Карл Саган: Наука в поисках внеземного разума
Текст: Карл Саган
Иллюстрация: Bojemoi!
15 декабря 2017

Карл Саган — известный популяризатор астрофизики и один из первых активистов поиска внеземного разума. В книге «Наука в поисках Бога» собраны девять его лекций, прочитанных в 1985 году в Университете Глазго. Мы публикуем с небольшими сокращениями одну из глав о поиске разумной жизни во Вселенной, проблемах коммуникации с ней и возможной внешности инопланетян.

Когда-то ангелы ходили по земле, 
теперь их даже на небесах не сыщешь.


ЕВРЕЙСКАЯ ПОСЛОВИЦА

Если существует непрерывная линия развития от самовоспроизводящихся молекул вроде ДНК к микробам, а затем непрерывная эволюционная цепь тянется от микробов к человеку, почему мы вообразили, что на человеке она должна остановиться? Почему летопись живых существ вдруг обрывается многоточием? И не подозрительно ли, что многоточие это начинается именно с человека?

Интересно, что в нашем языке для существ высшего порядка нет подходящих обозначений. В церковной лексике есть ангелы, полубоги, серафимы и так далее. Примечательно, что теологическая иерархия высших по отношению к человеку сущностей выстроена с точки зрения власти и силы, а не разума. Мне в очередной раз видится здесь проецирование человеческих ценностей на всю остальную Вселенную. Конечно, на этой планете существование носителей более высокого разума, чем человеческий, неочевидно, хотя можно рассматривать в качестве кандидатур дельфинов и китов, а если человечество преуспеет в самоуничтожении с помощью ядерного оружия, то и все остальные животные окажутся умнее человека.

Приведу знаменитый пример поисков инопланетного разума — поисков более развитых существ, чем мы, не увенчавшихся успехом. Хотелось бы разобраться, почему они провалились, какие уроки можно извлечь из этой неудачи, и затем перейти к обсуждению современных поисков инопланетного разума. Надеюсь, мне удастся показать, где нам нужно быть предельно осторожными, где необходимо предъявлять к свидетельствам самые строгие и суровые требования, — именно потому, что ответ предполагает сильную эмоциональную вовлечённость. Позже я попытаюсь те же строгие скептические критерии примерить непосредственно к более традиционной гипотезе существования Бога.

[...]

Какие полученные данные можно считать достаточными для выводов о присутствии внеземного разума? Мне кажется, если отбросить частные различия, этот вопрос схож с тем, что считать убедительным доказательством существования ангелов, полубогов или богов. И тут первой задачей будет установить, насколько это в принципе вероятно. Любые поиски инопланетного разума потребуют финансовых затрат, поэтому прежде всего нужно доказать, что эти затраты имеют смысл. Да, разумеется, если мы отыщем внеземной разум, это будет открытие огромной научной, философской и, полагаю, теологической значимости. Но для начала необходимо какое-то основание для надежды на успех, некий контраргумент для скептиков, заявляющих: «Никаких свидетельств инопланетного визита у нас нет, так что это пустая трата времени».

В связи с этим мы задаёмся следующим вопросом: сколько мест обитания разумных существ — более разумных, чем мы, — насчитывается, скажем, в галактике Млечный Путь? Насколько далеко от нас до ближайшего? Если окажется, что оно находится на совершенно непреодолимом расстоянии — скажем, в центре Млечного Пути, за 30 000 световых лет от Земли, — резонно предположить, что перспективы контакта невелики. С другой стороны, если выяснится, что ближайшая подобная цивилизация относительно недалеко — допустим, в нескольких десятках или даже сотнях световых лет, — имеет смысл попытаться как-то (об этом я расскажу подробнее) её поискать.

[...]

В галактике Млечный Путь около ста миллиардов звёзд.

Галактика Млечный Путь существует около десяти миллиардов лет, а значит, в год, по самым средним оценкам, образуется около десяти звёзд. Очень интересное число само по себе. Каждый год в Млечном Пути рождается десять новых «солнц», многие, возможно, с планетной системой. И через миллиарды лет на этих планетах может появиться жизнь.

