Люди и биты. Информационный взрыв: что он несет

Николай ПЕТРОВИЧ

Где же сигналы из космоса?

От Бюрокана-71 до Таллина-81

У меня в руках два документа.

Первый:

Академия наук СССР Национальная академия США Академия наук Армянской ССР

СВЯЗЬ С ВНЕЗЕМНЫМИ ЦИВИЛИЗАЦИЯМИ

Программа симпозиума Бюрокан, 6...11 сентября 1971 г., СССР

Второй:

Академия наук СССР Академия наук Эстонской ССР Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР

ПОИСК РАЗУМНОЙ ЖИЗНИ ВО ВСЕЛЕННОЙ

Программа симпозиума Таллин, 7...12 декабря 1981 г., СССР

Листаю свои записи на этих двух симпозиумах и вспоминаю дни, заполненные до краев докладами, часто с новыми, неожиданными идеями, острыми дискуссиями, откровенными дружескими беседами в кулуарах. Эти два симпозиума, несомненно, явились этапами в более глубоком понимании проблемы, в постановке дальнейших исследований. Надеюсь, что читателям будет интересен краткий рассказ об этих форумах ученых, на которых основное внимание было уделено нашей задаче – установлению контакта с помощью сигналов.

Начнем с Бюрокана. Несколько слов об участниках симпозиума. Наиболее многочисленную группу составляли, естественно, астрономы и радиоастрономы. Академик В. Амбарцумян, глава советской делегации, и его коллеги из бюроканской обсерватории. Профессор Ф. Дрейк, автор уже знакомого нам «Проекта Озма».

Далее, член-корреспондент АН СССР В. Троицкий, возглавляющий работы по поиску сигналов из других миров, проводимому в Советском Союзе. Он, в частности, рассказал на симпозиуме о проведении обследований 12 ближайших звезд, подозреваемых в «разумности». Обнаружен ряд новых любопытных естественных излучений, но разумные сигналы пока упорно «уклоняются» от земных телескопов и радиоприемников.

Профессор Национальной радиоастрономической обсерватории фон Хорнер (США), известный расчетами возможного числа цивилизаций, выполненными на основе теории вероятностей.

Доктор наук Н. Кардашев, советский астрофизик, автор энергетической классификации, широко использовавшейся на симпозиуме.

Профессор Ф. Дайсон, автор знаменитой «Сферы Дайсона».

Чехословацкий астроном Р. Пешек, один из инициаторов проведения бюроканского симпозиума.

Группу физиков и астрофизиков украшали известные имена. Это Ч. Таунс, получивший Нобелевскую премию вместе с советскими учеными Н. Басовым и А. Прохоровым за основополагающие работы по созданию лазеров. Академик В. Гинзбург, известный своими работами по космология, член-корреспондент АН СССР И. Шкловский, автор известной книги «Вселенная. Жизнь. Разум». Профессор П. Моррисон (США), предложивший искать сигналы на частоте природного «стандарта» частоты.

Среди биологов, пожалуй, самой яркой фигурой был Ф. Крик, профессор Кембриджского университета, лауреат Нобелевской премии, присужденной ему вместе с Уотсоном и Уилкинсоном за расшифровку структуры наследственного кода. Перед симпозиумом я прочел увлекательную книжку Уотсона «Двойная спираль», где рассказывается, как делалось это «открытие века» и какую важную роль сыграл при этом Ф. Крик. Было приятной неожиданностью сидеть за огромным П-образным столом бюроканской конференции буквально рядом с этим обаятельным человеком.

На конференции присутствовали и представители новой, совсем молодой веточки на древе биологии – экзобиологии, изучающей зарождение и развитие жизни за пределами нашей планеты. Американскую делегацию возглавлял экзобиолог профессор К. Саган.

Профессор Массачусетского Технологического института М. Минский, известный своими работами по кибернетике и вычислительной технике, числился в списке участников симпозиума как специалист по искусственному разуму. Бросалась в глаза колоритная фигура антрополога профессора Р. Ли (США). Он прожил несколько лет в Африке среди бушменов, досконально изучил их язык и обычаи и чуть не остался с полюбившимися ему бушменами навсегда.

Несмотря на такое созвездие ученых экстра-класса, ни один из них, конечно, не мог себя называть знатоком или специалистом всей проблемы. Пока только коллективный разум может вступать в единоборство с ней.

– О чем шли дискуссии в Бюрокане?

– Была одна формула, которую почти все участники писали на доске мелом или ссылались на нее. На вид она очень проста: «некая величина» N равна простому произведению семи коэффициентов. Эта «некая величина» есть не что иное, как самая сверхсекретная величина для землян, в том числе и для участников симпозиума, – ЧИСЛО ВНЕЗЕМНЫХ ЦИВИЛИЗАЦИЙ В НАШЕЙ ГАЛАКТИКЕ, способных по своему уровню развития науки и техники вступить с нами в контакт!

– Раз есть формула, да еще такая простая, значит, можно вычислить N и тут же узнать, сколько у нас братьев по разуму?

– Справедливо. Можно было бы! Условная частица «бы» относится ко всем этим семи коэффициентам. Они образуют гордиев узел, который еще предстоит развязать или разрубить.

Любопытно отметить, что на анкетный вопрос – сколько, по вашему мнению, имеется цивилизаций в Галактике – участники симпозиума (пользуясь все той же субъективной вероятностью) называли цифру от нескольких сотен до 2·10⁴.

Таким образом, из всех расчетов и оценок, проводившихся на симпозиуме, несмотря на гигантский разброс значений числа N, неизменно следовал один вывод: Да, они есть! Мы не одиноки! Мы не уникальны!

Это мнение, этот оптимистический взгляд на жизнь и разум во Вселенной красной нитью проходил во всех бюроканских дискуссиях и нашел отражение в решении.

В дискуссиях о возможных путях контакта центральное место по праву занял радиоконтакт.

