Текст
                    г
ргетика
в гуманитары! >Ц
УНИВЕРСАЛЬНАЯ А-ДПанов
ЭВОЛЮЦИЯ и
ПРОБЛЕМА
ПОИСКА
ВНЕЗЕМНОГО
pi зуМа

г. пиленная революция

Синергетика в гуманитарных науках А. Д. Панов УНИВЕРСАЛЬНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ И ПРОБЛЕМА ПОИСКА ВНЕЗЕМНОГО РАЗУМА (SETI) Послесловие Л. М. Гиндилиса URSS МОСКВА
ББК 22.318 22.6 87.2 Настоящее исследование проводилось при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант Ля 07-06-00-300) Панов Александр Дмитриевич Универсальная эволюция и проблема поиска внеземного разума (SETI) / Послесл. Л. М. Гиндилиса. — М.: Издательство ЛКИ, 2008. — 208 с. (Синер- гетика в гуманитарных науках.) Настоящая книга представляет собой оригинальное междисциплинарное исследование, в котором представления универсального эволюционизма связываются с проблемой SETI (поиск внеземного разума), а проблема SETI исследуется с позиций универсального эволю- ционизма. Вводятся представления о масштабно-инвариантном аттракторе планетарной эволю- ции и его завершении в режиме с обострением «сингулярностью Дьяконова» в первой поло- вине XXI века. Обсуждаются сценарии «постсингулярной» эволюции и их возможная связь с проблемой SETI. Рассмотрена новая оригинальная гипотеза возникновения жизни, связанная с масштабной инвариантностью эволюции. Эти представления использованы в исследовании новой нелинейной теории популяции космических цивилизаций Галактики, являющейся обобщением формулы Дрейка и линейной теории Крейфельдта—Гиндилиса. В рамках раз- витой нелинейной теории рассмотрены явления бистабильности и фазовых переходов в по- пуляции цивилизаций Галактики. С учетом полученных новых результатов универсальный эволюционизм и проблема SETI рассмотрены в контексте современных представлений о Мультиверсе. Для широкого круга читателей, интересующихся глобальными проблемами и пробле- мами междисциплинарного синтеза, в том числе с использованием идей синергетики. В оформлении обложки использована иллюстрация И. Л. Максимова Издательство ЛКИ. 117312, г. Москва, пр-т Шестидесятилетия Октября, д. 9. Формат 60х90/16. Печ. л. 13. Зак. № 1364. Отпечатано в ООО «ЛЕНАНД». 117312, г. Москва, пр-т Шестидесятилетия Октября, д. ПА, стр. 11. ISBN 978-5-382-00539-3 © Издательство ЛКИ, 2007 НАУЧНАЯ И УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА E-mail: URSS@URSS.ru Каталог изданий в Интернете: http://URSS.ru Тел./факс: 7 (499) 135-42-16 URSS Тел./факс: 7 (499) 135-42-46 Все права защищены. Никакая часть настоящей книги не может быть воспроизведена или передана в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, будь то элек- тронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, а также размещение в Интернете, если на то нет письменного разрешения владельца.
Оглавление Предисловие автора 6 1 Сингулярность Дьяконова 19 2 Эволюция и проблема SETI 26 2.1 Масштабная инвариантность социально-биологической эволюции на Земле и гипотеза универсальной шкалы вре- мени эволюции......................................... 27 2.1.1 Характер планетарной эволюции............... 27 2.1.2 Последовательность биосферных фазовых перехо- дов ........................................ 30 2.1.3 Масштабная инвариантность последовательности фазовых переходов и точка сингулярности .... 36 2.1.4 Постсингулярный рукав эволюции.............. 40 2.1.5 Универсальность шкалы времени эволюции и точ- ки сингулярности.................................. 42 2.1.6 Другие пути к сингулярности................. 43 2.2 Шкала времени предбиологической эволюции и гипотеза самосогласованного галактического происхождения жизни 44 2.2.1 «Естественная» длительность предбиологической эволюции на изолированной планете........... 44 2.2.2 Гипотеза биологической и предбиологической панспермии.................................. 46 2.2.3 Масштаб времени панспермии.................. 48 2.2.4 Механизм самосогласования и ускорения предбио- логической эволюции на уровне Галактики .... 51 2.3 Динамические обобщения формулы Дрейка: линейная те- ория ................................................. 54 2.3.1 Формула Дрейка и теория Крейфелдта-Гиндилиса 55 3
4 Оглавление 2.3.2 Модельные функции и определяемые величины . 58 2.3.3 Кинетические уравнения популяции звезд и попу- ляции цивилизаций........................... 62 2.3.4 Результаты вычислений в линейной теории .... 67 2.3.5 Гипотеза самосогласованного галактического про- исхождения жизни и динамика популяции КЦ . . 72 2.4 Динамические обобщения формулы Дрейка: нелинейная теория............................................... 75 2.4.1 Нелинейные процессы в популяции космических цивилизаций................................. 75 2.4.2 Общая нелинейная теория влияния по каналам связи....................................... 77 2.4.3 Численно решаемая нелинейная модель......... 80 2.4.4 Результаты расчетов в нелинейной модели .... 85 2.4.5 Астросоциологический парадокс и эра насыщения контактов................................... 89 2.4.6 Пространственная неоднородность распределения КЦ и возможность подпорогового перехода в эру насыщения контактов......................... 90 2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации как потенциальные партнеры по межзвездной связи и возможные носители галактического культурного поля...................... 91 2.5.1 Замечания о методике........................ 91 2.5.2 «Экзогуманизм» постсингулярной цивилизации . 92 2.5.3 Космическая экспансия и интенсивный путь раз- вития ...................................... 96 2.5.4 Информационный кризис ...................... 98 2.5.5 Коммуникативность постсингулярных цивилизаций 105 2.5.6 Галактическое культурное поле и характер инфор- мации космических передач...................108 2.5.7 Заключительные замечания....................114 3 Разум как возможное промежуточное звено в иерархии структурных форм материи во Вселенной 116 4 Инварианты Универсальной эволюции и эволюция в Мультиверсе 128 4.1 Инварианты эволюции.............................. 128 4.1.1 Ступени Универсальной эволюции, консерватизм, диспропорционирование энтропии...................130 4.1.2 Два рукава эволюции.........................134
Оглавление 5 4.1.3 Аддитивность эволюции.................. 137 4.1.4 Инварианты второго рукава...............138 4.2 Мультиверс................................... 139 4.3 Ансамбль эволюций и разум как промежуточное звено эволюции в Мультиверсе........................... 144 4.4 Универсальное множество причин эволюции.......149 4.5 Резюме....................................... 153 Приложения 155 А Теория Крейфелдта-Гиндилиса как специальный слу- чай общей линейной теории 155 В Имитационная модель развития фундаментальной нау- ки 159 В.1 Описание модели.............................. 160 В.2 Результаты................................... 163 В.З Влияние уровня затрат на динамику фундаментальной науки............................................ 166 Л. М. Гиндилис. Послесловие: SETI в свете универсального эволюционизма 174 Литература 195
Предисловие автора Универсальный эволюционизм — это принцип, концепция, исследо- вательская программа, или метод, в соответствие с которыми челове- ческая история рассматривается как неотъемлемая часть единой есте- ственной истории эволюционирующей Вселенной. Выдающимися пред- шественниками универсального эволюционизма были В. И. Вернадский [1] и П. Тейяр де Шарден [2], современный универсальный эволюцио- низм развивается в трудах Э. Янча [3], Д. Кристиана [4, 5], Г. Д. Снукса [6], В. Эбелинга и Р. Файстеля [7], Н. Н. Моисеева [8, 9], В. С. Стёпина [10, Гл. VII], А. П. Назаретяна [11], В. В. Казютинского, Е. А. Мамчур, В. Г. Буданова и многих других (см. сборник статей [12]). В англий- ском языке используется термин Big history, введенный Д. Кристиа- ном — исследователем универсального эволюционизма и основателем его как направления в педагогике. Иначе говоря, универсальный эво- люционизм — это представление об эволюции Вселенной как о едином, и, в определённом смысле, однородном процессе, являющимся путем к высшей ступени эволюции — разуму, и попытка рассмотреть наше существование как закономерный результат и часть процесса самоор- ганизации, начало которому было положено Большим Взрывом. Проблема SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), как следует из расшифровки аббревиатуры, является проблемой поиска внеземного разума [13, 14]. Универсальный эволюционизм и проблему SETI роднит беспрецедентно высокий уровень междисциплинарности исследований. По выражению известного астрофизика В. Ф. Шварцмана, проблема SETI является не проблемой астрофизики и даже не проблемой науки, но проблемой культуры в целом [15]. Более того, эти два направления оказываются тесно перплетены между собой. С одной стороны, вопрос о месте разума во Вселенной является частью проблематики универ- сального эволюционизма. С другой стороны, для того чтобы правиль- но понять, где и кого искать, универсальный эволюционизм в проблеме б
Предисловие автора 7 SETI должен использоваться как инструмент и метод. Поэтому то, что оба направления исследований оказались под одной обложкой, вполне закономерно. Предлагаемая читателю книга представляет собой результат моей деятельности в области, связанной с проблемой SETI и универсальной эволюцией, начиная с поздней осени 2001-го года. Начало этой работы явилось в свое время неожиданностью для меня самого1, а сейчас воз- никло ощущение необходимости подвести первые итоги. Выполненная работа представляет собой в значительной степени единое целое, что может быть, не совсем понятно по отдельным статьям, раскиданным по различным журналам и сборникам. Возникла потребность как-то упо- рядочить весь материал. Между тем, выполненный цикл работ вызвал определенный интерес среди специалистов различных специальностей — физиков, астрономов, биологов, историков, психологов, философов. Все это и явилось причиной подготовки к изданию настоящей книги. Основной материал книги представлен четырьмя независимыми статьями, написанными в разное время для различных изданий. Ста- тьи помещаются точно в таком виде, в каком они были подготовлены к публикации. Специально для данной книги было добавлено лишь од- но приложение и кое-где были добавлены подстрочные примечания. Все такие примечания начинаются с пометки «P.S.». Все вместе ста- тьи вполне перекрывают проделанную работу и расположены в книге таким образом, что составляют вместе связное и логически последова- тельное изложение. Их удобно читать подряд, но, в то же время, мож- но читать и по отдельности в произвольном порядке, так как статьи в свое время были написаны как совершенно независимые. Книга, кото- рая одинаково легко читается как от начала к концу, так и от конца к началу, обладает определенными преимуществами. Связь различных разделов книги показана на Рис. 1. Каждый может выбрать на этом графе маршрут сообразно своим вкусам и наклонностям. Результатом независимости статей является незначительное число повторов, за ко- торые я приношу читателю извинения, но в основном каждая статья покрывает собственную предметную область. Надо также отметить от- сутствие исчерпывающей библиографии по рассматриваемым пробле- мам, так как в статьях цитировалась лишь минимально необходимая литература, и несколько сухой и краткий стиль изложения, характер- ный для научных статей, но не монографий. За это я также извиняюсь 1 1 Автор книги как по образованию, так и по основной своей специальности — физик. Основные труды относятся к ядерной физике, квантовой теории измерений, астрофизике космических лучей, — что не имеет прямого отношения к проблеме SETI и проблемам эволюции.
8 Предисловие автора перед читателем. Та последовательность, в которой расположены статьи в книге, хо- тя и представляет оптимальную логику представления материала, но отнюдь не соответствует хронологическому порядку, в котором выпол- нялась работа. Я воспользуюсь этим предисловием для того, чтобы дать здесь иной, «исторический», взгляд на проблематику книги, что одновременно можно рассматривать и как введение в ее предмет. Идея, ставшая со временем основой этого труда, впервые пришла мне в голову очень давно (середина 1970-х), когда я был еще студентом- первокурсником. Из замечательной книги И. С. Шкловского «Вселен- ная, жизнь, разум» я вынес тогда следующую мысль. Вещество в раз- вивающейся Вселенной по мере ее эволюции проходит через череду качественно различных ступеней самоорганизации: первичная плазма, атомы, протогалактики, звезды внутри галактик, тяжелые химические элементы, планеты земного типа, сложные химические соединения и химическая эволюция на планетах, жизнь, разум. Без большого наси- лия над здравым смыслом можно сказать, что эти ступени или уровни самоорганизации можно просто пересчитать, они образуют достаточно хорошо определенную дискретную последовательность, причем каж- дая последующая ступень является как бы надстройкой над предыду- щей. Она создается из «материала», поставляемого этой предыдущей ступенью или каким-то иным существенным образом основывается на ней. Ещё одной особенностью этой последовательности является рав- ноправие её ступеней: ни одну из них a priori нельзя считать важнее других. Вопрос, который я себе задал, состоял в следующем. Должны ли мы считать эту цепочку конечной, и предполагать, что разум яв- ляется ее последним звеном? Простая экстраполяция в предположении равноправия ступеней приводит к выводу, что могут быть и следую- щие ступени эволюции, отличающиеся от разума так же сильно, как жизнь отличается от неживой материи, или разумная жизнь отлича- ется от неразумной, но связанные с разумом подобно тому, как были связаны между собой все предыдущие ступени самоорганизации веще- ства. Что это могут быть за ступени, которые следуют за разумом, и как из разума как «материала» можно слепить нечто, превосходящее разум в степени организации? Однако тогда эта идея показалась мне не слишком ортодоксальной и несколько абстрактной (чтобы не сказать больше), и я не пытался ни развивать ее, ни с кем-нибудь обсуждать. Трудно было себе представить, что эта мысль может стать предметом сколько-нибудь серьезного исследования. Ситуация изменилась в ноябре 2001 г., когда, однажды просматри-
Предисловие автора 9 Рис. 1: Зависимость разделов книги. Широкие стрелки показывают возможные входы в книгу, сплошные линии соответствуют сильным ло- гическим связям (последующее требует для понимания предыдущее), пунктирные — более слабым связям (предыдущее желательно для по- нимания последующего).
10 Предисловие автора вая интернет, я наткнулся на сообщение о конференции по проблеме SETI, которая должна была пройти в ГАИШ МГУ2 в начале 2002 г. Мне вспомнилась моя старая мысль, и буквально в считанные минуты неожиданно удалось понять несколько вещей. Во-первых, стало ясно, что именно может означать качественное превосходство некоторой эво- люционной формы над разумом и какими способами это может быть реализовано. Во-вторых, в голову пришла одна удобная для исследо- вания и достаточно реалистичная модель, которая может иллюстри- ровать эти абстрактные идеи, и она сразу же приняла математиче- скую форму, приводящую к проверяемым в принципе следствиям. Мо- дель позже получила название «галактического культурного поля» и описывала своеобразную надцивилизационную самоподдерживающую- ся культурную среду, которая может сложиться при наличии доста- точного количества разумных цивилизаций в Галактике. Соответству- ющий математический формализм описывал эволюцию, приводящую к становлению или распаду этой среды — явлению, очень напоминающе- му фазовый переход второго рода, однако масштаба целой галактики. Эти догадки были оформлены в виде двух докладов, которые были представлены на упомянутую конференцию. Развиваемые представле- ния с самого начала вкладывались в контекст универсального эволю- ционизма, хотя этот термин в докладах еще не использовался (он в то время мне попросту не был известен). Таким образом, универсальный эволюционизм сразу оказался связан с проблемой внеземного разума, SETI. Тезисы докладов были опубликованы в «Вестнике SETI» [16, 17], а полные тексты — в электронном журнале «Астронет» [18, 19]. Пер- вый доклад [16, 18] представлял математический формализм, а второй доклад [17, 19] — интерпретацию этого формализма, как конкретно- го примера «сверхсоциального» уровня организации материи. Сначала второй доклад мыслился как некоторая философская надстройка над первым, но позже он приобрел самостоятельность и послужил основой серии статей [20, 21, 22, 23]. В этих статьях последовательно развива- лись и уточнялись представления о разуме, как возможном промежу- точном звене эволюции. Последняя статья из этой серии [23] воспроиз- водится в настоящей книге (Статья 3). Через некоторое время стало ясно, что ряд моментов из упомяну- тых работ требует уточнения и разъяснения, и вся эта проблематика имеет ряд потенциальных «точек роста». В ходе работы над статьями [19, 20, 21, 22, 23] начало формироваться представление о типичном 2 Государственный Астрономический Институт имени Штернберга
Предисловие автора 11 представителе и носителе галактического культурного поля — «экзогу- манитарной цивилизации». Это такая цивилизация, которая стабили- зирует свое существование в значительной степени за счет переработки внешней (экзо-) информации преимущественного «гуманитарного» ха- рактера. Этот феномен потребовал обоснования, исследования и кон- кретизации. Задача выглядела особенно актуальной, так как «экзогу- манитарное» состояние стало представляться как возможное не столь уж отдаленное будущее нашей собственной цивилизации (при опреде- ленном стечении обстоятельств). На этом пути потребовалось обоснова- ние тезиса, согласно которому наша цивилизация достигла некоторого переломного момента истории, после которого ее развитие неизбеж- но должно стать преимущественно интенсивным, т. е. количественный рост по всем параметрам должен быть заменен качественным, и, глав- ное, дальнейшее ускорение развития невозможно. Поиски обоснования этого положения привели к трудам И. М. Дьяконова [24] и С. П. Капи- цы [25], в которых на основании совершенно разных соображений вво- дится понятие об автомодельном ускорении эволюции и сингулярной точке исторического процесса. Важную роль сыграли также представ- ления об «эндо-экзогенных кризисах» биосферы или общества и «за- коне техно-гуманитарного баланса», которые вводит А. П. Назаретян в книге [11]. Эти представления вносят более глубокий смысл в перио- дизацию исторического процесса, предложенную И. М. Дьяконовым, и дают инструмент, позволяющий распространить анализ Дьяконова за пределы чисто человеческой истории. В сингулярной точке скорость эволюции общества формально до- стигает бесконечности, откуда следует, что реально эта точка недости- жима, и не доходя до нее режим ускорения эволюции должен ради- кально измениться. Удивительной находкой оказалось то, что подход И. М. Дьяконова, который в основу анализа положил последователь- ность фазовых переходов социальной системы, естественным образом обобщается на всю эволюцию — и биосферы, и цивилизации, начиная с появления жизни на Земле. Эволюция цивилизации в определенном смысле оказывается гладким автомодельным продолжением эволюции биосферы, а точка сингулярности получает статус некоторого перелом- ного или завершающего момента всей четырехмиллиардолетней исто- рии развития жизни на Земле. Более того, эта идея позволила выска- зать гипотезу относительно скорости предбиологической химической эволюции, которая совсем уж неожиданно привела к гипотезе о проис- хождения жизни в процессе, локализованном не на отдельных плане- тах, как это обычно предполагается, но распределенном между милли-
12 Предисловие автора ардами планет Галактики и согласованным во всей Галактике за счет переноса вещества в ходе предбиологической межзвездной панспермии. Эти представления получили отражение в серии статей [26, 27, 28, 29]. В настоящую книгу этот материал входит в первый и второй разделы статьи «Эволюция и проблема SETI» (Статья 2)3. Кроме того, самая первая статья настоящей книги «Сингулярность Дьяконова» [31] спе- циально посвящена представлениям И. М. Дьяконова о периодизации истории и сингулярной точке исторического процесса. Я хочу отдать должное заслугам И. М. Дьяконова в развитии этого круга идей, да и чисто логически эта статья является отправной точкой всего анализа. Параллельно с представлениями об автомодельности и сингулярно- сти эволюции, развивался математический формализм, имеющий отно- шение к галактическому культурному полю. Однако сначала казалось, что развитие этого формализма никакого отношения ни к культурно- му полю, ни к автомодельности и сингулярности не имеет. Дело было так. Председатель НКЦ SETI4 Лев Миронович Гиндилис совершенно независимо от проблемы культурного поля обратил мое внимание на динамическую модель популяции космических цивилизаций в Галакти- ке, предложенную Дж. Крейфелдтом [32] и обобщенную самим Львом Мироновичем в статье [33]. Модель являлась динамическим обобще- нием известной формулы Дрейка, дающей оценку числа цивилизаций в Галактике, и по своему типу относилась к моделям линейного по- пуляционного синтеза. Гиндилис попросил меня подумать, нельзя ли в рамках этой теории провести расчет динамики популяции цивилизаций с использованием реалистичных моделей динамики звездообразования в Галактике и других имеющихся астрофизических данных (до этого в оценках использовались только очень примитивные модельные функ- ции вроде функций единичного скачка и т. д.). Я согласился подумать, и результатом явилось то, что не только удалось использовать реальные астрофизические данные, но и сама теория Крейфелдта-Гиндилиса была в некоторых отношениях обобще- на и полностью переформулирована. При этом открылись два новых неожиданных обстоятельства. Во-первых, оказалось, что исследования, касающиеся автомодельности и сингулярности эволюции и гипотеза са- мосогласованного галактического происхождения жизни могут быть естественно и эффективно использованы в рамках нового формализ- 3Эта статья была подготовлена специально для публикации в интернете на сайте НКЦ SETI [30], но выходит также в журнале «Бюллетень С АО РАН» в виде трех отдельных статей. 4 Научно-культурный центр SETI при Российской Академии космонавтики имени К. Э. Циолковского, ГАИШ и АКЦ ФИАН.
Предисловие автора 13 ма. Это привело к предсказанию явлений линейной демографической волны (стр. 70) и фазового демографического пика (стр. 73) в популя- ции цивилизаций Галактики и к существенному снижению произвола (как мне представляется) в выборе параметров теории. Во-вторых, ока- залось, что развитая линейная теория допускает естественные нелиней- ные обобщения, которые могут описывать влияние цивилизаций друг на друга или на условия собственного существования. Более того, раз- витый раньше формализм, описывающий переход Галактики в состоя- ние культурного поля [16, 18], может быть получен как частный случай одной из таких нелинейных теорий. Произошел возврат к теории куль- турного поля, но на более глубоком уровне понимания. Вся эта матема- тика рассмотрена в третьем и четвертом разделах Статьи 2 настоящей книги. Вся работа, относящаяся как к автомодельности и сингулярности эволюции, так и к математическим моделям динамики популяции ци- вилизаций в Галактике, является хорошим базисом для обсуждения фе- номена «экзогуманитарной цивилизации», которое дано в пятом разде- ле Статьи 2. Обсуждение этого раздела по необходимости имеет черты футурологического прогноза для нашей собственной цивилизации. Это и понятно: хорошо известно, что занимаясь проблемой SETI, мы вы- нуждены вглядываться в собственное будущее. В этом контексте есте- ственным образом возникает проблема будущего науки, которая об- суждается в разделе 2.5.4 Статьи 2. Обсуждение в этом разделе носит качественный характер, но в данной книге в Приложении В (отсутству- ющем в оригинале статьи) рассматривается простая количественная модель, иллюстрирующая и несколько развивающая эти качественные рассуждения. Работа о разуме, как возможном промежуточном звене эволюции (Статья 3), следует в данной книге сразу за обсуждением экзогума- нитарных цивилизаций, так как по сути является ее логическим про- должением, хотя хронологически была одной из первых в цикле работ, представленных в настоящей книге. В ней существенным образом ис- пользуется понятие галактического культурного поля и все, что с ним связано. Последняя, четвёртая, статья книги посвящена эволюции в Мульти- вёрсе. Статья опубликована в сборнике «Универсальный эволюционизм и глобальные проблемы» [34], часть материала опубликована в заметке [35]. Еще лет десять назад вопрос о том, что находится за пределами на-
14 Предисловие автора шей Вселенной, показался бы по меньшей мере метафизическим5. Од- нако для современной физики и космологии понятие Мультивёрса — объекта, представляющего собой множество «локальных» вселенных, одним из которых является наша Вселенная — стало предметом вполне респектабельной научной деятельности. Это стало следствием впечат- ляющего развития инфляционной космологии, квантовой теории изме- рений, квантовой гравитации и, главным образом, экспериментальных методов астрофизики и космологии в последние годы. В статье «Ин- варианты Универсальной эволюции и эволюция в Мультивёрсе», по- нятие универсальной эволюции переносится на Мультивёрс в целом. Здесь обсуждается понятие ансамбля эволюций в Мультивёрсе, вопрос о структуре и связях в этом ансамбле и ряд других специфических проблем. Эта статья является развитием тех аспектов универсально- го эволюционизма, которые упоминались в предыдущих статьях этой книги, и одним из основных моментов неизбежно оказывается место разума или иных очень высокоорганизованных форм развития мате- рии в многообразии Мультивёрса. В случае Мультивёрса этот вопрос ставится значительно острее, чем в случае единственной наблюдаемой Вселенной с ее уникальной историей. Это приводит к более глубокому взгляду на проблему SETI. Несколько слов необходимо сказать о характере материала этой книги. Прежде всего, нужно отметить, что большая часть книги на- писана на вполне популярном уровне. Однако разделы 3 и 4 статьи «Эволюция и проблема SETI» для полного понимания требуют владе- ния матанализом в объёме стандартного курса технического вуза. Но изложение построено таким образом, что эти разделы можно пропу- стить, так как там, где используются некоторые из полученных в них результатов, они кратко суммированы. Часть материала книги относится к различным математическим моделям, дающим проверяемые следствия, или представляет нормаль- ные научные гипотезы в том смысле, что они дают проверяемые пред- сказания и для них можно построить процедуру фальсификации. По- этому частично книга представляет оригинальное научное исследова- ние. Однако про другую часть материала этого сказать нельзя в том смысле, что исследование хотя и оригинальное, но не вполне научное 5 Тем не менее вопрос о множественности вселенных неоднократно ставился и рассматривался самым серьезным образом задолго до появления научных осно- ваний для этого, начиная, по крайней мере, с концепции «логически возможных миров» Лейбница. Этот круг вопросов подробно рассматривается в статье А. М. Мостепаненко [36] 1988 года, написанной, когда вопрос об экспериментальном ста- тусе Мультивёрса еще не стоял
Предисловие автора 15 в строгом смысле слова. Приведем пример. Периодизация исторического процесса И. М. Дьяконова и его вы- вод о существовании сингулярности истории основаны на предложен- ной им последовательности фазовых переходов человеческого обще- ства. Однако отсутствует замкнутое и достаточно формальное опреде- ление, что такое фазовый переход планетарной цивилизации. Поэтому невозможно строго ни доказать ни опровергнуть утверждение, соглас- но которому некоторые события истории являются фазовыми перехо- дами человеческого общества. Обычно такие переходы ассоциируются с представлением о «революционном преобразовании цивилизации», но можно до хрипоты спорить, какие изменения представляют собой рево- люцию, а какие — нет, и не прийти к согласию. Ведь у нас нет также и формального определения революции. Я связываю фазовые переходы с преодолением эволюционных кризисов, но строго доказать наличие эволюционных кризисов в одних случаях, или, наоборот, отсутствие их в других, часто невозможно (хотя в ряде случаев наличие кризиса достаточно ясно). В качестве примера можно привести последовательность трех сле- дующих друг за другом эпох развития человечества: мезолит (прото- неолит), неолит, и энеолит (медный век или хальколит). В качестве фазового перехода И. М. Дьяконов выделяет только начало неолита (неолитическая революция), но не нижние границы мезолита и энео- лита. Это кажется оправданным, так как начала эпохи мезолита и эпохи энеолита означают скорее некоторые вехи в экстенсивном ро- сте уровня производства, чем существенные структурные перестройки цивилизации. Смена присваивающего хозяйства производящим (нео- литическая революция) представляет собой перестройку качественно более глубокого уровня, и, видимо, неолитической революции предше- ствовал серьезный цивилизационный кризис, что, вероятно, не имело место накануне мезолита и энеолита. Однако это утверждение остается не более чем мнением, так как настоящие доказательства отсутствуют. Выделенное выше слово кажется является неустранимым (по край- ней мере пока). Можно, правда, отметить, что некоторые исторические события в литературе гораздо чаще упоминаются в качестве револю- ционных, чем другие. Я провел небольшой эксперимент. С помощью систем поиска Yandex и Google провел поиск в русскоязычном интерне- те, сколько имеется сайтов, где встречаются однотипно образованные термины «мезолитическая революция», «неолитическая революция», «энеолитическая революция». Результаты представлены в таблице:
16 Предисловие автора Мезолитическая революция Неолитическая революция Энеолитическая революция Yandex 0 878 4 Google 3 597 5 Видно, что такого рода «экспертная оценка» согласуется с оцен- кой И. М. Дьяконова и подтверждает выбор именно границы неолита в качестве существенного фазового перехода. Но это опять ни в ко- ем случае не является доказательством правильности такого выбора. Экспертная оценка может быть и выражением коллективного заблу- ждения. Таким образом, утверждение, что неолитическая революция является фазовым переходом в развитии человеческой цивилизации, а границы мезолита и энеолита — нет, не является научным утвержде- нием в строгом смысле слова, так как его нельзя ни доказать ни опро- вергнуть. Значит ли это, что подобные утверждения, и рассуждения, основанные на подобных утверждениях, вовсе лишены смысла? Этот «проклятый» вопрос доставил немало беспокойства автору книги. Ответ, который я для себя принимаю, состоит в следующем. Не всё, что не является наукой, вовсе лишено рационального смысла. При- мером вполне осмысленной системы знаний, не относящейся к науке, является по крайней мере часть философии. Наиболее важные и глу- бокие философские утверждения не являются ни верифицируемыми, ни фальсифицируемыми, поэтому не принадлежат науке (см. по это- му поводу статью В. В. Казютинского [37]). Но значительная часть настоящей книги не является философским текстом (хотя отдельные философские вкрапления и встречаются), хотя, строго говоря, не при- надлежит и науке. Способ построения этой части рассуждений был проиллюстрирован выше на примере с интерпретацией неолитической революции как фазового перехода. В таких рассуждениях за основу берутся твердо установленные научные факты, но их интерпретация выводит за пределы научной строгости, хотя и может выглядеть очень правдоподобной. Эта процедура может приводить к утверждениям, не имеющим статуса научных гипотез (по причине отсутствия процедуры фальсификации), но которые могут быть весьма интересны по сути. Чем же являются эти утверждения? Я предпочитаю в этом случае ис- пользовать термин эвристическая гипотеза, явно противопоставляя его научной гипотезе. Такого рода эвристические гипотезы призваны стимулировать дальнейшую деятельность по разъяснению входящих в них понятий и вообще будить мысль. Другая польза от эвристических
Предисловие автора 17 гипотез состоит в том, что в результате анализа цепочки таких гипотез можно прийти к формулировке нормальной научной гипотезы, подра- зумевающей недвусмысленные процедуры верификации и фальсифи- кации. В настоящем исследовании так произошло, например, с форму- лировкой гипотезы самосогласованной предбиологической эволюции в Галактике (Статья 2, раздел 2.2). Такой уровень анализа является в некотором смысле промежуточным между чисто научным и чисто фи- лософским, и для его обозначения нужен специальный термин. Будем называть его условно уровнем анализа научной картины мира (НКМ) что, как нам представляется, близко к смыслу, вкладываемому в этот термин В. В. Казютинским [38, 39], но отличается от употребления дру- гими авторами, например В. С. Стёпиным [10]. Простым бытовым язы- ком можно сказать, что это уровень научной публицистики. Здесь не всегда делаются строго научные утверждения, но весь анализ должен начинаться с научных фактов, а целью его является построение стиму- лирующих эвристических гипотез и обобщений, что должно открыто декларироваться. Особенно часто такой подход явно или неявно возни- кает в междисциплинарных исследованиях. Надо сказать, что значи- тельная часть текстов, посвященных универсальному эволюционизму и проблеме SETI, фактически представляют анализ уровня НКМ в указанном выше смысле, хотя явно это не оговаривается. Выводы о масштабной инвариантности ускорения эволюции био- сферы Земли и о существовании сингулярной точки эволюции, которые делаются в настоящей книге, — это примеры результатов уровня НКМ. Туда же относятся представления о двух рукавах эволюции (Статья 4) и некоторые другие материалы книги. Я надеюсь, что читатель сможет отделить научное содержание данной книги о текстов уровня НКМ. По степени междисциплинарности анализа к универсальному эво- люционизму и проблеме SETI приближается синергетика и теория ка- тастроф (последнюю можно считать составной частью синергетики). Надо отметить, что некоторые из математических моделей, рассмот- ренные в этой книге, по своему характеру с несомненностью принад- лежат этим дисциплинам, хотя в текстах статей это нигде прямо не отмечено. Я думаю, это является существенным упущением и спешу здесь исправить этот недостаток. В заключение я хотел бы выразить глубокую благодарность моим многочисленным коллегам и друзьям, которые приняли участие в об- суждении вопросов, которые составили основу содержания этой книги. Особенно мне хотелось бы отметить постоянную и многолетнюю поддержку работы со стороны Л. М. Гидилиса, В. В. Казютинского и
18 Предисловие автора А. П. Назаретяна. Без их участия этот труд вряд ли появился бы на свет. Я благодарю так же за многочисленные полезные замечания и стимулирующие дискуссии В. А. Анисимова, С. А. Боринскую, Н. Г. Бочкарёва, А. Л. Зайцева, И. М. Гуревича, Н. С. Кардашёва, С. П. Капицу, А. В. Коротаева, Д. Кристиана, А. В. Маркова, У. Новотного, О. М. Тенякову, А. Ф. Топунова, Л. В. Фесенкову, Д. С. Чернавского и многих других, кого я здесь не смог упомянуть. И, наконец, я благодарен моей семье и, особенно, моей жене Оле, за великотерпение и понимание. Я прекрасно понимаю, сколько я до- ставил этим трудом неудобств и тревог и сколько потратил времени, которое по праву принадлежит им, и которое могло бы быть использо- вано с большей пользой. Я извиняюсь перед ними и посвящаю им эту книгу. Москва, 29 июля 2007 г.
Статья 1 Сингулярность Дьяконова1 Одна из наиболее известных периодизаций исторического процес- са принадлежит выдающемуся отечественному историку-востоковеду Игорю Михайловичу Дьяконову (1915-1999). Он обосновал ее в кни- ге «Пути истории» [24], поделив историю на восемь фаз с фазовыми переходами между ними1 2. Выделенные им фазы суть следующие (ис- пользуется терминология Дьяконова): Первая фаза - первобытная. Примерно соответствует верхнему па- леолиту. Вторая фаза - первобытнообщинная. Характеризуется возникнове- нием земледелия и скотоводства (неолитическая революция) и появле- нием общины. Третья фаза - ранняя древность. Возникновение государственных структур и городов, первая фаза классового общества. Четвертая фаза - имперская древность. Связывается с началом железного века, повсеместным распространением империй, изменения- ми в области социальной психологии (культурный переворот Древней Греции и т. д.) Пятая фаза - средневековье. Фаза феодальной раздробленности, распространения общеобязательных догматических учений. Шестая фаза - стабильно-абсолютистское постсредневековье. Становление классов буржуазии и наемных рабочих, развитие есте- ственных наук и промышленного производства, распространение ста- 1P.S. Статья опубликована в книге: «История и Математика: Проблемы перио- дизации исторических макропроцессов». URSS, Москва, 2006, С. 31-37. 2 Всюду, где будут приводиться ссылки на страницы без указания первоисточни- ка, имеется в виду книга И. М. Дьяконова «Пути истории». 19
20 Статья 1. Сингулярность Дьяконова бильных абсолютистских государств, имеющих определенные природ- ные, религиозные и национальные границы. Распространение рефор- мированных религий, географические открытия. Седьмая фаза - капиталистическая. Превращение естественных наук в производительную силу; механизированное производство; про- тивостояние буржуазии и наемных рабочих как основных классов. Восьмая фаза - посткапиталистическая. Примерно соответству- ет постиндустриализму. Возникновение учения о минимизации лич- ностного дискомфорта, которое служит социально-психологическим обоснованием существования данного общественного строя; плюрализм мнений и религий; возникновение класса работников «сферы обслужи- вания»; развитие информационных технологий и др. Здесь приведена только очень краткая характеристика фаз исто- рии. На страницах книги Дьяконова можно, разумеется, найти гораздо более детальное обсуждение. Дополнительно отметим, что, по Дьяко- нову, отличительным признаком каждого фазового перехода является качественный скачок в уровне развития вооружений. Например, для восьмой фазы характерно ядерное оружие; для седьмой фазы - нарез- ное огнестрельное оружие, бронированные корабли, танки, самолеты, химическое оружие; и т. д. Заметим, что логическим следствием этого является последовательный рост от фазы к фазе культурных факто- ров, сдерживающих растущую разрушительную силу вооружений, что необходимо для поддержания общества в равновесии. Это согласуется с законом техно-гуманитарного баланса Назаретяна [11, 40]. Очевидно, что датировка фазовых переходов — непростое дело, так как развитие человеческого общества неравномерно по регионам. Тем не менее И. М. Дьяконов считает возможным с каждым фазовым пе- реходом, хотя бы и весьма приблизительно, связать некоторую дату. И, далее, на основе анализа полученной последовательности дат, он делает фундаментальный вывод об экспоненциальном ускорении исто- рического процесса и следующем отсюда существовании сингулярной точки истории. Этот вывод настолько важен, что имеет смысл привести соответствующий фрагмент книги полностью (стр. 352-353): «Нет сомнения, что исторический процесс являет признаки законо- мерного экспоненциального ускорения. От появления Homo sapiens до конца I фазы прошло не менее 30 тыс. лет, II фаза длилась около 7 тыс. лет, III фаза - около 2 тыс., IV фаза - около 1,5 тыс., V фаза - около тысячи лет, VI фаза - около 300, VII фаза - немногом более 100 лет; продолжительность VIII фазы пока определить невозможно. Нанесен- ные на график, эти фазы складываются в экспоненциальное развитие,
Статья 1. Сингулярность Дьяконова 21 которое предполагает в конце концов переход к вертикальной линии или, вернее, к точке — так называемой сингулярности.» Не будучи математиком, Дьяконов не дал количественного анализа этого экспоненциального развития и оставил без ответа важнейший во- прос: когда следует ожидать появления точки сингулярности? Попро- буем восстановить недостающую часть анализа, используя в точности данные Дьяконова, и, тем самым, выясним, что он фактически мог бы иметь в виду. Прежде всего, необходимо восстановить датировку фазовых пере- ходов. В приведенном выше фрагменте для этого имеется почти вся необходимая информация. Не хватает даты перехода в восьмую фазу, но недвусмысленный ответ на этот вопрос имеется на стр. 342: «Но окончательный предел капиталистической фазе положило изобретение ядерной бомбы». Таким образом, фазовый переход в восьмую фазу от- несен к 1945 году. Не очень точно обозначена длительность седьмой фазы. Что значит «немногим более 100 лет»? Ответ имеется на стр. 208: «Таким образом, седьмая, капиталистическая фаза исторического процесса установилась в широкой полосе от Атлантического до Тихого океана в середине XIX в.» Получаем дату фазового перехода в седьмую фазу - это приблизительно 1850 год. Это утверждение вместе с полу- ченной выше датой перехода в восьмую фазу несколько противоречит утверждению, что длительность седьмой фазы немногим более 100 лет, так как получается всего 95 лет. Для того, чтобы устранить противо- речие, снизим дату перехода в седьмую фазу до 1845 года. Все прочие даты фазовых переходов восстанавливаются однозначно по приведен- ным Дьяконовым длительностям фаз. Восстановленные даты фазовых переходов приведены в табл. 1.1. Под экспоненциальным ускорением исторического процесса Дьяко- нов подразумевал, видимо, последовательное сокращение длительно- стей фаз в соответствии с законом геометрической прогрессии. Такая последовательность обладает свойством масштабной инвариантности: каждая часть этой последовательности может быть получена из любой другой с помощью масштабного преобразования — сжатия или растя- жения. Однако, уже беглый взгляд на реальную последовательность длительностей фаз показывает, что точной геометрической прогрессии здесь нет. Следовательно, можно говорить лишь о некотором прибли- жении, и поставить вопрос о том, насколько это приближение является оправданным. Если бы последовательность фазовых переходов обладала свой-
22 Статья 1. Сингулярность Дьяконова Таблица 1.1: Даты фазовых переходов истории по Дьяконову Название фазы Дата начала фазы Первая фаза - первобытная. 40 тыс. лет до н.э. Вторая фаза - первобытнообщинная 10 тыс. лет до н.э. Третья фаза - ранняя древность 3 тыс. до н.э. Четвертая фаза - имперская древность 960 лет до н.э Пятая фаза - средневековье 540 г. Шестая фаза - стабильно-абсолю- тистское постсредневековье 1540 г. Седьмая фаза - капиталистическая 1845 г. Восьмая фаза - посткапиталистическая 1945 г. ством масштабной инвариантности точно, она имела бы вид: tn = t* — Т/ап. (1.1) В уравнении (1.1) коэффициент а > 1 есть показатель сокращения дли- тельности каждой последующей фазы истории по сравнению с преды- дущей (показатель геометрической прогресии), Т есть продолжитель- ность всего описываемого промежутка времени, п представляет собой номер фазового перехода, t* является пределом последовательности фазовых переходов {tn} — это и есть сингулярность Дьяконова. Задача, которую надо решить — найти наилучшее приближение ре- альной последовательности фазовых переходов идеальной масштабно- инвариантной последовательностью (1). В уравнении имеются три неизвестных независимых параметра аД*,Г, и поиск наилучшего при- ближения сводится к определению оптимального набора этих трех ве- личин. Для решения этой задачи можно воспользоваться обычным ме- тодом наименьших квадратов. Для того, чтобы понять, насколько хо- роша полученная аппроксимация, полезно переписать уравнение (1.1) в виде lg(f* -tn) = IgT-nlga. Видно, что зависимость промежутка времени от точки фазового перехода tn до сингулярности от номера фазового перехода п в ло-
Статья 1. Сингулярность Дьяконова 23 Рис. 1.1: Приближенная масштабная инвариантность последовательно- сти фазовых переходов исторического процесса. Квадратики — точки фазовых переходов, прямая линия — результат оптимальной аппрок- симации идеальной масштабно-инвариантной зависимостью. гарифмическом масштабе является линейной функцией, то есть соот- ветствующий график должен быть приблизительно прямой линией. Результат такого анализа — оптимальной подгонки — показан на рис. 1.1. Видно, что хотя отклонения полученной зависимости от пря- мой линии имеются, в среднем свойство масштабной инвариантности выполняется достаточно разумно. Поэтому и представление о сингу- лярности истории имеет смысл, но должно пониматься как некоторое приближенное понятие. Для положения точки сингулярности анализ дает t* = 2064 год, для коэффициента ускорения а = 2,25. Таким об- разом, сингулярность истории оказывается делом не такого далекого будущего. Проведенный анализ можно расширить в двух отношениях. 1. Нетрудно видеть, что полученные результаты обладают опреде- ленной предсказательной и объяснительной силой. Используя найден- ный коэффициент ускорения а, можно проэкстраполировать последо- вательность фазовых переходов в будущее и найти ожидаемое поло- жение девятого фазового перехода, который не рассматривался И. М. Дьяконовым. Самый простой способ — взять продолжительность седь-
24 Статья 1. Сингулярность Дьяконова мой фазы (100 лет), найти ожидаемую продолжительность восьмой фа- зы как 100/се = 44 года, и добавить эту величину к дате начала восьмой фазы: 1945 + 44 = 1989 год. Получилась дата, весьма близкая к событи- ям, связанным с распадом СССР и всей мировой системы тоталитарной плановой экономики3. Это наводит на мысль, что эти события начали новую, девятую фазу истории4. И действительно, даже независимо от такого впечатляющего совпадения дат, можно отметить качественно новые явления в жизни человеческой цивилизации. Это резкое сни- жение уровня глобального ядерного противостояния, что существен- но отодвинуло человечество от возможности самоуничтожения в ядер- ном конфликте планетарного масштаба. Это очередной качественный скачок в вооружениях, чему такое большое значение как диагностиче- скому признаку фазового перехода придает Дьяконов. Начиная с 90-х годов на первый план выдвигается, во-первых, высокотехнологичное и высокоточное «умное» оружие, использующее возможности систем «искусственного интеллекта», космического наведения т. д. Во-вторых, это люди-роботы, вооруженные поясом шахида или другими орудиями террора. Последний тип «вооружения» связан с развитием и распро- странением методов манипулирования сознанием, причем не только в террористических целях, но и в политике и в других областях обще- ственной жизни, что также может рассматриваться как существенный диагностический признак новой фазы. Наконец, можно отметить пре- вращение человечества в единую глобальную информационную систе- му благодаря беспрецедентному распространению компьютерных сетей и дешёвых компьютеров. Этот процесс начал лавинообразное развитие как раз с начала 90-х годов. 2. Оказывается, последовательность фазовых переходов Дьяконова совершенно естественным образом продолжается и в прошлое вплоть до появления жизни на Земле. Более ранним фазовым переходом ока- зывается культурная революция неандертальцев 150-100 тыс. лет на- зад (начало эпохи Мустье), когда лидером эволюции становится homo sapiens neandertalensis, далее идут эпохи Ашель и Шелль и так далее. На ранних этапах развития биосферы фазовые переходы совпадают с границами геологических эр, которые на самом деле означают наибо- 3P.S. Коренные изменения в расстановке сил на мировой арене в этот период не вызывают сомнений, но в деталях интерпретации произошедших тогда событий вряд ли удастся достигнуть согласия в обозримом будущем. Поэтому не следует вос- принимать авторскую квалификацию произошедших изменений слишком серьезно. 4P.S. Уже после публикации этой статьи я узнал, что события, связанные с рас- падом мировой системы социализма, классифицированы как фазовый переход ми- ровой цивилизации также в книге [7], см. стр. 238 в ней.