Что касается доли звёзд, вокруг которых обращаются планеты, я говорил выше о растущем в последнее время массиве данных от наземных и космических обсерваторий о планетных системах, как формирующихся, так и тех, что уже полностью сформировались вокруг соседних звёзд. Статистика впечатляет. Одних только данных инфракрасной орбитальной обсерватории IRAS уже достаточно, чтобы предположить наличие подобия солнечной туманности в процессе формирования примерно у четверти ближайших звёзд главной последовательности чуть моложе нашего Солнца. Это ошеломляюще много. И любую из тех, у которых имеется полностью сформированная планетная система, мы можем обнаружить лишь в определённых особых случаях. Ожидать наличия планетной системы у каждой звезды не стоит, но число выглядит очень большим. Давайте чисто теоретически, для наглядности, примем fp за половину. Теперь прикинем, сколько планет в каждой системе в принципе могут оказаться пригодными для зарождения жизни. В нашей системе мы знаем по крайней мере одну — Землю, и можно привести достаточно убедительные аргументы в пользу того, что такое возможно и на других планетах и небесных телах. Мы уже упоминали Титан. Есть доводы в пользу Марса. Не претендуя на точность, просто для простоты перемножения, давайте примем, что np у нас равно двум.

Долю экологически пригодных для жизни планет, на которых эта жизнь через сотни или тысячи миллионов лет действительно зарождается, можно считать очень высокой — на основании доводов, приведённых мною выше, и в частности скорости появления истоков жизни на нашей планете. 

А теперь перейдём к более сложным величинам. На планете зародилась жизнь, у неё есть тысячи миллионов лет, в течение которых условия окружающей среды останутся более или менее стабильными. Какова вероятность возникновения разума и техногенной цивилизации? С одной стороны, можно доказывать, что для появления такого звена эволюции, как человек, необходима череда маловероятных в каждом отдельном случае событий. Например, должны были вымереть динозавры, поскольку на планете господствовали они, а наши предки в ту эпоху представляли собой пугливых шерстистых норных зверьков размером с мышь. И лишь вымирание динозавров способствовало дальнейшему развитию наших предков. А динозавры, судя по всему, вымерли из-за столкновения с Землей астероида или кометного ядра около шестидесяти пяти миллионов лет назад, в конце мелового периода. Это событие случайное, и, если бы ничего подобного не произошло, возможно, мы с вами сейчас посматривали бы на мир с высоты трёхметрового роста, поблескивали зелёной чешуей и скалили бы острые длинные зубы. И, скорее всего, считали бы себя чертовски привлекательными. Писаные красавцы. Нам было бы странно слышать, что, сложись всё несколько иначе, на планете в настоящее время господствовали бы эволюционировавшие потомки досаждавших нам грызунов, а от нас остались бы только хвостатые земноводные, крокодилы и птицы. Это с одной стороны.

С другой стороны, нет никаких оснований полагать, что к возникновению разума ведёт только один путь. Разум обладает, бесспорно, высоким селективным преимуществом. При прочих равных, способность разобраться, как устроен этот мир, повышает шансы на выживание. По крайней мере, до изобретения ядерного оружия.

На мозг приходится значительная доля веса человеческого тела, такого соотношения нет больше почти ни у одного животного на нашей планете. Это свидетельствует о неуклонном развитии мозга как органа познания мира. Чем больше обрабатывается данных, тем больше у нас шансов на выживание. Нет причин думать, что такое возможно исключительно с человеком, — скорее всего, это будет характерно и для обитателей других планет.

И тогда встаёт следующий вопрос: означает ли наличие разума гарантированное развитие техногенной цивилизации? Отнюдь нет. Дельфины и киты разумны, как следует из множества различных несистематических наблюдений, а также соотношения массы тела и мозга, однако они до сих пор ничего не построили, поскольку не имеют рук и живут в совершенно иной среде.

Вполне можно представить себе мир, полный поэтов, которые не строят радиотелескопы. Они очень умны, но вестей от них мы не услышим. Так что не каждая разумная форма жизни обязательно будет развивать технологии и стремиться к контакту. [...] Конечно, можно отталкиваться от того, что для развития птицеподобных, китообразных или приматов понадобился почти весь срок существования Земли. Все они развились только в последние несколько десятков миллионов лет. Почему так долго? Наверное, заниматься познанием можно, лишь достигнув определённого уровня развития.