Электромагнитная волна (радиоволна, оптический луч) и есть тот идеальный галактический корабль, о котором мечтают фантасты и который так нужен для контакта. Он летит практически со скоростью света. Стартует сразу на предельной скорости. Не требует торможения и мягкой посадки на финише. Он как бы ускользает от могучих цепей тяготения. Если хотите, это могучий быстроногий Ахиллес, которому не страшны космические пустыни протяженностью в миллионы и миллиарды световых (световых!) лет с редкими оазисами в виде скоплений звезд, облаков космической пыли, комет и метеоров. Но как и у мифического героя Троянской войны, есть и у него своя уязвимая «пята». Он не может перевезти в пространстве даже миллиграмм вещества. Это мы уже обсуждали. Но зато он могуч другим – на него можно взвалить гигантский груз информации! А разве этого мало?

Энергетическая бедность заставляет нас пока идти в основном по пути только поиска и приема сигналов. Но как это сделать? Ведь мы о них абсолютно ничего не знаем. Нам не известны ни направление их прихода, ни возможный диапазон волн, ни рабочая волна, ни полоса частот, ни метод модуляции и кодирования, ни время работы, ни... (достаточно и этих «ни»).

– Но хотя бы что-нибудь нам известно о тех, кто может послать нам сигналы?

– Да, кое-что известно.

Существа, пославшие сигнал, разумны. Они владеют технологией формирования и излучения сигналов:

• нас разделяет и одновременно объединяет общая межзвездная среда. Она многое может подсказать корреспондентам – в каком диапазоне выгодно передавать, на каких волнах, какими сигналами и т.д.;
• у них и у нас действуют одни и те же законы физики.

Последнее вызвало дебаты в Бюрокане. Если верны физические законы, открытые на Земле, в любых других уголках Вселенной, то можно надеяться на некое единство логики всех разумных существ. Это, в свою очередь, создает возможность, во-первых, в какой-то мере прогнозировать вероятностные параметры ожидаемого сигнала и, во-вторых, вселяет надежду обучиться азбуке по сигналам и понять их сообщения.

Академик В. Гинзбург, приглашенный как эксперт по этому кардинальному вопросу, высказался за единую физику, действующую во всей наблюдаемой части Вселенной и в течение всего охватываемого наблюдениями времени ее эволюции. Установленные земной наукой законы, по-видимому, справедливы везде (безусловно, обогнавшие нас могут знать куда больше, но скромные наши знания должны входить в них, составлять их частичку).

Конечно, это смелое утверждение не обошлось без оговорки. Законы верны, если верны исходные условия, при которых они выводились. Возможно, что обычная физика не годится для нейтронных звезд с их чудовищной плотностью вещества, а физика коллапсирующих звезд и ранних стадий эволюции Вселенной должна оперировать квантовой теорией гравитации. Далее В. Гинзбург отметил, что даже единая физика во Вселенной разрешает много возможных биологии. Например, не исключено использование в живых организмах даже такого явления, как сверхпроводимость (оно мыслимо не только при очень низких температурах).

Профессор Т. Голд (США), опираясь на единый рисунок спектральных линий элементов у звезд и галактик, поддержал идею единства физических законов во Вселенной.

Единство физических законов должно, например, подсказать и посылающим сигнал, и ищущим его, что наибольшей дальнобойности связи при прочих равных условиях можно достичь, используя «фоновые ямы», о которых мы уже говорили.

В связи с этим на конференции отмечалась необходимость измерения уровня космического фона в широком спектре частот и поиска этих «ям» в малоизученных диапазонах.

Вылавливание далеких слабых сигналов будет идти тем успешней, чем больше будет наш земной невод. Такими неводами являются антенные системы радиотелескопов. В решении конференции, в частности, ставилась задача создания гигантских радиотелескопов в четырех диапазонах частот с площадями: дециметровый – порядка миллиона квадратных метров; миллиметровый – порядка десяти тысяч квадратных метров; субмиллиметровый – порядка тысячи квадратных метров; инфракрасный – порядка ста квадратных метров.

Кроме того, ставилась задача создания системы постоянного контроля за излучением всего неба. Пока земляне не имеют полной картины излучения и поэтому легко могут «проворонить» рвущиеся к нам сигналы других цивилизаций.

Шли горячие споры о возможной структуре ожидаемого из космоса сигнала (гармоническое колебание, дискретные сигналы типа ДА-НЕТ, неземная музыка, телевизионный сигнал) и наших шансах принять и понять этот сигнал.

Например, Б. Пановкин, советский радиоастроном, которого, увы, уже нет с нами, твердо стоял на позиции: «НЕ ПОЙМЕМ!» Но эту точку зрения не разделило подавляющее большинство участников симпозиума, в том числе «жрецы» математической лингвистики. Их позиция: «ПОЙМЕМ, ТОЛЬКО ПОЙМАЙТЕ СИГНАЛЫ!»

При обсуждении вопроса о возможных сигналах пишущий эти строки обратил внимание на следующее обстоятельство. Могло случиться, что ушедшая вперед цивилизация нашла способ генерирования сверхгигантских импульсов, но очень короткой или даже предельно короткой длительности. Такой импульс на шкале частот занимает очень широкий участок, поэтому отдельные участки спектра этого импульса будут распространяться в космической среде с различной скоростью. Это всегда приводит к искажению формы импульса, к его растяжению во времени и деформации. Расчеты показывают, что только при импульсах, длящихся не менее миллисекунд, растяжения почти не происходит. Поэтому земляне используют пока для поиска только приемники с узкой полосой, пригодной для приема таких импульсов. Но ведь сверхзнающие и сверхумные братья могли овладеть техникой коррекции на передаче своих предельно коротких импульсов (изучив свойства среды) для любой трассы. Тогда импульс может прийти в нашу Солнечную систему в своем сверхкоротком облике. Естественно, наши узкие по полосе приемники даже не заметят его приход. Ситуация, похожая на попытку забить хоккейную шайбу, если бы она по диаметру была бы больше ширины ворот. Поэтому целесообразно наряду с наблюдениями на узкополосных приемниках вести поиск и на приемниках с предельно широкой полосой. Пока таких приемников нет, их надо создавать.