Статья 1. Сингулярность Дьяконова 25 лее крупные перевороты в биоте. Анализ, включающий все фазовые переходы как биосферы, так и истории цивилизации, детально опи- сан нами в статье [27]5. Результат анализа последовательности всех фазовых переходов, аналогичный проведенному выше анализу только восьми последних точек, показан на рис. 2.2 (стр. 39). Обращает на се- бя внимание отсутствие каких-либо особенностей на кривой в месте, где чисто биологическая эволюция переходит в социальную (да и где она, эта точка?). Это поддерживает идею об универсальности харак- тера как биологической так и социальной эволюции и концепцию уни- версального эволюционизма вообще и заставляет задуматься об общих механизмах всех типов эволюции. И действительно, удается выделить ряд таких общих механизмов и закономерностей [11, 27]. Результат обработки всей последовательности фазовых переходов (рис. 2.2) приводит к положению точки сингулярности t* = 2004 год, что отличается от даты 2064 год, полученной только по точкам Дья- конова. Собственно, разница в этих значениях и является показате- лем степени приближенности понятия «сингулярность истории». Вид- но, что никакой математической сингулярности, в которой плотность фазовых переходов достигла бы бесконечности, не существует, но речь идет о промежутке времени длительностью около пятидесяти (ближай- ших!) лет, когда характер исторического процесса действительно дол- жен претерпеть существеннейшие и совершенно беспрецедентные из- менения. Вот что по этому поводу пишет сам И. М. Дьяконов: «В применении к истории понятие “бесконечность” лишено смысла: не могут дальнейшие фазы исторического развития, все убыстряясь, сменяться за годы, месяцы, недели, дни, часы и секунды. Если не пред- видеть катастрофы — хочется верить, премудрый Homo sapiens сумеет ее предотвратить, — тогда, очевидно, следует ожидать вмешательства каких-то новых, еще не учитываемых движущих сил, которые изменят эти графики. Хорошо, если они переведут их на платформу, плохо, если изменение выразится в стремительном падении линии на графиках от какой-то достигнутой вершины. Будем надеяться, что уже вскоре чело- вечество ждут непрогрессирующие или слабо прогрессирующие фазы». Будем надеяться и мы. 5P.S. См. также раздел 2.1 в статье «Эволюция и проблема SETI» настоящей книги.
Статья 2 Эволюция и проблема SETI Данная статья основана на серии из трех докладов, представлен- ных автором на конференции «Горизонты астрономии и SETI»1, кото- рая проходила с 25 по 30 сентября 2005 года в поселке Нижний Архыз в САО РАН. Эти три доклада являются по сути одной работой, со- стоящей из пяти частей. Первый доклад объединял первую и вторую части, второй доклад — третью и четвертую, третий доклад включал пятую часть. Части разнородны по характеру, но связываются рядом общих идей. В данной статье каждой части соответствует отдельный раздел. Разделы 2.1 и 2.2 имеют естественно-научный характер и ка- саются общего характера эволюции на планетах земного типа, разде- лы 2.3 и 2.4 посвящены некоторым математическим моделям, дающим динамическое обобщение формулы Дрейка для описания динамики по- пуляции коммуникативных цивилизаций в Галактике, раздел 2.5 име- ет социально-философский и футурологический оттенок и посвящен обсуждению характера потенциального партнера по межзвездной свя- зи. Автор надеется, что для понимания разделов 2.3 и 2.4 разделов нет необходимости вникать во все детали математического формализ- ма (который представлен в статье), так как физический смысл полу- ченных результатов достаточно прост, и может быть понят из рисунков и графиков и пояснений в тексте. Более того, для понимания раздела 2.5 чтение разделов 2.3 и 2.4 не является необходимым, так как су- 1SETI — Search for Extraterrestrial Intelligence, проблема поиска внеземного ра- зума. 26
2.1 Масштабная инвариантность эволюции на Земле 27 щественные для дальнейшего выводы этих разделов суммированы в начале раздела 2.5.6. 2.1 Масштабная инвариантность социаль- но-биологической эволюции на Земле и гипотеза универсальной шкалы време- ни эволюции Количество космотехнологических2 коммуникативных цивилиза- ций (КЦ) в Галактике определяется характеристиками эволюционного процесса, который может приводить к возникновению жизни и разума, а также длительностью и характером коммуникативной фазы развития цивилизаций. В этом разделе будут рассмотрены некоторые гипотезы, позволяющие предложить шкалу времени биологической и социальной эволюции, а также позволяющие по-новому сформулировать вопрос о возможном характере цивилизаций — потенциальных партнеров по SETI-контакту. Существенно, что в рамках предлагаемого подхода уда- ется с единой точки зрения рассмотреть некоторые весьма различные, на первый взгляд, проблемы. 2.1.1 Характер планетарной эволюции История жизни на Земле начинается с возникновения биосферы около 4 х 109 лет назад [41] и продолжается историей человечества после возникновения рода Ното (4 — 5) х 106 лет назад [42]. В механиз- мах эволюции биосферы как таковой, и человечества имеется много общего [6, 43, 44, 11]. Имеет смысл говорить об эволюции биосферы в обобщенном смысле, рассматривая эволюцию собственно биосферы и, затем, эволюцию человечества как единый непрерывный процесс. Далее под термином «планетарная система» (ПС) будет пониматься такая система, которая на ранних этапах развития отождествляется с биосферой в обычном понимании, но включает цивилизацию на позд- них стадиях своей эволюции. 2 Уже Homo habilis около полутора миллионов лет назад владел технологией изготовления каменных орудий, поэтому уже тогда цивилизация Земли была тех- нологической. Под космотехнологической цивилизацией будет пониматься цивили- зация, владеющая космическими технологиями: космической связью, космическим транспортом и т.д. При обсуждении потенциальных партнеров по SETI-контакту корректно говорить не о технологических, а о космотехнологических цивилизаци- ях.
28 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Длительность первых фаз эволюции жизни на Земле, когда в био- сфере доминировали простейшие организмы — прокариоты, измеря- лась миллиардами лет. Приматы прошли путь от человекообразной обезьяны до Homo sapiens уже всего за два-три десятка миллионов лет, а темпы эволюции современной цивилизации отличаются крайней стремительностью. Возникает интуитивное ощущение, что эволюция на Земле ускоряется. Можно ли ввести объективную шкалу скорости эволюции, охватывающую как чисто биологическую, так и социальную ее части? Ясно, что это чрезвычайно сложная задача (если вообще при- знавать ее осмысленной), и трудно надеяться на ее исчерпывающее ре- шение. Ниже, в качестве гипотезы, предлагается один из возможных подходов к этой проблеме. Очевидно, что для обсуждения единой шкалы скорости эволюции, охватывающей историю всей ПС, необходимо отталкиваться от неко- торых понятий, приложимых как к биологической, так и к социаль- ной эволюции или от явлений, характерных для обоих этих видов эво- люции. Для того, чтобы ввести соответствующие представления, сле- дует исходить из некоторой модели эволюции. Здесь мы лишь крат- ко наметим основные черты такой модели. Несколько более подроб- ное обсуждение можно найти в нашей статье [27]. Излагаемые ниже эволюционные представления основаны, главным образом, на книгах [11, 45, 46, 24] и представляют собой некоторый синтез идей, представ- ленных в этих работах. Степень последовательности и согласованности этого синтеза остается на совести автора. Начнем с замечания, что ПС в некотором приближении развивается как единая система, поэтому в том же приближении можно говорить об этапах эволюции ПС как целого. На начальном этапе эволюции можно говорить о прокариотной фазе развития ПС, затем о периоде домини- рования примитивных эвкариот, на поздних этапах развития ПС мож- но говорить о ведущей роли постиндустриализма и т. д. Подчеркнем, что представление об этапах эволюции ПС является приближенным модельным представлением, так как почти всегда можно найти как регионы-изолянты, отстающие от общего развития (фауна сумчатых Австралии) либо вовсе не следующие за основной магистральной лини- ей эволюции ПС (фауна «черных курильщиков»), так и некие «ростки нового», в каком-то смысле обгоняющие свое время (факторы избыточ- ного многообразия, см. ниже). Эволюция планетарной системы проходит через последователь- ность фаз с фазовыми переходами между ними. Фазовые переходы сопровождаются особенно бурными событиями в ПС, переводящими
2.1 Масштабная инвариантность эволюции на Земле 29 ее в качественно новое состояние. Периоды развития между фазовыми переходами отличаются в каком-то смысле более плавным характером изменений в ПС. Фазовые переходы возникают в результате преодоления эволюци- онных кризисов и называются также биосферными (или цивилизаци- онными, в зависимости от характера) революциями. Не следует путать эволюционные кризисы с кризисами экзогенного происхождения, на- пример — вызванными падением крупного метеорита или извержением вулкана. Двумя важными механизмами эволюционных кризисов явля- ются эндо-экзогенный и техно-гуманитарный механизмы (последний — на социальной стадии эволюции). Суть эндо-экзогенного механизма кризиса состоит в том, что активность биосферы так изменяет сре- ду обитания, что ставит под вопрос собственную устойчивость. Техно- гуманитарный механизм, или, иначе, кризис техно-гуманитарного ба- ланса, заключается в росте разрушительного фактора технологии без адекватного роста его культурных сдержек. Оба механизма на соци- альной стадии развития ПС нередко действуют совместно. Конечно, эти два механизма хоть и важны, но не исчерпывают все многообразие причин эволюционных кризисов. Эволюционные кризисы преодолеваются планетарной системой за счет усложнения собственной структуры и перехода к равновесию на более высоком уровне. Собственно, в этом и заключается суть «про- грессивной» эволюции, так как в состоянии, более далеком от равнове- сия, ПС характеризуется и более сложной структурой. В этом контек- сте «прогресс» означает усложнение и удаление от равновесия. Чистые кризисы экзогенного происхождения сами по себе не приводят к био- сферным революциям, но могут повлиять на протекание естественного эволюционного кризиса, как это было, возможно, на верхней границе Мела, когда окончательно исчезли динозавры. Существенную роль в преодолении эволюционных кризисов играет так называемый фактор избыточного внутреннего разнообразия. Под избыточным разнообразием понимаются эволюционные формы, не иг- рающие существенной системообразующей роли на определенной фазе развития ПС. В момент эволюционного кризиса именно из избыточно- го многообразия путем отбора выделяются те эволюционные формы, которые становятся лидерами эволюции на новой фазе развития ПС. Одним из существенных свойств эволюционного процесса является аддитивность эволюции. По мере появления новых, более прогрессив- ных эволюционных форм, старые, как правило, не исчезают полно- стью, но лишь уходят на второй план и начинают играть подчиненную
30 Статья 2. Эволюция и проблема SETI роль в экосистемах или социальных системах. Становление эвкариот- ной биосферы не означает исчезновение прокариот, после неолитиче- ской революции аграрное производство не вытесняет полностью охоту и собирательство, становление научного метода познания природы не отменяет философию и религию и т. д. Важным свойством эволюции является консерватизм. Консерва- тизм означает, что новые эволюционные формы не возникают сами по себе, но всегда являются результатом комбинирования уже существу- ющих продуктов эволюции. Эвкариотная клетка является симбионтом более простых прокариотных организмов, многоклеточный организм есть симбионт одноклеточных эвкариот, и т. д. Это позволяет на мно- жестве эволюционных форм ввести частичное упорядочение и гово- рить, что некоторая эволюционная форма превосходит некоторую дру- гую в том случае, если первая является наследницей второй в смысле консервативности эволюционного процесса. Такое частичное упорядо- чение позволяет строить эволюционное древо. В подавляющем боль- шинстве случаев превосходство в смысле положения на эволюционном древе означает также более сложную структуру и более высокую сте- пень неравновесности системы в термодинамическом смысле. 2.1.2 Последовательность биосферных фазовых пе- реходов Предлагаемая ниже шкала скорости эволюции основана на ана- лизе последовательности фазовых переходов биосферы, связанных с преодолением эволюционных кризисов. Не существует точного и объ- ективного метода для выделения такого рода событий, разные собы- тия устанавливаются с разной степенью достоверности, поэтому сле- дующий ниже список фазовых переходов должен рассматриваться как эвристическая гипотеза и предложение для дальнейшего обсуждения. Для выделения событий, которые могут быть квалифицированы как биосферные революции, был использован ряд признаков таких собы- тий, как это следует из приведенной выше модели эволюции, и оцен- ки некоторых хорошо известных событий в качестве революционных по литературным данным, т. е., фактически, в соответствие с мнени- ем экспертов. События собственно истории биосферы были выбраны в соответствие с литературой по бактериальной и классической палеон- тологии (см. ниже), события истории человечества соответствуют пе- риодизации, предложенной И. М. Дьяконовым [24] (восемь фазовых переходов Дьяконова) и С. П. Капицей [25].
2.1 Масштабная инвариантность эволюции на Земле 31 Последовательность биосферных революций приведена ниже с ну- мерацией начиная с нуля. Даты в списке представлены весьма прибли- зительно, но высокая точность и не требуется в последующем анализе. Более того, в большинстве случаев фазовые переходы занимали более или менее длительные отрезки времени, не имеющие четкого начала и конца, поэтому надо ясно понимать, что представление фазового пере- хода точкой во времени — это модельное представление. Если каждую дату сдвинуть в прошлое или будущее случайным образом на вели- чину примерно до 30% от ее абсолютного значения, основные выводы не изменятся. Ниже фазовые переходы, как правило, будут характе- ризованы очень кратко за исключением случаев, когда встречаются трудности в интерпретации. 0. Возникновение жизни - 4 х 109 лет назад [41]. Биосфера по- сле ее появления была представлена безъядерными анаэробными од- ноклеточными организмами — прокариотами (а также, возможно, ви- русами) и, видимо, существовала в таком виде первые 2-2,5 млрд, лет без существенных потрясений. Важно, что фотосинтезирующие бакте- рии появились на самых ранних этапах эволюции, на чем настаивает, в частности, школа академика Г. А. Заварзина [47]. Хотя достовер- ные признаки фотосинтеза имеют возраст 2,7 млрд, лет [48], вероят- ные остатки фотосинтезирующих цианобактерий датируются возрас- том 3,4-3,5 млрд, лет [49]. Можно сказать, что на возникновение фото- синтеза почти не потребовалось эволюционного времени по сравнению со скоростью последующей эволюции биосферы. Появление фотосинте- зирующих бактерий больше похоже на заполнение новой экологической ниши (например, связанной с понижением температуры поверхности планеты), чем на преодоление эндо-экзогенного кризиса, характерного для истинного фазового перехода. К вопросу о том, как мог так быстро возникнуть механизм фотосинтеза, мы вернемся в разделе 2.2.2. Мы не будем связывать с возникновением фотосинтеза отдельный фазовый переход ПС, хотя подчеркнем, что вопрос о происхождении фотосинте- за сложен, и такое решение может быть оспорено. Задолго то окончания господства прокариот, по-видимому около 2,5 млрд лет назад или да- же несколько раньше, возникли первые эвкариоты и, возможно, даже примитивные многоклеточные организмы, но они не играли существен- ной роли в глобальных биохимических циклах вплоть до кислородного кризиса около 1,5 млрд, лет назад (см. ниже) [48]. Эвкариотная фауна на фоне прокариотной существовала в форме избыточного внутреннего разнообразия. 1. Неопротерозопекая революция (Кислородный кризис) - 1,5 х
32 Статья 2. Эволюция и проблема SETI 109 лет назад [49, 47, 48, 50]. Цианобактерии обогатили атмосферу кис- лородом, который был сильным ядом для анаэробных прокариот. Это породило эндо-экзогенный кризис, по-видимому — первый в истории Земли. Анаэробные прокариоты начали вымирать, и анаэробная про- кариотная фауна сменилась эвкариотной и примитивной многоклеточ- ной. Признаки угнетения и вымирания первобытной анаэробной фауны отмечаются приблизительно от двух до одного миллиарда лет назад, то есть неопротерозойский переход занимает достаточно большой про- межуток времени. Полтора миллиарда лет назад — приблизительно середина этого периода. Так как эвкариоты возникли задолго до кис- лородного кризиса, очевидно, был использован фактор избыточного многообразия предыдущей фазы. Анаэробные прокариоты не исчезли, но их роль в большинстве экосистем существенно упала (аддитивность эволюции). 2. Кембрийский взрыв (начало Палеозоя) - 570 х 106 лет назад [51]. В течение Кембрия (570-505 млн. лет назад) появляются практиче- ски все современные филогенетические стволы многоклеточных (вклю- чая позвоночных). Он завершается ордовикской радиацией [52] (рост количества родов приблизительно 510-450 млн. лет назад). Отметим, что А. В. Марков [52], выделяя наиболее крупные переходы биосфе- ры фанерозоя на основании изучения морской биоты, относит начало ордовикской радиации к событиям, напоминающим фазовый переход биосферы (наряду с кембрийским взрывом, началом Мезозоя и Кай- нозоя). Однако канун ордовикской радиации не содержит явных при- знаков эволюционного кризиса (массовые вымирания), и поэтому не вполне вписывается в систему критериев фазового перехода, исполь- зуемого в настоящей работе. Мы предполагаем, что весь Кембрийский период несколько напоминает переходный период от прокариотной к эвкариотной биосфере (2-1 млрд, лет назад) и целиком может рассмат- риваться как затянувшийся фазовый переход. Ордовикская радиация знаменует окончание этого перехода. Очевидно, интерпретация этих событий не вполне однозначна. В течение Палеозоя суша постепенно заселялась жизнью. Палеозойская эра заканчивается господством на суше земноводных, чрезвычайно разнообразных и, часто, гигантских и высокоспециализированных. За несколько десятков миллионов лет до окончания Палеозоя возникают первые пресмыкающиеся (избыточ- ное разнообразие), которые становятся системообразующим фактором следующей фазы развития биосферы. С выходом жизни на сушу не связывают преодоления кризисных явлений или ярко выраженных ре- волюций. Скорее, это напоминало экстенсивное заполнение новых эко-
2.1 Масштабная инвариантность эволюции на Земле 33 логических ниш, открывшихся в связи с образованием мощного озо- нового слоя, предохраняющего поверхность суши от ультрафиолета. Когда суша была полностью освоена, и все соответствующие экологи- ческие ниши заполнены, произошел следующий эволюционный кризис. 3. Революция пресмыкающихся (Начало Мезозоя) - 235 х 106 лет назад [53, 54]. Вымирают практически все виды палеозойских земно- водных. На суше лидерами эволюции становятся рептилии, хотя и зем- новодные не исчезают полностью из экосистем. Уже в середине мезозоя появляются первые млекопитающие, но в экосистемах играют подчи- ненную роль (избыточное многообразие). 4. Революция млекопитающих (Начало Кайнозоя) - 66 х 106 лет назад [53, 54]. Вымирают динозавры. На суше лидерами эволюции ста- новятся млекопитающие и птицы, пресмыкающиеся не исчезают, но уходят на второй план. То, что вымирание динозавров вызвано исклю- чительно последствиями падения гигантского метеорита, вызывает се- рьезную критику, так как вымирание динозавров длилось 1-2 млн. лет, а, пыль и сажа могла держаться в атмосфере максимум несколько ме- сяцев. При этом длительных глобальных климатических изменений в этот период не отмечается. Более того, утверждается [53, стр. 136], что скорость вымирания пресмыкающихся была примерно постоянной на протяжении всего мезозоя. Конец же мезозоя отличается лишь тем, что перестали появляться новые виды динозавров, что и привело к их окончательному исчезновению. Это является явным признаком эволю- ционного кризиса, хотя точная природа его остается непонятной. Здесь отметим, в статье А. В. Маркова [52] показано, что Кембрий- ский взрыв, начало Мезозоя и Кайнозоя как четкие рубежи в эволю- ции биосферы прослеживается не только по наземной, но и по мор- ской фауне. Вообще, из четырех фазовых переходов эпохи фанерозоя (Кембрийский взрыв, ордовикская радиация, начало Мезозоя, начало Кайнозоя), упоминавшихся А. В. Марковым, в нашу схему переходов вошли все, за исключением ордовикской радиации. О возможном осо- бом статусе ордовикской радиации было сказано выше. 5. Революция гоминоидов, начало Неогена - 24 х 106 лет назад [54, 55]. Большой эволюционный взрыв гоминоидов (человекообразных обезьян). Между 22-мя и 17-ю миллионами лет назад на Земле жило не менее 14 отрядов гоминоидов, что составляет многие десятки видов — много больше, чем сейчас [54, 55]. На территории Евразии вымира- ют многое отряды примитивных сумчатых млекопитающих, флора и фауна принимают практически современный вид3. 3Чрезвычайно интересно, что между 30-ю и 20-ю миллионами лет назад обрыва-
34 Статья 2. Эволюция и проблема SETI 6. Антропоген - (4 — 5) х 106 лет назад [42]. Первые примитивные люди (Ното, гоминиды) отделяются от гоминоидов. Подобно началу Неогена, начало антропогена сопровождалось всплеском разнообразия Ното. 7. Палеолитическая революция - (2 — 1,5) х 106 лет назад [56]. Ното habilis, первые обработанные каменные орудия. 8. Шеллъ - 0,7 х 106 лет назад [57]. Огонь, топоровидные орудия с поперечным лезвием (кливеры). Homo erecrus. 9. Ашелъ - 0,4 х 106 лет назад [58]. Стандартизованные симметрич- ные каменные орудия. Основной представитель Ното - по-прежнему Homo erectus. На фоне ашельской культуры появляется неандерталец (Homo sapiens neandertalensis) и, около 160 тыс. лет назад — Ното sapiens sapiens или очень близкий вид. Однако, по-видимому, ни тот, ни другой, не играет пока существенной роли в планетарной системе (избыточное разнообразие). По поводу фазовых переходов 8 и 9 следует заметить, что их интер- претация и отнесение вызывает много вопросов. Эти две фазы выде- ляет отечественная археологическая традиция. Она, в частности, отра- жена в периодизации истории, использованной в статье С. П. Капицы [25]. Но существуют иные подходы. Например, в книге Р. Фоули [59] фазовые переходы 8 и 9 объединены в один, связанный с переходом к доминированию культуры Homo erectus над Homo habilis. Такая точка зрения кажется вполне обоснованной, так как различие между культу- рами Шелль и Аше ль не столь уж велико, но отличие их от культуры нижнего палеолита огромно. Так как мы не видим решающих доводов, чтобы выбрать одну из возможностей, сделанный выбор дат достаточно произволен. Однако надо заметить, что эта неопределенность не может качественно повлиять на конечные выводы, к которым мы приходим (и даже количественно — весьма слабо). 10. Культурная революция неандертальцев (Мустье) - (150 — 100) х 103 лет назад [60]. Лидером эволюции становится Homo sapiens neandertalensis. Каменные орудия тонкой обработки, захоронение мерт- вых (признаки примитивных религий). 11. Верхняя палеолитическая революция - 40 х 103 лет назад ется, выходя на плато, длительный гиперболический рост разнообразия биосферы, выраженный в терминах суммарной продолжительности существования родов. Об этом в качестве дискуссионного предположения сообщает А. В. Марков на интернет- сайте по адресу http://macroevolution.narod.rU/thoughts.htm#growth. Такое впе- чатление, что начало неогена является моментом, когда чисто биологическая эво- люция на Земле сменяется социальной. Таким образом, еще одно критическое со- бытие в истории биосферы, упомянутое А. В. Марковым, также включено в нашу классификацию.
2.1 Масштабная инвариантность эволюции на Земле 35 [61]. Homo sapiens sapiens вытесняет неандертальцев. Распространение «охотничьей автоматики» — копья, дротики, ловушки, в конце фазы примитивные луки. Резкий скачок в технологии изготовления камен- ных и костяных орудий, микролиты, широкое распространение искус- ства и примитивных религий. 12. Неолитическая революция - (12 — 9) х 103 лет назад [24, 11]. В конце верхнего палеолита развитие охотничьих технологий привело к истреблению популяций и целых видов животных, что подорвало пи- щевые ресурсы палеолитического общества и вызвало жестокий эволю- ционный кризис смешанной природы: одновременно эндо-экзогенный и техно-гуманитарный. Ответом на кризис был переход от присваиваю- щего (охота, собирательство) к производящему (земледелие, скотовод- ство) хозяйству. Уже в неолите появляются предки городов, такие, как Чатал-Хююка (6-7 тыс. до н. э.), Иерихон (7 тыс. до н. э.), однако, на этом этапе они еще не являются существенным системообразующим фактором (избыточное разнообразие). 13. Городская революция (Начало древнего мира) - 4000 — 3000 лет до н. э. [24, 11]. Возникновение государств, письменности и первых правовых документов. Революция последовала за распространением бронзовых орудий, демографическим взрывом и резким обострением конкуренции за плодородные земли, сопровождавшимся чрезвычай- ным ростом кровопролития в межплеменных стычках. Значительная часть населения вынуждена была скрыться за стенами городов, что было реакцией на кризис техно-гуманитарного баланса. 14. Имперская древность, Железный век, революция Осевого вре- мени - 750 лет до н. э. [24, 11, 62]. Возникновение технологии получе- ния железа около 1000-900 года до н. э. привело к тому, что оружие стало намного более дешевым, легким и эффективным. Следствием этого стала новая вспышка кровопролития, которая стала существен- но тормозить торговые отношения и дальнейший прогресс общества. Ответом на кризис стало, во-первых, объединение мелких государств в более крупные образования — империи, и, во-вторых, авторитарное мифологическое мышление стало вытесняться личностным, возникли представления о личности как суверенном носителе морального выбо- ра. Это привело к практически одновременному появлению в разных местах Земли мыслителей и полководцев нового типа — Заратустра, иудейские пророки, Сократ, Будда, Конфуций и др., и к культурному взрыву античности. 15. Гибель древнего мира, начало Средних веков - 500 год н. э. [24]. Кризис и распад Западной Римской империи, распространение миро-
36 Статья 2. Эволюция и проблема SETI вых тоталитарных религий (Христианство, Ислам), доминирование фе- одального способа производства. Демографический спад середины пер- вого тысячелетия н. э. сменяется демографическим подъемом. 16. Начало Нового времени, первая промышленная революция - 1500 год н. э. [24, 11]. Преодоление затяжного сельскохозяйственного кризиса первой половины второго тысячелетия н.э. Возникновение ма- нуфактурного производства, книгопечатание, культурная революция Нового времени, становление научного метода. 17. Вторая промышленная революция. Пар, электричество, меха- низированное производство — 1835 год [24]. Распространение механи- зированного производства, начало глобализации в области информа- ции (в 1831 году изобретен телеграф), и т. д. 18. Информационная революция, начало постиндустриальной эпо- хи - 1950 год [24]. Основная часть населения индустриальных стран занята в сфере обслуживания и в переработке информации, но не в материальном производстве. Распространение ЭВМ. 19. Кризис и распад мировой системы тоталитарной плановой экономики, информационная глобализация - 1991 год. Распад системы тоталитарной плановой экономики сопровождался резким снижением уровня глобального военного противостояния4. На это же время при- ходится становление мировой сети Интернет, означающее завершение информационной глобализации. 19-я революция не является общепри- нятой, но, как будет видно, по некоторым чисто формальным призна- кам имеет тот же статус, что и предыдущие. 2.1.3 Масштабная инвариантность последователь- ности фазовых переходов и точка сингуляр- ности Нетрудно видеть, что продолжительность последовательных фаз эволюции планетарной системы устойчиво сокращается от прошлого к настоящему. Это подтверждает интуитивное представление об уско- рении эволюции. Более того, оказывается, что последовательность фа- зовых переходов в хорошем приближении обладает свойством масштаб- ной инвариантности. Это означает, что последовательность переходов образует геометрическую прогрессию и различные части этой последо- вательности могут быть получены друг из друга простым масштабным преобразованием — сжатием или растяжением. Масштабно-инвариантная последовательность точек в общем слу- 4P.S. См. примечание на стр. 24
2.1 Масштабная инвариантность эволюции на Земле 37 чае имеет вид: tn = t*-T/an. (2.1) В уравнении (2.1) коэффициент а > 1 есть показатель сокращения дли- тельности каждой последующей фазы эволюции по сравнению с пре- дыдущей, Т есть продолжительность всего описываемого промежутка времени, п представляет собой номер фазового перехода, f* является пределом последовательности фазовых переходов {tп}. На существова- ние предела последовательности фазовых переходов обратил внимание И. М. Дьяконов [24]. Он назвал эту точку сингулярностью истории, но ее можно также называть точкой сингулярности эволюции, так как она является пределом последовательности фазовых переходов всей биосферы, но не только человеческой истории. Фактически речь идет о процессе, ускоряющемся в режиме с обострением, когда некоторые параметры системы стремятся к бесконечности за конечное время — явление, хорошо известное в синергетике. В данном случае к бесконеч- ности стремится количество фазовых переходов в единицу времени. Существование сингулярности наглядно иллюстрируется рис. 2.1. В уравнении (2.1) имеются три независимых параметра a, t*,T, оценка для которых может быть получена путем наилучшего прибли- жения «экспериментальной» последовательности точек фазовых пе- реходов идеальной последовательностью (2.1). Для того, чтобы по- нять, насколько хороша полученная аппроксимация, полезно перепи- сать уравнение (2.1) в виде lg(£* - tn) = lgT-nlga. Видно, что зависимость расстояния от точки фазового перехода до сингулярности от номера точки в логарифмическом масштабе долж- на быть приблизительно прямой линией. Результат такого анализа показан на рис. 2.2. Фазовый переход 1991 г. не был использован в обработке. Видно, что последовательность фа- зовых переходов биосферы неплохо укладывается на прямую линию. Можно сказать, что существует масштабно- инвариантный аттрактор эволюции (прямая линия на рис. 2.2). Реальная эволюция следует это- му аттрактору с относительно малыми флуктуациями. Постольку, по- скольку масштабно-инвариантный аттрактор существует, параметры а и f* становятся осмысленными. Анализ приводит к значениям а = 2,67 ± 0,15; Г = (2004 ± 15) год. (2.2) Забавно, что а « е = 2,718... Есть ли в этом глубокий смысл? За- метим также, что, так как t* = 2004 г., то можно заключить, что мы
38 Статья 2. Эволюция и проблема SETI 0,1 0,01- 2 § CD Ф 1Е-3. 1Е-4-: Информационная революция \ Пар, электричество * 7 I Промышленная революция й : Средние века Осевая революция й Городская революция й Неолит,* 2 m m ф Верхний палеолит • Мустье 1Е-5- -120000 -80000 -40000 0 Время до сингулярности, лет Рис. 2.1: Наглядное представление сингулярности эволюции и суще- ствования режима с обострением. Показаны точки, отвечающие лишь нескольким последним фазовым переходам. По оси ординат отложено количество фазовых переходов в год, аппроксимированное просто как обратный промежуток между фазовыми переходами. По оси абсцисс — абсолютное время фазового перехода, отсчитанное от точки сингу- лярности. живем вблизи конечной точки цикла масштабно-инвариантной эволю- ции, длительностью около 4-х миллиардов лет. По поводу характера полученного результата надо сделать одно важное замечание. Помимо учтенных событий, которые трактовались как «планетарные революции», существует множество более мелких со- бытий, которые также означают вполне заметные изменения в плане- тарной системе. Так, например, между революциями верхнего палеоли- та и неолита в качестве отдельной эпохи нередко выделяется мезолит (или протонеолит); между неолитической революцией и революцией городов выделяют верхний неолит (или энеолит — медный век); геоло- гические эры делят на системы, отличающиеся характером осадочных
2.1 Масштабная инвариантность эволюции на Земле 39 Рис. 2.2: Масштабная инвариантность распределения биосферных фа- зовых переходов во времени. Треугольники - чисто биосферные пере- ходы, квадратики - переходы в социальной истории. Прямая линия - масштабно-инвариантный аттрактор эволюции на Земле. пород, и также означающие различные периоды в развитии биосфе- ры. Если «снизить планку» и учесть все такие события (или еще более мелкие), никакой простой закономерности в их следовании найти не удастся. Поэтому точная формулировка полученного результата состо- ит в том, что в череде событий планетарной системы именно самые глубокие перестройки образуют масштабно-инвариантную последова- тельность и сходятся к сингулярности. К сожалению, мера «глубины» остается в значительной степени субъективной. Некоторый свет на смысл и природу полученного результата про- ливает весьма интересная математическая модель демографических кризисов [63]. Эту модель можно рассматривать как грубое отражение социальной истории человечества, где на первый план выводятся де- мографические факторы. Модель показывает, что на гиперболический рост населения Земли накладываются многочисленные колебания. Ес- ли учитывать все колебания, включая самые мелкие, то распределение их во времени не подчиняется никакой простой закономерности. Одна-
40 Статья 2. Эволюция и проблема SETI ко на сетку из хаотического набора мелких колебаний накладываются «демографические кризисы» (очень резкие провалы в численности на- селения), которые образуют масштабно-инвариантную последователь- ность, сходящуюся к точке сингулярности. После точки сингулярности система погибает или меняет режим эволюции. Следовательно, если выбрать правильное значение порога амплитуды колебаний и отбро- сить все более мелкие, то останется чистая масштабно-инвариантная последовательность демографических кризисов (к такому заключению приходят авторы статьи [63]). Это весьма напоминает то, что было по- лучено в нашем анализе фазовых переходов планетарной системы. Вид кривой распределения демографических кризисов по времени, приве- денный в [63], поразительно напоминает кривую на рис. 2.2, включая даже степень нарушения точной масштабной инвариантности. Отметим, что революция 1991 года почти идеально ложится на экстраполяцию масштабно-инвариантной зависимости: 1950 4- (1950 — 1835)/2,67 « 1993. Это поддерживает статус события как глобально- го перехода планетарной системы. Да и по сути оно таким является. Достаточно отметить резкое снижение уровня глобального ядерного противостояния, а ядерный конфликт имел бы поистине планетарный масштаб. Налицо также преодоление некоторых глобальных кризисов, что и является наиболее характерной чертой фазового перехода5. В заключение раздела еще раз подчеркнем, что выделенная по- следовательность фазовых переходов планетарной системы не имеет статуса научного результата. Ее надо рассматривать как предложение эвристического характера и материал для дальнейшего обсуждения и размышления. 2.1.4 Постсингулярный рукав эволюции Вблизи точки сингулярности скорость эволюции формально долж- на была бы обратиться в бесконечность, что, видимо, реально невоз- можно6. Отсюда следует, что характер эволюции на Земле неизбежно 5P.S. Этот переход более подробно обсуждается в статье 1 «Сингулярность Дья- конова», см. стр. 24. Отметим, что там приводятся немного другие оценки экстра- полированного времени перехода (1989 г.), так как они основаны на иных исходных данных. Однако видно, что качественно полученные оценки указывают на один промежуток времени и могут быть связаны с одними и теми же событиями. Это различие указывает на характерную точность оценок расположения фазовых пере- ходов во времени. 6По этому поводу существует иное мнение, связанное с представлением о тех- нологической или информационной сингулярности, где сингулярность приобретает буквальный смысл. Но мы не будем здесь обсуждать этот круг представлений.
2.1 Масштабная инвариантность эволюции на Земле 41 должен измениться в ближайшем будущем или уже изменился. Мы находимся в начале совершенно нового — постсингулярного — рукава эволюции. Что он может собой представлять — отдельный сложный вопрос, которого мы коснемся в разделе 2.5. Одним из признаков того, что земная биосфера уже вступает в пост- сингулярный рукав эволюции, может быть удивительное явление де- мографического перехода [25]. Население развитых постиндустриаль- ных государств прекратило рост в условиях материального изобилия. Впервые живая материя не стремится к неограниченной физической экспансии несмотря на наличие материальных условий для этого. Это нарушение основного закона эволюции, который раньше неизменно вы- полнялся в течение 4-х миллиардов лет7. Отметим еще одно любопытное явление, на которое редко обраща- ют внимание. Оно связано с представлением об аддитивности эволюции (см. раздел 2.1.1). При возникновении более высоких эволюционных уровней старые уровни хоть и не элиминируются полностью, но всегда существенно подавляются. Распространившиеся после Неопротерозой- ской революции эвкариоты вытеснили прокариот из многих их старых экологических ниш и существенно снизили их многообразие, мезозой- ские пресмыкающиеся подавили фауну земноводных и т. д. Будь у пер- вобытных эвкариот разум и совесть, можно представить, как бы они сокрушались по поводу уничтожения фауны несчастных прокариот. Но биосфера никогда раньше не обладала ни разумом, ни совестью, поэто- му высшие эволюционные формы безжалостно уничтожали низшие до приемлемого для них уровня. Деградация биосферы под давлением технологической цивилизации является вполне закономерным продолжением этого закона эволюции — как говорится, удивляться не приходится. Удивляться нужно дру- гому. Мы сокрушаемся по поводу жестокости цивилизации по отноше- нию к природе, однако не замечаем, что впервые вполне закономерный процесс подавления более низких эволюционных уровней более высо- кими идет при наличии отрицательной обратной связи, организован- ной по инициативе более высокого эволюционного уровня (цивилиза- ции в данном случае), причем часто — в ущерб темпам его собственного 7 Возможным контрпримером является спад населения в поздней Западной Рим- ской империи. Однако, по сравнению с современным глобальным демографическим переходом, это явление имело явно более локальный характер и было как-то связано с кризисными явлениями, имевшими место в этом регионе накануне распада Рим- ской империи. Не вполне понятно также, насколько материальные условия жизни были близки к изобилию. Однако вопрос о том, не является ли современный демо- графический переход выражением лишь некоторых кризисных явлений, возможно временных, вполне законен.
42 Статья 2. Эволюция и проблема SETI развития. Разного рода природоохранные мероприятия и постепенное формирование экологического сознания являются такой отрицатель- ной обратной связью. Сколько бы ни говорили, что эти процессы пока недостаточно эффективны, надо ясно понимать, что раньше в истории эволюции вообще не было ничего подобного. То, что более высокий эволюционный уровень целенаправленно пытается сохранить преды- дущий, является принципиально новым эволюционным фактором, ко- торый также фактически означает изменение законов эволюции. Инте- ресно, что значение этого фактора существенно возросло в последние несколько десятилетий, как раз при приближении к сингулярности эво- люции, и, очевидно, значение его будет стремительно возрастать. 2.1.5 Универсальность шкалы времени эволюции и точки сингулярности Масштабная инвариантность последовательности биосферных ре- волюций означает, что социально-биологическая эволюция на Земле, начиная с возникновения жизни и до наших дней, характеризуется удивительно устойчивым характером ее ускорения. И это несмотря на существенное изменение условий на Земле за это время и изменение структуры и свойств эволюционирующей системы. В частности, чисто биологическая эволюция сменяется социальной, не нарушая масштаб- ную инвариантность процесса. Это наводит на мысль, что масштабно- инвариантный характер ускорения эволюции на Земле вместе с харак- терной временной шкалой этого процесса связан не со случайно сло- жившимися именно на Земле условиями (ведь характер ускорения не зависел от сильно изменяющихся условий), но, возможно, обязан неко- торым внутренним свойствам эволюции как явления природы, и по- этому имеет универсальный характер. Это позволяет сформулировать гипотезу, согласно которой и на других планетах земного типа, где возможна эволюция жизни вплоть до возникновения мыслящего суще- ства, начальная часть эволюционного процесса будет иметь масштабно- инвариантный характер и продолжаться порядка 4-х миллиардов лет, заканчиваясь резким ускорением в режиме с обострением. Наличие точки обострения в конце масштабно-инвариантной эволюции вряд ли может означать что-то иное, кроме технологического взрыва, связан- ного с возникновением на планете разума. Продолжительность заключительного участка масштабно- инвариантной эволюции, связанного с технологическим взрывом, ничтожна по космическим масштабам (десятки лет), поэтому и веро-
2.1 Масштабная инвариантность эволюции на Земле 43 ятность обнаружить другую цивилизацию в этом состоянии исчезающе мала. В рамках гипотезы существования универсальной масштабно- инвариантной шкалы времени эволюции, реальный шанс обнаружить внеземную космотехнологическую цивилизацию существует только в том случае, если возможно длительное существование цивилизаций после преодоления точки сингулярности. С этой точки зрения задачу SETI можно сформулировать как задачу поиска постсингулярных кос- мотехнологических цивилизаций. Соответственно, вопрос о том, что может собой представлять потенциальный партнер по SETI-контакту, можно переформулировать как вопрос о том, что может собой пред- ставлять постсингулярная цивилизация. При этом нужно понимать, что постсипгулярная цивилизация оказывается объектом, принадле- жащим иному рукаву эволюции, не тому масштабно-инвариантному рукаву, в котором пребываем мы сейчас, или который мы завершаем. 2.1.6 Другие пути к сингулярности Следует отметить, что результаты настоящей работы не являются совершенно оригинальными. Так, Г. Д. Снукс, исследуя изменения био- сферы, в 1996 году предложил значение а = 3 для фактора ускорения эволюции, выражая ее в терминах длительности «волн жизни», генери- руемых биологическими и технологическими изменениями [6, стр. 79- 82, 92-95, 401-405]. И. М. Дьяконов в 1994 году отмечал экспоненциаль- ное ускорение социальной эволюции (без количественной оценки пока- зателя ускорения) начиная с неолитической революции до наших дней и указывал, что из характера ускорения следует существование «син- гулярности истории» где-то в недалеком будущем (также без количе- ственной оценки) [24, стр 352-353]8. С. П. Капица в 1996 году пред- ложил величину а « е для фактора ускорения эволюции начиная с возникновения гоминид (4 — 5) х 106 лет назад, до настоящего време- ни [25]. Наша оценка (2.2) подтверждает более ранние вычисления для биологической и социальной эволюции, но дает более высокий уровень точности. Анализ, проведенный в настоящей работе, сам по себе не может рас- сматриваться как доказательство масштабной инвариантности эволю- ции и существования точки сингулярности — это лишь гипотеза эври- стического типа. Однако важно, что к представлениям об автомодель- ности эволюции либо истории, и к вытекающему из автомодельности 8P.S. Специально сингулярности Дьяконова посвящена первая статья настоящей книги
44 Статья 2. Эволюция и проблема SETI существованию точки сингулярности приходят разные авторы исходя из совершенно разных соображений. Хорошо известны демографиче- ские исследования С. П. Капицы [25], предсказывающие точку обостре- ния автомодельного закона роста народонаселения Земли в 2027 году9. А. Е. Чучин-Русов предсказывает точку сингулярности (в его термино- логии — точка схождения) в 2015 году на основе анализа масштабно- инвариантной последовательности «культурно-экологических форма- ций» [65]. С. Н. Гринченко, рассматривая последовательность шагов формирования «механизмов системной памяти» приходит к масштаб- ной инвариантности этой последовательности и к существованию точки сингулярности в 1981 году [66, 67]. Этот список далеко не полон. Как нам представляется, именно наличие различных путей, приводящих к представлениям о масштабной инвариантности, автомодельности и сингулярности эволюции, а также близость предсказываемых дат для положения сингулярности, заставляет отнестись и этим результатам достаточно серьезно. 2.2 Шкала времени предбиологической эво- люции и гипотеза самосогласованного галактического происхождения жизни 2.2.1 «Естественная» длительность предбиологиче- ской эволюции на изолированной планете Жизнь должна была появиться в процессе естественной химической предбиологической эволюции. Никто не может сейчас оценить «есте- ственную» продолжительность предбиологической эволюции на плане- те исходя из «первых принципов» или на основании эксперимента. По- кажем, как можно получить независимую феноменологическую оценку масштаба времени предбиологической эволюции на основании проде- монстрированного выше явления масштабной инвариантности эволю- ции биосферы. Э. М. Галимов предложил теорию [45, Гл. 2-3], в которой предбиоло- гическая химическая эволюция, возникновение жизни и последующая эволюция биосферы описываются как единый непрерывный процесс. 9P.S. Задолго до известных работ С. П. Капицы к выводу о существовании де- мографической сингулярности пришли американские авторы X. Форстер, П. Мор и Л. Эмиот [64]; к этому же выводу пришел И. С. Шкловский в своей книге «Вселен- ная, жизнь, разум». Небольшой обзор этого круга вопросов можно найти в книге Л. М. Гиндилиса [14, раздел 5.2.3].