С другой стороны, у Земли и Солнечной системы ещё тысячи миллионов лет впереди, как и у прочих планет. Думаю, за произведение fi × fc можно принять, по самым скромным прикидкам, одну сотую, то есть 1 %. (Я совершенно не утверждаю, что владею какими-то цифрами, это всего лишь грубые приблизительные оценки, позволяющие как-то сгруппировать неопределённости. Я не претендую на истину в последней инстанции.) Если перемножить эти величины — 10 × 1⁄2 × 2 × 1 × 1/100, получим 1/10. Таким образом, N — число техногенных цивилизаций в нашей галактике — будет в одну десятую раз больше их средней продолжительности жизни (L) в годах. (L исчисляется в годах, поскольку R мы брали как десять звёзд в год, а в произведении никаких лет не должно быть, только число цивилизаций.)

Так чему же равно L? Каков срок жизни техногенной цивилизации? У нас радиотелескопы появились только в последние несколько десятилетий. При этом, если судить, среди прочего, по ежедневным новостям, наша цивилизация в большой опасности. Соответственно, по крайней мере для Земли, срок жизни техногенной цивилизации по этим признакам составит одно или несколько десятилетий. И если это типичный показатель для любой цивилизации, то L можно принять, скажем, равной 10 годам. Будем считать это самым пессимистичным раскладом. Одну десятую умножить на десять — получится единица, то есть на нашу галактику приходится одна техническая цивилизация. Где она? Это мы.

Так что общаться нам остаётся только между собой, а в этом мы не особенно преуспеваем. Соответственно, если этот довод кажется вам верным, будет глупо организовывать масштабные дорогостоящие поиски внеземного разума, поскольку даже при L, равном нескольким десятилетиям, всё равно получатся считанные единицы цивилизаций, а значит, ближайшая окажется на непреодолимом расстоянии.

А теперь рассмотрим другой подход, оптимистичный. Подразумевающий, что мы вполне способны справиться с подростковыми проблемами технологического развития, которые перед нами встают. И даже если шансы на это крайне малы — скажем, 1%, — то это процент от всех тех цивилизаций Галактики, которые существуют достаточно долго, а это очень большое число. Допустим, одному проценту цивилизаций удаётся продержаться в течение сроков, измеряемых эволюционными, геохронологическими или звёздно-эволюционными мерками, — скажем, миллиарды лет. Даже если таких всего 1 %, то средняя продолжительность их жизни составит 1 % от 109, то есть 107, а значит, величина L будет равна 10 миллионам лет. Умножим на 1/10, получится миллион, 106, цивилизаций в нашей галактике — вот это уже совсем другой разговор.

Как видим, при всей неопределённости каждой из входящих в формулу величин самую большую неопределённость, поскольку опыт в этом вопросе у нас мизерный (а точнее, нулевой), представляет средняя продолжительность жизни техногенной цивилизации. Именно соотнесённость L с числом цивилизаций и расстоянием до ближайшей из них удивительным образом увязывает довольно экстравагантный вопрос об инопланетном разуме с самыми насущными заботами человечества. Поскольку в этом случае послание — тем более если его удастся расшифровать — с другой планеты будет означать, что число L, вероятно, достаточно велико и что кому-то удалось пережить переходный технологический возраст. Такое знание нам бы очень пригодилось.

Если в Галактике миллион технических цивилизаций, то расстояние до ближайшей можно легко вычислить с точностью до первого порядка простым извлечением корня кубического. Если они распределены по Галактике хаотично, а общее число звёзд в этой Галактике нам известно, на каком расстоянии окажется ближайшая? Ответ: всего лишь в нескольких сотнях световых лет от нас. Рукой подать. Не с точки зрения личных визитов, а с точки зрения радиопередачи.

Но даже несколько сотен световых лет не означают, что нужно рассчитывать на полноценные диалоги. Разговор предполагается монологический. Они говорят — мы слушаем, потому что иначе они, предположим, скажут: «Привет, как дела?» — мы ответим: «Спасибо, хорошо, а у вас?» — и на этот обмен уйдёт 600 лет. Какое уж тут живое общение.

С другой стороны, даже односторонняя передача информации тоже может представлять невероятную ценность. Аристотель говорит с нами. А мы с ним не говорим (разве что мы — медиумы). Да и насчёт медиумов у меня большие сомнения. (Впрочем, в их адресных книгах Аристотель почти никогда не значится.)