Кончились горячие дискуссии в Бюрокане. Участники симпозиума разъехались в разные стороны, в разные страны, вернулись к своей повседневной научной работе (у многих очень далекой от этой проблемы). Как будто ничего не изменилось. Как будто проблема добычи информации о внеземных сообществах разумных существ так и висит, как и висела, туманным облаком в умах отдельных обитателей нашей планеты. Так? Нет, это далеко не так.

Пожалуй, самое главное состоит в том, что состоявшийся международный симпозиум знаменует и фиксирует новый важный факт в истории нашей цивилизации: земляне созрели или почти созрели для поиска и установления контакта с иными сообществами разумных индивидуумов.

И эта зрелость есть продукт всего достигнутого людьми, некий итог достижений нашей науки, техники, культуры и широты нашего взгляда на Вселённую.

В решении конференции прямо сказано: «... перспективы контакта с внеземными цивилизациями достаточно благоприятны для того, чтобы оправдать развертывание ряда хорошо подготовленных программ поиска», «... существующая технология дает возможность установления контакта с цивилизациями».

Вместе с тем там же отмечается, что эффективное наступление на проблему потребует значительного времени и усилий, а также затрат средств, соизмеримых с затратами на космические и ядерные исследования. Но весьма полезная разведка может быть начата и в более скромном масштабе.

Далее на бюроканском форуме развернулась ожесточенная дискуссия по одной из самых коварных цепочек вопросов: НУЖНО ЛИ НАМ ВООБЩЕ ВСТУПАТЬ В КОНТАКТ? ЕСЛИ ДА, ТО КРИЧАТЬ ИЛИ ТОЛЬКО СЛУШАТЬ? ЕСЛИ ВОЗНИКНЕТ КОНТАКТ, ТО КАКИЕ МОГУТ БЫТЬ ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ?

Была высказана и такая точка зрения – просто заткнуть уши и даже не идти на такой вид контакта, как прием сигналов. Мотивы приводились разные. Землянам не нужны знания и информация, к которым они еще не готовы. Ведь путь к истине не менее (а иногда и более) важен, чем сама истина. Или такой: ОНИ, эти таинственные и коварные ОНИ, могут навязать нам свою или «испеченную» для нас религию, или систему взглядов, не подходящую для земных условий. Могут, наконец, развратить землян, и цивилизация погибнет. Но концепция «заткнутых ушей» отнюдь не была популярна в Бюрокане. Здесь торжествовала вера в разум, в его способность преодолевать препятствия и идти вперед и вперед.

В пылу этой дискуссии академик В. Амбарцумян заметил: «Не думаю, что ОНИ будут нам слать по радиоканалу секреты новых наркотиков или порнографию на высшем уровне».

В конце концов в решение записали: «Если когда-нибудь внеземные цивилизации будут открыты, это будет иметь огромное влияние на научный и технологический потенциал человечества, а также может оказать положительное влияние на будущее человечества... Последствия открытия могут способствовать значительному расширению человеческого познания».

Таким образом, конференция высказалась за контакт, за его плодотворность для будущего землян.

Это впервые записано черным по белому в международных документах нашей планеты.

– Что же происходило с проблемой, с этим клубком сцепившихся вопросов, на отрезке в десять лет между Бюроканом и Таллином?

– Проблема продолжала и волновать ученых разных направлений, и вовлекать новые силы своей грандиозностью и сложностью. Атаковали клубок и экспериментаторы, и теоретики. Был проведен поиск искусственных сигналов от сотен ближайших звезд. Тщательно изучались тысячи звезд с надеждой обнаружить следы астроинженерной деятельности разумных существ. Но пока результат отрицательный. Стало ясно, что проблема контакта еще более сложна, чем это считалось в бюроканских дискуссиях. Некоторые из ученых, кто ждал быстрого решения проблемы, перекочевали из лагеря оптимистов в лагерь пессимистов. Типичным их представителем неожиданно явился И. Шкловский.

В Бюрокане И. Шкловский говорил: «Эта проблема, имеющая много аспектов, опирается на вполне ДОБРОТНУЮ (курсив автора) гипотезу, а гипотеза, в свою очередь, основана на предположении о том, что среди 10²¹ звезд наблюдаемой Вселенной существуют звезды с планетными системами, причем на отдельных планетах может существовать разумная жизнь.

Пять лет спустя И. Шкловский неожиданно выступил с сенсационной статьей, в которой утверждал, что вероятность разумной жизни не только в нашей Галактике, но и во всей местной системе галактик, скорее всего, равна НУЛЮ.

Столь резкое изменение взглядов видного ученого, энтузиаста проблемы внеземных цивилизаций, естественно, озадачило. Однако изучение его статьи показало, что «доказательство» нашей уникальности базируется на сомнительных посылках. В связи с этим появились работы, опровергающие его точку зрения.

Так, нами было показано, что главное предположение И. Шкловского об экспоненциальном росте основных показателей космических цивилизаций (народонаселение, энергопотребление и др.), приводящее к неограниченной экспансии разумной жизни во Вселенной, является произвольным. Многие показатели нашей земной цивилизации действительно пока растут по экспоненте, то есть скорость роста пропорциональна самой величине. Например, если население планеты увеличится вдвое, то и скорость его дальнейшего прироста тоже увеличится вдвое.

Но совершенно очевидно, что если быстрый экспоненциальный рост населения приведет к нехватке жизненно необходимых ресурсов, то произойдет замедление его роста. На смену экспоненте придет более медленный закон роста. То же самое с добываемой энергией. Если добываемая энергия станет соизмерима с энергией, получаемой нашей планетой от Солнца, то начнет меняться климат планеты и разум человека найдет пути изменения закона роста.

