов в год, в каждом помёте до 8 детенышей. Всего за несколько лет общая масса леммингов сравняется с массой всей земной биосферы. Земля должна кишеть леммингами. И все же большинство из нас не видят доказательств существования леммингов. Вы когда-нибудь видели лемминга? Линия рассуждений «парадокса Ферми» привела бы нас к выводу, что лемминги не существуют – однако, как указал Фрейтас, это было бы абсурдно. Что еще интереснее, он указал, что отсутствие доказательств существования ВЦ не особенно убедительно: если бы небольшие искусственные зонды были припаркованы, скажем, в Поясе астероидов, или более крупные зонды в Облаке Оорта, то у нас практически не было бы шансов их обнаружить. Кроме того, он утверждал, что логика так называемого парадокса ошибочна. Первые два шага в аргументе таковы: (i) если инопланетяне существуют, то они должны быть здесь; (ii) если они здесь, то мы должны их наблюдать. Сложность заключается в этих двух «должны». «Должен» – это не «обязан», и поэтому логически неверно обращать стрелку импликации. (Другими словами, тот факт, что мы их не наблюдали, не позволяет нам заключить, что их здесь нет, поэтому мы не можем заключить, что они не существуют.)
Пока мы не получим новую информацию, которая поможет разрешить парадокс, люди вольны следовать разным линиям рассуждений. В конце концов, именно это делает парадокс таким интересным. В случае парадокса Ферми ставки настолько высоки (существование или отсутствие инопланетного разума), а экспериментальные данные для аргументации настолько скудны (даже сейчас мы не можем быть уверены, что ВЦ здесь нет), что споры часто становятся жаркими. В дебатах Гиллетта-Фрейтаса я изначально встал на сторону Фрейтаса. Основной причиной было огромное количество чисел: в Галактике, возможно, до 400 миллиардов звезд, а во Вселенной столько же галактик, сколько звезд в нашей Галактике. Со времен Коперника наука учила нас, что в Земле нет ничего особенного. Следовательно, Земля не могла быть единственным домом для разумной жизни. И все же…
Рис. 1.1 Первое изображение Земли, сделанное с поверхности другой планеты: эта фотография была сделана в марте 2004 года марсоходом «Спирит». Землю едва видно на экране компьютера; ограничения технологии печати означают, что вы, возможно, не сможете ее здесь увидеть. Ранее, в 1990 году, «Вояджер–1» передал фотографию Земли, сделанную с гораздо большего расстояния – около 6 миллиардов километров. По словам Карла Сагана, Земля выглядела как бледно-голубая точка. Размышляя о незначительности скалы, на которой мы живем, и о миллиардах подобных скал, которые должны быть там, трудно поверить, что мы можем быть одни во Вселенной. (Источник: NASA)
Аргумент Гиллетта засел у меня в голове. Я читал о космических чудесах с детства. Галактическая цивилизация трилогии «Основание», астроинженерные чудеса «Мира-Кольца», загадка корабля в «Свидании с Рамой» – все это было частью моего ментального багажа. И все же, где были эти чудеса? Воображение писателей-фантастов показало мне сотни возможных вселенных, но мои лекторы по астрономии ясно дали понять, что до сих пор, когда мы смотрим в реальную Вселенную, мы можем объяснить все, что видим, с помощью холодных уравнений физики. Проще говоря, Вселенная выглядит мертвой. Вопрос Ферми: где все? Чем больше я думал об этом, тем более значимым казался мне парадокс.
Мне казалось, что парадокс – это соревнование между двумя большими числами: множеством потенциальных мест для жизни против огромного возраста Вселенной.
Первое число – это просто количество планет с подходящими условиями для развития жизни. Если мы примем Принцип Посредственности и предположим, что в Земле нет ничего особенного, то отсюда следует, что в Галактике существует много миллионов подходящих сред для жизни (и много миллиардов сред во Вселенной). Учитывая такое количество потенциальных очагов зарождения, жизнь должна быть распространена. Этот аргумент восходит, по крайней мере, к 4 веку до н. э., когда Метродор Хиосский писал, что «один колос пшеницы на большом поле так же странен, как один мир в бесконечном пространстве».
Рис. 1.2 Верху: Орвилл Райт за штурвалом в 1903 году. Внизу слева: ракета, запущенная с пусковой площадки в Германии в 1945 году. Внизу справа: запуск «Вояджера–1» в 1977 году. Огромный технологический прогресс менее чем за столетие. Как будут выглядеть наши корабли через тысячу лет? (Источник: верх – ВВС США; внизу слева – Crown Copyright 1946; внизу справа – NASA)
Таблица 1.1 Во Вселенском Году мы сжимаем 13,8 миллиарда лет в 365 дней. В этой шкале продолжительность жизни человека составляет долю секунды. Иисус жил примерно за 4,6 секунды до полуночи 31 декабря, а динозавры вымерли ранним утром 30 декабря.