В связи с этим скажу ещё несколько слов о радиосообщении. Как нам представляется, обитателям планеты из другой планетной системы должно быть известно, что развивающаяся цивилизация рано или поздно откроет радио. Радиоволны — разновидность электромагнитного излучения. Это, как я вам сейчас продемонстрирую, свободный канал передачи данных через всю Галактику. Технология относительно простая и недорогая. Радиоволна движется со скоростью света, быстрее которой, насколько нам известно, нет ничего. Объём информации можно передавать огромный, не только «Привет, как дела?». Иными словами, если аналогичная система располагалась бы в центре Галактики, то мы, используя имеющиеся технические средства обнаружения, сумели бы принять сигнал, преодолевший тысячи световых лет. Теперь вы представляете себе потрясающую мощь этой технологии, которая, в общем-то, появилась в нашем распоряжении совсем недавно.

Однако остаётся открытым вопрос частоты. На каком канале слушать сигнал? Радиочастот невероятно много. На рис. 33 представлен диапазон радиочастот в гигагерцах, тысячах миллионов колебаний в секунду, на шумовом фоне от разных источников. И мы видим, что на низких частотах имеется фон от заряженных частиц магнитных полей Галактики, галактический фон. Это шум. И шум весьма существенный.

График естественного фонового радиошума на широком диапазоне частот. На более низких частотах (слева) заряженные частицы нашей галактики испускают растущий шум. На более высоких частотах (справа) растёт квантовый шум любого радиоприёмника. Между ними находится относительно тихое «окно», в котором межзвёздный водород (Н) и гидроксильная группа (ОН) излучают энергию на дискретных радиочастотах. На графике не отражено радиоизлучение от молекул в земной атмосфере

На этих частотах не хочется ни передавать, ни принимать. В высокочастотной же части спектра имеется свой источник шума, связанный с квантовой природой радиоприёмников. Зато посередине между этими двумя крайностями находится широкая полоса с низким шумом, и именно в этом диапазоне резонно вести передачу. В этот диапазон попадает на определённых частотах ряд спектральных линий, например атомарного водорода, самого многочисленного атома во Вселенной. На этом основании сейчас в Гарварде, Массачусетс, развёрнута крайне сложная исследовательская программа — совместный проект Гарвардского университета и Планетного общества, международной организации, насчитывающей 100 000 участников. Примечательно, насколько весомый вклад может внести, благодаря своим взносам и пожертвованиям, частная организация в самую передовую из предпринятых на сегодняшний день попытку поиска внеземного разума*.

Эта иллюстрация даёт некоторое представление о том, как мы узнаем о достижении успеха. Наклонная линия означает очень слабый сигнал от инопланетного источника. Какое-то время вы слушаете множество частот и проверяете, происходит ли что-нибудь. Систему, принадлежащую Планетному обществу, недавно усовершенствовали, и теперь можно одновременно слушать 8,4 миллиона отдельных каналов. Антенна направлена в некую часть неба. В каких-то местах возникают пики. Может быть, из-за радиопомех с Земли, спутников на околоземной орбите, автомобильного зажигания, электронагревателей. Но у каждого из этих источников свои характерные признаки, поэтому вполне можно представить себе сигналы, непохожие ни на один из них, которые компьютер немедленно вычленит из общего шума, не оставляя сомнений, что это был искусственный сигнал внеземного происхождения, даже если у нас не будет возможности и способности его расшифровать.

Как я уже говорил, ожидается, что передавать должны они, а мы, недавно возникшая и самая юная из способных к контакту цивилизаций нашей галактики, будем слушать. А не наоборот.

Позволю себе подчеркнуть: именно в этом отношении наша цивилизация, вероятно, одна такая на всю Галактику. Даже незначительное отставание исключает возможность выхода на контакт. Скажу проще: у цивилизации, отстающей от нас на каких-нибудь несколько десятилетий, не будет радиоастрономии, поэтому до такой технологии они не додумаются. Или додумаются, но не смогут воплотить. Соответственно, любой, кто отправит нам весточку, скорее всего, будет выше по развитию, поскольку даже при небольшом отставании выйти на контакт ему не удастся.