Из сказанного следует, что выбранный И. Шкловским закон стремительного развития космических цивилизаций является математической абстракцией и может соблюдаться в природе или технике только при неизменности всех внешних условий существования процесса. А так как эти условия неизбежно меняются, то нет никаких оснований экстраполировать этот закон на отрезки в миллионы лет, как это делает И. Шкловский.

Вот схема его дальнейших рассуждений. Опираясь на темпы развития нашей цивилизации, он показывает, что она или любая другая цивилизация первого типа, по Н. Кардашеву, следуя экспоненте, освоит энергию своей звезды за... 2500 лет! Но через 1000 лет снова настанет нехватка пространства, энергии. Начнется экспансия на другие звезды. И. Шкловский называет этот процесс распространением «сильной ударной волны разума по неживой материи». Используя тот же закон, показывается, что колонизация и преобразование всей Галактики потребуют всего лишь 10 миллионов лет! Это и приводит к появлению цивилизаций третьего типа или СВЕРХЦИВИЛИЗАЦИЙ.

Не обнаружить такую цивилизацию невозможно. Она должна быть видна, как «космическое чудо», которое само лезет в глаза. Ведь ей присущи гигантские астроинженерные сооружения, колоссальная концентрация энергии, системы связи, охватывающие галактические просторы. Наконец, владея почти неограниченной энергией, сверхцивилизация может создать маяк, который легко обнаружить не только в своей Галактике, но даже в соседних с ней.

Далее И. Шкловский переходит к обратной экстраполяции. Так как никаких «космических чудес» не обнаружено, то, следовательно, и нет цивилизаций третьего типа. Но так как сверхцивилизации неизбежно возникают из цивилизаций второго типа, то, следовательно, и их нет. В свою очередь, цивилизации второго типа возникают из цивилизаций первого типа, следовательно, и их нет или они крайне мало вероятны.

Никак нельзя согласиться с неизбежностью перехода цивилизаций второго типа в сверхцивилизации. Судите сами. По мере экспансии на другие звезды взаимодействие между отдельными частями цивилизации начнет ограничиваться конечной скоростью распространения информации (скорость света). Вряд ли цивилизации будут выступать как целое, если время передачи сигналов от одного очага жизни до другого будет соизмеримо с продолжительностью жизни особей, ее населяющих. По земным меркам протяженность цивилизации в пространстве должна составлять не более единицы световых лет, а, скорее всего, световые месяцы. Но это есть всего-навсего жизненное пространство вокруг нашего Солнца или подобных ему звезд. Следовательно, энергопотребление такой цивилизации будет порядка энергии своей звезды. Мы приходим к цивилизации второго типа.

Второе непреодолимое препятствие на пути образования сверхцивилизаций можно назвать энергетическим. По классификации Н. Кардашева, такая цивилизация потребляет энергию порядка энергии Галактики! Нетрудно показать, что при этом возникает настолько большая плотность энергии, при которой невозможно существование вещества в твердом состоянии, не говоря уж о белковых соединениях.

– Разве это обстоятельство не учитывается в построениях И. Шкловского?

– Конечно, учитывается, но очень своеобразно. Для выхода из тупика он прибегает к фантастической гипотезе: по мере перехода от цивилизации второго типа к цивилизации третьего типа будет происходить вытеснение человека биологического человеком кибернетическим.

– А где же будет «прятаться» от колоссальной концентрации энергии человек биологический, управляющий человеком кибернетическим?

– Он не будет прятаться. Да и нет такого места. Его просто не будет. И. Шкловский предполагает передачу всех функций человека роботу, включая мышление и даже самовоспроизведение.

Мы уже знакомились с роботами. Установили, что это прекрасные помощники человеку, что содружество человека и робота ускорит развитие нашей цивилизации. Но совершенно бессмысленно для человека, чтобы они существовали взамен людей, взамен человечества.

Таким образом, физические законы природы ограничивают размеры и энергию цивилизаций окрестностями и энергией своей звезды. Отсюда следует, что отсутствие сверхцивилизаций не является доказательством отсутствия цивилизаций второго и первого типов.

К сожалению, сегодня земная наука не располагает сколь-нибудь надежными сведениями ни о множественности внеземных цивилизаций, ни об уникальности земной цивилизации. Более того, получить эти сведения теоретическим путем, «на кончике пера», не представляется возможным. У нас слишком мало опытных данных. Решение проблемы требует перехода к широким наблюдениям, к практике – критерию истины.

В этой связи за истекшие десять лет появился ряд новых идей по проведению экспериментов.

Так, талантливый советский ученый П. Маковецкий, увы, безвременно ушедший от нас, существенно дополнил идею использования линии водорода (или других природных излучений). Для того чтобы отличить естественное излучение от искусственного по частоте, он предположил возможность использования для связи не этой частоты, а другой, образованной ее умножением на π. Тогда частота π·f_н будет в себе нести «следы разума». И это своеобразное кодирование не требует расширения полосы сигнала. Линия π·f_н будет так же «стройна», как и f_н, что облегчает ее поиск в шумах.

Вторая гипотеза П. Маковецкого, получившая широкое признание, связана с общей командой для всех цивилизаций: «Начинайте передачу сигналов!» Ведь если их передавать все время, то это колоссальный расход энергии. Можно погубить цивилизацию, вызвав в ней энергетический кризис. Если же передавать изредка, с перерывами, то мало шансов, что приемники в других цивилизациях включат именно в то же время (с учетом, конечно, времени распространения сигнала).

П. Маковецкий предложил систему временной синхронизации передатчиков и приемников цивилизаций нашей звездной системы Галактики.

– Автор шутит? Ведь для временной синхронизации нужны либо передача им всем единой команды, либо условленные согласованные часы работы. Так?

– И так, и не совсем так. Ведь есть явления в Галактике, которые должны видеть все или хотя бы часть цивилизаций, если они есть.

