Разумная жизнь во Вселенной - Юрий Мизун

Говоря о цивилизациях, мы непременно говорим о сообществе, коллективе живых разумных существ. С одной стороны, понятия «жизнь», «разум» общеизвестны. С другой стороны, они наиболее общие, поэтому наиболее сложно их определить. Может возникнуть вопрос, почему к слову «разумных» надо (или точнее нелишне) добавлять слово «живых». Сейчас много пишут об умных машинах, то есть об искусственном разуме и даже интеллекте. В то же время само понятие жизнь может трактоваться очень широко.

Основными характеристиками живого является обмен веществ и энергией, а также способность к самовоспроизведению. Исходя из этого можно дать такое определение жизни (принадлежащее В.С. Троицкому):

«Жизнь — это высокоорганизованное самовоспроизводящееся состояние материи, поддерживаемое посредством обмена с внешней средой веществом, энергией и информацией, кодируемой состоянием молекул».

Последние слова относительно способа кодирования принципиально важны. Ведь даже на современном уровне развития нашей цивилизации можно говорить об искусственном создании такого самовоспроизводящегося состояния материи, которое соответствовало бы приведенному выше определению слова «жизнь» в том случае, если бы мы использовали для кодирования состояние молекул. Мы это сделать сейчас не можем. Но, возможно, это могут другие цивилизации или же сможем и мы в будущем, поднявшись на более высокий виток спирали технологического развития.

Таким образом, определение жизни — очень непростая задача. Это надо иметь в виду, когда мы строим планы поиска жизни во Вселенной. На данном этапе наших представлений мы должны исходить из таких основных характеристик живого (которые вошли в приведенное выше определение): обмен веществом и энергией с внешней средой; способность к самовоспроизведению; создание, хранение и переработка информации о внутренней и внешней среде с целью сохранения и поддержания всех характеристик живой системы; использование для кодирования информации состояния молекул.

Понятие «разум» настолько близко к понятию «цивилизация», что часть исследователей считают их синонимами, вместо слова «цивилизация» употребляют слово «разyм». Собственно, уже говорилось выше, что сущность разума характеризуется способностью к обмену информацией с внешней средой. Обратите внимание, что это не просто получение информации от внешней среды для целей лучшего приспособления, но и обмен информацией, ее переработка и использование при этом понятий. Коротко это звучит так:

«Разум — это способность живой материи к обмену информацией с внешней средой, кодируемой понятиями» (В.С. Троицкий).

Благодаря разуму живая система имеет возможность не только приспособляться (адаптироваться) к условиям внешней среды, но активно адаптироваться. Это значит, что разум непрерывно стремится к созданию все новых условий жизни и поддержанию развития. Это возможно только при постоянном прогрессе, который выражается в накоплении знаний и совершенствовании орудий взаимодействия с природой. Специалисты это определяют как стремление разума к неограниченной экспансии. Такой подход сейчас общепризнан. Последствия этого качества разума для возникновения и развития цивилизаций во Вселенной очень принципиальны: если где-либо во Вселенной возникла разумная жизнь, то через тот или другой промежуток времени она достигнет сколь угодно высокого уровня технологического развития. В этом и есть «экспансия разума». Но тут же возникает каверзный вопрос: не взорвет ли себя цивилизация (в прямом и переносном смысле) на определенном уровне технологического развития? Как мы убеждаемся на опыте развития собственной цивилизации, эти опасения небеспочвенны, хотя нельзя согласиться с теми, кто считает, что земной цивилизации осталось всего несколько десятков лет. Тем не менее такие опасения небеспочвенны, и это надо учитывать при решении проблемы продолжительности существования внеземных цивилизаций.

ЭВОЛЮЦИЯ ВНЕЗЕМНЫХ ЦИВИЛИЗАЦИЙ

Казалось бы, что логично было бы прежде чем приступать к поиску внеземных цивилизаций, определить — кого мы ищем. Это так, но нелогично затягивать поиск признаков существования внеземных цивилизаций и сигналов от них до того неопределенного срока, когда будет выяснено, с кем мы должны встретиться. Точнее можно сказать даже так: если не искать любую прямую или косвенную информацию о внеземных цивилизациях, то нельзя существенно продвигаться в понимании развития цивилизаций. Проблемы поиска и эволюции внеземных цивилизаций взаимосвязаны. Но несмотря на то, что сигналов от внеземных цивилизаций пока что не обнаружено, определенные результаты в исследовании развития внеземных цивилизаций уже имеются.