*В 2006 году Планетное общество и Гарвардский университет произвели торжественный запуск оптического телескопа SETI — первой в мире оптической обсерватории для поиска сигналов внеземного разума. Об истории Планетного общества и SETI читайте на www.planetary.org, о захватывающих впечатлениях непосредственного участия в поиске — на www.setiathome.ssl.berkeley.edu (Прим. сост.)

Поиск внеземного разума подразумевает одновременное продолжительное слежение за радиосигналами от звёзд на разных радиочастотах. Успешно отловленный радиосигнал может быть похожим на этот, поступивший из внешней Солнечной системы от космического аппарата «Пионер-10». Дрейф частоты с течением времени указывает на то, что источник не вращается вместе с Землей, а имеет внеземное происхождение

Поиск внеземного разума подразумевает одновременное продолжительное слежение за радиосигналами от звёзд на разных радиочастотах. Успешно отловленный радиосигнал может быть похожим на этот, поступивший из внешней Солнечной системы от космического аппарата «Пионер-10». Дрейф частоты с течением времени указывает на то, что источник не вращается вместе с Землей, а имеет внеземное происхождение.

Так что, вероятнее всего, связаться с нами попытаются существа гораздо более развитые, чем мы. Отсюда вопрос: сможем ли мы понять сказанное ими? Здесь нужно помнить следующее: если послание будет намеренным, нам могут постараться облегчить задачу. Они могут сделать скидку для адресата. А если предпочтут этого не делать, то послание мы не поймём.

Предположим, вы говорите, что развитые цивилизации общаются друг с другом с помощью зета-волн. «Что такое зета-волны?» — интересуюсь я. «Это такое невероятное средство сообщения, — отвечаете вы, — но подробности я вам рассказать не могу, потому что его изобретут только через 5000 лет». Что ж, чудесно. Если они там общаются с помощью зета-волн, то и прекрасно. Но если они хотят выйти на контакт с нами, им придётся откопать в научно-техническом музее древний скрипучий радиотелескоп и воспользоваться именно им, потому что ничего другого юная цивилизация не распознает и не поймёт.

Предположим, мы получили послание. Как оно будет выглядеть? Например, так: мощный запросный или оповещающий сигнал, не оставляющий сомнений, что мы принимаем послание от более развитой цивилизации. Он может, скажем, быть предельно монохромным, то есть передаваться на очень узкой полосе радиочастот, и /или может представлять собой последовательность импульсов, исключающих естественное происхождение. В частности, последовательность простых чисел — тех, что делятся лишь на себя и на единицу: 1, 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 и так далее. Никакой естественный процесс такую последовательность не выдаст.

Затем, когда будет доподлинно установлено, что послание отправлено разумными существами из космоса, несложно представить массу дополнительных сведений, которые можно передать так, чтобы мы поняли. Например, вполне можно передавать изображения. С помощью радио это делается сплошь и рядом — именно этим занимается телевидение. Можно посылать математические вычисления. Это очень легко. Допустим, они задают числовой ряд: «бип» — это «один», «бип-бип» — это «два», «бип-бип-бип» — это «три» и так далее. А потом (здесь я уже включаю воображение) мы слышим «бип — бульк — бип — треск — бип-бип». Ещё несколько таких посланий — и нам становится ясно, что «бульк» — это «плюс», а «треск» — это «равно». Но, предположим, дальше приходит «бип — бульк — бип-бип — треск — бип-бип». И после этого ещё какой-то символ. В таком случае этот символ означает не что иное, как «ложно». И мы понимаем, что даже такие абстрактные понятия, как «ложь» и «истина», удастся ввести почти сразу. Сочетая эти два способа — изображения и математику, которая у нас, разумеется, общая, — можно передать достаточно насыщенное послание. О чём в нём будет говориться, никто из нас, конечно, предсказать не в состоянии.

А теперь просто попробуйте сравнить этот непредвзятый экспериментальный подход, строящийся на вероятностных предположениях, которые никто не считает незыблемыми, с более традиционным подходом к наличию разумной жизни в космосе. Он не подразумевает никаких экспериментов, не предполагает повременить с выводами до получения необходимых данных и требует от нас одного — положиться на веру. Контраст, на мой взгляд, разительный. Методологически это совершенно другой подход. А ведь мы помним, как здорово мы сели в лужу с марсианскими каналами, когда активно вмешивались эмоции и страсти.