Это вспышки (взрывы) новых и сверхновых звезд. Вспышки сверхновых дают увеличение светимости звезд в миллионы раз. Это редкое явление наблюдается в Галактике один раз за сотни лет. Вспышки новых звезд дают увеличение светимости в тысячи раз меньше, чем сверхновые, но происходят они значительно чаще. Достаточно яркие из них случаются с интервалами в несколько лет.

Вот эти яркие вспышки автор идеи межзвездной синхронизации и считает командами, которые «они» (эти таинственные «они») уже используют. Он даже составил расписание поступления к нам сигналов от других звезд, по команде, данной звездой Новая Лебедя. Она вспыхнула 29 августа 1975 года. Расписание учитывает запаздывание, связанное с суммой времен прохождения команды, посланной Новой Лебедя до некоторой цивилизации, и сигнала от нее в нашу земную глушь.

Так, по этим расчетам, например, сигналы со звезды Альтаир, если там есть «они», пришли бы к нам 25 августа 1979 года (погрешность расчета этой даты, связанная с неточным знанием расстояний до звезд, ±30 суток), а сигнал от звезды Росс 154 пришел бы только в марте 1983 года (погрешность ±20 суток). От более удаленных звезд сигналы придут еще позже. Значит, еще есть время готовить аппаратуру и проверять остроумную гипотезу.

В промежутке между конференциями, наконец, было отправлено первое радиопослание землян другим цивилизациям. Для этого был использован самый гигантский радиотелескоп диаметром 300 метров, расположенный в кратере потухшего вулкана на острове Пуэрто-Рико, при мощности передатчика миллион ватт.

– На каком же языке составлено послание?

– Оно составлено из наших знакомых – посылок ДА и НЕТ. Посылке ДА соответствует излучение на одной частоте, а посылке НЕТ – на другой. В секунду передавалось десять посылок. Послание содержит 1679 посылок. Передача шла на волне 12,6 сантиметра.

– И разумные инопланетяне по определенному чередованию этих ДА-НЕТ должны догадаться, что это радиопосол могучего племени землян?

	Двоичные числа
	Атомные числа
	Химические структуры
	Двойная спираль ДНК
	Человек
	Солнечная система
	Телескоп АРЕСИБО

– Оппонент напрасно иронизирует. Послание значительно богаче содержанием, чем он думает. Расчет идет на то, что инопланетяне начнут его тщательно анализировать и разгадают. В одной из попыток они сообразят, что общее число посылок есть произведение двух простых чисел 23 на 73 и если им известна телевизионная развертка изображения, то они догадаются, что это один кадр изображения из 23 элементов в строке при числе строк 73. Остальное просто. Закрашивая ДА, например черным цветом, получаем черно-белое изображение. Там и упрощенное изображение нашего Солнца с планетами, и контурное изображение конструкции человека с указанием его дома – третьей планеты, и двойная спираль наследственности, и схема телескопа, пославшего этот сигнал, и многое другое. В том числе показано, как, зная волну, на которой передано сообщение, вычислить рост человека и размер телескопа.

– Послание направлено конкретному адресату, обитателям планет у конкретной звезды?

– Если считать шаровое скопление звезд М13 в созвездии Геркулеса, содержащее 300 000 звезд, куда направлен сигнал, конкретным адресатом, то да, вполне конкретному адресату на краю Млечного Пути. Сигнал отправлен в виде узкого пучка. Но, преодолевая расстояние в 24 000 световых лет, отделяющее нас от шарового скопления, он, естественно, расширится и охватит все звезды скопления. Пославшие сигнал полагают, что хотя бы одна из звезд в М13 «разумна» и сможет принять сигнал. Правда, ответ мы можем получить никак не раньше чем через 48 000 лет!

– Стоит ли тогда ломать копья, тратить силы и средства?

– Стоит! Представьте, какой праздник будет царить в некой цивилизации X, если ее обитатели узнают, что они не одиноки? Какой импульс это даст развитию науки, техники, философии, искусства той цивилизации! Кроме того, наш сигнал могут перехватить по дороге и обитатели других космических тел. Тогда ответ можно ожидать значительно раньше. Наконец, если все цивилизации будут только ждать сигналы и не затруднять себя передачей, то...

Первый сигнал, отправленный 16 ноября 1974 года, через 5 часов 20 минут покинул пределы Солнечной системы и вот уже более 10 лет продолжает свой путь в холодной межзвездной среде. Он не одинок. Аналогичные сигналы автоматически посылаются телескопом «АРЕСИБО», когда он свободен.

Но не только радиоволны могут принести информацию. Так, японские ученые Хиромитцу Ёко и Таиро Осима предположили возможность.. нового канала межзвездного общения – биологического.

– Это не фантастика? Какие же биологические существа способны преодолеть межзвездные расстояния, не погибнув, и принести информацию?

– Нет, это не фантастика, а смелая научная гипотеза. Живыми существами, осуществляющими такой контакт, могут быть микроорганизмы – вирусы и бактерии.

– А каким образом они прихватят с собой послание отправивших их разумных существ?

– Оно может быть записано в их генетическом материале, то есть на молекулярном уровне. Попадая на подходящую планету, такой микроорганизм может размножиться, передавая свое послание как эстафету последующим поколениям микроорганизмов. Сегодня земная биохимия еще не готова к прочтению такого послания. Однако успехи генной инженерии говорят, что это возможно, и обогнавшие нас цивилизации могли использовать такой канал связи. Японские ученые даже сделали попытку прочтения такого послания.

– Но ведь мы не готовы, то есть не умеем еще читать эти послания?