2.2 Гипотеза самосогласованного происхождения жизни 45 Эта теория имеет дело с такими понятиями, как отбор, диспропорци- онирование энтропии, трансферабельность и эволюционный консерва- тизм в теромодинамически неравновесных системах вблизи состояния равновесия, и эта парадигма используется одним и тем же способом как для периодов эволюции до возникновения жизни, так и после. Эта теория тщательно разработана и описывает многие детали возникнове- ния жизни и дальнейшей эволюции биосферы, но она не дает возмож- ности получить недвусмысленную количественную оценку ожидаемой продолжительности предбиологической эволюции. Собственное мнение Э. М. Галимова состоит в том, что предбиологическая эволюция может быть коротка в геологической шкале времени (немногие миллионы лет) [45, С. 129]. Но возможна иная логика. Мы видели (см. раздел 2.1), что чем выше организация биосферы, тем выше скорость эволюции. Так как (а) любая предбиологическая система должна считаться организован- ной ниже, чем биологическая и (6) предбиологическая и биологическая эволюция могут рассматриваться как единый процесс [45], то мож- но предположить, что скорость предбиологической эволюции долж- на быть ниже, чем скорость последующей эволюции биосферы. Более того, поскольку предбиологическая и биологическая эволюция есть в определенном смысле единый процесс, можно предположить, что пред- биологическая эволюция принадлежит тому же масштабно-инвариан- тному аттрактору, что и эволюция биосферы. Поэтому можно оце- нить длительность предбиологической эволюции путем экстраполяции масштабно-инвариантного аттрактора вспять по времени. Разумеется, это есть простая индукция, такие рассуждения не могут иметь силы доказательства, поэтому следует рассматривать такую оценку как ги- потезу. Используя оценку а как в формуле (2.2) и продолжительность пер- вого шага биологической эволюции 3,8 • 109 - 1,5- 109 = 2,3 • 109 лет (это время от возникновения жизни до Неопротерозойской револю- ции), можно получить оценку продолжительности предбиологической химической эволюции rchem = 2,3 • 109 х 2,67 = 6,1- 109 лет. Бо- лее строгая техника состоит в прямой экстраполяции оптимально- го масштабно-инвариантного аттрактора. Этот метод дает значение Tchem = 5,5 • 109 лет. Можно заключить, что экстраполированное зна- чение продолжительности предбиологической эволюции есть Tchem — (5 — 7) • 109 лет. Более точно, по построению это есть оценка длитель- ности только последней фазы предбиологической эволюции, но не всей эволюции, поэтому полученная величина должна рассматриваться как
46 Статья 2. Эволюция и проблема SETI оценка полной ожидаемой длительности предбиологической эволюции снизу. Но не будем пока расчленять предбиологическую эволюцию на фазы. 2.2.2 Гипотеза биологической и предбиологической панспермии Значение rchem ~ 6 • 109 лет очень велико. В то же время есть свидетельства, что продолжительность предбиологической химической эволюции на Земле была очень мала: менее 0.2 • 109 лет [41] (от 4,1 до 3,9 миллиардов лет назад). Действительная продолжительность предбиологической эволюции на Земле не только неожиданно коротка. Можно сделать более сильное утверждение: краткость предбиологиче- ской эволюции находится в противоречии с последующим масштабно- инвариантным характером биологической эволюции. Это выглядит как резкая аномалия, если изобразить начальные фазовые переходы эво- люции биосферы вместе с предполагаемым моментом начала предбио- логической эволюции на Земле («клюшка» на рис. 2.3). Налицо явное противоречие, которое может разрешаться следующим образом. Про- должительность предбиологической химической эволюции фактически могла быть масштаба 6 миллиардов лет (или более), но имела место она не на Земле, а на другой (или других) планетах земного типа около звезд, много более старых, чем Солнце. А на Землю жизнь могла по- пасть в результате процесса межзвездной панспермии10. Идея панспер- мии поддерживается открытием метеоритов, выбитых с поверхности других планет и возможным обнаружением в них органических остат- ков [68]. Заметим, что панспермия могла бы также объяснить неожиданно быстрое возникновение механизма фотосинтеза (см. раздел 2.1.2, обсу- ждение фазового перехода номер 0). Если перенос аппарата фотосинте- за или каких-то важных его фрагментов путем панспермии возможен, то и после появления жизни на Земле планета оставалась под постоян- ным давлением процесса заражения «спорами» фотосинтеза из космо- са. Как только температура на Земле упала до приемлемых величин, эти «споры» немедленно дали «всходы» — появились фотосинтезиру- ющие цианобактерии. Таким образом, панспермия может объяснить не один, а сразу два странных факта: неожиданно быстрое появление на Земле жизни и неожиданно быстрое появление фотосинтеза. Надо отметить, что предположение о несамостоятельном возникно- 10Гипотеза панспермии была развита Сванте Аррениусом в 1903 году [13, С. 198].
2.2 Гипотеза самосогласованного происхождения жизни 47 Номер революции, п Рис. 2.3: Чрезвычайная краткость предбиологической химической эво- люции на Земле приводит к аномалии «клюшки» в общей масштабно- инвариантной эволюции биосферы. вении фотосинтеза на Земле является критическим для приведенной выше оценки длительности предбиологической эволюции. Если фото- синтез возник на самом деле естественным эволюционным путем, в результате преодоления некоторого эндо-экзогенного кризиса, то это означает резкое нарушение масштабной инвариантности на началь- ном участке биологической эволюции. Следовательно экстраполяция масштабно-инвариантной зависимости в прошлое оказывается незакон- ной. Таким образом, получается, что на первых порах эволюция жиз- ни на Земле могла быть не вполне «естественной», но определялась, в значительной степени, инфицированием из космоса. Однако, в какой-то момент сложность жизни на Земле начинает превосходить максималь- ную сложность объектов, которые могут переноситься путем панспер- мии, и эволюция на Земле «отрывается» от своего первоначального космического источника и приобретает самостоятельность. Например, даже самые примитивные эвкариоты, видимо, слишком сложно органи- зованы, чтобы выдержать длительный космический перелет, поэтому первые эвкариоты на Земле появляются более чем через миллиард лет после появления жизни, как результат уже естественной земной эво- люции.
48 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Как отмечалось выше, очень краткий добиологический период су- ществования Земли может в действительности означать возможность процесса межзвездной панспермии жизни и длительную предбиологи- ческую эволюцию на других планетах земного типа, но не на Зем- ле. Но если предполагается возможность биологической панспермии, то должна предполагаться также и возможность предбиологической панспермии, так как продукты предбиологической химической эволю- ции должны быть менее чувствительны к трудностям космического путешествия (жесткое излучение, холод и вакуум), чем любые биоло- гические системы. Вопрос состоит в том, каков характерный масштаб времени разноса «инфекции» по Галактике. 2.2.3 Масштаб времени панспермии Можно ожидать, что благодаря дифференциальному характе- ру вращения галактического диска временная шкала галактической панспермии будет составлять величину масштаба одного-двух галак- тических лет (галактический год — период обращения Солнца вокруг центра Галактики — составляет 216 млн. лет). Это означает, что если на какой-нибудь планете случайно возникнет устойчивая и конкурен- тоспособная предбиологическая система, то, будучи имитированной с этой планеты в космос вместе с осколками породы при метеоритных ударах, она распространится по Галактике за 200-400 млн. лет. То же самое произойдет, когда жизнь в Галактике возникнет первый раз. Прежде чем перейти к более аккуратным численным оценкам мас- штаба времени панспермии, надо уточнить некоторые детали механиз- ма панспермии. Прежде всего, будем исходить из предположения, что на стадии предбиологической химической эволюции работает некото- рый аналог механизма отбора и конкуренции, напоминающий меха- низм естественного отбора обычной биологической эволюции. Трудно представить, как химическая эволюция могла бы привести к появлению достаточно сложных предбиологических объектов в отсутствие такого механизма. Это означает, что если в некоторой эволюционирующей си- стеме (например, на поверхности планеты) появляется продукт пред- биологической эволюции, характеризующийся высокой конкурентоспо- собностью, то он способен вытеснить из этой системы менее совершен- ные продукты химической эволюции и стать новой основой процессов самоорганизации. Предположим теперь,, что речь идет о распространении некоторо- го предбиологического (или биологического) продукта, характеризую- щегося высокой адаптационной и конкурентной способностью. Такой
2.2 Гипотеза самосогласованного происхождения жизни 49 Рис. 2.4: Численная модель распространения волны панспермии в Га- лактике. Время па рисунках указано в галактических годах, расстояние по осям координат в килопарсеках. Предполагается, что область галак- тического ядра непригодна для предбиологической эволюции, расчет проведен для звезды - источника инфекции, находящейся на таком же расстоянии от центра Галактики, как Солнце.
50 Статья 2. Эволюция и проблема SETI продукт, попав на планету, пригодную для его адаптации, должен за немногие тысячи лет, а может быть, и быстрее, инфицировать поверх- ность планеты, вытесняя менее совершенные системы, после чего пла- нета сама становится источником панспермии этого продвинутого про- дукта. Основным источником инфицирования космоса, по предполо- жению, является порода, выбиваемая время от времени с поверхно- сти планеты, на которой протекает предбиологическая (или биологи- ческая) эволюция, сильными метеоритными ударами. Так как планета вместе со своей звездой движется с характерной пекулярной скоростью около 30 км/сек относительно других звезд, то именно это и будет ха- рактерной скоростью переноса продуктов панспермии. Основным меха- низмом переноса жизни или предбиологических продуктов на большие расстояния оказывается не перенос на осколках породы в космическом пространстве, а перенос вместе со звездой — источником панспермии. Используем аналогию. Преджизнь (или жизнь) путешествует на звез- де как блоха на собаке. Если собака с блохами пробегает мимо другой собаки, то некоторые блохи могут успеть перепрыгнуть на встретившу- юся собаку, и она будет заражена. Если звезда-носительница инфекции пролетит не слишком далеко (порядка парсека) от другой звезды, то эта последняя может быть заражена уже непосредственно через кос- мос. Продолжая аналогию, можно отметить, что если мы имеем мест- ность, населенную беспорядочно бегающими собаками, то скорость рас- пространения блох в такой ситуации будет определяться не скоростью передвижения блох, а скоростью передвижения собак (будем предпо- лагать, что инкубационный период, после которого собака сама стано- вится источником блох, очень мал). И распространение инфекции будет иметь не характер диффузии, а характер волны, распространяющейся с постоянной скоростью. Аналогично, скорость переноса зараженного вещества между звездами не играет решающей роли и может быть как существенно меньше, так и больше пекулярной скорости звезд. При расчете процесса панспермии можно предполагать, что каждая точка, которой уже достигла волна панспермии, сама становится источником новой сферически-симметричной волны панспермии, распространяю- щейся со скоростью около 30 км/сек. То есть, мы получаем автовол- новой процесс (а не процесс диффузии, как можно подумать вначале), для моделирования которого можно использовать принцип Гюйгенса в чистом виде. Разумеется, модель содержит много упрощений. Так на- пример, характерные пекулярные скорости звезд могут быть разными на разных расстояниях от центра Галактики, и т. д. Но для грубой оценки масштабов времени модель пригодна.
2.2 Гипотеза самосогласованного происхождения жизни 51 На рис. 2.4 показаны результаты численного моделирования распро- странения волны панспермии в Галактике, выполненные в описанных выше предположениях. Из рис. 2.4 видно, что за два галактических года процесс практически завершен, а 70% объема Галактики заселя- ются примерно за 300 млн. лет. Хорошо видно определяющее значение дифференциального вращения галактического диска в процессе рас- пространения волны. 2.2.4 Механизм самосогласования и ускорения предбиологической эволюции на уровне Га- лактики Мы имеем две временные шкалы: одна медленная, масштаба Tchem « 6 • 109 лет (или больше), это шкала естественной продолжи- тельности предбиологической химической эволюции на изолированной планете; другая быстрая, масштаба трап » 0,3 • 109 лет — шкала време- ни процесса галактической панспермии. Из существования двух сильно различающихся шкал времени следует, что предбиологическая химиче- ская эволюция на отдельных планетах не могла протекать независимо от других планет. Действительно, предположим, некоторая хорошая (в определенном смысле) предбиологическая система (например, стабильная и конку- рентоспособная автокаталитическая цепочка) появляется на некоторой планете на стадии предбиологической эволюции Галактики (т. е. до то- го, как жизнь в Галактике появилась первый раз). Это вполне слу- чайное событие. Тогда в течение короткого времени порядка трап эта предбиологическая система, благодаря естественному отбору вытесняя по дороге менее эффективные местные предбиологические системы, распространится по всему объему Галактики, и продвинет эволюцию вперед на новой молекулярной основе. Получаем механизм естествен- ного отбора на предбиологическом уровне в масштабе всей Галактики. Благодаря условию трап Tchem этот процесс должен синхронизиро- вать (с точностью до трап) предбиологическую эволюцию во всем объ- еме Галактики. Это повлечет появление жизни почти одновременно на всех планетах, которые имеют подходящие условия для существова- ния жизни, при этом на одной молекулярно основе (в смысле осно- вы генетического кода и т. д.) и с одной хиральностью. Это событие напоминает неравновесный фазовый переход Галактики. Таким обра- зом, предбиологическая химическая эволюция и возникновение жизни может быть самосогласованным коллективным галактическим процес-
52 Статья 2. Эволюция и проблема SETI сом, но не процессом, локализующимся на отдельных планетах, как это обычно предполагается — это есть формулировка гипотезы самосогла- сованного галактического происхождения жизни. Если механизм самосогласованного галактического происхождения жизни работал, то в Галактике в прошлом должна была иметь ме- сто гигантская вспышка возникновения планет, заселенных жизнью — вскоре после того, как где-то жизнь возникла первый раз. Биологиче- ская эволюция должна была начаться почти синхронно на огромном числе планет (порядка миллиарда или больше). После этого жизнь ни- где не могла возникать в процессе «естественной» предбиологической эволюции, так как естественный предбиологический процесс не может конкурировать с гораздо более быстрым процессом панспермии. Заметим, что гипотеза самосогласованного возникновения жизни почти точно соответствует гипотезе известного радиофизика и астро- нома В. С. Троицкого об одновременном возникновении жизни в Га- лактике [69], которая была предложена им просто как альтернатива принимаемому как самоочевидное представлению о постоянном про- исхождении жизни на разных планетах. Как видим, возможен вполне конкретный механизм, который может привести к реализации гипо- тезы Троицкого. Как отмечал Троицкий [69], представление об одно- временном появлении жизни во многих местах Галактики существенно влияет и на оценки распространенности КЦ. Этот вопрос, в частности, будет подробно обсуждаться в разделах 2.3 и 2.4. Заметим, что если жизнь может существовать на планетах с услови- ями, резко отличными от земных, то и жизнь в Галактике может суще- ствовать в виде набора фаз, соответствующих классификации условий на планетах — без какой-либо конкуренции между разными фазами. Процесс самосогласования предбиологической эволюции внутри каж- дой фазы будет протекать независимо. Но на настоящей стадии изуче- ния проблемы это замечание может рассматриваться как несуществен- ное уточнение гипотезы. Существование общей молекулярной основы жизни в Галактике и общей хиральности является критическим тестом гипотезы самосогласованного галактического происхождения жизни. Еще одна интересная точка зрения на процесс галактического само- согласования предбиологической эволюции была высказана Г. А. Ско- робогатовым11. Распространенным мнением является то, что вероят- ность самозарождения жизни на любой отдельно взятой планете исче- зающе мала. Например, для возникновения жизни на изолированной планете земного типа с подходящими условиями может оказаться необ- 11 11 Г. А. Скоробогатов. Частное сообщение, 2004.
2.2 Гипотеза самосогласованного происхождения жизни 53 ходимым в среднем миллиард миллиардов лет или какая-то столь же несуразно большая цифра. Если бы предбиологическая эволюция про- текала на разных планетах независимо, в настоящее время жизнь во Вселенной не существовала бы вовсе, или была бы совершенно уникаль- ным явлением. Однако, если эффективный процесс предбиологической панспермии возможен, то любая случайная удача предбиологической эволюции на одной из примерно 109 планет Галактики, где одновре- менно протекает предбиологическая эволюция, практически немедлен- но становится достоянием и остальных планет. Это эквивалентно тому, что вероятность такого события на каждой отдельной планете увеличи- вается в 109 раз. Приблизительно в такой же пропорции сократится и вся предбиологическая химическая эволюция (точные оценки сложны и зависят от многих деталей). Поэтому, даже если самопроизвольное за- рождение жизни может оказаться совершенно невероятным в условиях изолированной планеты, оно может оказаться вполне возможным бла- годаря предбиологической панспермии. Заметим, что предположение о крайне длинной «естественной» шкале времени предбиологической эволюции не лишено оснований и в рамках той феноменологической методики, которая использовалась в настоящей статье. Вспомним, что полученная оценка в 6 млрд, лет является оценкой длительности лишь последней фазы предбиологической эволюции, и оценкой снизу пол- ной длительности. Если предположить, что предбиологическая эволю- ция является многофазовой, как и последующая эволюция биосферы, и масштабная инвариантность по-прежнему имеет место, то для двадца- ти фазовых переходов (как и в эволюции биосферы) получим оценку 6 х (2,67)19 ~ 0,8 • 109 млрд, лет - почти миллиард миллиардов лет! Здесь, конечно, важны не точные цифры, а масштабы величин. В заключение заметим, что описанный выше механизм самосогласо- вания предбиологической эволюции может быть только частью реаль- но действующего механизма. Хорошо известно [14, С. 226], что синтез сложных органических соединений может происходить не только на поверхности планет, но и в космосе, в молекулярно-пылевых облаках. Не вызывает сомнений, что химические процессы в водном растворе при нормальной температуре протекают гораздо быстрее, чем в усло- виях космоса, но и масса эволюционирующего вещества (Н, С, N, О), заключенная в молекулярных облаках, по-видимому на порядки ве- личин превосходит массу органического вещества на поверхности всех планет Галактики, вместе взятых. В случае планет имеются как бы единичные быстрые химические процессоры, а в космосе имеется мно- го более медленный, но многократно распараллеленный процессор. По-
54 Статья 2. Эволюция и проблема SETI этому предбиологическая эволюция в космическом пространстве может оказаться в каких-то отношениях не менее эффективной, чем на по- верхности планет. Реальная предбиологическая эволюция может быть результатом сложного взаимодействия и конкуренции процессов, про- исходящих в открытом космосе и на планетах. В гигантском космиче- ском резервуаре Галактики за счет очень широкого фронта эволюции могут появляться какие-то важные или уникальные соединения, кото- рые просто не успевают «свариться» на планетах. Звездным ветром или кометами эти молекулы разносятся по всей Галактике, поэтому предбиологическая эволюция в молекулярных облаках автоматически будет самосогласованной. Продукты космической предбиологической эволюции высеваются на поверхность планет, где они включаются в местную предбиологическую эволюцию. Иногда сочетание пришельцев с местной химией оказывается особенно удачным, и эволюция дела- ет шаг вперед. Продукты этой эволюции выбиваются с поверхности удачливой планеты в космос крупными метеоритами, и описанный вы- ше механизм предбиологической панспермии разносит его по всей Га- лактике, ведя к согласованному продвижению эволюции вперед. И так до тех пор, пока Галактика как единое целое не совершит переход в эру жизни. Таким образом, механизм галактического самосогласова- ния может иметь двойную, планетарно-космическую, природу. 2.3 Динамические обобщения формулы Дрейка: линейная теория В двух следующих разделах статьи (разделы 2.3 и 2.4) идеи, касаю- щиеся существования универсальной шкалы времени эволюции и само- согласованного галактического происхождения жизни будут использо- ваны для оценки числа коммуникативных космических цивилизаций в Галактике — потенциальных партнеров по SETI-контакту12. При этом упомянутые идеи будут использованы в рамках нового формализма описания динамики популяции цивилизаций в Галактике, который яв- ляется развитием существовавших ранее подходов. Этот новый фор- мализм полезен и сам по себе, поэтому материал этих двух разделов может представлять интерес и независимо от гипотез универсальной 12 SETI означает Search of Extraterretsrial Itelligence, поэтому, строго говоря, ис- пользование такой аббревиатуры для уже установленного контакта не совсем кор- ректно. Однако термином SETI нередко обозначают все, относящееся к проблеме связи с внеземными цивилизациями, и мы будем следовать этому соглашению.
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 55 шкалы времени эволюции и самосогласованного происхождения жиз- ни. 2.3.1 Формула Дрейка и теория Крейфелдта— Гиндилиса Под коммуникативными цивилизациями (КЦ) будем понимать та- кие цивилизации нашей Галактики, от которых по каналам связи или любым другим способом (например, путем наблюдения астроинженер- ной деятельности) может быть получена информация, интерпретиру- емая как осмысленная и разумная в нашем современном понимании. Предполагается также, что такие цивилизации в принципе могут при- нять и интерпретировать информацию, посылаемую с Земли. Считает- ся, что коммуникативная фаза в развитии любой цивилизации имеет лишь конечную длительность. Эту величину часто называют временем жизни технической цивилизации и традиционно обозначают буквой L [70, С. 12]. Предполагается, что КЦ локализуются на планетах около звезд, и что в истории каждой планеты коммуникативная фаза может возникнуть только один раз. Последнее предположение является очень сильным. Обычно считается, что задачей SETI является поиск именно таких коммуникативных цивилизаций. Будем исходить из такой постановки задачи, хотя нужно отметить, что в ней имеется ряд неявных допущений и ограничений. Например, завершение коммуникативной (в нашем понимании) фазы может озна- чать вовсе не гибель цивилизации, но лишь переход ее в некоторое новое качество (см. также [14, С.405]) и т. д. С точки зрения разви- ваемого ниже формализма существенно только то, что время жизни цивилизаций в коммуникативной фазе конечно, а в нелинейной теории важно также, что в этот период цивилизации могут оказывать некото- рое влияние друг на друга. Важнейшим вопросом для проблемы SETI является то, как дале- ко от нас находится ближайшая КЦ. Ответ на этот вопрос зависит от числа КЦ в настоящее время в Галактике. На рис. 2.5 для справок по- казано, как зависит ожидаемое расстояние от Солнца до ближайшей КЦ от количества КЦ в Галактике. Расчет произведен методом Монте- Карло с использованием реалистичной модели распределения звезд в Галактике [71, С.405] и с учетом реального положения Солнца (8.5 кпк от центра Галактики, вблизи плоскости симметрии галактического дис- ка). Рассмотрим вопрос о числе КЦ. Наиболее известным способом от-
56 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Рис. 2.5: Ожидаемое расстояние до ближайшей КЦ в зависимости от количества КЦ в Галактике и распределение вероятностей расстояний до ближайшей КЦ для случая Nc = 10000. Профиль функции распре- деления для других значений Nc аналогичен, отличается лишь наибо- лее вероятное значение расстояния. вета на него является использование формулы, предложенной Ф. Д. Дрейком, которая в интерпретации К. Сагана записывается так [70, С.12]: Nc = R*fPnefififcL, (2.3) где Я* — скорость образования звезд в Галактике, усредненная по всему времени ее существования, fp — доля звезд, обладающих планетными системами, пе — среднее число планет, входящих в планетные системы и пригодных для жизни, fi — доля планет, на которых действительно возникла жизнь, fi — доля планет, на которых после возникновения жизни развились ее разумные формы, fc — доля планет, па которых разумная жизнь достигла коммуникативной фазы, L — средняя про- должительность существования коммуникативной фазы. Формула Дрейка решает проблему числа КЦ только в довольно гру- бом приближении. Прежде всего, в соответствии с формулой (2.3), Nc не зависит от времени13. Между тем очевидно, что когда-то КЦ в Га- лактике не было совсем, затем был переходный период, когда их коли- чество каким-то образом росло. Может существовать динамика коли- чества КЦ, связанная с непостоянством скорости звездообразования, особенностями процесса возникновения жизни и другими факторами. 13Есть неявная зависимость через величину Н*, но она вообще является неверной, если под R* буквально понимать среднюю скорость звездообразования от момента образования Галактики до описываемого времени. Формула была бы верной, если под R* понималась бы мгновенная скорость звездообразования, но при этом все времена развития должны быть много меньше характерных времен изменения что в нашей Галактике заведомо не выполняется.
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 57 Фактически формула Дрейка описывает лишь существенно стационар- ную ситуацию, что может оказаться очень далеко от истины. Реальное количество КЦ может сильно зависеть от того, на какую фазу динами- ческих процессов в популяции КЦ приходится текущий момент време- ни. Оценка числа КЦ зависит от понимания природы этих процессов. Большие проблемы возникают с интерпретацией некоторых множи- телей в формуле Дрейка. Например, что такое доля планет, на которых возникла жизнь (фактор //)? Если имеется в виду вероятность возник- новения жизни на планете с подходящими условиями, то это число само по себе мало что дает для анализа. Например, если бы такая ве- роятность была равна единице, но необходимое время для зарождения жизни составляло бы несколько десятков миллиардов лет, то никакой жизни в Галактике сейчас бы не было, так как возраст галактическо- го диска составляет всего 10-12 млрд. лет. Ясно, что реальный смысл имеет только совместное использование вероятностей вместе с соответ- ствующими временами развития, но формула Дрейка этого не отража- ет. Одним из первых, кто отметил, что в вопросе о числе цивилизаций нельзя пользоваться просто вероятностями, так как речь идет о про- цессах, разворачивающихся во времени, был Ф. А. Цицин [72]. Если же fi есть не вероятность, а именно доля всех реально существующих пла- нет, пригодных для жизни, па которых жизнь действительно возникла, то эта величина сложным образом связана с динамикой возникновения планет и другими факторами и очень неудобна для оценок, так как не имеет фундаментального характера. Необходимо такое динамическое обобщение формулы Дрейка, кото- рое учитывало бы времена развития, непостоянство скорости звездооб- разования, конечное время жизни звезд. Такое динамическое обобще- ние было дано Дж. Крейфелдтом [32] и развито Л. М. Гиндилисом [33]. Основную формулу для числа КЦ в Галактике в теории Крейфелдта- Гиндилиса можно привести к виду г ос NC(T)= drR(T — r) dw[C(r) — С(т — w)]PL(w), (2.4) Jo Jo где T — время, отсчитываемое от начала формирования Галактики; R(t) — скорость возникновения подходящих звезд в момент t, 0 < t < Г; С (г) — вероятность возникновения коммуникативной фазы ранее вре- мени г, считая от возникновения звезды; РДси) — плотность распреде- ления КЦ по временам жизни. В теории Крейфелдта и в теории Гин- дилиса формулу можно записать в одном и том же виде, но интерпре- тации некоторых множителей в теории Гиндилиса более проработаны. Например, в функцию R(T — г) в теории Гиндилиса включен фактор
58 Статья 2. Эволюция и проблема SETI конечности времени жизни звезд, а в теории Крейфелдта — нет, и др. То, что было сделано, можно назвать линейной теорией, так как ко- личество цивилизаций оказывается линейным откликом на скорость звездообразования и линейно зависит от других модельных функций. Настоящая работа развивает эту проблематику. В данном разделе воспроизведена (и немного обобщена) линейная теория Крейфелдта- Гиндилиса, но основные формулы этой теории получены новым спосо- бом и в несколько иной форме. В то время как раньше они получались из общих теоретико-вероятностных соображений сразу практически в готовом виде, здесь они получены как решение системы динамических уравнений. Хотя новый подход дает мало нового собственно для ли- нейной теории, он допускает далеко идущие обобщения для описания нелинейных явлений, и тем очень полезен. Создан пакет программ, позволяющий в рамках линейной теории получать численные решения для любых модельных функций, входящих в теорию, в то время как раньше исследовались только очень примитивные модели, в которых было легко до конца провести аналитический расчет [33]. Некоторые результаты расчетов с реалистичными исходными данными (скорость звездообразования и др.) приводятся в статье. В рамках этой же моде- ли исследованы возможные следствия гипотезы галактического само- согласованного происхождения жизни (см. раздел 2.2). В разделе 2.4 на основе линейной теории в ее новой формулировке построена динами- ческая нелинейная теория, которая обобщает линейную теорию и учи- тывает возможное взаимовлияние КЦ друг на друга. В рамках этой теории получены некоторые интересные численные решения уравне- ний, которые также обсуждаются в разделе 2.4. 2.3.2 Модельные функции и определяемые величи- ны Так как цивилизации связаны со звездами, то, очевидно, динамику популяции цивилизаций порождает динамика популяции звезд. Сле- довательно начать надо с описания динамики популяции звезд. Под популяцией звезд Галактики будем понимать популяцию звезд галак- тического диска, так как подавляющее большинство планет земного типа должно быть сосредоточено именно в диске. Звезды гало содер- жат очень мало тяжелых элементов и существование планет земного типа там маловероятно. Основными характеристиками звезд являют- ся масса и начальный химический состав. Известно, что звезды диска имеют похожий химический состав [73, стр. 150-152], поэтому основные
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 59 Рис. 2.6: Левый график: схематичное изображение вероятности выжи- вания звезд Ls(M, т); правый график: вероятность выживания комму- никативной фазы характеристики большинства звезд диска определяются их массами. Поэтому скорость рождения звезд будем характеризовать функцией показывающей, с какой частотой рождаются звезды массой М в момент времени Т. Время Т отсчитывается от начала образования галактического диска. Функция R(M, Т) нормирована таким образом, что интеграл R(M,T)dM = R*(T) (2.5) есть полная скорость звездообразования. Продолжительность жизни звезд дается вероятностью выживания Ls(M,r), представляющей со- бой вероятность того, что звезда массы М еще не сошла с главной по- следовательности в момент времени г, отсчитываемый от момента ее рождения14. Фактически вид этой функции для фиксированной мас- сы М близок к обратной ступеньке единичной высоты вблизи времени жизни звезды, так как все звезды одной массы живут примерно одно и то же время (см. рис. 2.6), но для теории это не является существенным. Функции R(M'T) и Ls(M,т) однозначно задают динамику популяции звезд. Далее следует задать модельные функции, определяющие динами- ку популяции КЦ. В принципе, следует отдельно охарактеризовать вре- 14P.S. Термин «вероятность выживания» является калькой с англоязычного тер- мина «survival probability», используемого в литературе по квантовой физике, и обозначающего вероятность обнаружить радиоактивное ядро еще не распавшимся спустя некоторое время после приготовления начального состояния. По смыслу это очень близко к употреблению этого термина в настоящей книге. В данном контексте «выживание» не должно ассоциироваться с борьбой за существование, речь идет просто об обнаружении некоторой системы в наличии.
60 Статья 2. Эволюция и проблема SETI мена развития и вероятности наличия подходящих условий для каж- дого из переходов: возникновение жизни, возникновение цивилизации, переход цивилизации в коммуникативную стадию. Можно пойти еще дальше, и задать вероятности переходов и времена развития отдель- но для каждой из фаз развития биосферы (см. раздел 2.1). Однако в теорию соответствующие распределения вероятностей нигде не вхо- дят по отдельности. Проще охарактеризовать сразу весь процесс разви- тия для возникновения коммуникативной фазы цивилизации начиная с момента образования звезды, не деля его па отдельные (в общем, не очень надежно установленные и отчасти произвольные) фазы. Это можно сделать с помощью единственной функции В(Л/,т), дающей плотность вероятности возникновения КЦ спустя время т после воз- никновения звезды для выбранной наугад звезды массой М. Функция £?(М, г) нормируется таким образом, что У B(M,r)dr = а(М) (2.6) есть вероятность того, что у звезды массой М имеются условия, подхо- дящие для возникновения КЦ15. Это значит, что в предположении, что время жизни звезды очень велико, КЦ возникнет хотя бы когда-нибудь с вероятностью а(М). Когда она может возникнуть, определяется де- талями поведения функции В(М, т) в зависимости от времени. Важно, что в вероятности не учтен фактор конечного времени жизни звезды. Обрыв эволюции из-за гибели звезды автоматически учитыва- ется введенной выше функцией выживания звезды Ls(M, г). Важно, что различные физические факторы, отвечающие за динамику популя- ции цивилизаций, связываются с разными распределениями вероятно- сти. Это упрощает оценку этих факторов. Заметим, что пока предпо- лагается, что функция В(М, г) не зависит явно от галактического вре- мени, то есть условия эволюции на планетах остаются постоянными. В этом мы пока следуем традиционному подходу. Но это условие мо- жет быть неверным, и ниже будет рассмотрен случай, когда оно нару- шается. Вероятность наличия подходящих условий считается, вообще говоря, зависящей от типа звезды. Это и естественно, так как, напри- мер, легкие звезды обладают значительно более узкой «зоной жизни», чем более тяжелые, что может уменьшать величину а, многие звезды 15Строго говоря, это есть среднее число планет с подходящими условиями на звезду. Теоретически эта величина может быть больше 1 и не должна интерпрети- роваться как вероятность. Фактически эта величина заведомо меньше 1, поэтому ее можно отождествить с вероятностью, что дальше всюду будет делаться.
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 61 спектрального класса К проявляют вспышечную активность, также ведущую к уменьшению а и т. д. Нетрудно показать, что функция В(М, т) равна свертке по време- ни аналогичных функций, характеризующих отдельные фазы эволю- ции. Чисто технически, если все эти функции заданы по отдельности, то полную функцию В(М, т) легко найти, вычислив соответствующую свертку. Длительность коммуникативной фазы развития КЦ, задается функцией которая дает вероятность выживания коммуни- кативной фазы спустя время ш после ее возникновения (см. рис. 2.6)16. Это есть достаточно произвольная функция, монотонно падающая от единицы до нуля при и —> оо. Время ш будем называть просто воз- растом цивилизации. Как видно, здесь тоже допускается зависимость от массы звезды, но нет явной зависимости от галактического времени или от других параметров. Состояние популяции звезд надо описывать таким образом, чтобы зная его в некоторый момент времени, можно было однозначно пред- сказать состояние популяции в будущем. Для этого, очевидно, мало знать сколько имеется звезд каждого типа, нужно еще знать возраст каждой звезды, для того, чтобы иметь возможность предсказать ее судьбу с учетом конечности времени ее жизни. Нетрудно понять, что этим требованиям удовлетворяет описание популяции звезд функци- ей ns(M, т, Т), задающей плотность распределения звезд по их массам М и возрастам т в зависимости от галактического времени Т. Функ- ция нормируется таким образом, что интеграл по всем массам и всем возрастам дает полное количество звезд в момент Т: /*оо [*Т NS(T) = dM drns(M,r,T). (2.7) Jo Jo Аналогично, для того, чтобы предсказать судьбу каждой цивилиза- ции, про нее нужно знать, каков возраст цивилизации считая от начала коммуникативной фазы, а также каков был возраст звезды, когда эта цивилизация возникла, и какова продолжительность жизни соответ- ствующей звезды, так как коммуникативная фаза может прекратиться по двум причинам: либо в результате ее естественного конца, либо в ре- зультате гибели звезды. Нетрудно понять, что полное статистическое описание популяции цивилизаций дается функцией пс(М, т, ш, Т), да- ющей количество коммуникативных цивилизаций около звезд с массой 16P.S. Вероятная продолжительность жизни оценивается по формуле
62 Статья 2. Эволюция и проблема SETI М, появившихся в возрасте т звезды и имеющих собственный возраст ш в момент галактического времени Т. Функция нормируется таким об- разом, что интеграл по всем массам звезд, по всем моментам рождения и по всем возрастам цивилизаций дает полное количество цивилизаций в момент Т: /»оо /*Т рТ—т NC(T)= I dM dr dwnc(M,r,u,T). (2.8) Jo Jo Jo Распределения п$(М, т, Г) и nc(M, т.ш, T) полностью характери- зуют задачу. Если распределение пс(М, Т) известно, то используя соотношение (2.8) можно найти Nc(T) — количество КЦ в зависимо- сти от времени. Можно найти и другие полезные величины: распреде- ление цивилизаций по типам звезд, по возрастам, средний возраст и т. д., выписав соответствующие интегралы. Задача состоит в том, что- бы написать систему кинетических уравнений, которым подчиняются распределения т, Т) и пс(М, т, Г) и решить ее. 2.3.3 Кинетические уравнения популяции звезд и популяции цивилизаций Рассмотрим сначала две более простые задачи. 1. Пусть в начальный момент времени создано No некоторых объ- ектов, вероятность выживания которых задана функцией Р(Т). Тогда ожидаемое количество этих объектов в зависимости от времени меня- ется по закону ЛГ(Т) = NqP(T). (2.9) Продифференцировав обе части равенства в уравнении (2.9) нетрудно найти, что N(T) удовлетворяет уравнению = = _Л(Т)ДГ(Т). (2.10) Это уравнение является обобщением уравнения радиоактивного рас- пада на случай неэкспоненциального закона выживания Р(Т). Если Р(Т) = ехр(—АГ) то получим обычное уравнение распада dN/dT — -XN. 2. Пусть имеются некоторые объекты, которые характеризуются возрастом и пусть в начальный момент времени имелось распределение этих объектов по возрастам п(т, Г) |т=о = ^оО")- Полное число объектов есть No = п0(т)б/т. Jo
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 63 Предположим, что с объектами ничего не происходит, но объекты, есте- ственно, стареют. Это приведет к тому, что распределение п(т, Т) будет изменяться, причем таким образом, что начальное распределение про- сто равномерно двигается вправо: п(т,Т) = п0(т-Т). (2.11) Нетрудно убедиться, что функция п(т, Т) удовлетворяет уравнению дп(т,Т) _ _ дп(т,Т) дт дт ’ { > Рассмотрим теперь популяцию звезд. Здесь одновременно работа- ют оба процесса, рассмотренных выше, причем для звезд с различ- ными массами эволюция протекает раздельно. Отсюда, имея в виду уравнения (2.10) и (2.12), сразу легко записать уравнение для функции ns(M, т, Т). Введя обозначение для логарифмической производной -Л5(М, т) = dlnL^M^\ (2 13) приведем уравнение для ns(M, т, Т) к виду dns(M,r,T) dns(M,r,T) t x —- =-------------~ ^s(M, r)ns(M, r, T). (2.14) Помимо уравнения (2.14) функция ns(M, т, T) удовлетворяет началь- ному условию п5(М,т,0) = 0, (2.15) которое говорит о том, что в начале истории Галактики никаких звезд не было, а так же граничному условию ns(M, 0, Т) = R(M, Т). (2.16) Граничное условие описывает процесс звездообразования. В соответ- ствии с (2.16) оно показывает, с какой скоростью появляются звезды с нулевым возрастом. Уравнение (2.14) вместе с начальным условием (2.15) и граничным условием (2.16) полностью задают динамику звезд- ной популяции. Уравнение для распределения цивилизаций пс(М, г, и,Т) получа- ется почти также. Разница лишь в том, что коммуникативная фаза ци- вилизации может иметь две различные причины окончания: естествен- ный конец, задаваемый вероятностью выживания Lc(M,w), и конец
64 Статья 2. Эволюция и проблема SETI из-за гибели звезды. Соответствующее уравнение имеет вид дпс(М,т,ш,Т) _ дпс(М,т,ш,Т) дТ ~ дш - [ЛС(М, о>) + AS(M, т + ш)]пс(М, т, ш, Т). (2.17) Здесь введено очевидное обозначение Лс(Л7, cj) для логарифмической производной функции Помимо уравнения (2.17) функция пс удовлетворяет начальному условию пс(М,т,а;,0) = 0, (2.18) показывающему, что в момент образования Галактики цивилизаций еще не было, и граничному условию пс(М,т,0,Т) = ns(M,r,T)B(M,r). (2.19) Граничное условие (2.19) показывает, что источником цивилизаций яв- ляются звезды и вероятность возникновения коммуникативной фазы дается плотностью вероятности В(М, г). Уравнения (2.14), (2.17) вместе начальными и граничными услови- ями (2.15), (2.16), (2.18), (2.19) полностью задают эволюцию как попу- ляции звезд, так и популяции цивилизаций. Оказывается, задача имеет полное замкнутое аналитическое решение. Прямой подстановкой мож- но проверить, что решения уравнений имеют вид: ns(M,r,T) = R(M,T-t)Ls(M,t) (2.20) nc(M,r,a/,T) = ns(M,T + a/,T)B(M,r)Lc(M,a;) (2.21) Искомые функции ns и пс весьма простым образом выражаются через модельные функции Я, В, Lc- Именно поэтому Крейфелдту и Гин- дилису удалось построить линейную теорию не прибегая к решению уравнений. Для полного количества КЦ получаем выражение: Nc(T) = Т-т dw ns(M, т + ш,Т) В(М, т) Lc^M, cv) = Т-т dw х Я(М, Т-т - (j)Ls(M, т + О/)В(М, т)£с(М, и). (2.22)
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 65 Видно, что количество цивилизаций является линейным функциона- лом от функции ns (М, т, Т), описывающей популяцию звезд, или непо- средственно от функции R(M, Т), задающей скорость звездообразова- ния, а также и от всех других модельных функций, входящих в теорию. Именно поэтому теорию следует назвать линейной. Формула (2.22) да- ет полное решение задачи о числе КЦ в линейном приближении. Полученное решение (2.22) позволяет исследовать огромное коли- чество различных задач для разнообразных модельных функций. Это разнообразие имеет смысл сразу ограничить некоторыми рамками, ко- торые кажутся разумными. С этой целью в дальнейшем анализе будут использованы небольшие упрощения чисто технического характера. Так как есть основания предполагать, что спектр масс рождающих- ся звезд слабо зависит от времени [73, стр. 189-190], будем считать, что функция R(M,T) может быть факторизована на два множителя: R(M, Т) = R* (T)F(M\ (2.23) где F(M) — нормированный на единицу начальный спектр масс звезд. Будем считать, что все звезды одной массы имеют строго одно и то же время жизни на главной последовательности. Тогда можно записать Ls(M,r) = 0[т*(М) - г], (2.24) где 0 — функция единичного скачка, а т*(7И) — время жизни звезд с массой М. Будем считать, что функция В(7И, т) может быть факторизована В(М,т) = а(М)Ь(т), (2.25) где а(М) есть в чистом виде вероятность реализации подходящих усло- вий для возникновения КЦ на звездах массы М, а Ь(т) есть плотность вероятности, нормированная на единицу, описывающая распределение времен развития. Предполагается, что время развития не связано явно с массой звезды. Будем также предполагать, что и вероятность выжи- вания коммуникативной фазы не связана явно с массой звезды, т. е. Lc(M,cj) = Ic(^). (2.26) Действительно, не видно, в чем мог бы заключаться механизм такой за- висимости. Еще раз подчеркнем, что введенные выше упрощения име- ют чисто технический характер, так как имеется точное аналитическое решение задачи в самом общем случае.
66 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Выражение (2.22) с использованием упрощенных выражений для модельных функций может быть переписано в виде, удобном для прак- тического интегрирования: NC(T) = у*ОО С^тах (М) / dMa(M)F(M) / drb(r) / dwR*(T - г - Jo Jo Jo (2.27) где = min[T - T,T*(M) - т]. Из выражения (2.27) можно получить формулы теории Крейфелдта-Гиндилиса [32, 33]. Соответствующий вывод громоз- док и вынесен в Приложение А. Здесь покажем, как в предельном случае из (2.27) может быть получена формула Дрейка. Предположим,что: 1. скорость образования звезд не зависит от времени; 2. все звезды имеют бесконечное время жизни; 3. время развития любой КЦ меньше возраста Галактики (текущий момент времени Г) за вычетом максимальной длительности ком- муникативной фазы. Тогда легко показать, что формула (2.27) приводится к виду: Nc = -R* • / )dM [ Lc(w)du. (2.28) Jo Jo Первый интеграл в формуле (2.28) есть вероятность реализации под- ходящих условий возникновения КЦ, усредненная по всем типам звезд (а), второй интеграл есть средняя длительность коммуникативной фа- зы L. Поэтому выражение (2.28) можно переписать в виде Nc = R* • а • L. (2.29) Это и есть формула Дрейка. Отличие от выражения (2.3) лишь в том, что здесь все вероятностные факторы Дрейка собраны в один множи- тель а. В предположениях 1-3 факторы Дрейка приобретают ясный вероятностный смысл.