«Реальное время», «Время во Вселенском Году»
Второе число теперь известно с поразительной точностью: последние космологические измерения[3] говорят нам, что возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет (плюс-минус 37 миллионов лет). Чтобы вызвать ощущение такого большого промежутка времени, в таких обсуждениях обычно сжимают всю историю Вселенной в какой-то стандартный интервал. В данном случае я сожму текущий возраст Вселенной в стандартный земной год: другими словами, «Вселенский Год» сжимает всю историю Вселенной в 365 дней. В этой шкале времени одна секунда реального времени соответствует 437 годам; во Вселенском Году западная наука начинается примерно за 1 секунду до полуночи 31 декабря. В 1903 году братья Райт разработали управляемый полет; менее чем через четыре десятилетия немецкая ракета Фау–2 стала первым объектом, достигшим суборбитального полета; примерно через три десятилетия после этого, в 1977 году, «Вояджер–1» был запущен на ракете «Титан» и теперь достиг края межзвездного пространства. В течение типичной продолжительности жизни человека люди прошли путь от вида, по существу привязанного к Земле, до вида, способного запустить корабль, который в конечном итоге достигнет звезд. И все же этот промежуток времени представляет собой всего лишь последние 0,16 секунды Вселенского Года. Даже вся история нашего вида занимает гораздо меньше 1 часа последнего дня Вселенского Года. Однако в этом масштабе самые ранние ВЦ могли возникнуть в начале летних месяцев. Если колонизация Галактики может произойти за эквивалент нескольких часов, то можно было бы ожидать, что одна или несколько передовых технологических цивилизаций давно бы завершили эту работу. Даже если бы все они пошли по какому-то иному пути, кроме колонизации, разве мы не ожидали бы хотя бы услышать какие-то свидетельства их присутствия? Но Вселенная молчит. Парадокс, возможно, логически не доказывает отсутствие инопланетян, но, безусловно, вопрос Ферми заслуживает нашего внимания.
Я был не единственным, кто находил парадокс Ферми интересным. За прошедшие годы многие люди предлагали свои решения парадокса, и у меня развилась привычка их собирать. Хотя существует захватывающий диапазон ответов на вопрос «где же все?», все они делятся на три класса.
Во-первых, есть ответы, основанные на идее, что каким-то образом инопланетяне находятся (или находились) здесь. Это, вероятно, самое популярное решение парадокса. Безусловно, вера в разумную внеземную жизнь широко распространена. Опросы постоянно и последовательно показывают, что большинство американцев верят в существование летающих тарелок, кружащих вокруг Земли; доля европейцев, придерживающихся этого убеждения, кажется меньше, но тем не менее высока.
Во-вторых, есть ответы, предполагающие, что ВЦ существуют, но по какой-то причине мы еще не нашли доказательств их существования. Это, вероятно, самая популярная категория ответов среди практикующих ученых.
В-третьих, есть ответы, претендующие на объяснение того, почему человечество одиноко во Вселенной, или, по крайней мере, в Галактике; мы не слышим о внеземном разуме, потому что его нет.
В 2002 году я опубликовал первое издание этой книги. В ней содержались обсуждения 50 решений парадокса Ферми, которые я собрал за годы, организованные по трем упомянутым выше классам. Почему дюжину лет спустя я чувствую необходимость во втором издании книги? В конце концов – и я не думаю, что это кого-то удивит – до сих пор нет убедительных доказательств существования внеземного разума. Что ж, хотя у нас нет окончательного ответа на вопрос «Где все?», ученые добились огромного прогресса в лучшем понимании соответствующих факторов для многих предложенных решений. За последние двенадцать лет ученые многое узнали об экзопланетах, о планетарной динамике, о пределах жизни… мы даже узнали больше о генезисе первого предложенного решения парадокса («Они здесь, и они называют себя венграми»). Таким образом, многие обсуждения в первом издании теперь довольно устарели. Существует также тот факт, что в последние годы были предложены различные новые решения. Поэтому обновление раз в двенадцать лет кажется уместным.
Первое издание книги содержало одно или два шутливых решения. Я решил их оставить и даже добавить еще пару, но это не означает, что к парадоксу Ферми не нужно относиться серьезно. Я считаю, что Великое Безмолвие становится все более оглушительным. С каждым поиском, который оказывается безрезультатным, с каждым годом, проходящим без того, чтобы ученые нашли какой-либо очевидный след внеземной активности в горах данных, собранных нашими телескопами, парадокс набирает силу. Я считаю, что вопрос Ферми становится одним из самых важных во всей науке – наравне с вопросами о природе сознания и объединении наших физических теорий.
Экспоненциальная запись В книге используется экспоненциальная запись. Если вы не знакомы с этой записью, все, что вам нужно знать, это то, что это удобный метод для работы с очень большими и очень маленькими числами.
В этой книге я всегда использую 10 в качестве основания, и поэтому, по сути, показатель степени считает количество нулей после 1. Умножение чисел с использованием этой записи простое: просто сложите показатели степени. Например:
100 = 10×10 = 102
и
1000 = 10 × 10 × 10 = 103.
Деление так же просто: вычтите один показатель степени из другого. Например:
1000 / 10 = 10(3–1) = 102 = 100.
Для чисел меньше единицы показатель степени отрицательный. Отрицательный показатель степени дает то же значение, что и обратная величина соответствующего положительного показателя степени. Таким образом:
10-2 = 1/102 = 1/100 = 0,01
и
10-3 = 1/103 = 1/1000 = 0,001.
Используя экспоненциальную запись, мы можем записать, например, 1 миллион как 106 и 1 миллиардную как 10-9. Это полезно в науке, где мы обычно имеем дело с очень большими и очень маленькими числами. Используя экспоненциальную запись, мы можем обсуждать количество звезд во Вселенной (их около 1022) или массу электрона (которая составляет около 10-36 кг), не прибегая к громоздким фразам типа «тысяча миллиардов миллиардов» или «триллион триллионов триллионных».
Цель этой книги, таким образом, – представить и обсудить 75 предложенных решений вопроса Ферми. Список решений не претендует на исчерпывающий характер; скорее, я выбрал их потому, что они репрезентативны или потому, что я думаю, что они обладают какой-то особенно интересной особенностью. Решения исходят от ученых, работающих в нескольких широко разнесенных областях, а также от авторов научной фантастики; в этой теме авторы были по крайней мере так же усердны, как и академики, и во многих случаях они предвосхитили работу профессиональных ученых.