– Есть один случай, когда мы уже можем. Недавно стала известна полная последовательность из 5375 генетических «слов» ДНК бактериофагов ФХ 174. Этот фаг – один из многих вирусов, которые поражают бактерию Коли. Его гены обладают удивительным свойством перекрываться. Так, в двух соседних предложениях, не разделенных знаками препинания, отдельные слова могут быть отнесены к любому из них. Точно так же участки соседних генов могут принадлежать любому из них. Японские ученые считают, что послание может быть только в таких многозначных «словах». В бактериофаге ФХ 174 гены перекрываются в трех вариантах: на 91, 121, 533 «словах». Но ведь все эти три числа есть произведение простых чисел: 7·13 = 91, 11·11 = 121, 13·41 = 533. Получается нечто похожее на сигнал, посланный землянами через радиотелескоп «АРЕСИБО». Была сделана попытка прочитать эти «послания», строя на этих простых числах двумерные пиктограммы разного типа. Но эта первая попытка не принесла удачи.

Однако мы уклонились, пора перейти к Таллинскому форуму.

Поезд Москва – Таллин. Наверное, это был пока единственный в истории земной цивилизации поезд, наполненный таким числом энтузиастов проблемы внеземных цивилизаций.

Улыбки, рукопожатия, шутки, дискуссии... Таллин встретил легким морозцем и солнцем. Хотя даже таллинцы сетовали, что декабрь самый мрачный месяц и будет хмуро, дождливо и тягостно. Но наша звезда явно покровительствовала и проблеме, и симпозиуму, радостно приветствуя нас золотом лучей.

Пирита. Олимпийский центр парусного спорта, где будет проходить симпозиум. Вот группка Бюроканского симпозиума вспоминает Армению, жару +40°... Кто-то запел: «Куда, куда Вы удалились все эти десять лет?»

Обстоятельный ответ на этот вопрос был дан в первом докладе на симпозиуме «Современное состояние проблемы существования и поиска внеземных цивилизаций». Его сделал член-корреспондент АН СССР В.С. Троицкий. Начал он с анализа двух противоположных точек зрения: множественность внеземных цивилизаций и Земля – единственное место разумной жизни. Опираясь на факты, установленные физикой, астрономией, радиоастрономией, химией и биологией, делается вывод о существовании разума во многих местах Вселенной.

– Значит, существование наших братьев по разуму можно считать доказанным?

– Нет, факт существования пока не доказан. Но вся совокупность наших земных знаний говорит в пользу такой гипотезы. Для ее доказательства необходимо продолжать. поиск разумной жизни.

Далее В. Троицкий сопоставляет различные носители, могущие принести весточку о внеземных цивилизациях!

волновые процессы (радио, оптика, рентген, гравитационные волны, потоки электронов, потоки нейтрино), космические корабли (обитаемые и необитаемые), биологические носители (генетический код). Делается вывод в пользу радиоволн. При этом показано, что наибольшую дальность межзвездной связи могут обеспечить волны миллиметрового диапазона.

– Но ведь эти волны сильно поглощаются атмосферой Земли?

Совершенно справедливо. Поэтому потребуется вынос приемников и передатчиков (если мы захотим и передавать) за пределы атмосферы. Для этого могут быть использованы, например, ИСЗ и Луна.

Далее докладчик ставит вопрос: может ли сверхцивилизация создать всенаправленный маяк огромной мощности, сигналы которого легко принять в любой точке Галактики или хотя бы в значительной ее части? Приведенные расчеты дают отрицательный ответ. Так, для охвата маяком сферы радиусом 100 световых лет потребуется мощность 200 млрд. киловатт (2·10¹⁴ ватт) и сферическая антенна диаметром 150 км. И если это сооружение строить землянам, то, чтобы не нарушить условия жизни на Земле, его придется сооружать довольно далеко от нашей планеты, на расстоянии как от Земли до Солнца!

– Какую же часть Галактики охватит такой радиомонстр?

– Это легко подсчитать. Диаметр Галактики составляет 85 000 световых лет. Значит, наш монстр охватывает всего лишь 0,02% Галактики. Если пойти дальше и увеличить дальность связи до 10 000 световых лет, то необходимая мощность возрастает на четыре порядка (2·10¹⁸ ватт), диаметр антенной сферы до 15 000 км, а необходимое удаление от планеты, создающей маяк, должно быть увеличено в 100 раз! При этом сигналами маяка уже будет охвачено по-прежнему не очень много – 0,1% всего объема Галактики.

Из этих убедительных цифр в докладе сделан вывод: для передачи сигналов на межзвездные расстояния должны использоваться не всенаправленные излучатели, а остронаправленные. Это позволяет резко уменьшить необходимые мощности и размеры антенн. Но при этом время облучения отдельных звезд уменьшается. Отсюда и тактика передачи сигналов – последовательное облучение звезд, что, к сожалению, уменьшает время. облучения каждой звезды.

Как мы уже отмечали, в Бюрокане была очень популярна формула Дрейка, определяющая возможное число технологически развитых цивилизаций в Галактике, одновременно существующих. Она основана на предположении, что процесс зарождения жизни идет непрерывно, по мере возникновения подходящих условий на тех или иных планетах звезд Галактики.

В. Троицкий выдвинул новую гипотезу: жизнь в Галактике возникла в некотором узком интервале времени на планетах, где имелись в это время подходящие условия. И больше она не возникала.

– Чем же это можно объяснить?

– Автор гипотезы ссылается на чрезвычайную сложность перехода «неживая материя – живая материя» и возможную связь его с пространственно-временными особенностями нашей расширяющейся Вселенной.

Эта гипотеза дает хорошее объяснение отсутствию сигналов от других цивилизаций. В самом деле, если темпы эволюции жизни на планетах других звезд такие же, как и у нас, или более медленные, то просто еще нет цивилизаций, способных посылать достаточно мощные сигналы. Возможно, что и «они» пока только ищут сигналы от других или еще. не открыли существование электромагнитных колебаний. В. Троицкий считает, что такую гипотезу нельзя исключать из рассмотрения. Она имеет право на существование среди ряда других.

Несмотря на выдвинутую гипотезу, выводы В. Троицкого звучали весьма оптимистично. Только практика, критерий истины, даст решение проблемы. Надо искать и передавать сигналы, используя в том числе миллиметровый диапазон волн.