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 67 Рис. 2.7: Начальный спектр масс звезд [74] (левый график) и время жизни звезд [73, С.58] (правый график). Масса звезд в солнечных мас- сах. Величина 7 на графике F(M) показывает показатель степенной функции, отвечающий разным участкам спектра. 2.3.4 Результаты вычислений в линейной теории В расчетах использовался начальный спектр масс звезд по данным [74] и зависимость времени жизни звезд на главной последовательно- сти от массы, аппроксимированная в [73, С.58]. На рис. 2.7 показаны соответствующие функции F(M) и т*(М). Существуют разные способы экспериментального определения ис- тории скорости звездообразования Я* (Г) (Star Formation Rate, SFR). В одном из способов для возможно большего количества звезд локально- го окружения Солнца (обычно используются звезды класса G) опреде- ляется их возраст. По возрасту можно определить, когда звезда возник- ла, и, таким образом, построить функцию распределения для времен рождения звезд. Очевидно, это распределение будет пропорционально SFR. Таким способом SFR была независимо определена в работах В. А. Twarog [75] и Н. Meusinger [76] (эти ссылки приведены по статье [77]). В относительной нормировке согласно работе [77] полученные функции показаны на рис. 2.8. Видно, что разные данные разумно согласуются
68 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Рис. 2.8: Зависимость скорости звездообразования от времени. между собой. В вычислениях в нашей работе использовались усреднен- ные и интерполированные данные работ [75, 76] (показаны пунктиром на рис. 2.8). Другие способы определения SFR приводят к похожим результатам [77, 78], суть которых сводится к тому, скорость звездооб- разования прошла мощный максимум 5-7 млрд, лет назад. В области максимума интенсивность звездообразования была в несколько раз вы- ше современной. Для практического использования литературных данных была по- добрана такая нормировка SFR, чтобы современная масса звезд диска получилась равной 8,7 • Ю10А7© в соответствии с [79, С.70]. Это от- вечает современной скорости звездообразования 11,3 штук в год, или примерно 5, 5Mq в год, так как средняя масса рождаемой звезды со- ставляет около 0,5 АТ©. Эти величины разумно согласуются с наиболее вероятными значениями современной SFR по литературным данным: (4 ± 1)М© солнечных масс в год [73, С.142]. Значения SFR в [77] протабулированы от Т = 0 до Т = 12 млрд. лет. Соответственно, возраст галактического диска в расчетах принимается равным 12 млрд. лет. В будущее Галактики значение SFR экстраполи- руется равным значению в настоящее время. В качестве вероятности реализации подходящих условий а(М) взя- та линейная функция, равная нулю при М = 0.5 АТ© и равная 1 при
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 69 М (Solarmasses) Рис. 2.9: Выбор вероятности реализации подходящих условий для воз- никновения КЦ а(М). М = 2Mq (рис. 2.9). Такой выбор а(М) мотивируется тем, что для звезд с массой меньше 0.5М@ зона жизни становится очень узкой, а также тем, что такие звезды проявляют вспышечную активность, что не должно способствовать возникновению высокоорганизованной жиз- ни. Значение 1 при 2Mq выбрано в достаточной степени произвольно, но, как будет показано ниже, это не влияет на общность результатов. Для звезд массы Солнца такой выбор дает вероятность реализации подходящих условий 1/3, средняя вероятность для всех звезд, пред- ставляющих интерес (от 0,5 до 2 масс Солнца, с учетом спектра масс) оказывается около 0,02. В качестве функции плотности распределения времен развития КЦ Ь(т) выбрана функция, основанная на масштабировании и сдвиге функ- ции Ьо(т) = г2 ехр(—т). (2.30) При выборе конкретных параметров Ь(т) для расчета имеется почти полный произвол. Чтобы как-то сократить многообразие вариантов, мы исходили из гипотезы существования универсальной шкалы време- ни эволюции (см. раздел 2.1), в соответствии с которой время развития КЦ на других планетах не должно сильно отличаться от 5 млрд, лет, имевших место на Земле (5 млрд, лет — это возраст Солнца). Кроме того, рассматриваются два альтернативных варианта: с существенно более короткой и существенно более длинной шкалой времени эволю- ции, но такие, что ни один из них не противоречит времени эволюции на Земле (т. е. каждая из функций распределения дает для времени развития 5 млрд, лет ненулевую вероятность). Выбор функций Ь(т)
70 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Рис. 2.10: Выбор вероятностей времен развития. Сплошная линия — вариант, основанный на гипотезе универсальной шкалы времени эво- люции, и альтернативные варианты. показан на рис. 2.10. Вероятность выживания для коммуникативной фазы бралась в ви- де падающей экспоненты: Ьс(^) = ехр(—cj/Q), (2.31) причем всюду полагалось 9 = 1000 лет. Как будет пояснено ниже, вы- бор Q как и выбор максимального значения а(М), также практически не ограничивает общность результатов. На рис. 2.11 показаны результаты расчетов, выполненных в указан- ных выше предположениях, и отвечающие различным распределениям времен развития КЦ. Все кривые имеют хорошо выраженный макси- мум, связанный с пиком скорости SFR. Пик в числе цивилизаций яв- ляется линейным откликом на пик SFR и может быть назван линейной демографической волной. Для основного варианта расчетов (сплошная линия) настоящее время (12 млрд, лет) попадает в область максимума линейной демографической волны. Обращает на себя внимание различная асимптотика при больших временах Т для различных распределений времен развития. В соот- ветствие с формулой Дрейка, для установившейся SFR следовало бы
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 71 Рис. 2.11: Результаты расчетов простой линейной теории, отвечающие разным распределениями времен развития КЦ. Типы линий на этом графике соответствуют линиям, использованным на рис. 2.10 с различ- ными функциями 6(т). ожидать одной и той же асимптотики независимо от времени разви- тия. Этот эффект связан с конечным временем жизни звезд, который формулой Дрейка не учитывается. Для коротких времен развития КЦ могут появляться около любых звезд, включая тяжелые короткожи- вущие, в то время как при больших временах развития подходящими являются только звезды класса G и более поздние. С этим и связан недостаток КЦ в асимптотике для больших времен развития. Этим же обстоятельством объясняется различная высота демографических волн. Отметим, что, хотя рис. 2.11 построен для очень ограниченного на- бора параметров, с помощью него можно получить оценки для мно- гих других сценариев. Так, амплитуда кривых будет пропорциональна среднему времени жизни КЦ (параметр П в формуле (2.31)) и практи- чески не зависит от формы функции £с(^), если только речь не идет о временах жизни КЦ, сравнимых с временем развития КЦ или возрас- том Галактики. Амплитуда кривых будет также пропорциональна мак- симальному значению вероятности реализации подходящих условий
72 Статья 2. Эволюция и проблема SETI (см. рис. 2.9). Кроме того, с использованием функций Ь(т) на рис. 2.10 графики на рис. 2.11 можно грубо интерполировать для получения за- висимостей Nc(T) и для других времен развития. Ясно, что в задаче о числе цивилизаций очень высокая точность пока не требуется. При- ведем простой пример использования рис. 2.11. Пусть среднее время жизни цивилизации составляет 100000 лет, но максимальное значение вероятности реализации подходящих условий не 1, как на рис. 2.9, а лишь 0,1. Тогда амплитуда кривых на рис. 2.11 увеличится в 100 раз за счет роста времени жизни и уменьшится в 10 раз за счет убыли вероятности. Если предполагать, что гипотеза универсальной шкалы времени эволюции верна, то по графику получаем, что в настоящее время в Галактике должно быть около 10000 КЦ. С помощью рис. 2.5 находим, что вероятное расстояние до ближайшей цивилизации около 730 св. лет со стандартным отклонением около 300 св. лет. 2.3.5 Гипотеза самосогласованного галактического происхождения жизни и динамика популяции кц До сих пор предполагалось, что условия протекания эволюции, при- водящие к возникновению КЦ около звезд, остаются неизменными на протяжении всей истории галактического диска. В действительности это может быть не так по многим причинам (например, из-за изменя- ющегося фона космических лучей). И это заведомо не так, если вер- на гипотеза самосогласованного галактического происхождения жизни (см. раздел 2.2). В этом случае до первого появления жизни в результате фазового перехода Галактики, эволюция, приводящая к возникновению КЦ, на планетах даже не могла начаться. После фазового перехода планеты, на которых протекает эволюция жизни, делятся на две категории. В первую категорию входят планеты, на которых жизнь возникла в непосредственно в процессе фазового перехода. Это огромное число планет, которые непосредственно перед переходом находились в фазе предбиологической эволюции. На таких планетах почти синхронно (с точностью до характерного времени панспермии, около 300 млн. лет, см. раздел 2.2) начинается эволюция биосферы. Если верна также и гипотеза универсальной шкалы времени эволюции, на этих планетах с относительно небольшим разбросом по времени (порядка ширины распределения 6(т)) возникают КЦ, что должно привести к мощной вспышке разума в Галактике спустя среднее время развития до ком-
2.3 Линейные обобщения формулы Дрейка 73 муникативпой фазы после фазового перехода. Получаем демографи- ческий пик, который будем называть фазовым пиком, в отличие от линейной демографической волны, связанной с максимумом SFR. Во вторую категорию входят планеты, сформировавшиеся после фазового перехода. На таких планетах эволюция биосферы начина- ется почти сразу после формирования планеты. Время развития до возникновения жизни на этих планетах практически равно нулю, так как жизнь на них появляется исключительно в результате панспермии. Судя по всему, Земля принадлежит к планетам второй категории, так как время предбиологической эволюции на ней очень мало. Найдем количество КЦ в Галактике с учетом фазового перехода. Легче всего количество цивилизаций для каждой из двух категорий планет найти отдельно, и полное количество КЦ вычислить как сум- му. Обозначив количество цивилизаций на планетах первой и второй категории соответственно как Nq\T) и Nq\t) получим: NC(T) = + N$\T). (2.32) Предполагая, что время фазового перехода Галактики много мень- ше ширины распределения времен развития Ь(т), можно считать фа- зовый переход мгновенным. Обозначим момент фазового перехода как То- Тогда можно показать, что дается выражением: ^тах (А/) Ng\T) = У drR»(T — r)x Т-То Т-То У b(T — То — dw, (2.33) О где Tmax(M) = тах{шш[Т,т*(М)], Т - То}. Формула (2.33) является обобщением формулы, полученной В. С. Тро- ицким (см. [69], формула (8)), который исследовал динамику популя- ции КЦ в предположении однократного «мгновенного» происхождения жизни. В формуле Троицкого не учитывалась переменность SFR, вре- мя жизни КЦ считалось строго фиксированным и имелись некоторые другие упрощения, которых нет в нашей формуле (2.33). Нетрудно понять, что выражение для ДГ^?\т) можно получить точ- но также, как и основную формулу для числа КЦ линейной теории
74 Статья 2. Эволюция и проблема SETI (2.22), но нужно считать, что галактический диск начал формировать- ся только в момент фазового перехода Tq. Это приводит к тому, что остается справедливой формула (2.22), но в верхних пределах всех ин- тегралов нужно заменить Т на Т — Tq . На рис. 2.12 приведены результаты расчетов динамики числа КЦ при возникновении жизни в фазовом переходе Галактики, в предпо- ложении Tq = 6 млрд. лет. Это число соответствует оценке снизу дли- тельности предбиологической эволюции на изолированной планете (см. раздел 2.2). Однако, поскольку фактор ускорения предбиологической эволюции из-за предбиологической панспермии неизвестен, и неизвест- но также число фаз предбиологической эволюции, то величину 6 млрд, лет можно считать достаточно произвольной. Предполагается также, что справедлива гипотеза универсальной шкалы времени эволюции, т. е. распределение Ь(т) описывается средней кривой на рис. 2.10. Для сравнения на рис. 2.12 показан также расчет в простой линейной мо- дели. То, что земная цивилизация в пределах разумных погрешностей оказалась где-то вблизи максимума фазового пика можно считать слу- чайным обстоятельством, связанным с выбором Tq. Как будет видно из следующего раздела (раздел 2.4), мощный демографический пик осо- бенно важен в связи с возможными нелинейными явлениями в разви- тии популяции КЦ, которые могут привести к новому фазовому пере- ходу в Галактике, на сей раз связанному со становлением особого рода культурной среды — галактического культурного поля. Таким образом, возможно Галактика переживает два фазовых перехода — первый, свя- занный с возникновением жизни, и второй — связанный с возникнове- нием культурного поля. Земля, как уже говорилось, в рамках рассматриваемых здесь моде- лей должна быть отнесена к планетам, сформировавшимся после фазо- вого перехода Галактики к эре жизни. Как видно из рис. 2.12, большая часть КЦ, связанных с такими планетами, появляется после фазово- го пика. Однако, как видно из того же рисунка, существуют планеты этой категории, на которых КЦ возникают до фазового пика, хотя их число относительно невелико. Поэтому нельзя с уверенностью сказать, находится ли фазовый пик в прошлом, настоящем, или будущем. В заключение этого раздела сделаем одно методическое замечание. Фазовый переход к эре жизни — это явление существенно нелиней- ное, но здесь не описывалась внутренняя динамика этого перехода. С точки зрения развитого формализма переход был некоторым внешним фактором, который был описан феноменологически, а при описании реакции популяции КЦ на этот внешний фактор мы не вышли за рам-
2.4 Нелинейные обобщения формулы Дрейка 75 Рис. 2.12: Линейная динамика популяции КЦ при возникновении жиз- ни в Галактике путем самосогласованного фазового перехода спустя 7 млрд, лет после начала формирования галактического диска и ее сравнение с простой линейной динамикой при постоянном формирова- нии КЦ с временем развития 4 млрд. лет. ки линейной теории. Из формулы (2.33) видно, что зависит линейно от каждой из модельных функций. Поэтому по отношению к рис. 2.12 верны все замечания, которые делались к рис. 2.11 о его связи с другими сценариями эволюции КЦ. 2.4 Динамические обобщения формулы Дрейка: нелинейная теория 2.4.1 Нелинейные процессы в популяции космиче- ских цивилизаций В изложенной выше линейной теории распределения В(М,т) и описывающие рождение и жизнь коммуникативных цивили- заций, предполагались не зависящими от галактического времени ни явно, ни косвенно — через количество имеющихся цивилизаций или каким-нибудь иным способом. Функция описывающая ско-
76 Статья 2. Эволюция и проблема SETI рость образования звезд, также считалась никак не зависящей от по- пуляции КЦ. Это так до тех пор, пока предполагается, что цивилизации не влияют ни друг на друга, ни на условия возникновения других циви- лизаций, ни на условия возникновения звезд. Теория, предполагающая такое влияние, перестает быть линейной. Три важных распределения, на которые в принципе может оказывать влияние деятельность КЦ — R(M,T), В(М,т) и — наводят на мысль о трех основных воз- можных механизмах нелинейных связей. Первая возможность, связанная с функцией R(M,T) — «звездная инженерия»: искусственное создание звезд, влияние на спектр масс об- разовавшихся звезд и т. д. Не будем останавливаться на этой возмож- ности подробно. Вторая возможность — влияние на распределение В(М, т) — долж- на означать какой-то сорт направленной панспермии жизни либо ра- зумной жизни. Нетрудно понять, что такое влияние может породить процесс с положительной обратной связью: чем больше цивилизаций, тем интенсивнее идет процесс панспермии, тем больше возникает но- вых цивилизаций, что еще усиливает процесс панспермии и т. д. Это может приводить к лавинообразным явлениям, напоминающим фазо- вый переход в масштабе Галактики с переходом в эру жизни (см. раздел 2.2). Очевидно, направленная панспермия требует некоторого межзвезд- ного транспорта. По поводу возможности межзвездных перелетов ни- чего не известно, поэтому трудно сделать какие-то разумные предпо- ложения о количественных характеристиках процесса направленной панспермии. Такие процессы трудно моделировать, и здесь не будет предприниматься такой попытки. Третьей разновидностью нелинейных явлений — связанной с изме- нениями вероятности £с(о>), — может быть взаимное влияние цивили- заций друг на друга за счет контактов по каналам связи. Имеется в виду, что под влиянием контактов может меняться длительность ком- муникативной фазы. Вопрос о том, как может меняться эта длитель- ность, конечно, крайне сложный. Однако, не ограничивая общности, можно считать, что КЦ делятся на три категории: первая категория — для которых контакт «вреден», так как сокращает длительность ком- муникативной фазы, вторая категория — нейтральные КЦ, на продол- жительность жизни которых контакт не оказывает влияния, и третья категория — для которых контакт «полезен», так как продлевает ком- муникативную фазу. Назовем цивилизации последней категории экс- травертными, и будем использовать для них аббревиатуру ЭКЦ. На-
2.4 Нелинейные обобщения формулы Дрейка 77 ше мнение, которое мы стараемся обосновать в разделе 2.5 настоящей статьи, состоит в том, что значительная часть КЦ может быть экстра- вертной. Можно предполагать, что одним из важных свойств ЭКЦ являет- ся в каком-то смысле увеличение эффективности поиска партнеров и установления связи под влиянием уже установленных контактов. Дей- ствительно, на основе приобретенного опыта такие цивилизации по- лучают дополнительную информацию, как и где можно найти другие цивилизации, и, кроме того, польза от установленного контакта мо- жет стимулировать поиски новых контактов и передачу собственной информации. Это обстоятельство ниже будет существенным образом использовано. Важно, что если ЭКЦ вообще существуют, то в их популяции могут происходить интересные нелинейные явления. Нетрудно понять, что здесь может начаться процесс с положительной обратной связью. Чем больше в Галактике ЭКЦ, тем выше становится вероятность контакта, контакт увеличивает продолжительность жизни ЭКЦ, что ведет к ро- сту популяции ЭКЦ, что еще более увеличивает вероятность контакта и т. д. Петля положительной обратной связи может привести к лавино- образному переходу в масштабе Галактики, сопровождаемому мощной вспышкой числа ЭКЦ с последующей стабилизацией плотности попу- ляции на очень высоком уровне. ЭКЦ становятся преобладающим ти- пом цивилизаций в Галактике, даже если до перехода это было не так. Некоторые детали этого явления и другие важные особенности дина- мики популяции ЭКЦ с учетом взаимного влияния по каналам связи описывает предлагаемый ниже формализм. 2.4.2 Общая нелинейная теория влияния по кана- лам связи Для дальнейшего изменим интерпретацию распределений В(М, т) и Lc(M,w) (см. разд. 2.3.2). Пусть теперь они описывают не любые КЦ, но только ЭКЦ. В этом случае остается справедливым весь развитый выше линейный формализм, но он описывает популяцию не всех КЦ, а только подпопуляцию ЭКЦ. Покажем, как исходя из линейной теории можно построить нелинейную теорию влияния по каналам связи. В линейной теории текущее состояние отдельной цивилизации опи- сывалось только возрастом коммуникативной фазы и. Это вместе с продолжительностью жизни звезды и моментом рождения цивилиза- ции давало возможность статистически предсказать судьбу каждой ци-
78 Статья 2. Эволюция и проблема SETI вилизации. Такому описанию соответствовало представление всех КЦ Галактики функцией распределения пс(М,т,ш.Т). Для учета взаим- ного влияния цивилизаций по каналам связи их надо описать более детально. Будем считать, что наряду с возрастом каждая цивилизация описывается некоторым вектором17 параметров q, который мы будем называть «потенциалом». Термин «потенциал» надо понимать весьма условно. Это некоторый набор характеристик ЭКЦ, от которого зави- сит, прежде всего, ожидаемая продолжительность коммуникативной фазы (но не только это, см. ниже). Предполагается, что контакт в каком-то смысле увеличивает потенциал ЭКЦ, и благодаря этому уве- личивается продолжительность коммуникативной фазы. Таким обра- зом, следует считать, что вероятность выживания цивилизации зависит от ее потенциала, и функция распределения цивилизаций тоже должна включать потенциал одним из аргументов: Lc(M,o>) Lc(M,q,u) (2.34) пс(7И, т, о;,Т) —> пс(М, т, q, о;,Т). (2.35) Уточним теперь представление об увеличении эффективности уста- новления контактов под действием уже установленных контактов. Предположим, что от состояния двух цивилизаций А и В, то есть от их возрастов и потенциалов (q^,^) и (q#,^#), зависит предельное расстояние, на котором они могут установить между собой хотя бы од- ностороннюю связь. Обозначим это расстояние как r(qA,c<4, q^u^). Увеличение эффективности контактов будет означать просто рост пре- дельного расстояния контакта с ростом потенциала цивилизаций. Теперь нужно ввести динамическую модель взаимодействия циви- лизаций — как меняется потенциал цивилизации под влиянием контак- та. Тогда через функцию Lc(M, q, u>) можно будет узнать, как меняется ожидаемое время ее жизни. В случае получения цивилизацией А ин- формации от единственной цивилизации В такая модель может быть фиксирована соотношением = к(Ча,^л,Чв,^в), (2.36) которое показывает только, что скорость изменения потенциала циви- лизации А зависит от потенциала и возраста обеих цивилизаций. Функ- ция K(qA, ом, qB, и>в) задает модель контакта. В общем случае должна быть задана последовательность аналогичных функций, описывающая взаимодействие с двумя, тремя, и т. д. цивилизациями. Существенное 17P.S. Под вектором понимается просто некоторая многокомпонентная величина
2.4 Нелинейные обобщения формулы Дрейка 79 предположение, фиксированное формулой (2.36), заключается в том, что скорость изменения контакта зависит только от текущих парамет- ров цивилизаций, но не от предыстории (в последнем случае в правой части равенства (2.36) появился бы интеграл по времени). Уравнение (2.17) для функции распределения цивилизаций сохра- няет свою силу, в нем лишь появляется новый член, описывающий «ток» потенциала цивилизаций в q-пространстве благодаря взаимо- действию между ними. Кроме того, краевое условие теперь должно описывать, с какими весами ЭКЦ начинают коммуникативную фазу. Полная задача для функции распределения пс(Л7, г, q, cj, Т) записыва- ется следующим образом: дпс дпс г* х * /л л- м —- = —--------[кс(М, q, ш) + Л5(М, т + w)]nc 01 OLO - A[j(q,a;,T)nc] (2.37) пс(М, т, q, О, Т) = ns(M, т, t)B(M, т, q) (2.38) nc(M,r,q,a>,0) = 0. (2.39) Нетрудно видеть, что уравнения (2.37), (2.38), (2.39) являются прямы- ми аналогами уравнений соответственно (2.17), (2.19), (2.18) линейной теории. Напомним, что теперь уравнения описывают не всю популяцию цивилизаций, а только подпопуляцию экстравертных цивилизаций. Выражение для тока j(q, а;, Т) определяется деталями модели кон- такта. В общем случае (с учетом множественных контактов) получить для него выражение — не простая задача. В простейшем случае мож- но предполагать, что эффект от взаимодействия с несколькими циви- лизациями одновременно аддитивен, т. е. при приеме цивилизацией А информации одновременно от цивилизаций В\, . скорость измене- ния потенциала определяется суммой членов, отвечающих каждой цивилизации Вр. ^=£K(qA,WA,qB.,^,). (2.40) i Введем важную для дальнейшего характеристику — среднее число партнеров по контакту за время коммуникативной фазы ЭКЦ. Обо- значим эту величину X, и будем называть ее степенью насыщенности контактов. Состояние Галактики, когда X 1 будем называть эрой одиночества, состояние X > 1 — эрой насыщения контактов. Для эры насыщения контактов можно использовать также термин эра культур- ного поля, смысл которого раскрывается в разделе 2.5.
80 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Введенное выше аддитивное приближение во всяком случае хорошо будет описывать как начальную стадию развития нелинейных процес- сов — переход от эры одиночества к эре насыщения контактов, так и возможную стадию завершения эры насыщения контактов (если темп возникновения новых цивилизаций по какой-то причине катастрофи- чески падает), так как в обоих случаях процесс протекает при малой вероятности контакта одновременно со многими цивилизациями (X со- поставимо или меньше единицы)18. Можно показать, что для аддитив- ной модели контакта выражение для тока имеет следующий вид: j(q,w,T) = [ dw' [ dq'K(q,w,q',o/) [ cdT’[c(T -Т')]2 • У dM У d7nc(M,T,q',w',T')- (2-41) В формуле (2.41) Vg означает объем галактики, а с — скорость света. Выражение (2.41) получено для очень большой и однородной галакти- ки, т. е. для такой галактики, где цивилизации распределены равномер- но и краевыми эффектами можно пренебречь. В более реалистичной модели следовало бы вводить явную зависимость плотности распре- деления цивилизаций и всех модельных функций от координат, а в выражении (2.41) появилось бы интегрирование по объему Галактики. 2.4.3 Численно решаемая нелинейная модель Из-за наличия члена, отвечающего току потенциала, уравне- ние (2.37) оказывается очень сложным. Это нелинейное интегро- дифференциальное уравнение в частных производных и кратных ин- тегралах. Об аналитическом решении не может быть и речи. Однако, оно не безнадежно сложное и поддается численному решению для про- стых моделей контакта при некоторых дополнительных упрощающих предположениях. Одна такая модель рассмотрена в этом разделе. Будем считать, что потенциал цивилизации представляется един- ственным скалярным параметром q (вместо введенного выше вектора параметров q), представляющим собой что-то вроде условного техноло- гического потенциала. Предполагается, что все остальные существен- 18Нельзя исключить, что аддитивная модель будет работать и в случае, когда X существенно больше единицы, но это кажется маловероятным. Скорее при большом числе корреспондентов влияние каждого нового корреспондента на стабильность и коммуникативность цивилизации будет падать.
2.4 Нелинейные обобщения формулы Дрейка 81 ные характеристики цивилизации являются однозначными функциями q. В частности, энергетические и информационные ресурсы цивилиза- ции в каком-то смысле пропорциональны q (здесь нет смысла уточнять это утверждение, оно носит сугубо эвристический характер). Более то- го, предполагается, что q представляет не мгновенное значение потен- циала, а значение потенциала, усредненное по всей коммуникативной фазе. Будем считать по определению, что потенциал есть безразмерная величина, определенная таким образом, что для изолированных ЭКЦ потенциал в среднем равен точно единице. Контакт между цивилиза- циями влияет на потенциал так, что потенциал может увеличиваться (что отражается и на значении этого параметра при усреднении по всей коммуникативной фазе). Будем пренебрегать конечностью времени жизни звезд, кроме того опустим все зависимости модельных функций от массы звезды. Для простоты будем также считать, что вероятность выживания цивили- зации является чистой экспонентой, следовательно в уравнении (2.37) вместо функции Лс(М, q, будет фигурировать более простая функ- ция Лс(<?), а слагаемое As(M, т + си) вообще будет отсутствовать. Далее, а) поскольку q есть усредненная по времени жизни циви- лизации характеристика; Ь) поскольку вероятность выживания циви- лизации есть чистая экспонента, следовательно плотность вероятности окончания коммуникативной фазы не зависит от времени; с) посколь- ку гибель звезды не может служить причиной гибели цивилизации, то возраст цивилизации и момент ее рождения т вообще можно не рассматривать. Поэтому всю популяцию ЭКЦ вместо полной функции пс(Л/,т, q,cu,T) можно описывать более простой функцией nc(q^T). Так как рассматривается модель очень большой и однородной га- лактики, то удобно от функции распределения пс(д,Т) для всей га- лактики перейти к функции распределения плотности цивилизаций в единичном объеме p(q,T), нормированной таким образом, что VG I p(q,T')dq ~ NC(T). (2.42) Не нарушая общности, удобно несколько изменить постановку за- дачи. Так как возможное влияние КЦ на скорость рождения новых цивилизаций не рассматривается, то скорость генерации новых циви- лизаций можно считать заданной функцией времени. Эту функцию легко получить из расчетов в рамках линейной теории. Скорость ро- ждения цивилизаций, нормированную на единицу объема галактики, обозначим f(T), а плотность распределения параметра q для изоли- рованных цивилизаций обозначим </>о((?)- Распределение вероятностей
82 Статья 2. Эволюция и проблема SETI нормировано на единицу, и предполагается, что среднее значение q для распределения фо равно единице, так как средний потенциал изо- лированной цивилизации по определению есть единица. С учетом всех перечисленных предположений уравнения (2.37), (2.38) могут быть пе- реписаны в виде единственного уравнения = -Лс(9)р(д,Т) + /(Т)Фо(9) - ^Ь(9,Т)р(9,Т)]. (2.43) Физический смысл уравнения (2.43) прост. Первое слагаемое в правой части описывает сток функции распределения за счет исчезновения ци- вилизаций; второе слагаемое описывает источник функции распреде- ления за счет возникновения новых цивилизаций, распределенных по потенциалам согласно фо; третье слагаемое описывает перенос функ- ции распределения в пространстве q за счет взаимодействия цивили- заций, причем j(q,T) есть соответствующий ток. Начальные условия для функции p(g, Т) могут быть заданы в любой момент времени про- извольно, и уравнение (2.43) может решаться как начальная задача Коши. Осталось получить явное выражение для тока j (q>T), для чего нуж- но уточнить модель контакта (2.36). Рассмотрим контакт двух цивили- заций А и В, причем А — приемник информации, В — передатчик. Предположим, что увеличение потенциала приемника пропорциональ- но количеству полученной информации, и, следовательно, пропорцио- нально потенциалу передатчика и времени контакта. Далее, учтем тот опытный факт, что развитие идет, как правило, от достигнутого уров- ня, то есть имеет мультипликативный, а не аддитивный характер. То- гда закон изменения потенциала цивилизации А под действием контак- та с цивилизацией В можно записать в дифференциальной форме сле- дующим образом: dqA = KqAqndT, где К — некоторый коэффициент пропорциональности. В процессе контакта «обучаемость» цивилизации А может изменяться, например — падать, и при достижении некоторо- го предельного потенциала вообще достигать насыщения. В принципе, может иметь место и нелинейность по потенциалу Q# (например, ин- формация от В может оказаться слишком сложной для усвоения ее А, если потенциал qA мал). Эти обстоятельства можно учесть, введя в ко- эффициент К зависимость от дд и д#. Тогда модель контакта между двумя цивилизациями может быть записана как ~ = К(дА,дв)дАЧв, (2.44) tlx что является специальным частным случаем уравнения (2.36). Пред-
2.4 Нелинейные обобщения формулы Дрейка 83 полагая эффект от нескольких контактов одновременно аддитивным, непосредственно из выражения (2.41) можно получить выражение для тока j(q, Т) = ^c3q [ dq q'K(q, q1) Г dT'(T - T')2p(q', T'), (2.45) J JT-r(q,q')/c где предельное расстояние контакта r(g,g') нужно понимать в усред- ненном смысле, подобно тому, как понимается и сам параметр q (по- этому у функции г() отсутствуют аргументы си,си'). Для проведения расчетов необходимо задать модельные функции /<(qa5<7b), Ac(q), г(<7а,<7в)« Было исследовано множество различных вариантов модельных функций, ниже мы остановимся только на тех, которые были использованы в расчетах, результаты которых здесь при- водятся. Необходимо составить представление о том, каков может быть мас- штаб величины коэффициента К в модели контакта (2.44). Предполо- жим, что когда ЭКЦ А находится под влиянием В в течение всей ком- муникативной фазы, дд увеличивается по порядку величины на qb, по крайней мере в случае qA ~ 1 и qb ~ 1 в исходном состоянии. Это имеет место, когда К по порядку величины совпадает со средним обратным временем жизни изолированной цивилизации По = 1/Д): Ко = К (1,1) ~ По (мы ввели обозначение Lq для среднего време- ни жизни изолированной цивилизации. Принималось Lq = 1000 лет). Именно такое значение Ко было принято в расчетах. Для простоты считалось, что коэффициент К фактически зависит только от потен- циала приемника К = К (да), при этом таким образом, что К{1) = По, но по мере роста потенциала цивилизации ее способность к «обуче- нию» постепенно падает до нуля. Использованная функция показана на рис. 2.13. Считалось, что время жизни коммуникативной фазы растет про- порционально квадрату потенциала цивилизации (но сам потенциал может расти в очень ограниченных пределах, как это понятно из рис. 2.13). Так как должно быть Лс(1) = По, то Лс(д) = «о/g2- (2.46) Предельное расстояние контакта было выбрано в виде г(дд,дв) = г0 х (дддв)1/5, (2.47) где го = 400 св. лет есть предельное расстояние контакта для цивили- заций единичного потенциала (величина го выбрана достаточно про- извольно). Выражение для г(дд,дв) получено в предположении, что
84 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Рис. 2.13: Функция K(q\ использованная в расчетах. прием и передача ведутся только с помощью остронаправленной антен- ны. В разделе 2.5 мы пытаемся пояснить, почему такое предположение не является произвольным. Для того, чтобы зарегистрировать сигнал от цивилизации В, находящейся на расстоянии г, нужно индивидуаль- но изучить каждую подозрительную звезду на меньшем расстоянии. Предположим, что необходимые энергозатраты на мониторинг одной звезды пропорциональны квадрату расстояния до нее. Тогда суммар- ные энергозатраты на просмотр всех звезд ближе г будут пропорцио- нальны г5. В предположении, что количество энергии, которое циви- лизация А может затратить на поиски соседей, пропорционально дд, получим, что предельное расстояние коммуникации будет зависеть от q& как #У5. Аналогичные рассуждения показывают, что и от цв рас- стояние зависит как q^. Так получается формула (2.47). Распределение </>o(q) было выбрано в виде </>o(q) = -1= exp (g0o~2-2, q0 = 1, ст = 0.212. (2.48) При расчетах удобно следить за изменением величины насыщенно- сти контактов X. Можно показать, что в веденной модели Х(Т) дается выражением: / dqp(q,T) f dq' p(q',T)^-r3(q,q') X(T) = ±2----------------------------- / dqp^T) (2.49)
2.4 Нелинейные обобщения формулы Дрейка 85 Рис. 2.14: Эффект бистабильности в популяции КЦ. Пояснения см. в тексте. 2.4.4 Результаты расчетов в нелинейной модели Начнем с результатов модельных расчетов, иллюстрирующих прин- ципиально важный эффект бистабильности в популяции КЦ. Суть яв- ления бистабильности заключается в том, что при одной и той же ско- рости рождения новых цивилизаций в популяции имеется два различ- ных стабильных состояния — с низким числом цивилизаций и низким значением насыщенности контактов X и с большим количеством циви- лизаций и величиной X больше или порядка 1. Явление бистабильности иллюстрирует рис. 2.14. Поясним, как проводился расчет и что значат полученные резуль- таты. Предполагалось, что в начальный момент времени в галактике цивилизации отсутствуют, после чего скорость рождения цивилизаций F начинает медленно линейно расти. Скорость роста бралась настоль- ко медленной, чтобы в любой момент времени в популяции достигалось почти полное равновесие. На рис. 2.14 на левом графике показана за- висимость числа цивилизаций от F (число цивилизаций приведено к объему нашей Галактики), на правом графике — зависимость степени насыщенности контактов X от F. По мере роста F растет и равновесное количество цивилизаций вместе с насыщенностью контактов, при этом точка на графиках сначала движется по нижней ветке петли гистере- зиса слева направо и насыщенность контактов остается много меньше единицы. Имеет место эра молчания. Однако из-за роста числа контактов ситуация становится все менее стабильной, и когда F достигает величины примерно 1,35 цивилизаций в год, а X % 0,05, равновесие нарушается. Из-за положительной обрат- ной связи контакт-время жизни число цивилизаций и вероятность кон-
86 Статья 2. Эволюция и проблема SETI тактов начинают расти лавинообразно, при этом число цивилизаций делает скачок вверх примерно на порядок, а насыщенность контактов примерно на два порядка, достигая значения 10. Скачок насыщенно- сти контактов превышает скачок числа цивилизаций, так как в соот- ветствие с моделью, под действием контакта растет не только время жизни, но и предельное расстояние коммуникации. Поэтому вероят- ность контакта растет не только за счет роста числа КЦ, но и за счет роста их «дальнобойности». Рост лавины обрывается из-за исчерпания возможности «обучения» при больших значениях потенциала q (см. рис. 2.13). Длительность перехода составляет несколько десятков Lq. При дальнейшем росте F количество КЦ и X продолжают расти, но уже плавно, без скачков. Наступила эра насыщения контактов. Затем в расчете рост скорости рождения цивилизаций прекращает- ся, и начинается медленное, равновесное ее снижение. Сначала точка на графике движется в обратном направлении, повторяя траекторию при росте F. Однако, при достижении критического значения F, при котором произошел прямой переход из эры молчания в эру насыщения контактов, обратный переход не происходит. Этому препятствует поло- жительная обратная связь количество контактов-время жизни. Вместо резкого скачка вниз продолжается медленное снижение Nc и X. Эра насыщения контактов продолжается. Можно сказать, что имеет место «закалка» состояния насыщенности контактов. На этом участке графи- ка каждому значению F отвечает два различных устойчивых состоя- ния популяции цивилизаций: одно на нижней ветви петли гистерезиса, другое на верхней ветви. Это и есть бистабильность. Только при достижении величиной X значения около 0,5 положи- тельная обратная связь уже не может удержать фазу насыщения кон- тактов от разрушения, и количество цивилизаций и X резко падают и снова наступает эра молчания. Существенно, что обратный переход наступает при значении F мно- го меньшем, чем прямой. Замечательно также, что прямой переход на- чинается при значении X много меньшем единицы, поэтому непосред- ственно накануне перехода подавляющему числу цивилизаций должно казаться, что они единственные обитатели Галактики. После перехода каждая КЦ (готовая потратить адекватные усилия на решение пробле- мы SETI) обеспечена несколькими партнерами по контакту. Эффект бистабильности может быть крайне важным для судеб по- пуляции КЦ нашей Галактики. Если переход в эру насыщения кон- тактов когда-нибудь произойдет, то полученное состояние Галактики будет очень стабильным, и может быть разрушено только при ката-
2.4 Нелинейные обобщения формулы Дрейка 87 Рис. 2.15: Сравнение динамики популяции КЦ в линейной теории и в нелинейной теории, учитывающие взаимное влияния КЦ по каналам связи. Левый рисунок — условия возникновения жизни не зависят от галактического времени. Правый рисунок — возникновение жизни в самосогласованном фазовом переходе Галактики. строфическом падении скорости возникновения новых цивилизаций. Но галактическое сообщество сможет даже этому воспрепятствовать, если прибегнет к стратегии направленной панспермии. Ясно, что с точки зрения возможности перехода Галактики в со- стояние насыщения контактов критически важно, каково максималь- но достигаемое значение скорости возникновения новых цивилизаций. Здесь ситуация может оказаться радикально различной для сценариев постоянного происхождения жизни и происхождения жизни в фазовом переходе Галактики, так как в последнем случае имеет место сильный, хотя и не очень продолжительный, скачок скорости образования циви- лизаций. Результаты некоторых расчетов, показывающих разные вари- анты динамики КЦ для нашей Галактики в присутствии нелинейных связей, показаны на рис. 2.15 и рис. 2.16. Для получения этих результатов на вход программы, предназна- ченной для расчета динамики популяции КЦ в нелинейной теории (ре- шение уравнения (2.43)), подавались результаты расчета скорости ро- ждения цивилизаций (функция /(Г) в уравнении (2.43)), полученные с помощью линейной теории. Скорость рождения цивилизаций может быть легко получена непосредственно по рис. 2.12 с помощью формулы NC(T) = F(T)L0. На рис. 2.15 (левый график) видно, что при параметрах обратной связи, использованных в расчете, в сценарии с непрерывным рожде-
88 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Рис. 2.16: Поведение степени насыщенности контактов в сценариях по- стоянного происхождения жизни и происхождения жизни в фазовом переходе Галактики. В последнем случае происходит переход в эру на- сыщения контактов, и после падения скорости возникновения цивили- заций состояние насыщения контактов сохраняется за счет эффекта «закалки» популяции КЦ. нием жизни переход в эру насыщения контактов не происходит, так как пиковое значение скорости рождения цивилизаций оказывается недостаточно большим. Нелинейный расчет дает лишь небольшое пре- вышение числа цивилизаций над результатами линейного расчета. Из рис. 2.16 видно, что степень насыщенности контактов всегда остается много меньше единицы. Напротив, из рис. 2.15 (правый график) видно, что скачок f(T) в сценарии с рождением жизни в фазовом переходе оказывается доста- точно высоким, чтобы переход в эру насыщения контактов произошел. Согласно результатам расчета, пиковое значение степени насыщенно- сти контактов достигает 24,3. После скачка f(T) в сценарии с рождением жизни в фазовом перехо- де скорость рождения цивилизаций быстро падает, но установившаяся скорость остается в зоне бистабильности, поэтому состояние насыще- ния контактов не разрушается. Из рис. 2.16 видно, что в асимптотике X близко к единице, то есть почти каждая КЦ имеет по одному партнеру для контакта. В этой же ситуации величина X в сценарии с непрерыв-
2.4 Нелинейные обобщения формулы Дрейка 89 ным рождением жизни очень мала. Это есть явление «закалки» фазы насыщения контактов благодаря положительной обратной связи. 2.4.5 Астросоциологический парадокс и эра насы- щения контактов Здесь хотелось бы сделать одно, как нам представляется, принципи- ально важное замечание по поводу астросоциологического парадокса (см. [14, Гл.6], [80]) — АСП. Под АСП понимается противоречие меж- ду широко распространенными представлениями о множественности КЦ и отсутствием явных проявлений их деятельности. Между тем, АСП может быть легко объяснен, если всего лишь предположить, что основным способом контактов между КЦ являются контакты по кана- лам связи с помощью остро направленных излучателей и приемников любой природы (как это и предполагалось в рассматриваемой здесь нелинейной теории). Покажем, что даже в условиях эры насыщения контактов обнаружение партнера по контакту может быть исключи- тельно сложной задачей. Предположим, что время фазового демографического пика уже прошло, и в Галактике сохраняется фаза насыщения контактов за счет эффекта закалки, как это имеет место при больших временах в ис- следованной здесь модели. Как видно из рис. 2.15 (правый график), количество КЦ в Галактике в этом случае составляет около 5000. По рис. 2.5 находим, что ожидаемое расстояние до ближайшей КЦ состав- ляет около 1000 св. лет, но с заметной вероятностью может оказаться и 2000 св. лет. Для того, чтобы с гарантией обнаружить партнера по контакту, нужно достаточно продолжительное время держать под по- стоянным мониторингом на всех разумных частотах и во всех физиче- ских типах каналов (радио, оптические, ...) все подозрительные звез- ды внутри сферы радиусом 2000 св. лет. Так как плотность звездного населения в окрестностях Солнца составляет около одной звезды на 8 кубических парсек, то такая сфера содержит порядка 108 звезд. Даже если считать, что лишь одна из 100 звезд является подозрительной, то это означает необходимость непрерывного мониторинга 106 звезд. Это задача, требующая колоссальных ресурсов. Нетрудно показать, что да- же в максимуме фазового пика, когда в Галактике имеется 125000 КЦ, должен осуществляться мониторинг примерно 5 • 104 звезд. В настоя- щее время речь идет лишь об эпизодических наблюдениях в лучшем случае нескольких десятков звезд на немногих радиочастотах. Что же удивляться, что мы никого пока не видим? Что действительно требует
90 Статья 2. Эволюция и проблема SETI объяснения, так это причина, по которой преобладающим типом связи является связь с помощью остронаправленных излучателей и прием- ников. Этого вопроса мы коснемся в разделе 2.5. Как же может быть, что эра насыщения контактов все-таки устанав- ливается, если задача установления связи столь трудна? Наше мнение, которое мы обосновываем в разделе 2.5, состоит в том, что для нашей цивилизации просто еще не пришло время, когда контакт является на- сущной потребностью, и поэтому она не готова потратить огромные ресурсы на поиск партнера. Земная цивилизация в этом смысле пока не является коммуникативной, поэтому наш современный опыт нельзя распространять на другие КЦ. Не следует относиться к представленным результатам нелинейных расчетов слишком серьезно. Очевидно, что использованные модели крайне примитивны, да и выбор параметров этих моделей субъекти- вен. Основное назначение этих расчетов — продемонстрировать, какого рода механизмы могут управлять динамикой популяции цивилизаций в Галактике. 2.4.6 Пространственная неоднородность распреде- ления КЦ и возможность подпорогового пе- рехода в эру насыщения контактов В заключение этого раздела обратим внимание на одно весьма сла- бое место представленной здесь нелинейной теории. В рассмотрен- ной модели совершенно не учитываются флуктуации пространствен- ной плотности КЦ, которые могут, в действительности, иметь очень большое значение. Предположим, что скорость рождения цивилизаций никогда не достигает критического значения, при котором происходит переход в эру насыщения контактов в нашей модели. Означает ли это реально, что переход в эру насыщения никогда не произойдет? Нет, не означает. Благодаря флуктуациям плотности может образоваться ло- кальное скопление нескольких цивилизаций, которые окажутся в зоне досягаемости друг друга. Тогда фаза насыщения контактов может воз- никнуть сначала локально, в зоне скопления. Благодаря положитель- ной обратной связи остров фазы насыщения контактов может оказать- ся не только стабильным, но из-за увеличения предельного расстоя- ния контакта будет вовлекать в сферу своего влияния более удаленные цивилизации, благодаря чему начнет расти. Так он со временем мо- жет охватить всю Галактику. По своей сути это весьма напоминает механизм обычного фазового перехода второго рода, в котором роль
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 91 флуктуаций общеизвестна. Большой интерес представляла бы количе- ственная теория этого явления. 2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации как потенциальные партнеры по межзвезд- ной связи и возможные носители галак- тического культурного поля 2.5.1 Замечания о методике Как отмечалось в разделе 2.1.5, ввиду крайней непродолжительно- сти предсингулярного космотехнологического участка в развитии циви- лизации, вероятность обнаружить такую цивилизацию в ходе решения проблемы SETI ничтожна. Да и опыт земной цивилизации показывает, что интенсивность космических передач цивилизации в этом состоянии невелика. Поэтому следует ожидать, что потенциальным партнером по контакту может оказаться лишь постсингулярная цивилизация. В свя- зи с этим возникает ряд вопросов, которые уже упоминались выше в разных контекстах: 1. Что могут представлять собой постсингулярные цивилизации как потенциальные партнеры по SETI-контакту? 2. Почему можно предполагать, что контакт положительно сказы- вается на жизнеспособности КЦ? 3. Что лежит в основе предположения, что контакты осуществля- ются с помощью остронаправленных излучателей и приемников? 4. Что может заставить КЦ потратить большие усилия на поиск партнера по контакту и передачу космических сообщений, и мож- но ли ожидать, что земная цивилизация когда-нибудь будет гото- ва к решению этой задачи? Все эти вопросы удается связать между собой через обсуждаемые в этом разделе статьи понятия «постсингулярного экзогуманизма», «га- лактического культурного поля» и «экзогуманитарной цивилизации». Прежде чем перейти к изложению, надо сделать несколько замечаний методического характера.
