Одиноки ли мы во Вселенной? Уже не одно столетие задаются этим вопросом земляне, с надеждой запрокинув головы к небу. Увы, ответа на него получить мы пока не можем. С одной стороны, вряд ли возникновение жизни на нашей планете - явление уникальное. Об этом говорит и сам факт существования множественности миров, и солидный возраст Вселенной, достаточный для возникновения и развития в других ее районах не только жизни, но и развитых цивилизаций, и открытие все большего количества экзопланет, вращающихся вокруг далеких звезд. По различным расчетам, только в нашей Галактике должно существовать как минимум несколько внеземных цивилизаций (ВЦ), а как максимум - десятки тысяч.
С другой стороны, признаков существования во Вселенной других разумных существ нет. Они не появлялись ни на Земле, ни в околоземном пространстве. Не было зафиксировано ни искусственных сигналов из космоса, ни “космических чудес”, то есть грандиозных явлений или событий, которые могли бы служить признаком жизнедеятельности инопланетного разума. Возможных причин “великого молчания” ВЦ выдвинуто множество - от непривлекательности Земли для пришельцев до гибели любой цивилизации до того, как она станет способной к межзвездным перелетам.
Главный астроном проекта SETI по поиску радиосигналов внеземных цивилизаций Сет Шостак считает, что поиск ВЦ может закончиться успехом в ближайшие четверть века, полагаясь на строящийся в США радиотелескоп Allen Telescope Array. Эта система из 350 параболических антенн сможет сканировать до миллиона звезд в сутки на 100 миллионах каналов в очень широком диапазоне при скорости сканирования в 100 раз большей, чем у обычного радиотелескопа. Известный российский астроном Александр Зайцев, идеолог и практик отсылки радиосигналов к звездам, уверен, что ничего удивительного в “великом молчании” нет, поскольку Вселенная слишком пуста, SETI-инструменты слишком примитивны, SETI-программы слишком фрагментарны и поиски ведутся всего лишь полвека.
Большинство же исследователей космоса высказывается в таком смысле, что нет нужды в специальной области, которая была бы связана с поиском ВЦ. Есть нормальные астрофизические исследования, технические возможности которых растут очень быстрыми темпами. Сейчас небо сканируется во многих диапазонах, и если там появится что-то необычное, специалисты обязательно это обнаружат не в результате специальных поисков, а просто занимаясь астрофизикой. Феномен неизбежно “попадет в кадр”. Важно просто не забывать о такой возможности, чтобы не пропустить это событие.
Как бы то ни было, отсутствие доказательств наличия во Вселенной других разумных существ обоснованно ставит под сомнение факт их существования. Неудивительно, что в ответ на доводы своих коллег в пользу множества высокоразвитых цивилизаций в нашей Галактике знаменитый физик, нобелевский лауреат Энрико Ферми задал своим собеседникам всего один обескураживающий вопрос: “Ну, и где они в таком случае?”. С тех пор прошло 60 лет, но “парадокс Ферми” не разрешен, и неизвестно, будет ли разрешен вообще.
Взглянуть на проблему с неожиданной стороны предложил дуэт ученых из Украины и России - доктор физико-математических наук, профессор Киевского политехнического института Андрей Снарский и заместитель директора Научно-производственного предприятия “Наука-Сервис” москвич Игорь Безсуднов.
Соавторы предложили модель появления и взаимодействия цивилизаций во Вселенной, используя обобщение клеточного автомата. Клеточным автоматом в информатике называют особые динамические системы - своего рода развивающиеся в пространстве и времени виртуальные миры. Они используются для различных исследований, в том числе для эволюции больших физических систем. Пространство представлено здесь равномерной сеткой, каждая клетка (ячейка) которой содержит несколько битов данных, и есть время, движущееся вперед дробными шагами. Законы эволюции этого виртуального мира выражаются определенным набором параметров и правил, которые задаются самими исследователями. В соответствии с ними каждая клетка на каждом временном отрезке автоматически вычисляет свое новое состояние по состояниям ее близких соседок.