После доклада В. Троицкого, охватившего проблему в целом, было сделано более 60 сообщений по различным ее аспектам. Мы коснемся только некоторых, имеющих отношение к нашей теме.

Почему высокоразвитые цивилизации обязательно должны слать в космос информацию, сигналить нам?

Такой вопрос поставил в своем докладе президент Академии наук Эстонской ССР К. Ребане. Его расчеты показывают, что создание мощных сигналов неизбежно нарушит среду обитания, не говоря уже о колоссальных затратах энергии. В связи с этим встает вопрос о цели этих сигналов. Не окажется ли их передача вредной для других цивилизаций? Может быть, не стоит вмешиваться в чужие дела и не нарушать естественный ход эволюции других цивилизаций? Вероятнее всего, заключил докладчик, существует много разумных «молчаливых» цивилизаций, а «болтливых» и «разговорчивых» мало или совсем нет.

Н. Кардашев, обсуждая три модели развития цивилизаций – быструю гибель, застой на некотором уровне, длительное развитие, – считает наиболее вероятной последнюю. Отсюда он делает вывод: переход цивилизаций к стадии сверхцивилизаций неизбежен, ибо нет физических ограничений на деятельность разума.

Поэтому вполне возможны сооружения типа сфер Дайсона, искусственные взрывы сверхновых, изменение орбит сваей звезды... Отсюда – поиск сигналов надо вести не у звезд типа нашего Солнца, а у так называемых пекулярных (необычных) звезд. Может быть, их необычность и есть результат деятельности разума. Кроме того, надо направлять радиотелескопы в центр нашей Галактики. Там много звездных долгожителей, там огромное количество вещества и энергии. Там могут быть и сверхцивилизации. Наиболее выгодный диапазон – миллиметровые волны (около 1,5 мм).

– Но ведь большая концентрация энергии при создании мощных сигналов может погубить обитателей сверхцивилизаций?

– Такой вопрос был задан Н. Кардашеву. Он считает, что эту концентрацию энергии надо осуществлять вдали от среды обитания.

Заметим, что с этим трудно согласиться; расчеты В. Троицкого убедительно показывают, что строительство такого сверхмощного сооружения вдали от среды обитания потребует десятков и сотен тысяч лет, то есть труда многих поколений и гигантских энергетических затрат.

Бюроканский симпозиум, помнится, проходил на высокой оптимистической волне. Казалось, что в ближайшее время, в ближайшие годы сигналы будут обнаружены. Десять лет безуспешных поисков поубавили оптимизма. Появились, как мы уже видели, теории и соображения, по-разному объясняющие молчание космоса. Пожалуй основной вопрос, доминировавший в Таллине: почему нет сигналов?

Всем очень понравился, можно сказать, системный ответ на этот вопрос, который был дан в докладе американки Д. Тартер, участницы ряда экспериментов по поиску сигналов. Она наглядно представила все пространство поиска сигналов в виде... стога сена, где каждая травинка и есть как бы один из возможных сигналов. Стог имеет три координаты: мощность передатчика (или чувствительность приемника), рабочая частота и направление излучения. Придав этим координатам разумные значения, определили объем этого космического стога. Затем суммируются все уже проведенные попытки обнаружить сигнал и оценивается, какая часть травинок уже перебрана. Результат буквально потряс аудиторию.

– Уже все травинки перебраны, а «иголка» не найдена?

– Как раз наоборот. Почти за четверть века экспериментов обследована лишь 1/100 000 000 000 000 000 объема стога, то есть ничтожная его часть 10^–17.

Отсюда следует, что сделаны только первые шаги на огромном пути и что нужны такие новые идеи и теории, которые исключат слепой перебор травинок, а более точно подскажут, в каком месте стога искать.

Ф. Дрейк, возглавлявший американскую делегацию, и его коллеги рассказали о долговременной программе поиска сигналов, разработанной в США. Очень интересным новым элементом в аппаратуре поиска будет фильтрующая система из 8 миллионов отдельных фильтров с полосой 1 Гц каждый, расположенных вплотную друг к другу на оси частот. Быстродействующая ЭВМ будет за 1 секунду «прощупывать» все эти фильтры и рисовать на дисплее наблюдаемую спектральную картину. При возникновении «подозрительных» отклонений они будут автоматически или по указанию оператора дополнительно исследоваться ЭВМ. Столь широкая полоса фильтра (суммарная) позволяет вести одновременно наблюдения на узкополосных фильтрах в широкой полосе при значительных смещениях частоты из-за движения передатчика и приемника (эффект Допплера).

Новая американская программа по-прежнему исходит из предположения, что наиболее вероятен сигнал (если его посылают) в виде гармонического немодулированного колебания. Обосновывается это тем, что такой монохроматический сигнал можно выделять предельно узкополосным фильтром, обеспечив снижение помех, а сама его простота является признаком искусственности происхождения.

Иная точка зрения на возможную форму ожидаемых сигналов была высказана в Таллине автором этой книги. Вот она. Вполне возможно, что мы не обнаруживаем сигналов по самой простой причине: они в десятки и сотни раз слабее суммарного уровня шумов, действующих на входах наших земных приемников. С красивой мечтой о сверхцивилизациях, которые могут создать в любой точке Галактики сигнал, возвышающийся, как Эверест или хотя бы как Эльбрус, над всяческими шумами, по-видимому, надо распрощаться, хотя и жалко. Мы уже об этом говорили.

Цивилизации, посылающие сигналы, понимая это, возможно, лучше нас, придадут ему форму, позволяющую «откопать» его в шумах. Единственный способ это сделать на приеме – накапливать сигнал.

– А разве нельзя накапливать гармоническое колебание, на поиск которого ориентированы многие эксперименты?