92 Статья 2. Эволюция и проблема SETI Во-первых, следует отметить, что в футурологических прогнозах мы будем старательно избегать произвольных гипотез, и будем осно- вываться лишь на анализе некоторых тенденций, которые совершенно ясно видны в динамике человеческой цивилизации уже сейчас. Второе замечание касается характера распространения футуроло- гических прогнозов для Земли на другие КЦ. Из гипотезы универ- сальности масштабно-инвариантного характера эволюции следует так- же универсальность явления сингулярности эволюции (раздел 2.1.5). Явление сингулярности эволюции трудно интерпретировать иначе, чем технологический взрыв. Поэтому для других цивилизаций в значитель- ной степени универсальным должен быть и характер преодоления этой критической точки. Следовательно предположение, что опыт челове- чества по преодолению сингулярности в какой-то форме можно пере- нести и на другие КЦ, является следствием гипотезы универсальности масштабно-инвариантного характера эволюции. В таком контексте это предположение не является формой «земного шовинизма». В-третьих, без специальных оговорок некоторые предполагаемые черты постсингулярной цивилизации будут рассматриваться как су- щественные системообразующие факторы, в то время как на самом деле они, быть может, будут проявляться лишь в виде более или менее определенных тенденций. Эти черты удобнее рассмотреть в несколько идеализированном виде, чтобы не перегружать изложение лишними деталями. 2.5.2 «Экзогуманизм» постсингулярной цивилиза- ции Начнем с замечания по поводу того, как далее будут использоваться такие понятия, как «гуманизм» и «этика». Человек — существо, лишен- ное естественных мощных орудий нападения — когтей, клыков и т. д. Поэтому, в отличие от, например, льва, у него нет биологических сдер- живающих факторов против проявления агрессии к себе подобным. Когда человек впервые взял в руку каменное орудие, став обладателем первой технологии, ничто не мешало ему покалечить или даже убить своих ближайших родственников. Возможно, во многих случаях так и было, но особо агрессивные популяции Ното именно по этой причине не оставили потомство. Дали потомство менее агрессивные популяции, и представление, что убивать родичей нехорошо, закрепилось сначала генетически, а потом и в культуре. По мере роста технологии культур- ные сдержки агрессии совершенствовались. Гуманизм и этика отнюдь
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 93 не являются априорными, данными людям «от века» представления- ми, но являются сохраняющими реакциями против разрушительного действия технологии, выработанными эволюцией Ното в ходе есте- ственного отбора. Такое представление детально обосновано в книге А. П. Назаретяна [11], похожие идеи содержатся в статье Умберто Эко [81] и работах других авторов. Однако, не только гуманизм и этика в собственном смысле этих слов являются сдерживающими факторами проявления агрессии, хотя их роль очень велика. Не следует забывать об уголовном законодательстве и соответствующей системе наказаний и других мерах принудительного или даже репрессивного характера. Далее термин «гуманизм» будет трактоваться расширительно, он будет включать в себя любые формы сдержек разрушительной силы техноло- гий. При этом надо также иметь в виду, что разрушительное действие технологий может быть связано не только с неконтролируемым прояв- лением агрессии, но и с загрязнением окружающей среды и т. д. Такое использование термина «гуманизм» вызвано отсутствием общеприня- того понятия, которое обозначало бы все культурные сдерживающие факторы разрушительной силы технологии, в любых проявлениях. Ясно, что проход сингулярности масштабно-инвариантного истори- ческого аттрактора (см. раздел 2.1) означает преодоление целого ряда глубочайших кризисов техногенного происхождения. Для успешного их преодоления постсингулярная цивилизация должна выработать со- ответствующие адаптационные механизмы, и в дальнейшем использо- вать их для поддержания своего гомеостазиса. Если цивилизация не вырабатывает такие механизмы, ей не суждено вступить в постсин- гулярную стадию развития — она деградирует или гибнет. Нетрудно представить себе по крайней мере некоторые из таких сохраняющих реакций. Во-первых, должны быть выработаны очень эффективные механиз- мы сдерживания агрессии, в противном случае цивилизация самоуни- чтожится в результате внутренних конфликтов, связанных с нараста- ющим дефицитом невосполнимых ресурсов, и одновременным ростом убойной силы оружия. Во-вторых, должны быть реализованы мощные механизмы сдерживания материального потребления и эффективного использования ресурсов. Во-третьих, цивилизация должна внутри себя преодолеть явления типа корпоративного или государственного эгоиз- ма и выработать планетарное мышление, так как кризисные процес- сы вблизи сингулярности имеют существенно планетарный масштаб и могут быть преодолены только совместными усилиями всех при непре- рывном достижении компромиссов. Четвертым типом сохраняющей ре-
94 Статья 2. Эволюция и проблема SETI акции должен быть рост экологического сознания вплоть до превраще- ния его в экологический социальный инстинкт. Кризисы сингулярности не могут быть преодолены без гигантского скачка силы и глубины этих механизмов сдерживания разрушительной силы технологии. Специфический скачок культурных сдерживающих факторов при преодолении сингулярности исторического аттрактора можно назвать постсингулярной гуманизацией цивилизации. Рискуя повториться, подчеркнем, что не следует такую «гуманизацию» пони- мать упрощенно или слишком буквально. Это могут быть принимае- мые большинством этические принципы, то есть гуманизм в классиче- ском понимании, однако частично «гуманизация» может быть реализо- вана, например, в виде системы жестких репрессивных мер законода- тельного характера. Речь идет о любой системе сдержек техногенного деструктивного фактора, не разрушающей цивилизацию как космотех- нологическую. Это соответствует расширительной трактовке термина «гуманизм», как об этом говорилось выше. Предположение о том, что выработка таких сдерживающих меха- низмов возможна, не является произвольным. А. П. Назаретян, основы- ваясь на обширном фактическом материале, показал [11, 40], что уро- вень культурных сдержек агрессии рос на протяжении всей истории и предыстории человечества вместе с ростом технологической мощи. Бо- лее того, он рос опережающими темпами, так что, например, несмот- ря на рост убойной силы оружия, уровень кровопролития (в расчете на душу населения!) не только не рос, но даже постепенно снижался. Этот парадоксальный вывод суммирован Назаретяном в «законе техно- гуманитарного баланса» [11, 40]. Недавними примерами являются выметание особо бесчеловечных режимов (вроде режимов Сталина, Гитлера, Мао Цзе-Дуна, Пол По- та) из истории и замещение их более гуманистическими система- ми, реализующими более щадящие и изощренные методы манипули- рования массами. Другим недавним примером роста уровня техно- гуманитарного баланса является Киотское соглашение, которое пред- ставляет собой признак пробуждения планетарного мышления. Мож- но привести множество примеров формирования экологического созна- ния. Однако огромной проблемой остается модель «общества потреб- ления», для которого пока не нашлось разумной альтернативы. Мысль о том, что некоторая развитая форма гуманизма должна быть характерна для высокоразвитых КЦ, конечно, не нова. Она вы- сказывалась К. Э. Циолковским и И. А. Ефремовым; эта мысль ясно высказана в недавних статьях Л. М. Гиндилиса [82, 83] и в книге А. П.
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 95 Назаретяна [11]. Теперь остановимся на одной особенности процесса гуманизации, которая важна для дальнейшего. Любопытно, что уже сейчас гума- низация земной цивилизации находит непосредственное выражение в отношении к космосу. Достаточно распространенной точкой зрения является то, что едва человечество доберется до других планет, как оно попытается поскорее расправиться с местными формами жизни и переделать все под себя, как это делалось, например, в истории колонизации Америки. Такое представление легко найти на интернет-сайтах, посвященных пробле- мам внеземного разума. Однако это есть выражение некоторого до- статочно поверхностного обыденного сознания, вроде представления о «постоянном падении нравов». Факты говорят об обратном. Вот неко- торые примеры. Если на Марсе и есть жизнь, то ясно, что в самых примитивных формах. Казалось бы, по праву сильного мы должны думать толь- ко о собственной безопасности, и в случае малейших сомнений просто уничтожить ее. В действительности же, уже начиная с самых первых марсианских программ, все посылаемые на Марс аппараты тщатель- нейшим образом стерилизуются, чтобы не дай бог, марсианской жизни не навредить. Другим примером является уничтожение космической станции Галилео в атмосфере Юпитера, чтобы случайно не занести земные микроорганизмы на спутник Юпитера — Европу, где также возможно существование жизни. Очень показательна полемика по поводу допустимости эксперимен- та «Deep Impact», имевшего целью бомбардировку кометы Tempel-1 для изучения химического состава кометного вещества. Мнения разде- лились, причем многие профессиональные астрономы и астрофизики считали, что такие «варварские» методы исследований недопустимы. Апофеозом дискуссии явился иск москвички Марины Бай в Пресне- ский суд Москвы к агентству НАСА о возмещении морального ущер- ба, нанесенного ей этим экспериментом, с формулировкой: «Действия агентства посягают на систему духовных и жизненных ценностей, а также природную жизнь космоса, что нарушает баланс естественных сил во Вселенной». Иск был принят к рассмотрению. Налицо перенесе- ние этических норм и экологического мышления на космическую дея- тельность. Все это можно было бы рассматривать как забавный курьез, если бы не позиция многих профессионалов, и то, что происшедшее глу- боко закономерно. Любая масштабная астроинженерная деятельность, включающая преобразование тел солнечной системы, уже сейчас вы-
96 Статья 2. Эволюция и проблема SETI звала бы ожесточенное сопротивление широких слоев общества. Можно предположить, что создание гигантских астроинженерных сооружений вроде сферы Дайсона вполне может оказаться невозможным не по тех- ническим, а по этическим причинам. Примеры показывают, что постсингулярный гуманизм вряд ли мо- жет существовать только «для внутреннего пользования» цивилиза- ции. Эти качества должны проявляться и в отношениях с космосом, в чем бы эти отношения не выражались: космическая инженерия, кон- такт с неразумными или разумными формами жизни на других пла- нетах и т. д. Совершенная высокогуманистическая система внутри се- бя, не может быть примитивно-агрессивной во внешних проявлениях. Таким образом, следует ожидать, что цивилизация, преодолевшая син- гулярность, должна быть не просто гуманистической, но экзогумани- стической, гуманистической в космическом смысле. Экзогуманизм — система сдержек техногенного разрушительного фактора планетар- ного уровня, имеющая продолжение в космической деятельности. Следует особо подчеркнуть, что неизвестно, является ли процесс гу- манизации земной цивилизации достаточно быстрым и глубоким для преодоления кризиса сингулярности. Утверждение, которое делается, имеет условный характер: если постсингулярные космотехнологиче- ские цивилизации существуют, то процесс их гуманизации в период преодоления сингулярности должен был быть достаточно быстрым и глубоким, и поэтому они должны быть экзогуманистическими. 2.5.3 Космическая экспансия и интенсивный путь развития Распространенная точка зрения, что проблему экстенсивного тех- нологического взрыва и исчерпания невосполнимых ресурсов можно преодолеть за счет продолжения его в космос, скорее всего совершенно неосновательна. Одной из основных причин является то, что времени на подготовку очень масштабного выхода в космос в течение нескольких десятиле- тий досингулярного технологического развития, видимо, принципиаль- но не хватает [84]. За это короткое время просто физически невозможно аккумулировать ресурсы, достаточные для организации экологически безопасного и дешевого, но достаточно интенсивного грузопотока на околоземную орбиту, что необходимо для дальнейшего продвижения в космос. Другой независимой причиной ограничения масштабной астроин-
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 97 женерной деятельности могут быть ограничения космо-этического или космо-экологического характера, связанные с экзогуманизмом постсин- гулярной цивилизации. Как мы видели, эти факторы уже сейчас дают себя знать, даже при всей скромности решаемых ныне в космосе задач. Еще одним известным аргументом против чисто экстенсивного броска в космос является то, что при любой разумной постоянной вре- мени экстенсивного роста цивилизации, даже галактических ресурсов не хватит уже через несколько тысяч лет такой экспансии [85, 84]. Иг- ра не стоит свеч, как написал по этому поводу Г. М. Идлис [85]. Хотя, по нашему мнению, соображения такого типа вряд ли могут повлиять на практическую политику в области освоения космоса в обозримом будущем. Как бы то ни было, резкое торможение темпов освоения космиче- ского пространства земной цивилизацией уже имеет место — в этом не приходится сомневаться. Прогнозы 70-х годов 20-го века по развитию космической техники и освоению космического пространства на пери- од до 2000 года оказались чрезвычайно завышенными, и намеченные планы остались нереализованными. Вот только некоторые примеры. В 1974 г. известный специалист К. Эрике, занятый в космической про- грамме США, заявлял, что после 1985 г. будет введена в строй орби- тальная космическая станция на 25-100 человек [86, С.37]. В начале 1970-х годов к 2000 году предполагалось ввести в строй космическую солнечную электростанцию на стационарной орбите со сроком эксплу- атации 30 лет, мощностью 5 млн. кВт, с площадью солнечных батарей 45 км2. Масса сооружения должна была составить 9570 т. И даже про- екты космических поселений О’Нейла, которые предлагалось начать реализовывать в 1988 году [87], не казались чем-то совершенно фан- тастическим. Ожидания были основаны на линейной экстраполяции темпов освоения космоса 50-х-70-х годов, и потому оказались несосто- ятельными. Так или иначе, на какое-то, возможно весьма длительное, время после преодоления сингулярности истории цивилизация должна обес- печить себе стабильное существование без надежды на скорую косми- ческую экспансию. Это должна быть какая-то форма интенсивного развития с преимущественной опорой на внутренние планетарные ре- сурсы. Если масштабная космическая экспансия и возможна хотя бы в принципе, то она не может быть прямым продолжением техноло- гического взрыва сингулярности. Должно пройти значительное время в постсингулярной интенсивной фазе, прежде чем будут аккумулиро- ваны необходимые ресурсы. Так как о возможностях космической экс-
98 Статья 2. Эволюция и проблема SETI пансии в далекой постсингулярной стадии трудно делать определенные прогнозы, а переход в интенсивную стадию развития уже становится реальностью, то сосредоточимся на особенностях поведения КЦ в ин- тенсивной стадии развития. Из представлений о длительной интенсивной фазе развития сразу следует модель SETI-контактов. Так как энергетические ресурсы КЦ в таком состоянии очень ограничены, то передатчики сигналов могут быть только остронаправленными, какой бы физический носитель сиг- нала ни использовался. Приемники, скорее всего, тоже должны быть остронаправленными и ориентированы на мониторинг индивидуаль- ных звезд. Простые оценки показывают, что мощные всенаправленные постоянно действующие излучатели исключаются уже по чисто энер- гетическим соображениям. Вполне возможно, что они противоречили бы также этическим или экологическим императивам экзогуманизма (нарушая целостность космической среды). 2.5.4 Информационный кризис Проблема «конца науки» заслуживает отдельной большой статьи, если не книги. Здесь этот круг вопросов является лишь одним из ло- гических шагов в проводимом анализе, поэтому будет рассмотрен, по необходимости, без исчерпывающей полноты. Для дальнейшего уточним, что ниже будет пониматься под наукой, так как под этим именем нередко понимают совершенно разные ве- щи. Существует несколько методов познания: философское познание, религиозное познание и т. д. Наука есть один из способов реализации функции познания. Научная истина не есть синоним истины вообще. От других методов познания наука отличается тем, что приводит к ре- зультатам, обладающим свойством воспроизводимости во вполне опре- деленном смысле. В науке фиксированы два основных классических метода верификации результатов, приводящих к понятию воспроизво- димости: воспроизводимый опыт (в естественных науках) и дедукция или вычисление (в математических науках). Дедукция является так- же методом проведения воспроизводимых рассуждений в естественных науках. Методологию, основанную на комбинированном использовании воспроизводимого опыта и дедукции, будем называть классическим на- учным методом; наука по принимаемому здесь определению есть ме- тод познания с помощью классического научного метода. В состоянии бурного (экспоненциального) роста в период технологи- ческого взрыва находятся не только аддитивные показатели развития цивилизации вроде потребления ресурсов и энергии, но также наука,
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 99 причем время удвоения (вычисленное по разным показателям) состав- ляет всего 10-15 лет [85, 88]. Имеющие место темпы роста науки не могут сохраняться ни бесконечно, ни даже просто долго, это следует из элементарной арифметики. Очень жестко на скором «насыщении» научного метода настаивает Станислав Лем в своей известной книге «Сумма технологии» [88]. По- видимому, Лем был одним из первых, кто серьезно писал на эту тему, причем усматривая в этом причину предстоящего цивилизационного кризиса, который потребует специальных мер для его преодоления. Он называл его информационным кризисом, и здесь будет использована эта терминология. В 1963 году, когда была написана книга, Лем отво- дил экспоненциальному росту науки 30-70 лет, т. е. окончание экспо- ненциального режима роста падает на 1990-2030 годы. Лем писал: «Та- ким образом, если нынешний темп научного роста сохранится, то через какие-нибудь 50 лет каждый житель Земли будет ученым.» Этот про- гноз относится, очевидно, приблизительно к 2010 году и, как нетрудно видеть, сильно переоценивает реальное число ученых. Это означает, что по крайней мере скорость роста числа ученых уже сильно упала. Похоже, что прогнозы Лема сбываются. Проблема «конца науки» продолжает волновать умы. В настоящее время существует довольно обширная литература, посвященная этой проблеме. Мы не имеем возможности дать здесь сколько-нибудь по- дробный обзор, сошлемся лишь для примера на монографию [89] и статью [90]. С нашей точки зрения особенно важен взгляд на науку как на яв- ление эволюции. Такой подход позволяет не только яснее понять суть кризиса, действительно нарастающего в науке и в связи с наукой, но и представить возможные пути его преодоления. Научный метод возник как закономерный продукт эволюции циви- лизации на определенном этапе ее развития и решал важные цивилиза- ционные проблемы. Когда Эйнштейна спросили, почему возник науч- ный метод, он ответил: «Никто не чешется, если у него не зудит». На примере научного метода прослеживаются основные закономерности эволюции, проходящей через последовательность кризисов и фазовых переходов биосферы и общества. Впервые элементы научного метода появились еще в древнем мире, но на этом этапе не являлись ведущим фактором развития цивилизации, то есть существовали в форме из- быточного разнообразия. Ведущими формами познания на этом этапе были философское и религиозное познание, познание в форме искус- ства. Затем научный метод сыграл важную роль в преодолении аграр-
100 Статья 2. Эволюция и проблема SETI ного кризиса позднего средневековья, стал одним из ведущих факто- ров первой промышленной революции и последующего развития циви- лизации. Был востребован обычный механизм использования фактора избыточного разнообразия в преодолении эволюционного кризиса (см. раздел 2.1.1). Однако, все самые эффективные эволюционные решения рано или поздно себя исчерпывают, и эффективность классического научного метода вряд ли является исключением, как ни тяжело это сознавать. Это вовсе не означает, что наука исчезнет. Старые эволюционные фор- мы не исчезают полностью при появлении новых (см. раздел 2.1.1). Они сохраняются в редуцированной форме, уступая лидерство более прогрессивным продуктам эволюции, эволюция имеет аддитивный ха- рактер. Нечто подобное должно произойти когда-то и с классическим научным методом. Следует ожидать, что он утратит свою ведущую роль в развитии цивилизации и будет потеснён другими формами куль- турной деятельности. В противном случае мы бы имели «дурную беско- нечность» — будущее как бесконечное повторение настоящего в других масштабах. Эволюционная точка зрения говорит о том, что «конец на- уки» совсем необязательно есть конец познания вообще, и, тем более, не есть конец всего. Выход может быть найден в принципиально но- вых формах познания или в каких-то совсем иных видах культурной деятельности, даже не являющихся познанием в нашем современном понимании. Ведь нечто подобное уже случалось: из нерасчлененного первобытного сознания выделилась мифология, которая затем была потеснена философией природы, религией и т. д. По поводу7 использования эволюционных соображений в оценках бу- дущего науки важно сделать одно замечание. Такой подход является явным использованием индукции. Надо четко понимать, что индук- ция может быть методом построения гипотез, но не может быть до- казательством чего-либо. Когда дело касается отдаленного будущего, нужно соблюдать особенную осторожность, так как происходит экстра- поляция некоторых особенностей эволюции с масштабно-инвариантно- го досингулярного участка эволюции на постсингулярный участок, где характер эволюции в чем-то может оказаться существенно иным. Помимо общих эволюционных соображений, важно иметь представ- ление о конкретных причинах, которые могут привести к «насыщению» научного метода. Это позволит составить представление о динамике процессов и хотя бы грубо судить о временных масштабах явлений. Можно выделить по крайней мере три основные группы причин. Во-первых, рано или поздно наука должна столкнуться с принци-
2.5 « Экзогу манитарные » цивилизации 101 пиальными ограничениями по уровню используемых ресурсов, о чем писал, в частности, Г. М. Идлис [85]. Эти тенденции уже сейчас имеют место, достаточно вспомнить замороженное строительство сверхпрово- дящего суперколлайдера (ССК) в США (1993 г.), урезанные космиче- ские программы и т. д. Вариантом ограничения ресурсов является ограничение по количе- ству ученых, на которое обращает внимание Лем, и которое он счи- тает основной причиной информационного кризиса. Его аргументация состоит в следующем. Количество научных задач растет экспоненци- ально, так как каждая решенная задача порождает несколько новых, но количество ученых не может расти столь же быстро. Поэтому уче- ных перестает хватать на решение всех актуальных задач, что ведет к «разрыву фронта науки», наука утрачивает целостность и динамизм [88, Гл. 4]. Дело, конечно, не только в людских ресурсах. В перспективе любые затраты на науку в лучшем случае можно будет стабилизировать на постоянном уровне, как и объем любых других материальных затрат — учитывая интенсивный характер развития постсингулярной цивили- зации19. Это, видимо, должно означать сначала стабилизацию, а затем и постепенное уменьшение потока новых научных результатов, так как стоимость каждой новой решенной научной задачи, несмотря на совер- шенствование научных методов (компьютерное моделирование и обра- ботка данных и т. д.), растет из-за увеличения сложности решаемых проблем. Действительно, об этом говорят простые наблюдения. Редкое исследование сейчас проводится ученым-одиночкой, как это было еще лет 70-80 назад. В основном это научные коллективы, причем часто — огромные коллективы, эксплуатирующие гигантские и очень дорогие экспериментальные установки. Многие современные научные задачи могут быть решены только силами международных коллабораций, и не видно, почему бы эта тенденция могла измениться. Потенциальное снижение потока научной информации (точнее — открытий) создает опасную ситуацию. Это может снизить интерес общества к науке20, что приведет к снижению затрат на исследования и дальнейшему умень- шению потока новых результатов, что снова снижает интерес и т. д. — петля положительной обратной связи замыкается. Научные исследова- ния, в первую очередь — фундаментальные, сворачиваются. Чем даль- ше та или иная область исследований от приложений, тем сильнее она 19Заметим, что в условиях экстенсивного роста цивилизации за счет космической экспансии это было бы не так. 20 Что, кажется, уже наблюдается. Вспомним, например, в какое время суток транслировалась передача Гордона и транслируется «Очевидное-невероятное».
102 Статья 2. Эволюция и проблема SETI будет страдать от этих процессов. Наблюдения, к сожалению, подтвер- ждают это предположение. Самой фундаментальной областью науки является физика элементарных частиц, и именно здесь процессы тор- можения из-за ограничения по ресурсам наиболее заметны (вспомним прекращение финансирования ССК, которое оборвало прогресс в этой области науки уже более чем на десять лет). Если по предложению Лема [88] сравнить науку с информационным каналом, соединяющим человечество и природу, то пропускная способ- ность этого канала сначала экспоненциально растет, затем на какое-то время стабилизируется, после чего может начать уменьшаться, при- чем на этом этапе возникает опасность лавинообразного схлопывания пропускной способности из-за влияния положительной обратной связи. Это последнее явление особенно опасно, так как коллапс может насту- пить настолько быстро, что участники событий даже не успеют понять, что происходит. Вторая группа причин. Сейчас ясно, что наука может встретиться с этическими ограничениями, имеющими фундаментальный характер. В постсингулярной стадии это может быть также связано с явлени- ем постсингулярной гуманизации: в число стабилизирующих факто- ров могут попасть запреты на некоторые виды научной деятельности. Из примеров недавней истории можно вспомнить сильнейшее проти- водействие экспериментам по клонированию человека, или уже про- являющие себя космо-этические ограничения, упоминавшиеся в разде- ле 2.5.3. Сюда же примыкают разного рода фобии: фобия генетически- модифицированных продуктов — тормозит генетические исследования, радиофобия — тормозит развитие ядерной энергетики, весьма распро- странена общая наукофобия, в рамках которой вся наука представля- ется как абсолютное зло. Называется также третья группа причин, которая заключается в том, что на фундаментальном уровне сложность природы может ока- заться в каком-то смысле конечной, и поэтому природа может быть просто «исчерпана» для познания. Об этом в связи с проблемой SETI писали Л. В. Лесков [91], В. М. Липунов [92] и другие. Завершенность фундаментальной физики, конечно, не отменяет возможность иссле- дования явлений на высших, системных, уровнях, но это сильно огра- ничивает возможность научных прорывов, на которых, собственно, и держится интерес общества к науке. Заметим, что, по нашему мнению, пока нет серьезных оснований считать третью группу причин чем-то реальным — она себя никак не проявляет. Однако вполне реальным является психологический фак-
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 103 тор, связанный с этой группой. Ожидание конца фундаментальной физики (пусть и на основе ложных посылок) может порождать пес- симизм, который через обратные связи сказывается на устойчивости науки в целом. Мы еще не упомянули распространение псевдонауки с ее резко нега- тивным отношением к нормальной науке, и некоторые другие факторы, которые нам представляются менее важными. Таким образом, имеет- ся не одна, а целый ряд взаимодействующих причин, которые могут тормозить развитие науки. Поэтому информационный кризис являет- ся, в значительной степени, системным кризисом науки. По-видимому, постсингулярная цивилизация рано или поздно должна столкнуться с этим явлением. Среди названных причин наиболее важной, как нам представляет- ся, является первая группа, а вторая группа причин со временем может набирать силу. Подчеркнем, что вовсе не имеется в виду, что нынешнее состояние научных исследований предвещает близкий конец науки. Речь идет о том, что снижение эффективности классического научного метода когда-нибудь должно произойти, и земная цивилизация находится, ви- димо, вблизи первой фазы кризиса (стабилизация количественных по- казателей науки и первые признаки ресурсных ограничений). Одна- ко разворачивающиеся процессы столь динамичны, что вряд ли клас- сическому научному методу как лидеру познания отведены столетия. Скорее, речь идет о нескольких десятилетиях. Это и есть то время, которым мы располагаем для решения проблемы. Представляет ли информационный кризис опасность для цивилиза- ции? Положительный ответ почти очевиден, но требуются некоторые оговорки. Если функция познания разума прерывается, то конец цивилизации неизбежен [92]. Хотя доказательств этого положения нет, выглядит оно достаточно правдоподобно, поэтому примем его в качестве гипотезы21. Однако наука — хотя и лидирующий в настоящее время, но, как упо- миналось выше, не единственный способ познания. Информационный кризис означает частичное перекрытие лишь одного из каналов реали- зации функции познания. Может ли цивилизация избежать кризиса, сделав лидирующим один из других существующих видов познания? Маловероятно. Каждый из упомянутых выше методов старше науки и уже побывал когда-то в лидерах, а эволюция не входит дважды в 21 Возможность, что познание может быть заменено какой-то совершенно иной формой культурной деятельности, нельзя исключить.
104 Статья 2. Эволюция и проблема SETI одну реку. Похоже, информационный кризис неизбежно ведет к обще- му кризису цивилизации. Конкретный механизм его протекания может иметь отношение к связи науки с технологиями, но легко также себе представить, что кризис науки приведет к тяжелому общекультурно- му кризису. Может возникнуть общепланетарная «тоска по чему-то новому» либо всебщее равнодушие и ощущение тупика. Впрочем, для общекультурного кризиса могут найтись и другие причины. Криз может быть преодолен, если найдется новый метод, который сможет выполнять роль лидера в реализации функции познания вме- сто классического научного метода. Новый метод может быть связан с существенной модификацией понятия воспроизводимости или истинно- сти, могут быть качественно новые каналы получения информации или ее типы и т. д. Методика поиска возможных каналов будущего развития может быть основана на анализе факторов избыточного многообразия, имеющих место уже сейчас — об этом говорит эволюционный подход к пониманию природы информационного кризиса. На этой основе мож- но представить целый ряд различных сценариев. Вполне возможно, что информационный кризис является точкой полифуркации, из которой возможны разные варианты выхода. Мы не будем пытаться здесь дать обзор и анализ всех принципиаль- ных возможностей преодоления информационного кризиса (которых можно назвать достаточно много), так как надеемся вернуться к этому вопросу в другой работе22. Но важно, что одна из возможностей заме- 22P.S. На одной возможности все же стоит остановиться. Эта возможность свя- зана с созданием искусственного интеллекта. Уже сейчас использование в научных исследованиях компьютерного численного эксперимента и компьютерного доказа- тельства теорем означает некоторую модификацию понятия воспроизводимости и научной строгости. Но пока компьютер остается инструментом, эта модификация остается не очень принципиальной. Если же искусственный интеллект когда-нибудь обретет относительную самостоятельность и из инструмента исследователя превра- тится в его партнера, можно говорить о качественном изменении научного метода. Тем более, что информация, поставляемая таким методом, может относится уже не реальному, а к виртуальному миру. Такой сценарий поддерживается, в частно- сти, в книге С. Лема [88], причем с явной ссылкой на необходимость преодоления информационного кризиса. По причинам, на которых мы не можем здесь останавливаться подробно, мы более чем сдержанно относимся к перспективам искусственного интеллекта, по крайней мере в обозримом будущем. Используя несколько афористичную форму, обозна- чим только суть аргументации. Как метко написали А. и Б. Стругацкие в повести «Беспокойство», все фундаментальные идеи выдумываются, но не висят на концах логических цепочек. Однако наши компьютеры, будучи конечными автоматами, умеют ходить только вдоль логических цепочек, поэтому новые фундаментальные идеи для них недостижимы. При этом, что такое догадка и озарение мы не знаем, поэтому мы не знаем, где на самом деле «висят» фундаментальные идеи. Задача ис-
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 105 щения научного метода связана с решением проблемы SETI, и этот ва- риант будет подробно обсуждаться в следующем разделе вместе с дру- гими особенностями постсингулярных цивилизаций. Нетрудно видеть, что это соответствует идее искать сценарии преодоления информаци- онного кризиса среди факторов избыточного многообразия: работа по проблеме SETI хотя и является одной из форм культурной деятельно- сти человечества, но не играет пока существенной системообразующей роли. В заключение обсуждения информационного кризиса сделаем одно важное замечание. Из того, что системный кризис науки в более или менее отдаленном будущем неизбежен, вовсе не следует, что уже сейчас можно забыть о поддержке науки. Напротив, наука должна поддержи- ваться настолько полно, насколько это возможно. Так как наиболее опасным фактором для развития науки является, видимо, ограниче- ние по материальным ресурсам, то именно нарастающая материаль- ная поддержка науки, и, прежде всего — фундаментальных ее направ- лений, может отдалить наступление информационного кризиса и дать время для подготовки к его преодолению23. Если времени не хватит, последствия могут быть трагическими. 2.5.5 Коммуникативность постсингулярных циви- лизаций Выше было показано, что цивилизации в постсингулярной фазе раз- вития, вероятно, придется столкнуться с двумя проблемами: ограниче- нием возможности космической экспансии и информационным кризи- сом. Первая проблема, помимо того, что выводит цивилизацию на ин- тенсивный путь развития, может вызвать серьезный внутренний дис- комфорт, так как заставляет почувствовать себя запертой как в скор- кусственного интеллекта не решена не столько потому, что задача сложна, сколько потому, что мы не умеем ее сформулировать. Невозможно решить задачу, которую мы не умеем поставить. Заслуживающую внимания аргументацию этого типа мож- но найти в книге Роджера Пенроуза «Новый ум короля». По нашему мнению, о настоящем искусственном интеллекте вряд ли можно будет говорить раньше, чем серьезные кризисные явления в науке станут реальностью. 23P.S. Это утверждение совершенно не очевидно, и может быть даже неверно. Ситуация может быть значительно сложнее, что стало ясно уже после завершения и публикации этой статьи. Дело не только в том, когда наступит информационный кризис, но и в том, в каком состоянии он застанет уровень фундаментальных знаний о природе. Этот вопрос затрагивается в Приложении В, добавленном специально для этой книги. Забегая вперед отметим, что независимо от того, отдаляется момент кризиса или нет, максимально возможный уровень поддержки фундаментальной науки чрезвычайно важен.
106 Статья 2. Эволюция и проблема SETI лупе в своей звездной системе или даже на планете. Вторая проблема может стать причиной опасной дестабилизации системы. Основываясь на проведенном выше анализе, попытаемся представить себе поведение цивилизации в этой ситуации. Цивилизация, достигшая состояния, близкого к информационному кризису, должна понимать, что для сохранения гомеостазиса нужно получить доступ к новому источнику знаний, альтернативному клас- сическому научному методу. Если эту задачу не удается решить каким- то другим способом, то таким источником могла бы стать информация от других цивилизаций в том случае, если она будет достаточно бога- той и связанной с возможно большим числом корреспондентов24. Бо- лее того, в обстановке кризиса обнаружение хотя бы одной внеземной цивилизации может дать мощную моральную поддержку для его пре- одоления, так как продемонстрирует, что перед цивилизацией имеет- ся перспектива дальнейшего прогресса. Одновременно это решало бы и проблему «комплекса скорлупы»: реальная космическая экспансия заменяется виртуальной, информационной, но комплекс, по крайней мере частично, снимается. Забегая вперед (см. следующий раздел) от- метим, что космические передачи, возможно, содержат информацию об историческом пути миллионов других цивилизаций, которая может быть использована для оптимизации пути собственного развития. По- этому SETI-контакт может радикально увеличить устойчивость циви- лизации. Однако такая информация может быть получена, только если дру- гие цивилизации ведут космические передачи. Таким образом, переда- ча в космос является действием, жизненно важным для других циви- лизаций. Постсингулярная цивилизация, будучи экзогуманистической, не может отказаться от выполнения действий, жизненно важных для других цивилизаций. Это есть не что иное, как перенос модели пре- одоления корпоративного эгоизма, которой должна владеть цивилиза- ция (см. раздел 2.5.2), в космос. Тенденция переноса земных этических принципов на отношение к космосу — это факт, имеющий место уже сейчас. Высокоразвитые цивилизации не должны жалеть сил на пе- редачи в космос, причем стараться включить в передачи как можно больше информации. Таким образом, следует ожидать, что передача в космос должна быть обычной практикой для постсингулярных эк- зогуманистических цивилизаций. Это возможный ответ на вопрос, по- ставленный Викторием Шварцманом [15]: Что может быть целью меж- 24О том, что контакт с другими цивилизациями может быть использован для преодоления кризиса познания, писал Н. С. Кардашёв [93, С.41].
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 107 звездных передач, раз их целью не является получение новых знаний, и, следовательно, эта деятельность не принадлежит науке. Цивилизации должны стремиться не только вести передачи в кос- мос, но и сделать их как можно более информативными. Простейший способ этого добиться — передавать не только информацию «от себя», но и по возможности ретранслировать все сообщения, полученные от других КЦ. Экзогуманистическая цивилизация должна также поду- мать о том, чтобы информация о цивилизациях, которых может быть уже нет, и знаниями о которых она владеет, сохранилась после ее соб- ственного конца. Это напоминает современное отношение к памятни- кам старины. Один из способов сохранить культуру ушедших цивили- заций состоит в том, чтобы ретранслировать полученную информацию, чтобы она была потом снова ретранслирована, и так далее. Таким образом, в одну из возможных моделей поведения постсингу- лярной цивилизации на стадии системного кризиса науки и после него входит активная передача собственных сообщений в космос и ретранс- ляция всего, что ей удастся самой получить. Опираясь на похожую модель, любая цивилизация, еще не нашедшая партнера по контакту и находящаяся в стадии информационного кризиса, должна быть готова потратить любые усилия на решение проблемы SETI, так как, с од- ной стороны, получение нового источника знаний становится жизненно необходимым, с другой стороны — есть надежда его найти. Только в этом состоянии цивилизация становится коммуникативной в сильном смысле. По нашему мнению, не следует ожидать готовности цивили- зации потратить значительные ресурсы на решение проблемы SETI раньше, чем информационный кризис станет очевидностью для боль- шинства. Исторический опыт показывает, что важные цивилизацион- ные проблемы решаются исключительно по принципу «гром не грянет — мужик не перекрестится». Очевидно, земная цивилизация еще дале- ко не достигла коммуникативной в сильном смысле фазы, но это время может наступить вместе с признаками информационного кризиса. Означает ли это, что сейчас заниматься проблемой SETI не име- ет смысла? Ни в коем случае. К тому моменту, когда контакт будет востребован по-настоящему, должна быть готова теоретическая база и методики поиска КЦ и связи с ними. Чрезвычайно важна база данных по экзопланетам земного типа для возможно большего числа звезд. Но ничего этого не будет, если не заниматься этим уже сейчас. Как уже отмечалось, работа по проблеме SETI может быть тем фактором избы- точного многообразия в настоящем, который может сыграть ключевую роль при преодолении информационного кризиса будущего.
108 Статья 2. Эволюция и проблема SETI 2.5.6 Галактическое культурное поле и характер ин- формации космических передач В разделе 2.4 мы показали, что при существовании положительного влияния контактов по каналам связи на стабильность цивилизаций и их «дальнобойность» при приеме и передаче информации, в Галакти- ке возможен фазовый переход из состояния, когда вероятность найти партнера по контакту много меньше единицы (эра молчания), в эру насыщения контактов, когда практически каждая КЦ, готовая потра- тить адекватные усилия на поиски партнера, может его найти. Более того, полученное состояние Галактики очень стабильно. Возможность преодолеть информационный кризис за счет изучения космических пе- редач и означает такое положительное влияние. Поэтому ожидаемые свойства постсингулярных цивилизаций создают явные предпосылки для перехода Галактики в из эры молчания в эру насыщения контак- тов. В этом состоянии популяция КЦ Галактики обладает весьма при- мечательными свойствами. В эре насыщения контактов передачи, посылаемые цивилизацией в космос на протяжении коммуникативной фазы развития, будут хотя бы когда-нибудь приняты и ретранслированы хотя бы одной другой ци- вилизацией с вероятностью, близкой к единице. Поэтому информация о цивилизациях, завершивших коммуникативную фазу, не исчезает, но может сохраняться неопределенно долго, передаваясь от одной цивили- зации к другой. После установления состояния насыщения контактов количество информации в Галактике начинает стремительно расти, и вся Галактика превращается в единое культурное поле. Подчеркнем, что существование культурного поля вовсе не предполагает двусторон- них связей между цивилизациями. По мере накопления информации в культурном поле каждая КЦ, исходя из императива экзогуманизма, вынуждена перерабатывать и ре- транслировать все больше и больше информации. В какой-то момент информационные потоки должны стать столь насыщенными, что всю информацию ретранслировать будет невозможно. КЦ должны будут начать селекцию наиболее ценного с их точки зрения, и это положит начало процессу естественного отбора информации в культурном поле. В свою очередь, изменяющийся характер информации будет оказы- вать обратное влияние на состав и свойства цивилизаций Галактики. Культурное поле превращается в единый надцивилизационный объект, эволюционирующий по собственным законам. Фактически речь идет о следующим за социальным, качественно более высоком, уровне органи- зации материи. В этом качестве галактическое культурное поле облада-
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 109 ет многими интересными свойствами, которые мы подробно обсуждали в работе [22]. Заинтересованного читателя за деталями отсылаем к этой 9е» статье . Хотелось бы обратить внимание, что становление культурного поля очень напоминает по своей сути то, что В. А. Лефевр назвал «Боль- шой коррекцией» [94]. Речь идет о согласованных действиях многих разумных «космических субъектов» для улучшения условий развития жизни и разума во Вселенной. В. А. Лефевр рассматривал ситуацию, когда космические субъекты не имеют возможности непосредственно договориться между собой для проведения этой работы, и вынужде- ны действовать на основе морального императива в надежде, что и другие поступают так же. Описанный выше сценарий поведения пост- сингулярных цивилизаций почти буквально соответствует этой идее. Создание культурного поля является вариантом Большой коррекции, так как следствием его возникновения является существенное улучше- ние условий существования для будущих космических цивилизаций. Модель культурного поля предсказывает, что типичная космиче- ская передача одной КЦ должна содержать ретранслированную ин- формацию многих — возможно, миллионов — цивилизаций рис. 2.17. Такого рода передача уже не может быть чем-то единым, это долж- на быть сложная и разветвленная информационная система. Термин «передача» оказывается неадекватным. Более подходящим является, например, экзобанк знаний. Передача столь огромного количества ин- формации с использованием модулированного лазерного луча или ши- рокополосного но узконаправленного радиосигнала не является нераз- решимой технической проблемой для цивилизации, располагающей не более чем планетарными энергетическими ресурсами. Нетрудно представить себе возможный характер информации в эк- зобанках знаний. Очевидно, экзобанки знаний в основном адресованы от постсингулярных цивилизаций другим постсингулярным цивилиза- циям, которые уже столкнулись с проблемой информационного кризи- са (так как только такие КЦ являются коммуникативными в сильном смысле и могут найти партнера по контакту). Поэтому фундаменталь- ные науки вроде физики, математики, астрономии должны быть не самым интересным в экзобанках, так как постсингулярные цивилиза- ции, находящиеся в состоянии, близком к насыщению научного метода, должны обладать примерно одинаковыми знаниями в области фун- даментальных естественных наук. Этот уровень знаний соответствует 25P.S. См. статью «Разум как возможное промежуточное звено в иерархии струк- турных форм материи во Вселенной» в этой книге
no Статья 2. Эволюция и проблема SETI Рис. 2.17: Модель культурного поля предсказывает, что типичная кос- мическая передача одной КЦ должна содержать ретранслированную информацию многих — возможно, миллионов — цивилизаций. Рису- нок И. Л. Максимова. моменту, когда возможности классического научного метода прибли- жаются к своим пределам, как это было описано в разделе 2.5.4. Ко- нечно, некоторая специфическая информация фундаментального ха- рактера может представлять интерес, например, параллаксы квазаров и далеких галактик, на что указывал В. С. Лебедев26. Однако скорее, информация, относящаяся к области фундаментальных наук, будет иг- рать вспомогательную роль, являясь основой для конвергенции мыш- ления различных разумов, с чего должна начинаться дешифровка дан- ных экзобанка. Наиболее интересной и важной частью знаний должно быть то, что у всех разное: биология, история, социология, литера- тура, искусство, религия в конце концов. Поэтому следует ожидать, 26В. С. Лебедев. Цивилизация: от колыбели до могилы. Доклад на конферен- ции «Горизонты астрономии и проблема SETI», CAO РАН, Нижний Архыз, 25-30 сентября 2005 года.