Обсуждая развитие цивилизаций, мы должны прежде всего договориться, что будем понимать под термином «цивилизация». Прежде всего, рассматривая внеземные цивилизации, мы будем считать, что жизнь на других планетах имеет ту же основу, что и на Земле, то есть белковую, а разум возник в результате эволюции. Таким образом, внеземные цивилизации, по нашим представлениям, функционируют и развиваются благодаря овладению технологическими процессами и состоят из отдельных разумных особей, составляющих такие сообщества. Уже приводилось определение цивилизации В.С. Троицким. Его формула очень ясная и в особых пояснениях не нуждается. На ее основе можно характеризовать цивилизации конкретными численными величинами и использовать их как показатель развития цивилизаций. Но кроме физических условий надо учитывать и социально-экономические закономерности, о которых мы можем сказать значительно меньше, чем о физических условиях.

Поэтому можно, следуя В.С. Троицкому, представить физические условия как некие рамки, за пределы которых цивилизации выходить при своем развитии не дано. Но внутри этих рамок возможны разные состояния цивилизации, определяемые прежде всего социально-экономическими закономерностями. Что же представляют собой эти рамки?

Одним из очевидных физических показателей цивилизации является плотность населения. Ясно, что она не может быть беспредельно большой. Специалисты в своих исследованиях внеземных цивилизаций принимают ее равной примерно 60 человек на один квадратный километр. При этом на одного человека приходится площадка размером 140x140 метров. Такая плотность населения была бы на Земле, если бы ее все население достигло 25 миллиардов и в расчет была бы принята вся поверхность нашей планеты, включая море, океаны, Арктику и Антарктику.

Второй очень важной характеристикой цивилизации является плотность энергии, которая потребляется цивилизацией. Дело в том, что мы не можем потреблять энергию бесследно. Фактически любой процесс, который мы называем потреблением энергии, является процессом ее преобразования из одного вида в другой. Процессы этого преобразования и используются человеком для своих нужд. Как известно, конечным этапом любых преобразований энергии является ее переход в форму тепловой энергии. Это значит, что чем больше плотность потребляемой энергии, тем больше нагревание среды, в которой мы обитаем. Правда, на определенной стадии развития цивилизации она становится способной выносить частично процесс потребления (преобразования) энергии за пределы среды обитания. В качестве примера можно указать на ту энергию, которую будет уносить за пределы среды обитания космический корабль. В этом случае тепловая энергия, полученная путем преобразования, не будет нагревать среду нашего обитания. Другой пример — радиосигналы или другие электромагнитные сигналы, посланные цивилизацией за пределы среды своего обитания, также не будут после преодоления этой среды повышать ее температуру. Чтобы различать эти ситуации, договорились разделить внутреннее потребление энергии (то есть в пределах среды обитания) от внешнего (за ее пределами), поскольку во втором случае среда обитания не нагревается.

Это вопрос далеко не праздный, поскольку произвольно изменять условия среды обитания цивилизация не может, если она хочет выжить в этой среде, а тем более если она хочет нормально функционировать. Нельзя рубить сук, на котором сидишь. Это, похоже, начинает понимать и наша цивилизация. Отсюда следует определенное ограничение на плотность энергопотребления в среде обитания, тот Рубикон, который переходить нельзя. Его несложно определить, если знать физические условия на данной планете. Применительно к Земле этот предел получается следующим образом. Для его оценки исходили из того, что изменять (увеличивать) температуру среды нашего обитания более чем на 0,1 % недопустимо. Температура Земли определяется всецело той энергией, которую она получает от Солнца. Значит, добавить к этой энергии более чем 0,1 % мы не имеем права, если хотим сохранить изменение температуры в допустимых пределах. Энергию, получаемую Землей от Солнца в единицу времени, то есть мощность, мы знаем. Она равна 2· 1017 Вт. На один квадратный метр приходится 2·103 Вт/м2. Примерно половина этой энергии атмосферой Земли отражается обратно (это называют альбедо). 0,1 % от оставшейся мощности 103 Вт/м2 равен 1 Вт/м2. Это и есть то предельное значение энергии, которое наша цивилизация может позволить себе рассеять на каждом квадратном метре планеты. Но ни на йоту больше! А если понадобится рассеивать энергии больше, например когда появится почти даровая термоядерная энергия? Как быть тогда? Выход только один — рассеивать энергию за пределами обитания, то есть за пределами земной атмосферы.