– Конечно, можно. Но, при условии, что мы точно знаем его частоту, и оно не превратилось, пересекая гигантские межзвездные пространства, в некое подобие флуктуационного шума. Первое условие не выполняется из-за эффекта Допплера, второе – также не выполняется из-за неоднородности среды распространения. На пути сигнала встречаются облака космической пыли, неоднородности в концентрации водорода, заполняющего пространство, и т.д. Это приводит к так называемому многолучевому распространению сигнала. Вместо одного посланного монохроматического сигнала на входе приемника удаленной цивилизации окажется много этих колебаний с несколько различными частотами, фазами и амплитудами. Суммируясь, они и воспринимаются приемником как шумовое, случайное колебание. Если бы оно было Эверестом среди других вершин-шумов, то, конечно, мы бы легко его заметили. Но если оно соизмеримо с уровнем шумов неба и самого приемного устройства или ниже этого уровня, то дела наши плохи. Такой сигнал ПРИНЦИПИАЛЬНО нельзя обнаружить! Ибо, накапливая его во времени, мы будем с таким же успехом накапливать и шумы. Следовательно, соотношение между сигналом и шумом не изменится.

– Какие же признаки Вы предлагаете придавать сигналу на передаче, чтобы мы могли его «откопать» в шуме путем накопления?

– Необходимо в сигнал ввести периодические изменения, то есть ввести модуляцию периодическим процессом.

– Но ведь он тоже будет искажаться при распространении в этой ужасной межзвездной среде?

– Вот это можно исключить. Частота периодических изменений в сигнале должна быть, например, в миллионы раз меньше частоты несущего колебания. Тогда эти медленные колебания практически не будут подвержены эффекту Допплера и не будут искажаться из-за многолучевого распространения.

– Насколько я понимаю, для накопления необходимо обязательно знать период этого периодического процесса. А как мы его узнаем, если сигнал погребен под шумами?

В этом и состоит основная трудность и основная тайна метода. Я предложил такой выход. Воспользуемся известным азбучным положением альпинистской техники: используй при движении по скальной стенке каждую зацепку хотя бы дважды – сначала для захвата рукой и подтягивания тела, а затем для выжимания тела рукой или ногой на этой же зацепке.

– ???

Мы уже обсуждали первую «зацепку». Ее предложили Г. Коккони и П. Моррисон. Это передача на волне излучения водорода, то есть излучение с частотой 1 420 000 000 Гц. Вторичное использование этой остроумной идеи, этой «зацепки» состоит в том, что медленный периодический процесс мы получаем из этой же частоты. Если мы разделим эту частоту, например на миллион (10⁶), то получим процесс с частотой 1420 Гц.

Значит, мы можем еще раз использовать идею Г. Коккони и П. Моррисона, если будем периодически менять один из параметров сигнала с частотой, скажем, 1420 Гц. А на приеме его накапливать.

– Но ведь и шум будет накапливаться? Так?

– Конечно. Но в силу своей хаотичности шум накапливается медленней. При некотором времени накопления сигнал сравняется с шумом, а при еще большем – превзойдет его. Вот тут мы и можем обнаружить. Поймать долгожданную золотую рыбку. Для наибольшей дальнобойности следует периодически менять фазу сигнала.

– А нельзя ли в этот поддающийся накоплению сигнал вложить и смысловую информацию?

– Можно. Если периодически менять в небольших пределах частоту несущего колебания, а информацию при этом вкладывать в разность фаз соседних посылок, то получим универсальный сигнал для межзвездной связи. Там, где техника приема менее совершенна или очень велико удаление от пославших сигнал, может удасться выловить только периодические изменения частоты. Но и это одно уже принесет великую весть о наличии братьев по разуму!.

Там, где техника приема более совершенна или расстояние не столь велико, можно не только обнаружить периодические изменения частоты, но и расшифровать информацию, заложенную в фазу каждой посылки, по отношению к предыдущей. В этом случае дальнобойность несколько снижается, но это неизбежная плата за универсальность.

– А почему Вы делите именно на миллион?

– Я боялся этого вопроса. Во-первых, это круглое число и очень популярное даже в речи. Может быть, и у других мыслящих существ оно в таком же почете. Во-вторых, в обоих описанных сигналах Так или иначе используется фаза. Передача информации фазовыми методами космическим кораблям пока в пределах Солнечной системы показывает, что фазу нельзя менять очень медленно (появляются искажения за счет набега фазы) и очень быстро (искажения за счет дисперсии фазы). Частота изменения фазы 1420 Гц, к счастью и удивлению, как раз и лежит в допустимом промежутке!

Для проверки гипотезы надо в приемниках, ищущих сигнал на частоте водорода, сделать накопительные приставки для одновременного поиска медленных периодических изменений в этом сигнале. Второй путь: использовать ЭВМ для поиска медленных периодических процессов в сигнале на выходе приемника.

Для Таллина был характерен менее оптимистический, чем в Бюрокане, взгляд, но более глубокое понимание проблемы. Стало ясно, что проблема внеземных цивилизаций не есть изолированная проблема. Ее возникновение связано с эволюцией нашей земной цивилизации, с развитием нашей науки и культуры. Она является общенаучной, общекультурной и общечеловеческой проблемой, требующей сотрудничества в разных сферах человеческой деятельности и сотрудничества между народами. Поиск решения проблемы позволяет лучше понять кардинальные задачи нашей цивилизации, ее сегодняшние заботы, ее будущее.

По поводу стратегии поиска сигналов и их возможных видов были высказаны разные точки зрения. При этом большинство сошлось на том, что надежды на очень мощный сигнал от сверхцивилизаций, который мы легко примем, вряд ли обоснованы. Необходимо совершенствовать наши поисковые установки, подключать к ним ЭВМ, увеличивать число этих установок и ориентироваться на различные варианты возможных сигналов.

Одиноки? Вряд ли!

Оглавление

Дата публикации:

4 августа 2001 года

Текст издания:

Петрович Николай Тимофеевич. Люди и биты. Информационный взрыв: что он несет. М.: Знание, 1986.

Дата обновления:

12 августа 2001 года