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 111 что большая часть информации будет иметь «гуманитарный» харак- тер. Количество же такой «гуманитарной» информации может быть фантастически большим, и именно это может дать пишу для функции познания вместо познания в форме естественных наук. Космотехно- логическую цивилизацию, стабилизировавшую свое существование за счет переработки внешней информации преимущественно гуманитар- ного характера, будем называть экзогуманитарной цивилизацией. Выводы, к которым мы здесь приходим, очень близки к идее, выска- занной Филлипом Моррисоном на Бюронканской конференции по про- блеме SETI в 1971 г.: «Большая часть этого весьма сложного сигнала будет, на мой взгляд, касаться в основном не естественных наук и ма- тематики, а того, что мы бы назвали искусством и историей. Для меня это ясно из комбинаторных соображений, ибо наше общество или любое другое долгоживущее общество разрешит много естественно-научных и математических проблем более легкими путями, чем посредством изу- чения записи межзвездных сообщений» [70, С. 311]. Похожие идеи высказывал Викторий Шварцман [15]: «Общеприня- тая среди физиков точка зрения, согласно которой внеземной интел- лект должен передавать “младшим собратьям” фрагменты своего на- учного знания, кажется очень спорной». Он отмечает, что гораздо более важной может оказаться информация, относящаяся к сфере искусства и играм. Эту точку зрения он обосновывает в основном двумя положе- ниями. Во-первых, научная информация образует единое логическое целое, и при утере части этой логической цепи будет утеряно и целое. То есть, научная информация трудна для дешифровки и понимания. В то же время информация искусства значительно более устойчива к утрате фрагментов — сохранившиеся части по-прежнему сохраняют определенную целостность и ценность. Правила логических игр очень просты и компактны, их легко передать, и в то же время они содер- жат огромную информацию о невообразимом числе потенциально воз- можных партий. Во-вторых, искусство и игры говорят гораздо больше о создавшем их интеллекте чем надличностная научная информация или даже просто данные нейрофизиологии. Надо заметить, что в настоящей работе путь к этому же выводу от- личен от аргументации как Моррисона, так и Шварцмана. В то время как Моррисон и Шварцман считают, что основная причина заключена в сложности понимания межзвездных сообщений научного характера, наша идея состоит в том, что сами межзвездные сообщения станут до- ступными для изучения не раньше (или возможно, насущная потреб- ность в их изучении возникнет не раньше), чем будет решено больший-
112 Статья 2. Эволюция и проблема SETI ство проблем, которые вообще можно решить с помощью классического научного метода. Однако наш второй мотив, согласно которому «гума- нитарная» информация может оказаться просто много важнее науч- ной, имеет много общего с идеями Шварцмана, хотя и не повторяет их буквально. Но и замечание Моррисона и Шварцмана о сложности получения информации из межзвездного сообщения очень важно. В нашей тер- минологии, речь идет о проблеме понимания информации экзобанков знаний. Конечно, трудно рассуждать на эту тему, не имея под рукой ни одного примера такого экзобанка, но можно высказать некоторые правдоподобные гипотезы. Следует ожидать, что в экзобанке будет одно или несколько кор- невых сообщений, содержащих сигнал привлечения внимания и ин- струкцию по дальнейшему поиску информации. Эта часть экзобанка должна легко дешифровываться (например, на основе конвергенции к естественно-научным или математическим понятиям). Но при дальней- шем продвижении вглубь экзобанка трудности встретятся наверняка. Здесь надо вспомнить работы Б. Н. Пановкина о трудности взаимо- понимания различных космических цивилизаций [95]. Пановкин ставил задачу о взаимопонимании как задачу об установлении соответствия между системами понятий этих цивилизаций (тезаурусами), и пока- зал, что эта задача, вообще говоря, даже для двустороннего контакта не является алгоритмически разрешимой. Однако, по нашему мнению, этот результат не означает, что понимание невозможно. Он означает лишь, что процесс понимания должен носить существенно неалгорит- мический характер. Однако человек способен на то, что недоступно конечному автомату, и главной такой способностью является способ- ность к внелогической догадке, озарению. На начальном этапе изучения материалов экзобанка соответствие между тезаурусами различных КЦ может вообще отсутствовать (кро- ме очень узкой области конвергенции к простым математическим или естественно-научным понятиям). Но такое соответствие может выстра- иваться постепенно по мере изучения экзобанка в цикле «концептуаль- ная модель — проверка». Предлагаются модели понимания некоторых фрагментов экзобанка, затем эти модели испытываются на других ма- териалах экзобанка. Если модель выдерживает испытание, она прини- мается, и используется при построении новых, более тонких моделей, если нет — отбрасывается. Неалгоритмическим элементом этого про- цесса является порождение новых моделей — здесь как раз не обойтись без догадки и озарения. Понимание, достигаемое на этом пути, никогда
2.5 «Экзогуманитарные» цивилизации 113 не будет окончательным, но всегда будет носить модельный характер. Трудно не заметить, что этот циклический процесс очень напоми- нает стандартный цикл классического научного метода «гипотеза — опыт». Даже модельный характер понимания информации экзобанка весьма напоминает характер понимания законов природы, достигае- мый в научном методе. Поэтому процесс понимания экзобанка можно назвать «экзонаукой». Таким образом, после информационного кризи- са лидерство в методах познания может перейти от науки к экзонауке. Экзонаука не является просто разновидностью науки. Это можно установить по чисто формальным признакам. Прежде всего это каса- ется критерия истинности или воспроизводимости. В экзонауке поня- тие истинности оказывается двухуровневым: во-первых, насколько аде- кватны модели интерпретации информации, и, во-вторых, насколько истинна сама интерпретируемая информация. Если на первом уровне еще можно добиться чего-то напоминающего воспроизводимость ре- зультатов27, то на втором уровне это во многих случаях будет прин- ципиально невозможно. В полученном знании неизбежным становит- ся элемент веры. Кроме того, само получаемое знание относится не к естественной природе непосредственно, а либо исключительно к искус- ственно порожденной информации, либо к естественной природе, но опосредовано через искусственную информацию. Это настолько отли- чается от традиционного предмета естественных наук28, что здесь так- же можно говорить о качественном своеобразии экзонауки, хотя это отличие имеет менее формальный характер, чем в случае критерия ис- тинности. Подчеркнем, что сама возможность длительного процесса получе- ния знаний методом экзонауки не менее важна, чем содержимое полу- чаемых знаний. Процесс экзонаучного познания может растянуться на многие тысячелетия, но ведь именно это и требуется для поддержания гомеостазиса цивилизации в постсингулярной интенсивной фазе раз- вития. Трудно сказать, как и когда исчерпается процесс экзонаучного познания (ведь и это должно когда-то произойти). 27Требуется еще большая работа для уточнения этого понятия в данном контек- сте. 283а исключением филологии и, отчасти, истории. «Хорошую» филологию и ис- торию, приводящую к воспроизводимым результатам, автор причисляет к есте- ственным наукам.
114 Статья 2. Эволюция и проблема SETI 2.5.7 Заключительные замечания Ответ на первый вопрос, поставленный в начале раздела 2.5.1, зву- чит следующим образом: партнер по SETI-контакту может представ- лять собой постсингулярную экзогуманистическую и экзогуманитар- ную цивилизацию, являющуюся одним из носителей надцивилизаци- онного объекта — галактического культурного поля (раздел 2.5.6). Ха- рактерными чертами экзогуманитарной цивилизации должны быть мо- ральные императивы экзогуманизма (раздел 2.5.2) и, по всей видимо- сти, депрессивное состояние исследований классическим научным ме- тодом (раздел 2.5.4). Состояние такой цивилизации является коммуни- кативным в сильном смысле (раздел 2.5.5). Не будет большим преуве- личением сказать, что устанавливая контакт с такой цивилизацией, мы устанавливаем контакт со всем культурным полем, и сами становимся одним из его носителей. Хотя мы тщательно избегали произвольных гипотез, использован- ный в анализе подход — это сценарный подход. Предложенный в статье сценарий может оказаться более или менее правдоподобным или совсем неверным. Кризисные явления в науке могут быть более мягкими, чем это предполагалось, но они могут протекать на фоне других кризисов, что не учитывалось. Стратегия преодоления кризисных явлений, осно- ванная на решении проблемы SETI, может комбинироваться со стра- тегией создания искусственного интеллекта или чем-то еще и т. д. Воз- можен также вариант, что использование одной стратегии исключает другие, поэтому по способу преодоления информационного кризиса ци- вилизации могут делиться на несколько типов: кибернетические, ком- муникативные, какие-то другие. Даже если предложенный сценарий верен в основном, то возможны редкие сильные отклонения от него. Так например, если случайно две цивилизации окажутся расположен- ными очень близко друг от друга, то контакт может быть установлен не в постсингулярной фазе развития, когда будет достигнута сильная ком- муникативность, а значительно раньше. В этом случае исключитель- ное значение может приобрести проблема космического транспорта, а механизм торможения космической экспансии (раздел 2.5.3) может не сработать. Такие цивилизации вполне могут пойти по пути создания суперцивилизаций с масштабной астроинженерной деятельностью, как это предполагается, например, в работах [93, 87]. Может быть, галак- тическое культурное поле, которое создают экзогуманитарные цивили- зации, является всего лишь своеобразным «инкубатором» для супер- цивилизаций, и является лишь одной из фаз в развитии разума. Все это означает, что стратегия поиска остронаправленных сигналов, ха-
2.5 « Экзогу манитарные » цивилизации 115 рактерных для культурного поля, и стратегия поиска «космических чудес», характерных для суперцивилизаций, должны реализовываться параллельно.
Статья 3 Разум как возможное промежуточное звено в иерархии структурных форм материи во Вселенной Космическое мировоззрение нередко связывается с так называемым метанаучным, внеэмпирическим методом познания. Здесь1 я хочу по- казать, как космическое мировоззрение, и, более того, представление о космологическом смысле разума может возникнуть так же и в рам- ках парадигмы жесткого эмпиризма, то есть исключительно в рамках традиционной эмпирической науки. Около восьми десятков лет назад, главным образом благодаря пио- нерским работам А. А. Фридмана и Э. П. Хаббла, ушли в прошлое пред- ставления о Вселенной как о чем-то вечном и неизменном. Видимая Вселенная возникла и развивается. В процессе эволюции Вселенной ме- 1 Данная статья представляет собой текст доклада на конференции «Космиче- ское мировоззрение — новое мышление XXI века», состоявшейся в Москве в 2003 году в Международном Центре Рерихов. На конференции отчетливо звучала точка зрения, согласно которой космическое мировоззрение и космический смысл разума не могут быть поняты средствами науки, и вообще антисциентистские настроения были весьма сильны. Доклад был направлен отчасти против этих настроений и поэтому имеет до некоторой степени полемический характер. 116
Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции 117 няются ее количественные характеристики: масштабный фактор (Все- ленная расширяется), температура, плотность. Но эволюция Вселенной не сводится к одним только количественным изменениям. В процессе своего развития она совершает качественную структурную эволюцию, характеризующуюся возникновением новых форм структурной орга- низации материи. Трудно дать совершенно однозначное деление такой качественной эволюции на отдельные ступени, так как отсутствует точ- ное определение качественного различия между ступенями. В качестве основы для дальнейшего обсуждения можно взять следующую после- довательность структурных уровней: — Спустя 10“15 сек после Большого Взрыва материя во Вселенной существует в виде плазмы, состоящей из свободных кварков, электро- нов, глюонов, фотонов, нейтрино и других частиц, которые в стандарт- ной модели квантовой теории поля считаются элементарными; устой- чивые структурные образования вообще отсутствуют. — Кварки связываются глюонами в составные частицы — протоны, нейтроны и другие адроны. Возникают первые относительно устойчи- вые структуры. — Протоны и нейтроны объединяются в ядра гелия в первичном нуклеосинтезе. Из уже имеющихся структур возникают новые. — Протоны и ядра гелия связываются с электронами, рождая пер- вичный легкий нейтральный газ — водород и гелий. — Из первичного газа формируются первые поколения звезд, кото- рые пока бедны тяжелыми элементами. — В ходе эволюции звезд первых поколений нарабатываются тяже- лые химические элементы - углерод, кислород и другие. — Благодаря наличию тяжелых элементов около некоторых звезд возникают планеты земного типа. — На планетах земного типа начинается интенсивная химическая эволюция. Новая структурная ступень - сложные химические соедине- ния, в том числе органические. — В ходе химической эволюции возникает жизнь. — Наконец, жизнь порождает разум. Устойчивое повышение максимального уровня организации мате- рии во Вселенной со временем является экспериментальным фактом. Это совершенно очевидно. Далее, устойчивое развитие не только имело место, но проходило через набор качественно различных структурных уровней организации материи, причем каждая новая ступень возни- кала не сама по себе, но только на основе предыдущей или предыду- щих. Эволюция напоминает отчасти лестницу, отчасти — матрешку.
118 Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции Рис. 3.1: Лестница Универсальной эволюции продолжается неизвест- ными нам ступенями ZO, Z1,... Рисунок И. Л. Максимова.
Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции 119 Она всегда использует уже имеющиеся строительные блоки, даже если получающиеся конструкции могут иногда показаться не вполне опти- мальными с точки зрения выполняемых ими функций. Это свойство эволюции известно как эволюционный консерватизм2. Можно сделать следующее эмпирическое обобщение: Глобальный закон самоорганизации. Максимальный уровень орга- низации материи во Вселенной растет со временем в процессе консер- вативной эволюции, проходящей через последовательность качественно различных структурных форм материи. В таком виде глобальный закон самоорганизации имеет характер феноменологического закона, он устанавливает факт и характер на- правленности эволюции Вселенной, не вскрывая причин такой эволю- ции. Этим он несколько напоминает второе начало термодинамики. Коль скоро глобальный закон самоорганизации сформулирован, немедленно возникает следующий вопрос: Да, он действовал с первых мгновений существования Метагалактики вплоть до возникновения ра- зума. Но является ли возникновение разума границей области приме- нимости этого закона? Иными словами, должны ли мы считать, что на разуме закон перестает работать, и разум является точкой в ка- чественной эволюции Вселенной? A priori для этого не видно основа- ний. Прямая экстраполяция закона указывает на то, что могут возник- нуть формы организации материи, стоящие на эволюционной лестнице качественно выше разума. Можно и нужно попытаться использовать закон самоорганизации для предсказания характера структурной ор- ганизации таких форм материи. Фактически, это есть использование глобального закона самоорганизации для предсказания новых явлений вне той области, где он был установлен, что есть нормальная процеду- ра для любого эмпирического закона природы. Именно это мы сейчас попытаемся сделать, но начать придется с уточнения терминологии. Так как ниже интенсивно используется понятие «разум», необхо- димо зафиксировать, что понимается по этим термином, или, точнее, как понятие «разум» используется в статье. Удобно начать с аналогии. В евклидовой геометрии используются понятия точки, прямой и плос- кости, но определения этих понятий в рамках геометрии не даются. Эти понятия первичные, а первичные понятия могут быть определе- ны только друг через друга их взаимными свойствами. На вопрос, что такое точка, следует отвечать: через любые две различные точки в 2P.S. Более детально свойство консервативности эволюции в контексте эволюции Вселенной обсуждается в статье «Инварианты Универсальной эволюции и эволю- ция в Мультиверсе», стр. 134.
120 Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции плоскости проходит единственная прямая, и т. д. Видимо, разум тоже является первичным понятием, поэтому можно надеяться определить разум лишь задав его отношение к другим понятиям, т. е. задав его существенные свойства. Мы не будем пытаться дать исчерпывающее определение разума, выделив лишь те его свойства, которые потребу- ются в анализе. В единственной известной нам форме разум существенно социален. Это вполне доказывается тем, что полностью изолированный от социу- ма индивид не ведет себя как разумное существо. Это хорошо известно на примере многочисленных «маугли» — детей, воспитанных живот- ными. Нет никаких серьезных оснований предполагать, что существу- ют совершенно иные, асоциальные, формы разума. Поскольку факты не заставляют принять иную точку зрения, единичным проявлением разума будем считать сообщество разумных существ, эффективно об- менивающихся информацией. Такое сообщество называется цивилиза- цией. Понятия «цивилизация» и «разум» ниже будут использоваться как синонимы. Можно сказать, что разум не есть свойство отдельно- го индивида; разум есть нечто единое, как бы прорастающее сквозь каждого индивида, и прорастающее по-разному, но уходящее корнями в цивилизацию и в ее историю. Иными словами разум — социальная форма организации материи. Но не любая социальная форма органи- зации материи является разумом (муравейник не представляет разум). Что же отличает разум? Вопрос о том, чем отличается разум человека от сознания высших животных особенно запутался в последнее время благодаря недавним работам приматологов. Было показано, что высшие обезьяны в той или иной степени обладают практически всеми способностями, кото- рые обычно рассматриваются как признак разумности — абстрактное мышление, владение языком, чувство юмора и т. д. Что же качествен- но отличает мышление человека от мышления, например, шимпанзе, да и есть ли такие отличия? По крайней мере одно фундаменталь- ное отличие, видимо, можно указать. Мышление человека, в отличие от мышления даже самых высокоорганизованных животных, является бесконечно-итеративным, что имеет несколько разных проявлений. Ра- зум способен делать логические выводы на основании сделанных рань- ше логических выводов, которые были сделаны на основании еще более ранних логических выводов и т. д., причем принципиальных ограниче- ний длины такой цепочки не существует [45]. Разум способен к логиче- скому анализу неограниченной сложности, причем такому, что не все звенья анализа произведены одним и тем же мыслящим индивидом.
Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции 121 Видно, что бесконечная итеративность разума тесно связана с его со- циальностью. Например, поскольку Великая теорема Ферма была, на- конец, доказана, каждый может ее использовать в качестве логическо- го элемента своих собственных математических рассуждений, вовсе не интересуясь подробностями доказательства теоремы, сжатое изложе- ние которого занимает, как известно, около двух сотен страниц текста. Достаточно быть знакомым с процедурой верификации доказательства (которая выполняется рецензентами) и которая носит социальный ха- рактер. Другой пример: многие животные способны к изготовлению орудий труда, но только человек изготовляет орудие труда, чтобы изго- товить орудие труда, чтобы изготовить орудие труда, чтобы .... Разум способен к бесконечно вложенной рефлексии [94]. И так далее. Именно наличие способности человека к потенциально бесконечной итерации вложенных друг в друга или связанных между собой концептуальных моделей делает его разумным существом и является качественным от- личием разума от неразумных форм жизни3. Или упомянутая беско- нечность есть, или ее нет, причем все счетные бесконечности эквива- лентны друг другу. Понятие разума в этом смысле абсолютно: любые два разума в равной степени итеративно бесконечны. Возможно, имен- но это обстоятельство является неявной основой презумпции безуслов- ного равенства различных рас (на Земле). Можно предположить, что способность к построению потенциально бесконечных концептуальных моделей в принципе позволяет разуму построить модель любого, сколь 3P.S. В. А. Анисимову (частное сообщение) принадлежит замечание, что разум — не единственная система, для которой характерна неограниченно-итеративная обработка информации. Другой такой системой является, например, биосфера в целом. В процессе биологической эволюции происходит обработка и формирование новой информации, весьма напоминающая процесс мышления. Здесь происходит иерархический перебор вариантов, объединение информации в блоки (напоминаю- щие абстракции), внезапные «озарения» — удачные мутации и т. д. — именно то, что мы привыкли считать атрибутами деятельности разума. При этом никакой специ- альной границы для глубины биологических «абстракций» или длин иерархических цепочек не ощущается, т. е. биологическая эволюция неограниченно-итеративна. Можно также отметить, что нельзя указать точку во времени, когда возникла неограниченная итеративность разума. Вполне можно считать, что неограничен- ная итерация абстракций разума началась с появлением первых гоминид или даже раньше, но скорость этого процесса была очень низка. Эти замечания справедли- вы, и на них можно лишь заметить, что скорость итераций современного разума превышает скорость итераций эволюционного процесса и других природных инфор- мационных процессов на много порядков. Поэтому, строго говоря, разум, в смысле своей неограниченной итеративности, есть понятие не качественное, а количествен- ное. Но количество очень уж велико, что, вероятно, превращает текущую фазу развития разума на Земле в некоторое новое качество. Однако, об этом можно спо- рить.
122 Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции угодно сложного объекта или явления, хотя это и может занять много времени. Или, точнее, верхний предел сложности модели определяется тем, чтобы время моделирования не превысило время жизни цивили- зации. Существенно, что в силу социального характера разума, время моделирования не ограничено временем жизни одного разумного ин- дивида. Таким образом, под разумом будет пониматься социальная форма организации материи, способная к неограниченной итерации концептуальных моделей. Еще раз подчеркнем, что эта формулировка не является полным определением разума, но как представляется, она должна войти в полную формулировку. В ней отсутствуют некоторые важные моменты, такие, как, например, активное, или творческое, или волевое начало разума и многое другое, что, однако, я сейчас затруд- няюсь формализовать в виде определения. В языке отсутствует термин для обозначения уровней структурной организации материи, качественно отличной от разума и стоящей на более высокой ступени эволюционной лестницы. Термин «сверхразум» кажется столь же неподходящим, как термин «сверхжизнь» для обо- значения разума, или «сверххимия» для обозначения жизни. Тем более нелепо было бы назвать разум сверххимией второго порядка. А ведь нужны свои термины для обозначения целой цепочки ступеней, кото- рые могут последовать за разумом. Так как крайне затруднительно придумать название для каждого из таких уровней, заранее не зная, что это такое, будем использовать математические обозначения: гипо- тетическую ступень структурной организации материи, следующую за разумом, обозначим через Z0, следующую ступень через Z1, и так да- лее. Сосредоточим внимание на уровне структурной организации Z0. Хотелось бы понять, какие свойства Z0 можно вывести из глобального закона самоорганизации. Аккуратное использование закона самоорга- низации для предсказания свойств Z0 состоит в том, чтобы в их поиске исходить из обобщения и экстраполяции только тех закономерностей, которые можно вывести из взаимосвязи уже известных ступеней эво- люции материи. Что же уже известно? Ни одно животное не способно адекватно от- разить в своем сознании суть некоторых действий человека (например, доказательство математической теоремы). Иными словами, процессы, протекающие в разумной материи, вообще говоря, не могут быть пред- ставлены (смоделированы) ни в какой живой материи, разумом не об- ладающей. Видно, что можно говорить о свойстве непредставимости разума относительно жизни вообще. Это свойство представляет собой
Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции 123 такой критерий качественного превосходства разума над жизнью, ко- торый не апеллирует к внутренним свойствам того и другого. Такой подход удобно использовать для установления отношения разума и Z0, так как заранее не ясно, что может представлять собой Z0. (Непредставимость) Разум принципиально не может понять неко- торые процессы, происходящие в Z0. Критерий непредставимое™ Z0 относительно разума является пря- мой экстраполяцией критерия непредставимости разума относительно жизни и означает качественное превосходство Z0 над разумом. Мы уже отмечали консервативный характер качественной эволю- ции структурных форм материи. Можно отметить наличие консерва- тизма двух типов — один из них можно назвать простым, другой — сильным. Примером простого консерватизма является происхождение тяжелых элементов в ходе эволюции звезд. Простота здесь заключа- ется в том, что, хотя тяжелые элементы и возникают благодаря су- ществованию звезд, но, возникнув, могут существовать сами по себе, независимо от них. Примером сильного консерватизма является воз- никновение атомов из нуклонов и электронов. Здесь протоны и ней- троны, сами состоящие из кварков, включены в атомы в качестве суб- структуры; существование атомов без нуклонов невозможно. Нетрудно заметить, что, начиная с возникновения тяжелых элементов, эволюция была всегда сильно консервативна: тяжелые элементы являются осно- вой сложных химических соединений, химические процессы являются основой жизни, жизнь является носителем разума. Предполагая, что и Z0 возникает точно таким же сильно консервативным способом, полу- чаем следующее свойство: (Сильный консерватизм) Разум является носителем Z0 подобно то- му, как жизнь является носителем разума. Как можно видеть из той же лестницы эволюции материи, каж- дая из ее ступеней устроена таким образом, что предоставляет воз- можность перехода к следующей. Экстраполяцией отмеченной связи является следующее свойство: (Эволюционная открытость) Z0 обеспечивает принципиальную возможность перехода к следующим, еще более высоко организован- ным состояниям материи. Среди упомянутых свойств именно непредставимость является при- знаком качественного превосходства Z0 над разумом. Фактически непредставимость говорит о том, что возможности разума в позна- нии объективной реальности могут быть принципиально ограничены. Именно, разуму могут быть не вполне доступны для познания формы
124 Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции организации материи, качественно превосходящие разум: Z0 и после- дующие, если таковые существуют. Выше в виде гипотезы высказывалось утверждение о том, что ра- зум, в силу своей бесконечной итеративности, в принципе может по- строить модель сколь угодно сложного объекта или процесса. На пер- вый взгляд, это свойство входит в противоречие с непредставимостью Z0 относительно разума. На самом деле это не так. Разум способен построить модель явления в том случае, если для такого построения имеется необходимая исходная информация. Свойство же непредста- вимости Z0 может быть связано с тем, что Z0 устроено таким обра- зом, что полная исходная информация для построения модели Z0 по каким-то причинам принципиально недоступна для любой отдельной цивилизации. Это свойство Z0 может быть названо информационной нелокализуемостью. В дополнение к трем перечисленным свойством мы получаем гипотезу, что с непредставимостью может быть связана информационная нелокализуемость Z0. Таким образом, мы имеем непредставимость, сильный консерва- тизм, эволюционную открытость и, возможно, связанную с непредста- вимостью информационную нелокализуемость в качестве ожидаемых свойств Z0. Теперь на одной конкретной модели Z0 проиллюстрируем, как могут быть реализованы все четыре свойства. Представим себе некоторую большую галактику вроде нашей Га- лактики или галактики М31 в Андромеде, и предположим, что в ней имеется по меньшей мере несколько десятков разумных цивилизаций в таком состоянии, что они склонны передавать информацию о себе в космос и стараться принять информацию от других цивилизаций. Предположим, что вероятность того, что хотя бы одно послание та- кой коммуникативной цивилизации, посланное на протяжении ее жиз- ни, будет когда-нибудь принято и дешифровано хотя бы одной другой цивилизацией, близка к единице. Далее, предположим, что типичная цивилизация, приняв информацию от другой цивилизации, обрабаты- вает ее и ретранслирует в каждом собственном послании наряду с ин- формацией о себе самой4. Тогда по крайней мере часть культурного наследия, созданного цивилизацией на протяжении ее жизни, не про- падет после исчезновения этой цивилизации, но будет неопределенно долго циркулировать в объеме галактики, передаваясь от одной циви- лизации к другой. Нетрудно понять, что со временем количество на- копленной и перерабатываемой в объеме галактики информации бу- 4P.S. Детальное обсуждение этих предположений дано в разделах 4 и 5 статьи «Эволюция и проблема SETI этой книги».
Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции 125 дет расти. Вряд ли такой процесс накопления может остаться чисто пассивным. Скорее, информация начнет структурироваться, в систе- ме возникнут когерентные процессы самоорганизации; система начнет эволюционировать как целое. Возникает единый объект — галактиче- ское культурное поле, продолжительность жизни которого может мно- гократно превышать время жизни носителей этого поля — отдельных разумных цивилизаций, содержащее информации много больше, чем доступно одной цивилизации, и развивающееся по собственным зако- нам. Проверим, что галактическое культурное поле обладает всеми че- тырьмя перечисленными выше атрибутами Z0. Для того чтобы отдельная цивилизация могла судить о возможных когерентных процессах, протекающих в галактическом культурном по- ле, цивилизация должна иметь информацию о состоянии этого поля во всем объеме галактики, так как галактика может быть информаци- онно неоднородна. Уместна такая аналогия: по состоянию нескольких соседних нейронов невозможно определить, какой работой занят мозг в целом. Однако, в силу конечности скорости света и большого размера галактики, единичная цивилизация принципиально не может получить сведения о состоянии поля одновременно во всем объеме галактики и восстановить его состояние. Имеет место принципиальная нелокали- зуемость информации о состоянии галактического культурного поля. Следствием этого является то, что единичная цивилизация, т. е. ра- зум, не может понять смысл коллективных когерентных процессов, происходящих в поле, то есть выполняется критерий непредставимо- сти галактического культурного поля относительно разума5. 5P.S. Можно отметить, что состояние галактического культурного поля в неко- торый момент времени вообще не описывается определённым количеством инфор- мации, и то, что обрабатывает культурное поле в процессе своей деятельности, не является информацией в обычном понимании. Под информацией обычно понима- ется нечто, что можно представить, грубо говоря, цепочкой бит. Но размеры га- лактики столь велики, что существенным оказывается пространственно-временная локализация каждого бита. В информационном описании галактики каждый бит должен быть снабжен пространственно временной привязкой и должно выполнять- ся условие, что любые два бита не могут быть сопоставлены между собой иначе как с помощью световых сигналов, т. е. принципиально за конечное время. Получается объект, который следовало бы назвать релятивистским информационным полем. Это понятие должно использоваться вместо обычного понятия информации в том случае, когда локальные информационные процессы быстрее или много быстрее, чем фундаментальные ограничения на характерные времена обмена информацией между разными частями системы. Для Галактики это заведомо имеет место. Обыч- ная информация является приближённым нерелятивистским описанием информа- ционного поля, которое справедливо только для малых областей пространства. Во- прос о том, сколько информации содержится в галактике, лишён смысла, так как ответ на него не будет релятивистски инвариантным — для разных наблюдателей
126 Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции Выполнение критерия сильного консерватизма очевидно, так как разумные цивилизации являются носителями галактического культур- ного поля. Далее, если галактическое культурное поле однажды возникнет, оно может оказаться весьма устойчивым объектом. Так как шкала времени жизни галактического поля велика, рано или поздно культурные поля соседних галактик могут быть объединены. Это создает предпосыл- ки для возникновения метагалактического культурного поля. Нетрудно понять, что метагалактическое поле непредставимо относительно лю- бого галактического поля, поэтому обладает чертами Z1, т. е. критерий эволюционной открытости для галактического поля тоже выполняется. Галактическое культурное поле обладает всеми ожидаемыми характе- ристиками Z0. Таким образом, имеется пример (точнее — модель) возможной реа- лизации Z0, поэтому уровни организации материи, превосходящие ра- зум, не следует рассматривать как чистую абстракцию. Галактическое культурное поле — лишь одна из возможных реализаций Z0, имеются и другие возможности. Здесь мы их только упомянем без обсуждения: • Интеграция разума с телекоммуникационными и компьютерными системами [96]. • Интеграция разума с квантовым вычислительным процессом. • Информационный процесс под (или за) горизонтом событий [97]. Для каждой из моделей можно показать, что она может обладать всеми четырьмя свойствами Z0. Из представления о формах организации материи, качественно пре- восходящих разум, следует представление о разуме не как о венце творения эволюции, а как о необходимой промежуточной ступени в процессе самоорганизации или самосовершенствования Вселенной. Это наделяет существование разума вообще и, тем самым, существование каждой отдельной разумной цивилизации, и каждого разумного суще- ства, космологической функцией и космологическим смыслом. К пред- ставлению о космологическом смысле разума мы пришли не выходя за рамки эмпирической науки и стандартного научного метода. ответ различен. Релятивистски инвариантным является количество информации, содержащееся на световом конусе прошлого некоторого наблюдателя. Но у разных наблюдателей в Галактике световые конусы прошлого различаются, поэтому они не смогут прийти к согласию об информационном содержании Галактики.
Статья 3. Разум как промежуточное звено эволюции 127 При достижении каждого нового уровня структурной организации материи Природа чудесным образом создавала и подходящий меха- низм, обеспечивающий переход к еще более высоким ступеням эволю- ции. В рамках модели галактического культурного поля таким меха- низмом для разума является контакт между космическими цивилиза- циями. В этом смысле особое значение имеет программа SETI: воз- можно через нее Вселенная реализует свой потенциал к саморазвитию, используя разум как промежуточную ступень эволюции.
Статья 4 Инварианты Универсальной эволюции и эволюция в Мультиверсе 4.1 Инварианты эволюции По современным представлениям, наблюдаемая Вселенная возник- ла около 13,7 млрд, лет назад в процессе Большого взрыва, и в первые мгновения своего существования была в высокой степени однородной и содержала материю лишь весьма низкой степени организации. Та- ковой была заполняющая всё пространство плазма, состоящая из от- дельных кварков, глюонов, фотонов, нейтрино и других частиц, кото- рые в современной квантовой теории поля считаются элементарными, бесструктурными. Устойчивые составные образования из элементар- ных частиц отсутствовали. Эти состояния ранней Вселенной уверенно моделируются в современных космологических теориях, предсказания которых подтверждаются многочисленными измерениями. Сейчас же мы наблюдаем объекты высокой степени гетерогенности и организа- ции, такие как биосфера и человеческая цивилизация. Как они появи- лись? Если не рассматривать гипотезу божественного вмешательства, то следует признать, что существует естественный процесс, приводя- щий к спонтанному усложнению структурной организации материи со временем. Под эволюцией будем понимать этот парадоксальный, про- тиворечащий термодинамической стреле времени, процесс спонтанной 128
4.1. Инварианты эволюции 129 самоорганизации материи. Биологическая эволюция — частный случай эволюции материи вообще. Универсальный эволюционизм, Универсальная история — учение об эволюции Наблюдаемой Вселенной как о едином процессе, являю- щимся путем к высшей ступени эволюции — разуму, или, иначе, по- пытка рассмотреть наше существование как закономерный результат единого эволюционного процесса материи во Вселенной. Эпитет «Уни- версальный» имеет двойное значение: во-первых, эволюция рассматри- вается как атрибут, присущий Вселенной или Универсуму как целому, во-вторых подразумевается, что фигуры эволюции в какой-то степени универсальны для различных ступеней процесса. Эта последняя уни- версальность есть также один из смыслов прилагательного «единый», использованного выше для характеристики эволюции. Второй смысл указывает на генетическую связь разных этапов эволюции. Универ- сальный эволюционизм понимается также как программа исследова- ний, в соответствии с которой разные фазы эволюции материи или разные фазы истории цивилизации понимаются как шаги единого Уни- версального эволюционного процесса. Эта программа является больше чем декларацией о намерениях, так как представление об универсаль- ности характера эволюции опирается на значительное число фактов и наблюдений, является эмпирическим обобщением. Во-первых, можно отметить существование единых векторов эво- люции, которые характеризуют длительные периоды эволюционного процесса. Это придает эволюции универсальность в смысле ее однона- правленности. О таких векторах писал, в частности, А. П. Назаретян [11], главным образом применительно к человеческой истории. Не буду на этом подробно останавливаться, только перечислю, о каких векто- рах идет речь: 1. Рост технологической мощи; 2. Демографический рост; 3. Рост организационной сложности цивилизации; 4. Рост когнитивной сложности; 5. Совершенствование культурных регуляторов (обеспечивающее самосохранение технологически оснащенного общества); 6. Удаление социоприродной системы от состояния термодинамиче- ского равновесия.
130 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе Многие из этих векторов характеризуют не только историю чело- вечества, но и значительно более длительные участки эволюции. Это можно сказать, например, об удалении системы от состояния равно- весия и о росте когнитивной сложности, если включить сюда и про- цесс цефализации, неуклонно осуществляющийся после Кембрийского взрыва (570 млн. лет назад). Во-вторых, можно отметить существование единых механизмов эво- люции, а также некоторых сохраняющихся величин, которыми она ха- рактеризуется — либо абсолютно на всех уровнях, либо на очень про- должительных участках. Будем это называть инвариантами эволюции. Инвариант — либо инвариантный механизм, либо инвариантная вели- чина. Существование инвариантов эволюции также является поддерж- кой представления об Универсальной эволюции как о едином процессе. На этом остановимся подробнее. 4.1.1 Ступени Универсальной эволюции, консерва- тизм, диспропорционирование энтропии Мы начнем с двух фундаментальных инвариантов, которые харак- теризуют все ступени эволюции без исключения. Начать придется с краткого обзора эволюционного пути материи от Большого Взрыва до разума с выделением характерных черт этого процесса1. Здесь нужно идти от экспериментальных фактов (или, точнее, от фактов, которые можно считать экспериментальными по отношению к тому уровню ана- лиза, который здесь проводится). • Эволюции материи предшествуют несколько этапов самооргани- зации пространства-времени или вакуума, в которых пока много неясного, и мы на них не останавливаемся. Начнем с того, что сейчас кажется более или менее понятным. • Через ничтожную долю секунды после Большого Взрыва мате- рия существует в виде плазмы, состоящей из свободных кварков, лептонов, фотонов и других частиц, которые в квантовой тео- рии поля считаются элементарными, бесструктурными. Если са- ми эти частицы не считать в каком-нибудь смысле составными, то устойчивые структурные образования материи отсутствуют, во Вселенной царит полный хаос. LP.S. Приводимый здесь обзор эволюционных уровней материи несколько уточ- няет список, приведенный в статье 3 (стр. 117)
4.1. Инварианты эволюции 131 • После некоторого снижения плотности и температуры вещества из-за расширения Вселенной кварки связываются глюонами в со- ставные частицы — адроны (нейтроны, протоны и другие) — пер- вые устойчивые структурные образования. Структура материи спонтанно усложняется, причем основой нового уровня организа- ции материи являются элементы предыдущего уровня. • При дальнейшем снижении температуры и плотности происхо- дит первичный нуклеосинтез: протоны и нейтроны (продукты са- моорганизации предыдущего уровня) связываются, образуя ядра гелия, дейтерия и некоторые другие легкие ядра. • Охлаждение Вселенной продолжается, и первичные ядра и прото- ны связываются с электронами (рекомбинация электронов). Об- разуется структура более высокого уровня, включающая в себя как субструктуры продукты самоорганизации предыдущих уров- ней. • Вместе с обычным веществом во Вселенной существует превосхо- дящая его в несколько раз по массе так называемая темная мате- рия, природа которой пока неизвестна. По многом признакам она состоит из тяжелых, но очень слабо взаимодействующих друг с другом и с нормальным веществом частиц. Именно из-за того, что темная материя является слабо взаимодействующей, уже на ран- них этапах эволюции Вселенной, до формирования атомов, в ней начинают развиваться гравитационные неустойчивости. В обыч- ном веществе до рекомбинации электронов это невозможно, так как этому препятствует давление излучения. Именно гравитаци- онные неоднородности плотности темной материи представляют собой будущие протогалактики. • После рекомбинации электронов образовавшийся первичный газ — водород и гелий — притягивается к гравитационным сгуще- ниям темной материи, и образуются протогалактики. Предыду- щие уровни самоорганизации — газ и сгущения темной материи — нетривиальным образом соединяются, давая новый структурный уровень. Не будь во Вселенной темной материи, галактики бы не смогли образоваться [98]. • Гравитационная неустойчивость газа в протогалактиках приво- дит к возникновению звезд. Образование галактик — необходимая предпосылка возникновения звезд, содержащих большое количе- ство тяжелых химических элементов.
132 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе • В ходе эволюции звезд в галактиках нарабатываются тяжелые химические элементы в количествах, достаточных для формиро- вания планет земного типа. • На планетах земного типа начинается химическая эволюция. • В ходе химической предбиологической эволюции возникает жизнь. На Земле жизнь впервые появилась в форме безъядерных простейших существ — прокариот. Естественно предположить, что нечто подобное происходит и на других планетах земного ти- па. • В результате симбиоза нескольких прокариотических существ возникают более сложно организованные создания — одноклеточ- ные существа, имеющие ядро и другие сложные органеллы — эв- кариоты. • Симбиотические объединения эвкариот приводят к возникнове- нию многоклеточной фауны. • После смены нескольких последовательных фаз развития много- клеточной фауны возникают животные, обладающие централь- ной нервной системой. • Эволюция центральной нервной системы приводит к возникнове- нию разума. В результате мы имеем последовательность качественно различных структурных уровней материи, причем каждый последующий непо- средственно базируется на предыдущем, часто включая его в себя в качестве субструктуры. Эволюционирует только то, что уже существу- ет, комбинируясь друг с другом и приобретая при этом новые каче- ства и новый смысл. Это свойство эволюции известно как эволюци- онный консерватизм [45]. Это правило не знает исключений и являет- ся фундаментальнейшим инвариантом всей Универсальной эволюции. Это, на первый взгляд, элементарное наблюдение имеет нетривиальные проверяемые следствия. Такими следствиями являются эволюционные упущения. Например, понятно, что многие биохимические механизмы клетки могли бы быть устроены более просто и экономично, чем это имеет место на самом деле. Объяснение такой переусложненности со- стоит в том, что эволюция создала их из материала2, который оказался 2P.S. Под «материалом» следует понимать также уже имеющиеся «конструктор- ские» решения различных проблем, найденные эволюцией.