Как выглядят отправители? По голливудскому шаблону — точно так же, как мы. У них могут быть острые уши, антенны, зелёная кожа, но это всё мелкие косметические различия. В основе своей инопланетяне и люди действительно одинаковы, но только в основе. Почему? Вспомним долгую цепь случайных событий, предшествовавших нашему появлению. Вымирание динозавров я уже упоминал, это одно из них. А вот ещё одно: у нас десять пальцев на руках. Поэтому мы считаем в десятичной системе. В счете «раз-два-три-четыре-пять-шесть-семь-восемь-девять, а затем единица и ноль» нет ничего особенного — кроме того, что его можно вести на пальцах. Почему у нас десять пальцев? Потому что мы ведём свою эволюционную историю от девонской кистепёрой рыбы, в плавниках которой было десять костных лучей. Если бы мы произошли от рыбы, имевшей двенадцать таких лучей в плавниках, мы бы считали в двенадцатеричной системе, а десятичная интересовала бы только математиков.

То же самое происходит на любом уровне, включая биохимический, и поэтому мне кажется справедливым утверждение: не только на какой-нибудь другой планете, но и на Земле, если начать всё заново и положиться только на эти случайные факторы, например в какой именно момент частица космических лучей воздействует на хромосому, вызывая мутацию в генетическом материале, через тысячи миллионов лет у вас вполне могут появиться разумные существа. Возможно, обладающие высокими этическими, художественными или богословскими способностями, но внешне они ничем не будут напоминать человека. Мы — результат уникальной последовательности эволюционных событий. Уникальная не значит лучшая: просто уникальная — и всё. Другое место, другая среда, другие потребности адаптации к меняющимся условиям, другая последовательность случайных событий, в том числе генетических, — и можно уже не рассчитывать ни на какое сходство с человеком.

А как же религия? Идея, что все мы сотворены по образу и подобию божьему? Тоже недостаток воображения? Что мы имеем в виду, говоря, что созданы по образу и подобию Господа? Что, у Господа есть ноздри и он дышит? Тогда чем Он дышит? Воздухом? А где находится воздух, содержащий кислород? Ни на какой другой планете Солнечной системы, кроме Земли, кислорода нет. Зачем же так строго ограничивать Господа в местопребывании? И зачем Ему в таком случае ноздри? А пупок? Есть ли у Господа пупок? А волосы? А аппендикс? А пальцы на ногах? Это ведь явный отголосок тех времён, когда наши предки жили в лесной чаще и прыгали с ветки на ветку. В этом случае четыре конечности, которыми можно цепляться за деревья, — большое подспорье. А сейчас, на переходном этапе, пальцы на ногах у нас остались по чистой случайности. Большой палец удобен для равновесия, от мизинца никакой особой пользы нет. Это просто эволюционный пережиток. Аппендикс? Тоже никакой пользы. Просто ещё не успел атрофироваться.

Как утверждает Артур Кларк, христианские догмы слишком узки и несмелы для того, чтó может обнаружиться в ходе поисков внеземного разума. По его мнению, доктрина человека, созданного по образу и подобию божьему, заложена в основании христианства, словно часовая бомба, которая взорвётся, если будут найдены другие разумные создания. Я с этим мнением нисколько не согласен. Мне кажется, фразу «по образу и подобию божьему» следует понимать лишь в одном смысле — в смысле интеллектуального родства между нами и высшими существами, буде таковые имеются.

Законы физики везде одни и те же. Если в нашем представлении эти инопланетные существа шлют нам радиосообщения, у нас с ними есть что-то общее. Должно быть. Само получение послания означает, что технология радио у нас точно одна. У нас есть квантовая механика. У нас есть атомная физика. У нас есть ньютоновская гравитация. И мы видим, что эти законы природы действуют во всей Вселенной. Дело не в том, какая у вас биологическая конституция. И не в том, какая цепь событий привела к возникновению у вас техногенной цивилизации. Само наличие техногенной цивилизации говорит о том, что в какой-то степени вы разобрались с истинным устройством Вселенной. И потому мне кажется, что именно в этом — и только в этом — смысле есть резон говорить о близости между нами и более развитыми существами.

Иллюстрация
Москва