Безсуднов и Снарский построили компьютерную модель клеточного автомата, в рамках которой Вселенная предстает как матрица, состоящая из 108 клеток и функционирующая на протяжении 320 тысяч циклов обновления всех этих ячеек. Они использовали несколько параметров Вселенной, в том числе вероятность зарождения цивилизации, среднее время ее жизни и дополнительное время, которое появляется при контакте с другими цивилизациями.
И что же получили в результате? Оказалось, что при одних значениях заданных параметров у цивилизаций нет шансов встретиться в этом огромном мире: они живут и погибают “в одиночку”, разъединенные непреодолимыми преградами времени или пространства. При других же, более благоприятных, условиях они этот шанс получают. И фокус не только в том, что две или три цивилизации находят друг друга. Оказалось, что в этом случае во Вселенной происходит смена фазы, принципиальный переход количества в качество. Контактируя между собой, цивилизации активно обмениваются идеями и технологиями, втягивая в этот процесс все новых и новых соседей. В таком случае они получают бонус в виде продления времени своего существования и проявляют тенденцию к распространению по всей Вселенной.
Познакомившись с этой работой, Сет Шостак образно представил этот процесс в виде дождя на водной глади. Капли-цивилизации падают там и тут, образуя отдельные круги на воде. В соответствии с одним вариантом развития событий капли падают слишком далеко друга от друга или в разные периоды времени, и вызванные ими волны сглаживаются, не успев пересечься. Однако при сильном дожде или случайном совпадении во времени и пространстве круги пересекаются. В некоторых случаях, по выражению Шостака, “появляется возможность распространения цивилизаций вплоть до появления Галактической империи”.
Модель Безсуднова и Снарского позволила им найти условия, при выполнении которых Вселенная рано или поздно должна оказаться полностью “цивилизованной”. Но в какой именно Вселенной мы живем? Выполняется ли в ней это неравенство или нет? Что нам дано - редкие разрозненные капли или щедрый дождь? Как отмечают соавторы, сегодня ответа на эти вопросы нет - вероятны оба варианты развития событий. Вполне возможно, что Разум уже идет по пути появления грандиозного Содружества цивилизаций и нам нужно лишь дождаться заветного часа. Как бы то ни было, единственный способ решить пресловутую головоломку Ферми - обнаружить пришельцев. Если они, конечно, есть.
- Ваша научная тематика (у Андрея Снарского это термоэлектричество, физические процессы в сильно неупорядоченных средах, теория протекания, теория сложных сетей, в том числе Интернет, а у Игоря Безсуднова - явления в средах с перколяцией, самоорганизованная критичность, математическое и компьютерное моделирование систем с протеканием. - В.Г.) далека от проблемы существования внеземного разума. Что подвигло вас на создание модели развития цивилизаций во Вселенной?
Игорь Безсуднов: - Меня всегда интересовала возможность материализовать такую, казалось бы, чисто философскую и во многом умозрительную проблему. На мой взгляд, цивилизации во Вселенной существуют, и “братьев по разуму” искать следует.
Андрей Снарский: - Идея возникла после прочтения статьи известного астрофизика профессора МГУ Владимира Липунова. Анализируя факт “молчания Вселенной”, он выдвинул оригинальную гипотезу: универсальная причина гибели Разума во Вселенной может быть связана с потерей его основной функции - познания. Наш мир устроен просто, считает астрофизик, и, расшифровав его законы, разумная жизнь за определенный срок, по космическим меркам достаточно быстро, исчерпывает все возможности своих применений и исчезает.
Сама идея использования клеточного автомата для изучения эволюции больших динамических систем не нова - достаточно вспомнить популярный клеточный автомат, придуманный английским математиком Джоном Конвеем в 1970 году и названный “Жизнь”. Эта игра оказала влияние на развитие многих разделов математики и информатики. Как оказалось, обнаруженные здесь закономерности развития характерны и для других объектов - в физиологии, астрономии, физике элементарных частиц, социологии. Наша модель - это обобщение стандартного клеточного автомата. Счет такого клеточного автомата намного сложнее. Так, численные данные, обработка которых позволила сделать нам некоторые выводы, занимали около 30 гигабайт.