4.1. Инварианты эволюции 133 под рукой, для создания же более простых механизмов такого строи- тельного материала не существовало [45]. Важно отметить, что благодаря эволюционному консерватизму множество эволюционных форм материи образует структуру, несколь- ко напоминающую древовидную. Отличие в том, что такая структура может иметь несколько корней (вспомним темную материю), и ветви могут не только расходиться, но и срастаться (лишайники — симбионты грибов и водорослей). Такое множество оказывается частично упоря- доченным. Можно сказать, что некоторая эволюционная форма строго превосходит некоторую другую в том случае, когда первая имеет по- следнюю в качестве одного из прародителей на эволюционном древе. Не любые эволюционные формы можно сравнивать в смысле такого превосходства. Например, бессмысленно сравнивать головоногих мол- люсков и млекопитающих, так как они принадлежат разным эволюци- онным ветвям, и нельзя сказать, кто кому предшествует. Вот если голо- воногие моллюски когда-нибудь образуют симбиоз с млекопитающими, то получится эволюционная форма, превосходящая и тех и других. Вторым важнейшим инвариантом Универсальной эволюции явля- ется то, что все без исключения шаги эволюции с термодинамической точки зрения являются разными вариантами реализации механизма диспропорционирования энтропии [45]. Под диспропорционированием энтропии понимается такой процесс, который состоит из двух сопря- женных сопроцессов, в первом из которых создается низкоэнтропийный продукт, а во втором происходит выделение большого количества эн- тропии в окружающую среду, так что в сумме выполняется второе на- чало термодинамики. Например, отдельно движущийся электрон и от- дельно движущийся протон вместе представляют собой систему с 12-ю пространственными степенями свободы (координаты и импульсы). Ко- гда электрон притягивается к протону с образованием атома водорода, образуется связанная система, протон и электрон не могут двигаться по отдельности, число пространственных степеней свободы уменьшается до 6, энтропия системы уменьшается — образуется структура, низко- энтропийный продукт. Но при этом в пространство излучается каскад фотонов, которые излучает электрон, перемещаясь по энергетическим уровням атома водорода, пока не достигнет основного состояния. Фо- тоны уносят с собой большую энтропию, так что суммарная энтропия системы возрастает. Здесь имеется два сопряженных процесса — ре- комбинация электрона и излучение фотонов. Пример из совсем другой части эволюции — жизнь и размножение животных. Животное стро- ит свое низкоэнтропийное тело, и производит на свет свое еще, быть
134 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе может, более низкоэнтропийное потомство, потребляя пищу, и сопро- вождая этот процесс выделением в окружающую среду большого ко- личества отходов и тепла — высокоэнтропийных продуктов. 4.1.2 Два рукава эволюции Таким образом, два важнейших инварианта эволюции — это консер- ватизм и диспропорционирование энтропии в сопряженных процессах. Здесь полезно заметить, что эти явления хоть и являются инвариан- тами эволюции, реализуются по-разному в разное время. Анализ этого обстоятельства приводит к представлению о двух рукавах эволюции. Сначала придется уточнить понятие консерватизма эволюции. Можно отметить существование эволюционного консерватизма двух типов: один можно назвать сильным, другой — слабым. Примером сильного консерватизма является, например, возникновение атомов из нуклонов и электронов. Здесь нуклоны, которые сами являются ре- зультатом объединения кварков и глюонов в один комплексный объект на определенном этапе эволюции Вселенной, включаются в качестве субструктуры в более высокий эволюционный структурный уровень материи — атом. Атомы не могут существовать без нуклонов. Другой пример сильного консерватизма — возникновение многоклеточных ор- ганизмов из клеток, которые являются, по сути и по строению, сильно специализированными одноклеточными организмами — предыдущим эволюционным уровнем. Примером слабого консерватизма является возникновение тяжелых химических элементов в результате эволюции звезд. Здесь существова- ние звезд является необходимой предпосылкой возникновения тяже- лых элементов: не было бы звезд, тяжелые элементы никогда бы не возникли. Но, появившись, тяжелые элементы для своего существова- ния не требуют существования звезд. Они вполне могут продолжать существовать сами по себе. Интересно то, что возникновение тяжелых элементов является не только примером существенного эволюционного звена, обладающего лишь слабым консерватизмом, но и единственным таким примером. Если внимательно посмотреть на связь эволюционных уровней до воз- никновения тяжелых элементов и после него, вплоть до появления ра- зума, как это обозначено в предыдущем разделе, то нетрудно видеть, что имел место только сильный консерватизм. Таким образом, возник- новение тяжелых элементов разбивает эволюцию как бы на два отдель- ных сильно консервативных рукава, связанных слабо консервативным переходом.
4.1. Инварианты эволюции 135 Можно отметить, что два сильно консервативных рукава эволюции в некоторых отношениях устроены существенно по-разному. Первое. В более раннем рукаве, начиная от распада кварк-глюонной плазмы до возникновения звезд, эволюция шла с замедлением; в более позднем рукаве эволюции, начиная с предбиологической химической эволюции, кончая возникновением разума (по крайней мере, на нашей планете) — с ускорением. Второе. В обоих рукавах эволюции имел место процесс диспропор- ционирования энтропии, но был реализован существенно по-разному. Различие в реализации этого механизма в первом и втором рукавах состоит в том, что в первом рукаве процесс не требовал внешнего ис- точника энергии, а во втором рукаве требовал (питание, свет и т. д.). В первом рукаве процесс диспропорционирования энтропии выглядел как последовательность процессов спонтанного нарушения симметрии. Однородное распределение газа симметрично, но когда в нем начина- ют конденсироваться галактики или звезды, симметрия нарушается. Во втором рукаве это более сложные нелинейные процессы, где су- щественную роль играет открытость систем. То есть слабо консерва- тивный переход, связанный с образованием тяжелых элементов, дей- ствительно разбивает эволюцию материи во Вселенной на два сильно консервативных рукава, которые существенно различаются. Может показаться, что первый рукав в каком-то смысле более три- виальный по сравнению со вторым. Но это не так. Легко представить себе вселенную, где эволюция материи обрывается очень рано. Напри- мер, не могут возникнуть атомы (для этого достаточно нарушить тон- кий баланс масс протона, нейтрона и электрона), не могут возникнуть галактики (недостаточное количество темной материи) и т. д. Даже для реализации первого рукава эволюции требуется чрезвычайно тон- кий баланс фундаментальных постоянных [99]. На этом любопытные особенности перехода, связанного с возникно- вением тяжелых элементов, не кончаются. Тяжелые элементы в ходе эволюции звезд смогли возникнуть благодаря совершенно удивитель- ному обстоятельству: из-за существования возбужденного состояния с энергией 7,65 МэВ в ядре углерода. Благодаря наличию этого уровня масса возбужденного ядра углерода оказывается почти точно равной сумме масс ядер 4Не и 8Be. Именно поэтому ядро очень короткожи- вущего бериллия-8 в звездах может слиться с ядром гелия, дав в ре- зультате ядро углерода. Это слияние есть критическое звено, с кото- рого начинается синтез тяжелых элементов. При этом существование уровня 7,65 МэВ выглядит совершенно случайным обстоятельством.
136 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе Если бы его не было, тяжелые химические элементы в нашей Вселен- ной никогда не были бы синтезированы, и возникновение жизни стало бы невозможным. Здесь можно отметить, что наличие этого состоя- ния является, в некоторым смысле, более случайным обстоятельством, чем случайный удачный подбор значений фундаментальных констант, о котором писал И. Л. Розенталь [99]. Если такие величины, как масса протона, нейтрона, электрона, постоянная тонкой структуры действи- тельно фундаментальны, то уровень энергии в ядре углерода ничем не выделен среди множества подобных объектов и является чем-то дей- ствительно совершенно случайным. То, что от какого-то случайного уровня зависит столь многое, кажется совершенно невероятным. Трудно отделаться от впечатления, что два в некотором роде вполне «естественных», хотя и существенно разных сильно консервативных рукава эволюции «склеены» друг с другом каким-то совершенно «ис- кусственным» образом с помощью весьма прихотливо устроенного сла- бо консервативного перехода. Это вызывает ассоциацию с чем-то вроде ключа и замочной скважины. Здесь трудно удержаться от одного замечания, не имеющего прямо- го отношения к сути статьи. Как мне уже приходилось писать [27, 28]3, есть основания предполагать, что мы здесь и сейчас находимся в ко- нечной точке второго рукава эволюции. Эволюция входит в режим с обострением и дальше с тем же темпом роста скорости продолжаться не может — концом второго рукава эволюции является конечная сингу- лярная точка, в которой скорость эволюции формально обращается в бесконечность. Именно поэтому точка сингулярности недостижима, и вблизи нее режим эволюции должен неизбежно измениться. От точки сингулярности нас отделяет не более нескольких десятков лет [27, 28]. Вопрос состоит в том, что находится за точкой сингулярности. Нахо- димся ли мы в начале третьего рукава эволюции, и что он собой может представлять, если это так? Может быть, это снова будет рукав с замед- лением? И не следует ли ожидать столь же искусственного характера склейки второго рукава с третьим, как и первого со вторым? Нельзя ли усмотреть признаков чего-то подобного в настоящем? Не лежит ли обязанность организации такой склейки на нашей совести? Все это (за исключением существования точки сингулярности), ко- нечно, чистые спекуляции. Однако надо отметить, что эти соображе- ния могут иметь практическое значение для программы SETI. Так как длительность до-сингулярного технологического развития цивилиза- 3P.S. См. также раздел 2.1 статьи «Эволюция и проблема SETI» настоящей кни- ги.
4.1. Инварианты эволюции 137 ции очень мала (десятки лет, как следует из опыта земной цивилиза- ции), то обнаружить внеземную цивилизацию в досингулярной стадии развития, т. е. во втором рукаве эволюции, крайне мала. Поэтому те разумные, как мы их называем, цивилизации (а адекватен ли этот тер- мин?)4, сигнала или другого проявления которых мы ищем, с наиболь- шей вероятностью должны принадлежать уже не второму, а третьему рукаву эволюции. Если никакого третьего рукава не существует, вряд ли мы найдем братьев по разуму. Обнаружение внеземных цивилиза- ций дало бы информацию от том, что может собой представлять третий рукав эволюции. 4.1.3 Аддитивность эволюции Еще одним инвариантом является свойство эволюции, которое мож- но назвать аддитивностью. Это свойство заключается в том, что при возникновении новых эволюционных уровней старые уровни не эли- минируются полностью, но, часто в несколько модифицированном ви- де, включаются в последующий эволюционный процесс. Эволюция на- поминает пирамиду, которая прирастает своей вершиной, сохраняя в каком-то виде и основание. При этом нижние уровни пирамиды про- должают играть существенную роль в устойчивости всей конструкции. Мы сосуществуем с прокариотами, с которых началась жизнь, и кото- рые остаются существенным звеном в пищевых цепочках биосферы и т. д. Нетривиальный пример аддитивности связан с ролью темной ма- терии. Как уже говорилось, без темного вещества не смогли бы сфор- мироваться галактики. Однако, роль темной материи на этом не за- кончилась. И современные галактики живут в потенциальных ямах, образованных темной материей, что существенным образом влияет на структуру и устойчивость галактик [100]. Так как именно галактики являются прибежищем жизни и разума во Вселенной, то темное ве- щество продолжает играть роль в эволюции материи, хотя само оно, судя по всему, не эволюционирует. Очевидно, что аддитивность тесно связана с консерватизмом эволюции, но последний пример показыва- ет, что свойство аддитивности является отдельным самостоятельным инвариантом. 4P.S. Относящуюся к делу аргументацию можно найти в статье 3 настоящей книги.
138 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе 4.1.4 Инварианты второго рукава Помимо трех основных инвариантов, характеризующих всю Уни- версальную эволюцию — консерватизм, диспропорционирование энтро- пии, аддитивность — имеются инварианты, характерные для второго рукава. Прежде всего, надо отметить, что эволюция во втором рукаве имеет ярко выраженный кризисный характер. Она проходит через по- следовательность сначала биосферных, а потом цивилизационных кри- зисов. Хотя с кризисами не все понятно, но такое впечатление, что механизм эволюционного кризиса, описанный А. П. Назаретяном [11], весьма универсален. Кризис, который привел к Неопротерозойской ре- волюции полтора миллиарда лет назад и кризис, который вызвал Нео- литическую революцию десять тысяч лет назад весьма близки по своим механизмам. В обоих случаях деятельность эволюционирующей систе- мы так изменяла среду обитания, что ставила возможность собствен- ного существования под вопрос. В первом случае это было отравление атмосферы кислородом, являющимся смертельным ядом для перво- бытных анаэробных прокариот и выделяемым ими как вредный про- дукт жизнедеятельности (результат чрезмерной жизненной активности прокариот). Во втором случае это было уничтожение фауны, служащей основой присваивающего охотничьего хозяйства первобытного челове- ка (результат чрезмерного увеличения эффективности орудий охоты и перенаселения). Механизм кризиса один, лишь действующие лица раз- ные. Этот же эндо-экзогенный механизм кризиса прослеживается и во многих других случаях. Можно отметить роль фактора избыточного внутреннего разнообразия системы в преодолении эволюционных кри- зисов, которая тоже воспроизводится от кризиса к кризису. Под факто- ром избыточного многообразия понимаются подсистемы, не играющие существенной структурообразующей роли на данном этапе эволюции, но именно некоторые из таких форм способны взять на себя роль ли- дера эволюции на следующем этапе. Так, еще задолго до Неопроте- розойской революции появились аэробные эвкариоты, но только после кризиса они стали играть существенную роль в биохимических циклах. В Неолитической революции (возникновение производящего хозяйства — земледелия и скотоводства) существенную роль сыграло ритуальное земледелие, существовавшее в форме избыточного разнообразия еще на стадии присваивающего хозяйства. Механизм эволюционного кри- зиса Назаретяна, видимо, является инвариантом второго рукава. Второй рукав эволюции характеризуется разного рода автомодель- ными рядами и функциями. Автомодельность означает самоподобие во времени, что прямо указывает на наличие некоторых инвариантных ве-
4.2 Мультиверс 139 личин, характеризующих поведение этих функций или рядов. Инвари- антами являются постоянные показатели ускорения разного рода про- цессов. Примеры известны. Это и последовательность эволюционных кризисов, которые образуют геометрическую прогрессию [27, 28]5, и, возможно, последовательность образования новых механизмов систем- ной памяти [66]6, последовательность культурно-экологических форма- ций Чучина-Русова [65], автомодельный закон роста населения Земли [101]. Все это наводит на мысль о наличии постоянной величины уско- рения эволюции во втором рукаве, которая, таким образом, оказыва- ется еще одним инвариантом Универсальной эволюции. Таким образом, имеется целая серия инвариантов Универсальной эволюции, существование которых поддерживает идею об Универсаль- ной эволюции как о едином процессе, и Универсальный эволюционизм как программу исследований. 4.2 Мультиверс Одним из самых удивительных свойств Универсальной эволюции является, несомненно, то, что она вообще возможна. Как уже упоми- налось, возможность эволюции материи от простого к сложному явля- ется результатом многих поистине чудесных свойств нашей Вселенной, которые могут быть поняты как набор столь же чудесных совпадений в значениях фундаментальных констант [99]. Вопрос о том, почему эво- люция от простого к сложному возможна, распадается на два отдель- ных вопроса: 1. Как получилось, что реализовался именно такой благоприятный набор констант, а не иной? 2. Как и почему при имеющемся наборе констант возможна эволю- ция от простого к сложному? Второй вопрос в значительной степени является предметом изучения Универсального эволюционизма в классическом понимании этого пред- мета. Первый вопрос кажется несколько метафизическим. Сейчас, од- нако, постепенно начинает прорисовываться возможность придать это- му вопросу более ясный смысл, что, как оказывается, приводит к более широкому, и, быть может, более глубокому взгляду на Универсальную эволюцию. 5P.S. См. также раздел 2.1 настоящей книги. 6P.S. См. также книгу: С. Н. Гринченко. Системная память живого (как основа его метаэволюции и периодической структуры). М.: ИПИРАН, Мир, 2004
140 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе Будь набор констант чуть иным — эволюция обрывалась бы на ста- диях, значительно более ранних, чем возникновение жизни, не говоря уже о разуме. Возникает ясное понимание, что эволюция от простого к сложному вполне могла бы быть и невозможной, и возникает ощуще- ние, что возможность эволюции является результатом в каком-то смыс- ле выбора (например — выбора набора фундаментальных констант из множества других возможных наборов). Но как придать смысл поня- тию выбора (и, быть может, вероятности или необходимости выбора), если Вселенная всего одна? Из чего выбирать? А выбирать, видимо, было из чего. В современной физике по нескольким совершенно разным причи- нам возникает представление, что наша Вселенная, или, как иногда говорят, Наблюдаемая Вселенная, является лишь одним из многих объ- ектов подобного же типа, которые в некотором, не совсем, правда, про- стом смысле, все одновременно существуют [102]. Эти другие вселен- ные называются локальными вселенными, минивселенными, и даже — карманными вселенными. Всё объемлющее и заключающее в себя эти локальные вселенные многообразие называется Мультиверсом. Этот термин можно считать практически устоявшимся. Важно, что локальные вселенные, одной из которых является на- ша Вселенная, могут, как сейчас представляется, обладать совершенно разными свойствами: разными спектрами масс фундаментальных ча- стиц, разными константами взаимодействия, даже разными размерно- стями пространства. Для краткости обычно говорят просто о различии наборов фундаментальных констант. Более того, в современной физи- ке нащупывается подход к возможным механизмам фиксации того или иного набора констант в разных вселенных. Это может быть связано, например, с выбором одной из возможных конфигураций физического вакуума в теории суперструн [103]. Конфигурация физического вакуу- ма определяется выбором того или иного минимума энергии на множе- стве различных конфигураций так называемого пространства компак- тификации. Зависимость плотности энергии вакуума от конфигурации пространства компактификации иногда называется «ландшафтом те- ории струн», и тип вакуума соответствует одному из минимумов, или «долин», в этом ландшафте. Имеется даже оценка, сколько существует таких долин. Их оказывается чудовищно много: порядка 1О500. Столько же существует различных конфигураций вакуума, столько различных наборов фундаментальных физических констант и столько же может быть различных типов вселенных. Надо, конечно, понимать, что эти представления не являются строго установленным научным фактом,
4.2 Мультиверс 141 но они не являются и беспочвенной спекуляцией. Обсуждаются воз- можные связи таких моделей с экспериментом. Представление о Мультиверсе возникает в современной физике од- новременно несколькими разными способами. Мы не ставим себе целью дать полный обзор, и упомянем только наиболее, как сейчас представ- ляется, важные и фундаментальные возможности. Мультиверс возникает, во-первых, в рамках так называемой много- мировой интерпретации квантовой теории. Многомировая интерпрета- ция восходит к Хью Эверетту [104] и часто называется Эвереттовской интерпретацией. На самом деле сам Эверетт никогда такой термино- логией не пользовался и вообще о космологии и многих мирах ничего не писал. Он только дал описание процесса квантового измерения ис- ключительно в терминах уравнения Шредингера, без использования так называемого постулата редукции состояния фон Неймана. В этом подходе исследуемая квантовая система, прибор, а также, быть мо- жет, и наблюдатель, рассматриваются как единая большая квантовая система, которая описывается единым квантовым состоянием. После измерения такая система распадается в суперпозицию макроскопиче- ски различных квантовых состояний, в которой все результаты изме- рения существуют одновременно, но с разными амплитудами. Термин «многомировая интерпретация» связан с Джоном Уилером, который предложил распространить подход Эверетта на Вселенную в целом в комментарии, который был опубликован вместе с оригинальной ста- тьей Эверетта [104]. На самом деле, многомировую интерпретацию квантовой теории во- обще трудно назвать интерпретацией, так как она является прямым, и неизбежным следствием попытки рассмотреть Вселенную как кванто- вый объект. Она является неотъемлемой частью уже существующей квантовой теории, если «идти до конца», но никакой альтернативы по- ка и не видно. Фактически, представление о Вселенной как о квантовом объекте уже сейчас имеет прикладное значение для вычисления спек- тра реликтового излучения и неоднородности распределения материи в больших масштабах и подтверждается наблюдениями. В многомировой интерпретации квантовая Вселенная представля- ет собой квантовую суперпозицию многих макроскопически различ- ных классических эволюционных траекторий развития Вселенной, в совокупности образующих структуру, напоминающую древовидную. Причем, поскольку эволюционные траектории могут «расходиться» на очень ранней стадии, разные траектории могут различаться и на- борами фундаментальных констант. Кроме того, каждый компонент
142 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе этой суперпозиции обладает собственным внутренним временем, при- чем вполне мыслима такая ситуация, что некоторые компоненты могут не содержать времени вовсе (например, оно может быть компактифи- цировано в структуру очень малого размера), или содержать несколько временных размерностей. Поэтому это ветвление эволюций ни в ко- ем случае не является процессом, развернутым во времени, как это очень часто наивно представляется. Это нечто более сложное. Каж- дая эволюционная траектория «изнутри» воспринимается как отдель- ная локальная вселенная, и, по существу, таковой и является. Но все траектории-вселенные существуют «одновременно» и равноправно как разные компоненты одной квантовой суперпозиции. При этом с каждой отдельной вселенной связана еще амплитуда, характеризующая поло- жение данной вселенной в суперпозиции, которая не допускает простой классической интерпретации. Нетривиальные связи между компонен- тами не исключаются [105]. Во-вторых, представление о Мультиверсе возникает в рамках пред- ставлений хаотической инфляционной космологии [106]. Первоначаль- ной целью инфляционной космологии было описание некоторых осо- бенностей рождения нашей собственной Вселенной (ее плоскостность и др.), но оказалось, что логически замкнутая теория описывает ро- ждение не одной, а сразу бесконечного набора локальных вселенных, причем процесс этого рождения имеет в определенном смысле непре- рывный характер. Здесь Мультиверс представляет собой набор слабо связанных или совсем независимых классических (не квантовых) объ- ектов — локальных вселенных, одним из которых является и наша Все- ленная. Минивселенные напоминают отдельные пузыри, либо выдуваемые из некоторого общего предка всех локальных вселенных — «правселен- ной», либо отщепляющиеся от других раздувающихся вселенных на начальной, квантовой, стадии раздувания (когда квантовые флуктуа- ции энергии очень велики)7. Здесь по отношению друг к другу раз- ные локальные вселенные оказываются как бы в абсолютном прошлом друг друга, но из этого абсолютного прошлого вырастает отдельное локальное время для каждой локальной вселенной. Поэтому «одновре- менное» существование разных локальных вселенных надо понимать весьма условно. Тем не менее связи между разными локальными все- ленными не исключаются, и могут быть реализованы с помощью раз- ных топологических дефектов пространства-времени вроде «кротовых 7P.S. Существуют и другие возможности, например, рождение вселенных вблизи сингулярности черной дыры.
4.2 Мультиверс 143 нор» или даже обыкновенных черных дыр. Наконец, возможен синтез обоих подходов, когда хаотическая ин- фляция, включающая множество минивселепных, рассматривается как единый квантовый объект. Помимо этого, существует еще целый ряд других концепций Мультиверса [102], на которых не будем останавли- ваться. Хотя в современной физике представление о Мультиверсе рассмат- ривается пока лишь как гипотеза, и об этом нельзя забывать, но чрез- вычайно важно, что за последние 5-7 лет статус этой гипотезы суще- ственно изменился. А именно, намечается связь гипотезы Мультиверса с наблюдательными данными. Как пишет Макс Тегмарк [102], «Парал- лельные вселенные — не выдумка писателей-фантастов, а естественный вывод из космологических наблюдений». Стоит заметить, что сама концепция «Наблюдаемой Вселенной» становится все более и более расплывчатой. Когда-то под наблюдаемой Вселенной понимали ту область пространства, от которой до нас мо- жет дойти свет. Такая Вселенная ограничена последней поверхностью рассеяния фотонов (время, когда образовались нейтральные атомы). В более ранних стадиях эволюции (или, что то же самое — дальше от нас пространственно) Вселенная была совершенно непрозрачна для элек- тромагнитного излучения, и информация оттуда не может быть полу- чена ни в оптическом, ни в радио, ни в рентгеновском диапазоне длин электромагнитных волн. Но, например, доступные сейчас данные о со- отношении количества легких изотопов содержат информацию о зна- чительно более ранних этапах эволюции Вселенной (эпоха первичного нуклеосинтеза). Несколько шире под наблюдаемой частью вселенной иногда понимается область пространства, находящаяся внутри гори- зонта событий, ограниченного конечностью скорости света. Но флук- туации температуры реликтового излучения дают прямое подтвержде- ние инфляционного сценария и несут информацию о пространственных масштабах существенно больших горизонта событий и об этапе разви- тия Вселенной до того, как в ней вообще появилось нормальное веще- ство. В рамках существующих моделей хаотической инфляции такая информация уже тесно связана с концепцией Мультиверса. Можно предвидеть возражение, что связь недостаточно прямая, что она существует только в рамках определенных модельных представле- ний. Однако не следует забывать, что любое физическое измерение, даже такое простое, как, например, измерение расстояния с помощью линейки, приобретает какой-то смысл только в рамках определенной теоретической модели (модель «абсолютно жесткого стержня»), и мо-
144 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе дель Мультиверса ничем существенным в этом отношении не отличает- ся. Следующее поколение приборов даст информацию о флуктуациях поляризации реликтового излучения, что даст возможность различать разные инфляционные сценарии между собой, давая все более и более детальную информацию, связанную с Мультиверсом. Прямые наблюдения у нас на глазах начинают давать информацию о том, что следовало бы считать находящимся «за пределами» нашей локальной Вселенной. К концепции Мультиверса нужно подойти го- раздо более серьезно, чем это казалось необходимым еще лет 5 назад. При всем многообразии подходов к концепции Мультиверса [102] практически все они обладают одной общей особенностью. Получается, что отдельных локальных вселенных должно быть чрезвычайно мно- го. Фактически — настолько много, что без большой ошибки можно считать, что их имеется актуально бесконечное количество. Это об- стоятельство имеет важное следствие. Если хотя бы со сколь угодно малой вероятностью на какой-нибудь локальной вселенной может ре- ализоваться некоторое интересное свойство, то оно обязательно будет реализовано где-то в Мультиверсе, причем много раз. Это напоминает известное правило из физики элементарных частиц: если некоторый процесс не запрещен, то он обязательно происходит. Нам этим обстоя- тельством придется воспользоваться. 4.3 Ансамбль эволюций и разум как проме- жуточное звено эволюции в Мультивер- се Очевидно, что представление о выборе характеристик Вселенной, который привел к возможности эволюции от простого к сложному, приобретает совершенно ясный смысл как выбор на Мультиверсе. Это вопрос, с которого мы начали раздел 4.2. Вместо одного эволюционно- го пути нашей собственной Вселенной мы приходим к рассмотрению ансамбля эволюций на Мультиверсе, и к представлению о нашей соб- ственной эволюции как к единичному выбору из этого ансамбля. Боль- шая часть эволюций в этом ансамбле является, возможно, тупиковой с точки зрения возможности возникновения сложных форм организа- ции материи (так как соответствующие локальные вселенные не обла- дают подходящим набором фундаментальных констант), но некоторые эволюции допускают возникновение таких форм, и эволюция нашей Вселенной обладает этим свойством. Путь эволюции материи в нашей
4.3 Ансамбль эволюций в Мультиверсе 145 Вселенной надо рассматривать не сам по себе, а как один из многих других вариантов, актуально существующих в Мультиверсе. Однако такой взгляд на эволюцию неизбежно ставит новые вопросы. Имен- но: какова структура ансамбля эволюций, каково наше место в этом ансамбле, возможны ли связи между элементами ансамбля, иначе го- воря, является ли ансамбль системой, или просто множеством? В связи с этим кажутся важными следующие соображения. На пути к разуму мы имеем довольно длинную цепочку качественно различных ступеней эволюции материи (см. раздел 4.1.1). И вот здесь возникает вопрос: а что, мы должны непременно считать разум фи- налом, точкой, вершиной этой качественной эволюции? Предполагать, что эволюция разума не может вывести в новое качество структурной организации материи, и вся последующая эволюция есть только эво- люция разума «в себе»? Это логически ниоткуда не следует, и, более того, настаивать на этом было бы одной из форм антропоцентризма. Поэтому Универсальную эволюцию нужно рассматривать как процесс, потенциально включающий разум как промежуточное, а не завершаю- щее звено или абсолютную вершину8. Исходя из характера всей известной нам прошлой эволюции мож- но высказать индуктивную гипотезу, что эволюционные формы, ка- чественно превышающие разум, могут возникнуть на основе разума консервативным способом. То есть, это будет какое-то качественно но- вое свойство или структура, носителем которой будет разум, подобно тому, как носителем разума является живая материя. Сверхразумные формы материи не элиминируют разум, но содержат его в себе в каче- стве субструктуры или связаны с ним как со своей существенной пред- посылкой каким-то иным способом. И, в то же время, сверхразумные формы материи не должны пониматься просто как весьма продвину- тые формы разума: это вообще не разум, это нечто качественно иное, чему в человеческом языке нет имени [22]9. Надо отдавать себе отчет, что мы еще очень плохо знаем нашу ло- кальную Вселенную, поэтому, может быть, эволюционные формы, пре- восходящие разум, уже существуют где-то, но нам это неизвестно. Мо- жет быть их еще нет, но мы сами прокладываем путь к их возникно- вению, и они возникнут в будущем. А может быть, в нашей Вселенной возникновение таких форм вообще невозможно по каким-то причинам 8P.S. Детальному обсуждению этого круга вопросов посвящена статья «Разум как возможное промежуточное звено в иерархии структурных форм материи во Вселенной» этой книги 9P.S. См. также статью «Разум как возможное промежуточное звено в иерархии структурных форм материи во Вселенной» в этой книге.
146 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе (наша Вселенная недостаточно «хороша», не тот набор констант), но возможно в иных вселенных, которые актуально существуют где-то в Мультиверсе, и которые чем-то «лучше» нашей. Если возникновение сверхразумных эволюционных форм возможно хотя бы в принципе, хотя бы со сколь угодно малой вероятностью, то, независимо от того, будет эта возможность реализована в нашей Вселенной или нет, она должна реализоваться хоть где-то в Мультиверсе, как это следует из замечания в конце предыдущего раздела. Более того, она должна реа- лизоваться в Мультиверсе бесконечное число раз, что связано с беско- нечным числом локальных вселенных. Иными словами, ансамбль эво- люций Мультиверса обязан содержать эволюции, приводящие к сколь угодно высоким сверхразумным формам организации материи, если это возможно в принципе. Именно поэтому в рамках Универсального эволюционизма следу- ет поставить вопрос: возможны ли хотя бы в принципе дальнейшие качественные переходы материи после разума и что для этого необ- ходимо? Это несколько расширяет трактовку самого Универсального эволюционизма, так как эволюция в такой постановке вопроса рассмат- ривается не как путь от простых форм материи к разуму, но сам разум включается в эволюцию как рядовое и при том не самое высшее звено. Также вопрос о сверхразумных формах материи нужно относить не только к отдаленному будущему нашей Вселенной, но и к возможному «актуальному» состоянию других локальных вселенных. Является ли наша Вселенная «лучшим из миров»? Существует ли предел эволюции в Мультиверсе? Не стоит забывать также о возможности, что эволюция материи вообще идет путем, не имеющим ничего общего с нашим, ми- нуя разум (вспомним «Солярис» Станислава Лема)10, но, тем не менее, достигает огромных высот. К этим вопросам неумолимо приводит логика, связанная с суще- ствованием Мультиверса. Можно спросить: а зачем это нужно знать? Если уж мы серьезно говорим о Мультиверсе, то вопрос о возможной структуре других локальных вселенных является вполне естественным 10P.S. В соответствие с определением разума, принятым нами в статье 3 этой кни- ги (см. стр. 122), разум есть социальная форма организации материи, способная к неограниченной итерации концептуальных моделей. Но живая планета Лема не со- циальна, следовательно, хотя и представляет очень высокоорганзованную форму движения материи, не является разумом в соответствии с принятой дефиницией. Очень трудно представить себе что-нибудь вроде планеты Солярис, что могло воз- никнуть в результате обычного эволюционного пути, основанного на естественном отборе и конкуренции. Вот если конкуренция сменяется в какой-то момент коопе- рацией, то нечто подобное в принципе возможно. Но последняя возможность очень гипотетична.
4.3 Ансамбль эволюций в Мультиверсе 147 и неизбежным. Но нужно понимать, что на структуре локальных все- ленных может существеннейшим образом отражаться то, где лежат пределы эволюции материи к сложным формам в той или иной вселен- ной. Кроме того, невозможно уйти от следующего вопроса: если в неко- торых локальных вселенных возможны какие-то сверхразвитые эволю- ционные формы материи, то не может ли возникнуть обратная связь этого обстоятельства со структурой Мультиверса в целом? Это могло бы быть одним из факторов, который превращает ансамбль эволюций в Мультиверсе из простого множества в систему. Не следует понимать такие системные связи упрощенно. Например, можно попытаться по- ставить такой вопрос: не могли ли подходящие условия для успеш- ной эволюции материи в пашей Вселенной быть созданы искусственно какими-то сверхразумными формами материи, существующими где-то в Мультиверсе? Не наводит ли на такую мысль, например, характер сшивки двух рукавов эволюции (см. раздел 4.1.2)? На наш взгляд, сама постановка вопроса неверной или упрощенной. В слово «искусственно» мы неявно вкладываем представление о воле- вом целенаправленном акте. Но такие атрибуты как воля и целенаправ- ленность очень антропоморфны и связаны, главным образом, с нашим представлением о разуме11. Для описания форм организации материи, находящихся существенно выше па эволюционной лестнице, они мо- гут оказаться совершенно неадекватными. Такого рода неадекватность можно пояснить аналогией. Например, внутриклеточное давление ха- рактеризует некоторое свойство одноклеточного организма, но не го- дится для описания многоклеточного существа, являющегося по сути симбионтом многих специализированных одноклеточных организмов, и расположенного выше на эволюционной лестнице, чем любое одно- клеточное. Во избежание недоразумений стоит привести чуть менее тривиаль- ный пример. Рассмотрим следующую примитивную модель. Предпо- ложим, в большой галактике вроде нашей есть много цивилизаций, которые начинают контактировать между собой, но никаких сверхсве- товых сигналов не существует. Если расстояния между цивилизациями составляют не менее чем сотни парсек, то все контакты по необходимо- сти имеют однонаправленный характер. Информация посылается без надежды получить ответ, но любая принятая информация обрабаты- * UP.S. Точнее говоря, в дальнейшем обсуждении принимается, что воля и целена- правленность действий есть обязательный атрибут разума. С этим кто-то может и не согласиться.
148 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе вается и ретранслируется. И вот в такой системе может качаться некий общегалактический когерентный процесс, который лежит вне контро- ля и понимания как любой отдельной личности, так и любой отдельной цивилизации. Причина проста и очень фундаментальна — конечность скорости света. По фундаментальным физическим причинам просто невозможно сконцентрировать всю информацию, необходимую для по- нимания и контроля этого когерентного процесса в одном месте. Такой процесс приобретает самостоятельность, но с ним невозможно связать ничего, напоминающего сознательную целенаправленность и единую волю, так как он является фундаментально распределенным и нело- кальным. Этот когерентный процесс будет оказывать обратное влия- ние на каждую участвующую в нем цивилизацию, и опа, в известном смысле, будет несамостоятельна в своих действиях (хотя, возможно, не будет об этом догадываться). Это отдаленно напоминает то, как из отдельных клеток складывается единый организм. Когерентный галак- тический процесс будет реализовывать себя через деятельность отдель- ных цивилизаций, но отнюдь не будет сводиться просто к сумме таких деятельностей. В конце концов этот процесс может привести к каким- нибудь очень сильным последствиям вроде генерации новых вселенных или чему-то в этом роде, но это ни в каком смысле не будет проявле- нием чьей-то воли. Эта простая модель (отнюдь не претендующая на реалистичность, все может быть и гораздо сложнее или совсем не так), показывает, в чем примерно может быть неадекватность антропоморф- ных понятий вроде «искусственный». Понятие «искусственно» и другие подобные антропоморфные кате- гории почти заведомо являются слишком бедными для характеристи- ки системных связей, связанных с высшими эволюционными формами, если такие связи могут существовать. Такие системные связи вполне могут настолько выходить за пределы наших представлений, что их проявления будут восприниматься нами как естественные факторы. Но неверно, что из-за того, что мы не в силах такие связи себе предста- вить, их нет смысла обсуждать. Невозможно зрительно представить четвертое пространственное измерение, но легко можно описать его математически. Здесь следует заметить, что системные связи между локальными вселенными и соответствующими локальными эволюциями, основан- ные на высших эволюционных формах, являются, конечно, не един- ственным мыслимым типом системных связей (более того, это, пожа- луй, весьма экзотический тип связи). Существуют и более «естествен- ные» возможности.
4.4 Универсальное множество причин эволюции 149 Так, в статье Ли Смолина [107] рассматривается возможность про- цесса, напоминающего дарвиновскую эволюцию, объектами которой являются локальные вселенные. Предполагается, что одна локальная вселенная может порождать другие, например в окрестностях сингу- лярностей черных дыр, причем параметры таких вселенных-наследниц будут не слишком сильно отличаться от параметров «родителя». Разу- меется, для такого предположения имеются основания, это не чистая спекуляция. Тогда через большое число поколений преобладающим ти- пом локальной вселенной в Мультиверсе станет такой, который проду- цирует максимальное число потомков. Ли Смолин показывает, почему такая вселенная может напоминать нашу. Ниже под системными связями на ансамбле эволюций мы будем понимать системные связи любого типа. 4.4 Универсальное множество причин эво- люции Хотя возможность реализации эволюции от простого к сложному в нашей Вселенной может быть понята как определенный выбор на ансамбле эволюций в Мультиверсе, это не решает всех проблем, так как остается по-прежнему вопрос о том, в какой степени такой выбор был предопределен или случаен и в чем, собственно, состоит механизм выбора. Одним из известных путей решения вопроса о том, почему Вселен- ная такая, какая она есть, является использование антропного прин- ципа (см. обзор В. В. Казютинского [108] и ссылки в нем, а также статью [107]). В понимании антропного принципа существует множе- ство тонкостей и оттенков, но, несколько упрощая, один из основных вариантов толкования гласит, что Вселенная такова, какова она есть потому, что мы в ней существуем, и будь она другая — ее некому было бы наблюдать. По нашему мнению, антропный принцип не слишком конструктивен, если его абсолютизировать, так как он блокирует уси- лия в поисках причин столь удачного устройства Вселенной точно так же, как это способна сделать вера в Создателя. Более того, в такой экс- тремальной форме он может, видимо, приводить к прямым ошибкам. Вот пример. Одной из предпосылок существования высокоорганизо- ванной материи во Вселенной является близость по порядку величины ее средней плотности в современную эпоху к так называемой критиче- ской плотности: П ~ 1. Как сейчас известно, на самом деле имеет место
150 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе практически точное равенство (по результатам экспериментов WMAP и SDSS): fi = 1,0121^22 [109]. Но даже для того, чтобы получить не столь точное равенство, в начальной стадии расширения горячей Вселенной Q должна быть близка к единице с совершенно фантастиче- ской точностью. Так, например, если спустя одну секунду после начала фридмановской стадии расширения Вселенной было Qq = 1,1, то Все- ленная схлопывается обратно через несколько десятков секунд, если же fio — 0? 9 то Вселенная расширяется в таком темпе, что ни звезды, ни галактики не успевают образоваться, и плотность ее в современную эпоху должна была бы быть порядка Q ~ 10“14 [ПО]. До возникно- вения инфляционной теории рождения Вселенной ее начальную плот- ность нужно было считать случайной величиной, связанной со случай- ным образом заданными начальными условиями. Как говорили тогда, множество начальных условий, которое приводит к Вселенной с нуж- ной конфигурацией, имеет меру нуль. В рамках антропного принципа выбор начальных условий в виде точного равенства Qq = 1 должен объясняться нашим существованием как наблюдателей этого состоя- ния. Предполагается, что Qq могло быть любым, и значение, близкое к единице, отобрано случайно. Но это ошибка — Qq но может быть любым, точное равенство единице находит свое объяснение как след- ствие динамики Вселенной в инфляционной стадии. Существует широ- кий класс вселенных, где необходимая плотность обеспечивается есте- ственным образом. Наше существование не имеет к вопросу о величине Qo прямого отношения. Таким образом, апелляция только к антропному принципу дает не вполне удовлетворительное объяснение удачной конфигурации нашей Вселенной (и, следовательно, возможности эволюции материи к слож- ным формам). Антропный принцип может являться частью объясне- ния, но не является всем объяснением. И помимо антропного принципа существует некоторая нетривиальная совокупность причин, по кото- рым эволюция в нашей Вселенной стала возможной. Частично такими причинами могут быть некоторые вполне закономерные естественные процессы вроде инфляционной стадии расширения Вселенной, кото- рая обеспечила подходящую плотность вещества в современную эпоху, нельзя исключить существование системных причин, которые упоми- нались выше. Всю совокупность причин или предпосылок возможности эволюции к сложным формам материи, включая и динамические законы, и слу- чайный выбор на Мультиверсе в духе антропного принципа и все, чем такие причины вообще могут оказаться, имеет смысл объединить в еди-
4.4 Универсальное множество причин эволюции 151 ную категорию и рассматривать как единый объект. Это удобно тем, что разные отдельные причины или обстоятельства можно тогда рас- сматривать как разные атрибуты одного и того же объекта, что являет- ся предпосылкой определенного концептуального единства во взгляде на возможность Универсальной эволюции. Очевидно, речь идет о есте- ственнонаучной категории очень высокой общности, для которой, к со- жалению, нет общепринятого наименования. Может быть, уместно бы- ло бы назвать это Универсальным множеством причин эволюции. Так как такое наименование длинно, то можно пользоваться аббревиатурой УМПЭ. Получаем существительное среднего рода, вполне удобное для употребления12. Мне представляется, что введенную выше категорию УМПЭ име- ет смысл сразу еще немного обобщить. Можно считать, что УМПЭ охватывает не только обстоятельства выбора набора констант, харак- теризующих нашу Вселенную, но и объяснение возможности эволюции к сложным формам материи при том конкретно наборе фундаменталь- ных констант, который реализован в нашей Вселенной. Поскольку во- прос о причинах эволюции имеет две стороны: вопрос о выборе конфи- гурации Вселенной и вопрос о реализации выбранной конфигурации в эволюции, то и УМПЭ имеет две соответствующие стороны или два набора атрибутов. Можно говорить об атрибутах выбора и атрибутах реализации. Вопрос о существовании УМПЭ не стоит: так как мы существуем, существует и совокупность причин, которые сделали возможной такую эволюцию материи во Вселенной, которая привела к возникновению разума, что и означает существование УМПЭ. Может показаться, что утверждение о существовании УМПЭ — это просто тавтология, но это не так. Это утверждение есть квинтэссенция понимания, что возмож- ность эволюции отнюдь не выглядит чем-то естественным, и что мы, по сути, имеем дело с совершенно нетривиальной ситуацией. Так как вопрос о существовании УМПЭ не стоит, то единственный важный вопрос, связанный с УМПЭ — это вопрос о его природе. Сосре- доточимся на атрибутах УМПЭ, связанных с выбором. Предположим, часть атрибутов выбора связана с действием вполне определенных ди- 12P.S. Термин дался с большим трудом. В ранних версиях этой статьи вместо УМПЭ был использован термин «Дизайнер». Позже я решил, что такой термин излишне антропоморфен и может вызывать неверные ассоциации, и в выступлении в ИФРАН на эту тему в 2005 году использовался термин «универсальная причина эволюции». Однако, этот термин явно был понят многими неверно, поэтому в ко- нечной версии доклада, предназначенной для публикации, появился термин УМПЭ. Мне продолжает казаться, что и термин «Дизайнер», но лишенный обязательного личного оттенка в толковании, также является достаточно удачным.