- Изменятся ли ваши выводы, если со временем обнаружится, что какой-то из заложенных параметров неверен в принципе или сильно отличается от действительности?
А.С.: - Да, выводы могут поменяться. Например, критический бонус - добавочное время жизни, появляющееся при контакте цивилизаций, - может оказаться много больше или много меньше.
- При обсуждении вероятности контакта подразумевается встреча с цивилизациями, владеющими “высокими технологиями”. Это понятие со временем меняется. Что имеется в виду? В недавнем интервью BBC Сет Шостак заявил: “Не исключено, что искать внеземную жизнь, если она действительно существует, нужно по следам созданного ею искусственного интеллекта”. По его мнению, шансы обнаружить сигналы таких “думающих машин” выше, чем найти признаки биологической жизни, которая их изобрела.
А.С.: - Практически все, кто пытался предсказывать будущие “высокие технологии”, “сели в лужу”. Вспомним, как Дмитрий Менделеев, прогнозируя развитие транспорта, сформулировал основную проблему ближайшего будущего как уборку навоза с улиц. А у замечательных писателей братьев Стругацких в романе “Жук в муравейнике” люди освоили далекий космос, но оперативники “Комиссии по контролю научных достижений” хоть и пользуются сотовым телефоном, но в экстремальных ситуациях. Правда, они предсказали Интернет под названием БВИ (Большой Всепланетный Информаторий), но выдачу информации на экран - нет. В романе после обращения в БВИ героям из аппарата выпадают карточки с текстом. В нашем случае под “высокими технологиями” можно, наверное, понимать возможность делать то, что перед человечеством пока не стоит даже как перспектива.
- Вы считаете, что в результате контакта разные ВЦ обогащают друг друга своими технологическими и культурными достижениями. Однако немало специалистов полагают (и это мнение разделяет в том числе известный английский физик Стивен Хокинг), что такого рода встреча может инициировать процесс взаимной агрессии. Ученый считает, что до того, как будут предприняты серьезные усилия для установления контакта, нужно обсудить эту проблему с мировым сообществом. Он даже упомянул “группу российских ученых”, имея в виду Александра Зайцева с единомышленниками, “...которые противятся этому обсуждению, без всяких оснований предполагая, что ВЦ будут доброжелательны в связи с мотивацией “универсального альтруизма”.
А.С.: - Действительно, взаимодействие “молодых” цивилизаций на Земле приводило к очень нехорошим вещам, например к разгулу испанской инквизиции в Голландии. Однако со временем земные цивилизации становятся цивилизованнее, и теперь Испания и Голландия входят в Евросоюз как равноправные государства. Хочется думать, что это все-таки универсальный процесс - в момент встречи внеземных цивилизаций они будут достаточно цивилизованными.
И.Б.: - Прежде чем выйти в космос, всякая цивилизация должна пройти инкубационный период на своей планете. В целом идея сохранения чужой разумной жизни - “закон”, уже описанный в фантастике. Но существует ли этот “закон” в реальности - будут “они” ждать, пока мы “вырастем”, или будут двигать нас вперед? Неизвестно.
- Ваша работа вызвала большой интерес. Например, ее активно обсуждают читатели Haffington Post, известного американского новостного сайта “влиятельных интеллектуалов”. А также посетители сайта Массачусетского технологического института (MIT) - мирового лидера в области науки и техники, одного из самых престижных технических учебных заведений не только США, но и мира.
А.С.: - И что удивительно - дискуссия по нашей теме вот уже около месяца занимает на сайте MIT второе-третье место по активности. По-видимому, это только первые отклики, они носят, скорее, общекультурный характер. Думаю, что специалисты не спеша подумают над темой и будут писать автоматы с другими правилами. Например, учтут разброс времен жизни цивилизаций и возможность не только положительного, но и отрицательного взаимодействия.