152 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе намических законов природы, но, частично, просто со случайностью при выборе из ансамбля локальных вселенных в Мультиверсе (напри- мер, случайный выбор одной из долин в ландшафте теории струн, если такая модель действительно работает). Случайная компонента атри- бутов выбора при этом вполне вписывается в идеологию антропного принципа. Казалось бы, принципиальных вопросов не остается — слу- чайность есть случайность. Раз во Вселенной есть наблюдатели, зна- чит случайность реализовалась. Однако такое решение вопроса лично у меня вызывает глубокую неудовлетворенность, хотя, боюсь, причину неудовлетворенности трудно отчетливо сформулировать. Во-первых, вообще непонятно, что означает случайность, по край- ней мере операционально, когда ситуация выбора принципиально невоспроизводима. Но и это еще не все. Попробуем воспользоваться аналогией. На Земле имеется, помимо людей, множество других жи- вых существ. Можно поставить вопрос: почему я осознаю себя в теле человека, а не в теле, например, муравья? Ответ кажется тривиаль- ным, и может быть построен в духе антропного принципа: если бы я был муравьем, я бы не обладал достаточно развитым сознанием и не мог бы задавать этих глупых вопросов. Такое объяснение можно было бы назвать «биологическим антропным принципом». То есть мое суще- ствование есть случайность. Здесь случайность опять операциональ- но неопределима (ситуция выбора невоспроизводима), поэтому загадка остается. Как и почему мое сознание попало в тело человека? Как могло быть, что моего сознания не было, но потом появилось, и потом снова не будет? Как оно могло появится на Земле — пылинке, затерянной, среди триллионов километров пустого пространства, да еще угодить в столь выделенный объект, как мыслящее существо? Что означает, что я себя осознаю именно сейчас, и чем выделен тот период времени, в течение которого я себя осознаю? Проблема в том, что моего сознания могло не быть вообще, но оно есть. Остается загадка экзистенции, которая, как мне кажется, и есть главная загадка сознания, хотя она крайне плохо поддается формули- ровке. Аналогия между решением загадки осознания себя с помощью «биологического антропного принципа» и решением вопроса о свой- ствах Вселенной в духе космологического антропного принципа отнюдь не является поверхностной. Собственно, вопросы настолько близки, что кажется, будто это просто две стороны или формы одного и того же вопроса. В конце концов, вопрос об осознании себя можно поставить, явно протянув от него цепочку к вопросу о свойствах Вселенной: • Почему я разумное существо и осознаю себя в теле человека (ведь
4.5 Резюме 153 есть и другие — неразумные — животные)? • Почему я осознаю себя на обитаемой планете (ведь есть и другие — необитаемые — планеты)? • Почему я осознаю себя во Вселенной, где возможно существова- ние обитаемых планет (ведь в Мультиверсе могут быть и вселен- ные, где существование обитаемых планет невозможно)? Последний вопрос в этой цепочке уже эквивалентен вопросу, почему на- ша Вселенная такова, что в ней возможна эволюция материи вплоть до разума — основной вопрос Универсального эволюционизма. Аналогия вопросов, если не их тождество, очевидна. Поэтому в существовании Вселенной с правильными свойствами есть точно такая же загадка эк- зистенции, как и в осознании себя — несмотря на кажущуюся простоту объяснений в рамках случайного выбора. И эту загадку, как атрибут, нужно связать с УМПЭ даже в самой простой его ипостаси (случай- ный выбор конфигурации плюс динамика). Хотя УМПЭ первоначаль- но вводилось как естественнонаучная категория, оно имеет атрибуты, связанные скорее с философией. Поэтому УМПЭ оказывается и есте- ственнонаучной, и философской категорией. Любопытно, что через категорию УМПЭ устанавливается нетриви- альная связь проблемы сознания с проблемой свойств Вселенной. В данном контексте эта связь имеет явно «трансцендентный» характер (вынужден употребить это слово, хотя мне оно не нравится, и я не уве- рен, что хорошо понимаю его смысл). В действительности связь эта и шире, и глубже (см. [105, 111, 112]), но обсуждение этого вопроса выходит за рамки статьи. 4.5 Резюме Представление об Универсальной эволюции как едином процессе поддерживается существованием инвариантов эволюции. Изучение во- проса, связанного с реализацией инвариантов, показывает, что Уни- версальная эволюция разбивается на два рукава. Возможность реали- зации как второго, так и первого рукавов эволюции связана с совершен- но нетривиальным обстоятельством — тонкой настройкой физических постоянных. Представление о тонкой настройке вместе с концепцией Мультиверса приводит к идее, что эволюция не только обладает опре- деленным единством, но и является па самом деле единичным выбором из ансамбля эволюций, реализованных в Мультиверсе. Это неизбежно
154 Статья 4. Универсальная эволюция в Мультиверсе приводит к вопросу о структуре ансамбля эволюций, о месте нашей эволюции в ансамбле. Возникает и вопрос о возможных связях внутри ансамбля, иначе говоря, является ли ансамбль системой, или нет. Эта проблематика, в свою очередь, связана с категорией Универсального множества причин эволюции, которая концептуально объединяет раз- ные стороны вопроса о причинах возможности эволюции от простого к сложному во Вселенной.
Приложение А Теория Крейфелдта-Гиндилиса как специальный случай общей линейной теории Для того, чтобы не перегружать изложение техническими деталя- ми, покажем только, как из линейной теории динамики популяции КЦ настоящей работы может быть получен простейший вариант теории Крейфелдта-Гиндилиса, а именно — первоначальный вариант самого Крейфелдта1. Начнем с некоторого преобразования записи формулы Крейфелдта- Гиндилиса (2.4). Перепишем формулу сначала так: ^reifeldt(r) = Л К0(Т - Т)7Г(Т)ЙТ, (А.1) Jo где 7г(т) есть вероятность того, что подходящая звезда в возрасте т находится в коммуникативной фазе (т. е. имеет около себя цивилиза- цию, находящуюся в коммуникативной фазе). Вероятность 7г(т) дается выражением ’г(т) = /+°° [Сто (т) - Ст0 (г - W)]PLc (u>)du. (А.2) J — ос * XJ. G. Kreifeldt. A formulation for the number of communicative civilizations in the galaxy. Icarus, V. 14, P. 419-430, 1971. 155
156 Приложения Будем предполагать, что наша модельная функция В(М, т) факто- ризована в виде (2.25). Тогда, очевидно, Сто(т)= Г b(r)dr. (А.З) Jo Предположим, что выполняется упрощающее предположение (2.26) для вероятности выживания коммуникативной фазы. Тогда нетрудно понять, что (а.4) GW С учетом того, что Plc (cu) = 0 для о; < 0 и Ст0 (т — си) =0 для си > т, выражение (А.2) может быть записано как тг(т) = Сто(т) - [ Ст0(т - iu)PLc(iu)diu. (А.5) Jo Нетрудно показать, что [ Ст0(т ~ u)PLc(w)dw = f 6(cu)[l - Lc(r - cu)]dcu. (A.6) Jo Jo Действительно, обозначим интеграл в левой части равенства (А.6) че- рез Ii, в правой части равенства — через /2- Тогда, с учетом соотноше- ний (А.З) и (А.4) легко получить л = Гdw Г "d^)pLc^) Jo Jo /2 = Г d£ Г *dwb^PLc(u) Jo Jo (A.7) (A.8) На основании выражений (A.7) и (A.8) легко убедиться, что Д и I2 есть двойные интегралы от одной и той же функции 6(£)Plc(cu), взятые по одной и той же треугольной области, только лишь порядок прохода этой области в выражениях (А.7) и (А.8) различный. Так как величина интеграла не зависит от порядка интегрирования, то Д = /2, что и требовалось. С использованием равенства (А.6) выражение (А.5) нетрудно пре- образовать к виду 7Г(Т) = f Jo dwb(ijj)Lc(T — cu). (А.9)
Теория Крейфелдта-Гиндилиса как частный случай... 157 Подставляя (А.9) в (А.1), получаем новую запись формулы Крейфелдта-Г индилиса: 7V£reifeidt= f dr Rq(T — т) [ d^b^)Lc(r - ш). (А.10) Jo Jo Простая теория Крейфелдта не учитывает конечное время жизни звезд. В нашу теорию конечное время жизни звезд входит в виде члена Ls(M, в подинтегральное выражение в формуле (2.22). Для того, чтобы получить формулу Крейфелдта, следует положить Ls(M,t + cj) = 1. (А.11) Будем подходящими звездами считать такие, которые имеют планету с подходящими условиями для возникновения КЦ в смысле, исполь- зованном в настоящей статье. Тогда, с учетом факторизации (2.25) полная скорость возникновения подходящих звезд в момент времени Т — т — iv может быть записана как Ro(T-t-u)= [ R(M,T -T-u)a(M)dM. (А.12) Jo С учетом соотношений (А.11), (А.12) формула (2.22) принимает вид NC(T)= [ dr [ dw Rq(T — т — (А.13) Jo Jo Сравним выражения (A. 10) и (А.13) для количества коммуникативных цивилизаций в момент Т. Делаем в интеграле (А.13) замену переменных т т + W w —> т. (А.14) Очевидно, якобиан преобразования (А.14) равен единице, поэтому по- динтегральное выражение в (А.13) приобретает вид ЩТ-т)Ь^)Ьс{т-ш). (А.15) Так как преобразование (А.14) линейное, то треугольная область инте- грирования интеграла (А.13) переходит в некоторую другую треуголь- ную область. Легко убедиться, что новая треугольная область инте- грирования в точности совпадает с треугольной областью интегрирова- ния интеграла (А.10). Таким образом, после замены переменных (А.14)
158 Приложения и подинтегральные выражения, и области интегрирования интегралов (А. 10) и (А. 13) совпадают, поэтому и сами интегралы равны друг дру- гу. Таким образом, формула Крейфелдта (2.4) получена как частный случай общей линейной формулы (2.22).
Приложение В Имитационная модель развития фундаментальной науки Будем науку (весьма условно!) делить на фундаментальную и при- кладную. Под фундаментальной наукой будем понимать те направле- ния, которые отвечают на вопросы о том, как устроена природа, а под прикладной — те, которые отвечают на вопросы о том, как что- то сделать (микрокомпьютер, экономичный двигатель, эффективное лекарство...). В этом приложении строится математическая имитаци- онная модель развития мировой фундаментальной науки. Сразу от- метим, что модель чрезвычайно груба и обоснована только набором гипотез (см. ниже), которые можно принять или не принимать. По- этому результаты расчетов, приводимых ниже, нельзя рассматривать как футурологический прогноз. Скорее, и саму модель и результаты ее применения можно рассматривать как некую детализацию постановки вопроса о судьбе фундаментальной науки и явное указание на наличие некоторых нетривиальных и не очевидных сразу моментов в постановке этого вопроса. Под наукой ниже всюду понимается фундаментальная наука, на прикладную науку анализ не распространяется. 159
160 Приложения В.1 Описание модели Модель строится в виде системы рекуррентных соотношений (по- следующее определяется через предыдущее), связывающих между со- бой величины, определяющие показатели науки, в следующие последо- вательно друг за другом промежутки времени. В качестве характерно- го интервала времени выбран промежуток в 5 лет. То есть считается, что показатели развития науки за пятилетний период определяют по- литику в отношении науки в следующую пятилетку и т. д. Основные предположения, на которых основана модель, следующие. 1. Доступные мировые ресурсы или совокупный годовой доход X(T), где Т — время в годах, сначала нарастает, потом выходит в насы- щение, что является выражением перехода цивилизации в интенсивную фазу развития. Ход Х(Т), заложенный в расчет, показан на рис. В.1. Детальный вид этой зависимости для расчетов не очень важен, поэтому была использована простая логистическая кривая ^)=1 + ехр(_г/г)- (В-1) где т = 50 лет — представляет собой характерное время перехода в интенсивный режим развития. Существенным упрощающим предпо- ложением в расчетах является то, что внезапное падение показателей развития науки не скажется немедленно на Х(Т). Т. е. развитие науки рассматривается на фоне заданной динамики мирового дохода. Ясно, что учет обратной связи связей может ухудшить получаемые прогнозы в случае падения показателей динамики науки. 2. Уровень затрат на науку в год R в расчете на очередную пя- тилетку пропорционален доступным ресурсам X в той же пятилетке и количеству научных открытий, сделанных в прошлой пятилетке — т. е. чем лучше были результаты научных исследований и чем боль- ше имеется ресурсов, тем больше будет финансирование науки. Это соображение приводит к следующей простой формуле: R(T + 5) = аХ(Т + 5)n(T), (В.2) где п(Т) — количество «открытий» в области фундаментальной нау- ки, сделанных в пятилетку, которая началась в момент Г, a R(T + 5) и Х(Т + 5) — уровень финансирования науки и доступные ресурсы в пятилетке, начинающейся в момент Т + 5. В формуле (В.2) а есть некоторый коэффициент — параметр модели. Мы сознательно не уточняем понятие «количество открытий» пред- полагая, что оно может быть каким-то способом достаточно разумно
Имитационная модель развития науки 161 Рис. В.1: Заложенная в модель динамика мирового дохода (максималь- ные доступные ресурсы) с учетом перехода в интенсивную стадию раз- вития, функция Х(Т). определено. В действительности очевидно, что корректное определе- ние этого понятия является достаточно сложной задачей науковеде- ния. Оно может включать оценку того или иного результата в баллах с суммированием по всем научным результатам за некоторый отрезок времени, какие-то экспертные оценки и т. д. Возможно, также, более адекватным в данном контексте была бы некоторая количественная ме- ра уровня субъективной оценки успешности науки за некоторый период времени со стороны общества или даже только со стороны финансиру- ющих науку организаций. 3. Учтем то, что падение темпа получения новых научных резуль- татов может снижать интерес к науке, что ведет к снижению уровня финансирования научных исследований. Эту идею можно реализовать, введя зависимость коэффициента а в формуле (В.2) от динамики полу- чения научных результатов, т. е. от того, возрастает п(Т) со временем, или убывает, и с какой скоростью. Будем предполагать, что при росте n(T) коэффициент а остается постоянной величиной, но при сниже- нии п(Г) коэффициент а начинает падать, причем тем сильнее, чем быстрее относительная скорость падения п(Г). Таким образом, мы де- лаем коэффициент а функцией от [п(Т)—п(Т—5)]/п(Г). Формула (В.2) принимает вид R(T 4- 5) = о ,"(Г ~ 5)) Х(Т + 5)„(Т), \ ,ь\± / / (о.о; Я(Т + 5) <М-Х(Т + 5).
162 Приложения Рис. В.2: Использованная в расчете функция a((2V(T) — N(T — Конкретный вид функции а(), использованный в расчетах, показан на рис. В.2. На уравнение (В.З) накладывается одно дополнительное огра- ничение (неравенство в формуле (В.З)): полная доля расходов на науку от валового мирового дохода не может превышать некоторой предель- ной величины М. В приводимых здесь расчетах это ограничение со- ставляло М = 2.5%, если не оговорено противное. 4. Предполагается, что количество научных открытий п(Т 4- 5) во столько раз больше, чем п(Т), во сколько раз больше было финанси- рование науки, но уменьшается из-за того, что наука дорожает, т. е. цена каждого нового открытия возрастает. Чем глубже мы проникаем в тайны природы, тем труднее даются новые фундаментальные знания. Темп удорожания научных открытий определяется тем, какой путь уже пройден в познании природы, т. е. сколько всего «открытий» было сде- лано раньше, причем предполагается, что коэффициент удорожания экспоненциально растет с ростом общего числа открытий: /у;Гт п(т)\ Е(Т) = ехр . (В.4) Здесь суммирование ведется по всем пятилеткам развития науки начи- ная от времени Tq — момента «начала развития науки», а No — пара- метр модели, показывающий, при какой сумме открытий одно откры- тие дорожает в е « 2.72 раза. В расчете было использовано значение No = 0.5 х 106. Прямо скажем, что эта цифра достаточно произвольна, и работоспособную модель можно было бы построить и совсем в других предположениях. В результате получаем следующее уравнение, связы-
Имитационная модель развития науки 163 вающее п(Т 4- 5) и п(Т): п(Т + 5) = п(Т) (В.5) В.2 Результаты Уравнения (В.З) и (В.5) дают полную систему рекуррентных соот- ношений, определяющих динамику системы (науки в данном случае). Начальные значения п(ТЬ) и 7?(То) вместе с уравнениями (В.З) и (В.5) определяют всю последующую эволюцию системы. Расчеты начина- лись с момента 7Ь = —200 лет (Т = 0 соответствует точке переги- ба логистической кривой мирового дохода), начальные значения были выбраны как п(ТЬ) = 1, 7?(7Ь) = 0.1% от Х(ТЬ). На рис. В.З показана полученная динамика расходов на науку, выраженных в долях абсолютного валового дохода, т. е. величина R(T)/X (Т). На кривой выделяются три различных по характеру участ- ка. Так как в начальном состоянии R(Tq)/X(Tq) = 0.1%, что много меньше предела расходов на науку, принятого в модели (2.5%), то на начальном участке наблюдается быстрый рост относительных расхо- дов, пока не достигается предельная величина. Затем длительное вре- мя относительные расходы остаются на своем предельно допустимом значении, после чего лавинообразно падают до нуля — это вторая фаза информационного кризиса, когда процессы с положительной обратной связью приводят к резкому прекращению финансирования фундамен- тальных исследований. Начало первой фазы кризиса на рис. В.З ничем не выделено. На рис. В.4 показана вычисленная динамика абсолютных расходов на науку 7?(Т). Единицы измерения те же, что и для полного валового дохода X(Т) (см. рис. В.1) — т. е. за единицу принимается абсолютный валовой доход в стадии насыщения валового дохода. Виден резкий об- рыв финансирования во второй фазе кризиса и видно, как на большей части промежутка времени ход расходов на науку повторяет ход вало- вого дохода (рис. В.1). На рис. В.5 показана вычисленная динамика количества открытий в пятилетку в зависимости от времени п(Т). Здесь видна новая ин- тересная деталь. Начиная с времени вблизи перегиба логистической кривой годового дохода количество открытий падает, несмотря на рост финансирования науки. Происходит это, в общем, за счет удорожа- ния единичного открытия (функция Е(Т), уравнение (В.4)), хотя здесь есть некие тонкие моменты, см. ниже. Начало падения числа открытий
164 Приложения Рис. В.З: Результаты вычислений: Динамика расходов на науку в от- носительном выражении, отношение R(T)/X(T). Рис. В.4: Результаты вычислений: Динамика расходов на науку в абсо- лютном выражении, величина Й(Т).
Имитационная модель развития науки 165 Рис. В.5: Результаты вычислений: Динамика числа новых научных ре- зультатов - открытий (не путать с числом публикаций!). приблизительно соответствует первой фазе информационного кризиса («обрезание экспонент», см. раздел 2.5.4 статьи «Эволюция и пробле- ма SETI»). Модель показывает, что после начала первой фазы наука может успешно развиваться еще 2-3 сотни лет, но не стоит переоцени- вать предсказательную силу модели. Этот период может оказаться как много меньше, так и больше. Модель может описывать (да и то грубо) только общий характер динамики, но не конкретные цифры. Теперь надо обратить внимание на то, что, хотя падение числа от- крытий и связано с удорожанием научных исследований, природа этого явления сложна. Здесь модель позволяет выявить одно новое важное явление, на которое мы не обращали внимание в разделе 2.5.4 статьи «Эволюция и проблема SETI». Дело в том, что расходы на науку не определяют число научных открытий прямо, но только лишь в относи- тельном выражении. Например, если в очередной пятилетке расходы на науку были увеличены вдвое, то в следующей пятилетке и число от- крытий возрастет примерно в 2 раза (чуть меньше за счет удорожания) по сравнению с числом открытий в прошлой пятилетке. Т. е. коли- чество открытий зависит не только от того, каковы стали расходы, но и от того, сколько было открытий в прошлой пятилетке, иначе говоря, каков был уровень научных исследований до того. Если по какой-то причине в прошлой пятилетке открытий было мало, т. е. уровень на- учных исследований был низок, то и в новой пятилетке он будет хоть и в 2 раза больше, но все равно низкий. По крайней мере такое по- ведение было заложено в модель формулой (В.5). Похоже, что так и должно быть. Например, если в прошлой пятилетке по какой-то при-
166 Приложения чине (например — из-за недофинансирования) исчезла важная научная школа, то в новой пятилетке ее взять будет неоткуда несмотря пи па какие финансовые затраты. На создание новой научной школы взамен исчезнувшей потребуются десятки лет. То же относится и к уровню научных исследований в любом выражении. Если уровень был поте- рян, то просто за деньги обратно его не вернешь. Вот отсюда и берет- ся в основном эффект падения числа открытий. Несмотря па то, что удорожание исследований само по себе лишь совсем немного снижает число научных открытий, но этот эффект имеет тенденцию накапли- ваться за счет мультипликативного эффекта «распада научных школ и научного уровня». В каждой новой пятилетке количество открытий при почти постоянном финансировании (в фазе насыщения полного дохода) начинает домножаться на коэффициент чуть меньше едини- цы, связанный с удорожанием исследований. Получается нечто вроде падающей геометрической прогрессии. Она-то и объясняет основной падающий участок кривой на рис. В.5. И только резкий обрыв финан- сирования науки в конце (см. рис. В.4) связан с распадом науки при участии положительной обратной связи (падение числа открытий - па- дение интереса - падение финансирования - падение числа открытий). Это явление занимает всего 15-20 лет, начинается совершенно внезапно и может оказаться полной неожиданностью для всех. Потому и очень опасно. В.З Влияние уровня затрат на динамику фундаментальной науки Посмотрим, как можно повлиять на динамику фундаментальной науки, проводя в отношении неё активную финансовую политику. Про- стейшая мысль, которая приходит в голову, состоит в том, что при по- явлении первых признаков информационного кризиса (стагнация ре- зультативности фундаментальной науки несмотря на растущее финан- сирование) надо начать постепенно наращивать финансовую поддерж- ку науки. Исследуем этот вариант. Будем отталкиваться от модели предыдущего раздела (уравнение (В.З)), но будем предполагать, что начиная с Т = 10 лет, когда на рис. В.5 появляются первые признаки стагнации темпа получения научных открытий, уровень предельного финансирования науки М постепенно увеличивается (в линейном ре- жиме в зависимости от времени) так, чтобы к Т = 300 лет (когда в предыдущей модели происходит обвал во вторую фазу кризиса) уро-
Имитационная модель развития науки 167 Рис. В.6: Результаты вычислений: Динамика расходов на науку в от- носительном выражении (отношение R(T)/X(T)) при линейном росте уровня финансирования науки от 2.5% до 20% начиная с Т = 10 лет (из-за наступления второй фазы кризиса науки финансирование нау- ки прекращается раньше, чем достигается заложенная в расчет цифра 20%, фактически оно доходит только до 15%). вень финансирования достиг бы 20% (против 2.5%) в том случае, если не произойдет обвала. Модель такого поведения элементарно строит- ся введением в коэффициент М в уравнении (В.З) соответствующей зависимости от времени. На рис. В.6 показано, что дает модель для фактического уровня финансирования. Обращает на себя внимание на первый взгляд контринтуитивный результат: обвал науки наступает раньше (примерно на 60 лет), чем при неизменном уровне финансиро- вания (ср. рис. В.З)! На рис. В.7 показано, что дает расчет для количества открытий. Хорошо видно, как вблизи начала усиления финансовой поддержки науки количество открытий начинает сначала расти по сравнению с моделью с постоянным финансированием, но потом скорость падения кривой оказывается более высокой чем раньше, и кризис тоже насту- пает раньше. Исходя из этой картины нетрудно понять, в чем состоит причина более раннего кризиса. Дело в том, что при усилении финан- сирования растет темп научных исследований и «фонд легких откры- тий» исчерпывается быстрее. Поскольку в модель был заложен бы- стрый (экспоненциальный) рост стоимости научных исследований, то линейный рост финансирования не может компенсировать экспоненци- альный рост стоимости науки и, как показывает модель, вторая фаза кризиса наступает раньше.
168 Приложения Рис. В.7: Результаты вычислений: Динамика числа новых научных ре- зультатов - открытий (не путать с числом публикаций!) при линей- ном росте уровня финансирования науки от 2.5% до 20% начиная с Т = 10 лет. Однако увеличение уровня финансирования науки приводит не только к негативным последствиям в виде более раннего наступле- ния второй фазы кризиса. Положительным моментом оказывается то, что фактическое прекращение фундаментальных научных исследова- ний происходит при более высоком уровне достигнутых знаний. Этот результат иллюстрируется на рис. В.8. Это может оказаться чрезвы- чайно важно, так как среди добавочной порции знаний могут оказаться те, которые критически важны для дальнейшего выживания человече- ства. В частности, среди таких знаний крайне важными могут быть те, которые имеют отношение к решению проблемы SETI: создание ба- зы данных по возможно большему числу экзопланет из окрестностей Солнца, создание как можно более мощных радиотелескопов — антен- ных решеток для поисков сигналов искусственного происхождения и др. Другие знания такого типа могут относиться, например, к генной инженерии (для исправления накапливающихся в генофонде человече- ства дефектов), да мало ли что еще. Надо правда заметить, что объем дополнительных знаний не про- порционален дополнительным затратам: дополнительных затрат в про- центном отношении больше, чем дополнительных открытий. Однако, здесь может оказаться важным качество: то есть, может существовать некая граница в объеме знаний, при преодолении которой выживание цивилизации возможно, и не столь уж существенно, насколько выше нее мы поднялись. Важно только, был преодолен порог, или нет. И не
Имитационная модель развития науки 169 Рис. В.8: Результаты вычислений: Динамика накопления общего числа открытий при постоянном и растущем финансировании науки. Вид- но, что при растущем финансировании насыщение научного метода (т. е. резкое торможение научных исследований) происходит при более высоком уровне интеграла накопленных знаний, чем при постоянном финансировании. столь уж существенно, когда наступает последняя фаза кризиса науки, важно в каком состоянии она застаёт человечество. Не тот велик, кто живет долго, а тот, кто многое успевает сделать. Впрочем, эта истина тривиальна. Результат применения модели можно сформулировать так. Пока ни- каких реальных оснований предполагать, что природа может быть ис- черпана для познания из-за конечной сложности самой природы нет. Проблема в другом. Не исключено, что существует некоторая граница возможностей научного метода, связанная с ростом стоимости фунда- ментальных научных исследований по мере накопления суммы знаний о природе. Причем, чем быстрее и успешнее развивается наука, тем быстрее эта граница будет достигнута, но и при более высоком уровне суммы полученных знаний (т. е. сама граница не является совершенно жёсткой, а зависит от стратегии управления наукой). Еще раз подчеркнем, что нельзя рассматривать эти результаты как серьезный футурологический прогноз. Предсказания модели бу- дут неверны в том случае, если неверны какие-то из предположений 1—4, лежащих в ее основе. Нетрудно видеть, что любое из этих пред- положений требует тщательного обоснования, и действительно может оказаться неверным. Во-первых, модель работает только в случае стагнации совокупно-
170 Приложения го мирового дохода (предположение 1), что может оказаться неверным, если, например, человечество начнет масштабную космическую экспан- сию. Предположение 2 о связи затрат на науку с уровнем совокупного дохода и достижениями за предыдущий период, уравнение (В.2), мо- жет оказаться сильно упрощенным. При этом требует еще уточнения и обширной методической проработки само понятие «уровня научных достижений» за определенный период. Падение уровня финансирования при снижении уровня отдачи от вложения средств в то или иное научное направление является почти несомненным (предположение 3), но количественно связь может быть более сложной, чем это предписывается уравнением (В.З). Наконец, предположение 4 закладывает очень быстрый (экспонен- циальный) рост стоимости получения нового фундаментального зна- ния по мере роста накопленной суммы фундаментальных знаний (хотя выбранный показатель экспоненты кажется совсем небольшим). Сам рост стоимости почти несомненен, но зависимость может быть и иной, в том числе более медленной. Эти вопросы требуют тщательной мето- дической проработки как по отношению к смыслу использованных в формуле (В.4) понятий, так и по отношению к самой функциональной зависимости. Однако ясно, что если вообще хоть какой-то постоянный рост стоимости новых фундаментальных научных результатов суще- ствует, а ресурсы в принципе ограничены (предположение 1), то рано или поздно предел будет достигнут. Поэтому, быть может, детали мо- дели не столь уж и важны для общего характера предсказаний. Кроме того, остаются еще различные возможности, совершенно не охваченные моделью. Например, фундаментальные исследования, быть может, следует разделить на «высокозатратные» — требующие больших и растущих затрат, как например, ускорительная физика эле- ментарных частиц или астрофизика, ориентирующаяся на гигантские телескопы и космические проекты, и относительно малозатратные. Некоторые фундаментальные открытия были сделаны именно этим по- следним способом, например — открытие дробного квантового эффекта Холла и открытие теплой сверхпроводимости. Малозатратным фунда- ментальным исследованиям не грозит прямое ограничение по ресурсам. Это означает, что кризис сначала может охватить лишь высокозатрат- ную часть фундаментальной науки, но он может косвенно сказаться и на малозатратной области исследований — за счет общего падения интереса к фундаментальным исследованиям. В связи с этим надо отметить, что по крайней мере некоторые кри-
Имитационная модель развития науки 171 тически важные направления фундаментальной науки несомненно яв- ляются высокозатратными. Это прежде всего направления, связанные с изучением наиболее фундаментальных свойств материи на микро- уровне и направления, имеющие отношение к структуре реальности на самых больших масштабах, и связанные с экспериментальной астро- физикой и космологией. Ускорительная физика элементарных частиц уже близка к исчерпа- нию возможностей. Создание ускорителя элементарных частиц, суще- ственно более крупного и мощного, чем близкий к вводу в эксплуата- цию адронный коллайдер LHC1 в CERN’e, весьма маловероятно. В не столь уж отдаленном будущем ускорительная методика исследования микромира должна будет уступить место иным подходам. Ведется работа, направленная на поиск единой теории взаимодей- ствий и поиск квантовой теории гравитации, и, также, на создание тео- рии рождения Вселенной, которая, возможно, в качестве неотъемлемой своей части должна включать и теорию Мультивёрса [106, 113]. Вопро- сы квантовой гравитации и фундаментальной космологии и астрофизи- ки оказываются неразрывно связаны уже на уровне теории. Квантовые теории гравитации очень часто принимают форму квантовой космоло- гии, и, обратно, при описании рождения Вселенной невозможно обой- тись без учета квантово-гравитационных явлений. Без квантовой гра- витации невозможно до конца понять физику черных дыр (астрофи- зика). Для экспериментальной проверки квантовых теорий гравитации надо прибегать либо к исследованию свойств очень ранней Вселенной, либо черных дыр, где, скорее всего, только и достигаются энергии и плотности вещества, когда одновременно важны как квантовые, так и гравитационные эффекты. Другая возможность тестирования кванто- вых теорий гравитации связана с исследованием некоторых сверхтон- ких эффектов, например, поиск нарушения лоренц-инвариантности. Но, оказывается, и исследование таких явлений связано преимуще- ственно с астрофизическими наблюдениями. В статье Ли Смолина «Как далеко мы находимся от квантовой теории гравитации» [114] при- ведён список из 13 экспериментов, имеющих отношение к проверки современных квантовых теорий гравитации (петлевой теории гравита- ции и теории суперструн), из которых 11 связаны с астрофизически- ми наблюдениями. Возможности наземной техники для исследования квантово-гравитационных эффектов, видимо, очень ограничены (если только природа не преподнесет нам сюрприз, и не будет обнаружено нарушение закона всемирного тяготения на микронных масштабах или 1См.: http://lhc.web.cern.ch/lhc
172 Приложения что-нибудь в этом духе). Свойства ранней Вселенной и черных дыр могут быть изучены в космологических и астрофизических наблюде- ниях, поэтому экспериментальная техника для исследования свойств природы на самом фундаментальном микроуровне и на самых боль- ших, космических и космологических масштабах, оказывается одной и той же. И это преимущественно очень дорогая экспериментальная техника, связанная с созданием гигантских телескопов для всех диапа- зонов длин волн электромагнитного излучения, гравитационных волн и др., причем как наземного так и космического базирования. Другое направление фундаментальных исследований, которое мо- жет оказаться критически важным для человечества, и, в тоже вре- мя, является чрезвычайно затратным ~ это исследования по проблеме SETI. Для того, чтобы вероятность успеха a priori не была исчезающе малой (если только не надеяться на обнаружение космического чуда), во-первых, необходимо создание базы данных по экзопланетам земного типа, в которую должен войти обзор по приблизительно миллиону (как минимум) ближайших звезд. Это необходимо для того, чтобы не вести поиски (и передачи) вслепую. Построение такой базы данных связано с созданием крупных космических интерферометров инфракрасного диапазона (это очень сложные и дорогие инструменты типа готовя- щегося к реализации проекта DARVIN [115]) и с реализацией очень масштабных и дорогих исследовательских программ. Некоторым плю- сом является то, что эти программы можно будет использовать также и для космологических и астрофизических исследований. Во-вторых, необходимо создание гигантских (и потому очень дорогих) фазирован- ных антенных решеток (вроде проектов SKA и Allen Teleskope [116]) для поиска разумного сигнала в радиодиапазоне с использованием од- новременно многих диаграмм направленности и частотных диапазонов. Несколько менее затратными пока представляются поиски сигналов в оптическом диапазоне (широкоугольные телескопы с высоким времен- ным разрешением, примеры — проекты OSETI [116] и МАНИЯ (Мно- гоканальный Анализ Наносекундных Изменений Яркости) [117, С. 78], [118], но не стоит полагаться на успех только такой методики. Достоинством методик, направленных на решение проблемы SETI, является то, что все они так или иначе могут использоваться также в астрофизических и космологических исследованиях. И обратно, мно- гие астрофизические и космологические исследования в качестве по- бочного результата могут дать что-нибудь для SETI. Поэтому можно сказать, что фундаментальная микрофизика, фундаментальная астро- физика и проблема SETI представляют собой единый комплекс экс-
Имитационная модель развития науки 173 тремально фундаментальных проблем, связанных единой методикой, исследование которых, к сожалению, оказывается весьма затратным. Если рассмотренная в этом приложении модель динамики фундамен- тальной науки хоть в какой-то степени адекватна, то именно эта экс- тремально фундаментальная область исследований в первую очередь может попасть под действие обнаруженных в модели закономерностей. Это не может не вызывать тревогу. Очевидно, что проблема требует самого пристального внимания и дальнейшего исследования.
Послесловие: SETI в свете универсального эволюционизма Постановка проблемы SETI в ее современном виде относится к средине XX века, когда почти одновременно появилась статья Дж. Коккони и Ф. Моррисона о возможности радиосвязи с внеземными цивилизация- ми (Nature, 1959) и были проведены первые радиопоиски сигналов ВЦ на обсерватории Грин Бэнк (Дрейк, I960)2. Уже в те годы были выска- заны основные идеи, связанные с поисками внеземных цивилизаций: Р. Брейсуэлл (1960), Ф. Дайсон (1960), И. С. Шкловский (1960), С. Фон Хорнер (1961), Н. С. Кардашев (1964). С тех пор в течение полувека, по-существу, не было высказано никаких принципиально новых идей, если не считать превосходную работу В. Шварцмана «Поиск внезем- ных цивилизаций — проблема астрофизики или культуры в целом?». В этом плане книга А. Д. Панова «Универсальная эволюция и проблема SETI» представляет собой значительный шаг вперед. Автор рассмат- ривает проблему SETI с позиций универсального эволюционизма. Этот новый взгляд позволил ему сделать важные выводы как в отношении проблемы SETI, так и далеко выходящие за рамки этой проблемы. Не случайно работы автора, которые легли в основу книги, вызвали жи- вейший интерес среди широкого круга специалистов: астрономов, фи- зиков, биологов, историков, психологов, философов. Думаю, я не оши- бусь, если скажу, что книга А. Д. Панова представляет собой явление в интеллектуальной жизни общества. 2Строго говоря, научная постановка проблемы SETI содержалась уже в книге С.Неовиуса «Величайшая задача нашего времени» (1876 г.), но она слишком опе- редила свое время и не была замечена современниками. 174
Л. М. Гиндилис. Послесловие 175 В основе книги — цикл работ, выполненных автором в течение 2001— 2007 гг. Они докладывались на многочисленных семинарах и конфе- ренциях и опубликованы в различных журналах и сборниках статей, всего более двух десятков публикаций. Хотя они посвящены различным проблемам, идейно они тесно связаны и в совокупности представляют некую цельную концепцию, которая и излагается в книге. Из всей сово- купности публикаций автор включил в книгу четыре основные статьи. Они выстроены в логическом порядке, независимо от хронологии. Со- отношение между статьями и их связь с разделами книги очень четко обозначены в предисловии автора (рис. 1). Там же разъясняется и хро- нологический порядок появления статей. Разум как промежуточное звено эволюции По своей основной специальности (ядерная физика, квантовая механи- ка, космические лучи) автор весьма далек от проблемы SETI. В этой области он впервые проявил себя в 2002 г., когда он представил два доклада на конференцию «SETI на пороге XXI века», посвященную 10-летию НКЦ SETI. В докладе «Разум как промежуточное звено эво- люции» обосновывался вывод о том, что эволюция материи, которая началась с Большим Взрывом, не заканчивается на стадии образования человека разумного, а по всей вероятности продолжается дальше, что должно привести к возникновению «сверхразумных» форм (правда, автор тщательно избегает подобных формулировок) или «сверхсоци- ального» уровня организации материи. Здесь напрашивается аналогия с метанаучными представлениями о иерархической структуре Косми- ческого Разума, уходящей в Беспредельность. Но автор этих вопросов не касается. Поскольку для «сверхразумных» форм базовым является понятие разума, Панов останавливается на анализе этого понятия. Единичным проявлением разума он считает сообщество разумных существ, эф- фективно обменивающихся информацией. Такое сообщество он назы- вает цивилизацией и рассматривает понятия «разум» и «цивилизация» как синонимы. При этом подчеркивается, что разум не есть свойство отдельного индивида; он есть «нечто единое, как бы прорастающее сквозь каждого индивида, и прорастающее по-разному, но уходящее корнями в цивилизацию и ее историю». Можно соглашаться или не соглашаться с таким определением0, но надо отдать должное, что ав- 3Понятие «цивилизация» равновелико с понятием «культура» и обычно сопо- ставляется с ним. Если цивилизацию можно представить как материальную обо-
176 Л. М. Гиндилис. Послесловие тор четко определяет свою позицию. Заметим, что четкость и ясность формулировок является его отличительной чертой и проходит через всю книгу Панова. Далее, Панов формулирует три черты эволюции — непредстави- мость, сильный консерватизм и эволюционная открытость — которые проявляются на этапах, предшествующих (и включающих) возникно- вение разума. Экстраполируя эти черты на последующие этапы, он определяет ожидаемые свойства, которыми должна обладать следую- щая за разумом эволюционная форма. В качестве одной из моделей такой формы он рассматривает галактическое культурное поле, воз- никающее вследствие обмена информацией между космическими циви- лизациями. В рамках этой модели механизмом для перехода от стадии разума к следующему этапу эволюции является контакт между кос- мическими цивилизациями. В этой связи Панов делает неожиданный и смелый вывод в отношении программы SETI: «возможно через нее Вселенная реализует свой потенциал к саморазвитию, используя разум как промежуточную ступень эволюции». Эта статья была опубликована в «Вестнике SETI», в журналах «Земля и Вселенная» и «Философские науки» и в электронном виде в «Астронете». Окончательная версия, которая излагается в данной книге (статья 3) опубликована в трудах международной научно обще- ственной конференции «Космическое мировоззрение — новое мышле- ние XXI века» (Москва, 2003). В примечании к статье автор отмечает, что ее до некоторой степени полемический характер связан с намере- нием противостоять «антисциентистским» настроениям, которые яко- бы имели место на конференции. Я не могу согласиться с такой оцен- кой. Впрочем, на конференции «Горизонты астрономии и SETI» (CAO РАН, 2005) определенные положения самого автора были восприняты некоторыми участниками как антисциентистские. Это иллюстрирует относительность подобных оценок. лочку культуры, то культура выступает как духовное содержание цивилизации, как ее ментальная и духовная составляющая. Интересные соображения о поняти- ях «разум» и «цивилизация» можно найти в ответах на анкету CETI, 1971 (см. Л. М. Гиндилис, С. А. Каплан,. Анкета CETI // Современные проблемы астофи- зики. И. С. Шкловский, С. А. Каплан, С. Б. Пикельнер // Труды ГАИШ, 2001. Т. LXVII. Часть 2. С. 205-248). Оригинальный подход к определению этих понятий содержится в работах Ирмы Марковны Крейн (см. Л. М. Гиндилис. SETI: Поиск Внеземного разума. М., 2004. С. 459-463).
Л. М. Гиндилис. Послесловие 177 Эволюция и проблема SETI. Аттрактор Па- нова. Экзогуманитарные цивилизации Дальнейшее развитие идей о разуме как промежуточном звене эволю- ции вылилось в большую работу «Эволюция и проблема SETI» (статья 2 в настоящей книге). Полностью она опубликована в электронном ви- де на сайте НКЦ SETI, а также в трудах конференции «Горизонты астрономии и SETI» в виде трех отдельных статей. Сокращенный ва- риант этой статьи без «математических» разделов 2.3 и 2.4 публикуется в сборнике «Космический Разум: проблемы и суждения», М., 2007. Я думаю, это центральный раздел всей книги. Здесь выдвигаются новые оригинальные идеи, чрезвычайно инте- ресные с точки зрения SETI, но выходящие далеко за пределы про- блематики SETI. Обсуждаются (и дается во многом новый взгляд на) такие важные проблемы, как происхождение жизни, закономерности биологической и социальной эволюции, прогнозируемое будущее чело- вечества — с обобщениями на другие космические цивилизации. При- чем все эти проблемы рассматриваются с единых позиций, в рамках единой концепции, где все они хорошо увязаны друг с другом;. И . Панов начинает с рассмотрения характера и закономерностей эво- люции биосферы. История жизни на Земле, отмечает он, начинается с возникновения биосферы и продолжается историей человечества. В механизмах эволюции биосферы до появления человека и эволюции человечества имеется много общего. Поэтому имеет смысл говорить об эволюции планетарной системы как едином непрерывном процессе. Эволюция планетарной системы проходит через последователь- ность различных этапов (или фаз) с фазовыми переходами между ни- ми. Фазовые переходы связаны с преодолением эволюционных кри- зисов. Автор выделяет два механизма кризисов — эндо-экзогенный и техно-гуманитарный. Первый действует вне социума, второй — на со- циальной стадии эволюции. Суть первого состоит в том, что активность живого вещества так изменяет среду обитания, что биосфера стано- вится неустойчивой; в этом и состоит кризис, преодолевая который биосфера приходит вновь в устойчивое состояние, но на более высоком уровне развития. Техно-гуманитарный механизм состоит в росте разру- шительного фактора технологии и преодолевается за счет соответству- ющих культурных сдержек, восстанавливающих техно-гуманитарный баланс (по А. П. Назаретяну). В результате последовательного преодо- ления кризисов структура планетарной системы усложняется, в этом и состоит суть прогрессивного характера эволюции.
178 Л. М. Гиндилис. Послесловие Важную роль в преодолении кризисов играет фактор избыточного разнообразия. Другим существенным свойством эволюционного процес- са является его аддитивность. Она состоит в том, что по мере появле- ния новых более прогрессивных эволюционных форм, старые формы, как правило, не исчезают, а лишь отходят на второй план, т. е. на- чинают играть второстепенную роль4. Еще одним важным свойством эволюции является консерватизм. Он состоит в том, что новые эволю- ционные формы возникают на базе существующих5. Действие одних и тех же механизмов в эволюции биосферы и чело- веческого общества позволяет говорить о качественном единстве пла- нетарной эволюции. Однако Панов идет дальше, он показывает, что это единство может быть описано и количественно. Оказалось, что по- следовательность фазовых переходов в эволюции планетарной систе- мы (на биологической и социальной стадиях) обладает свойством мас- штабной инвариантности, т. е. продолжительность последовательных фаз образует убывающую геометрическую прогрессию. Соответствен- но, скорость эволюции на различных этапах образует возрастающую прогрессию: она растет по гиперболическому закону и за конечное время должна достигнуть бесконечно большой величины. А длитель- ность фаз за тот же промежуток времени уменьшается до нуля. Это хо- рошо иллюстрируется рисунками 2.1 и 2.2 в книге Панова. Прямую ли- нию рисунка 2.2 автор интерпретирует как масштабно-инвариантный аттрактор эволюции: эволюция следует этому аттрактору с относи- тельно малыми колебаниями. Думается, этот аттрактор по праву мож- но назвать аттрактором Панова. Точка, в которой скорость эволюции достигает бесконечного значения (или продолжительность фазы обра- щается в нуль), Панов называет точкой сингулярности эволюции. По- лученная закономерность, как отмечает он, является частным выраже- нием процессов в режиме с обострением, когда некоторые параметры системы стремятся к бесконечности за конечное время. Такие процессы достаточно типичны, они рассматриваются в синергетике6. 4 Сходный механизм имеет место и в смене поколений: молодые поколения сосу- ществуют со старыми. 5В упомянутой выше работе Панова «Разум как промежуточное звено эволюции и проблема SETI» отмечается, что эти свойства присущи эволюции и на добиологи- ческой стадии развития Вселенной — от Большого Взрыва до возникновения жизни. 6Заметим, что гиперболический рост народонаселения на Земле, являющийся типичным примером процесса с обострением, был обнаружен в 1960 г. американ- скими исследователями X. Форстером, П. Мором и Л. Эмиотом (Forster Н, Мог Р. М., Amiot L. М. // Science, 1960/ Vol. 132. Р. 1291-1295), а затем получил очень наглядную интерпретацию в книге И. С. Шкловского «Вселенная, жизнь, разум» (см. также Л. М. Гиндилис «SETI: Поиск Внеземного Разума», М., 2004. С. 469-
Л. М. Гиндилис. Послесловие 179 «Эмпирическая закономерность», обнаруживаемая в существова- нии аттрактора, представляется надежно обоснованной. Возможно, в дальнейшем речь может пойти об иной интерпретации аттрактора. Но сам аттрактор, думаю, сохранится. Обсуждая обнаруженные свойства планетарной эволюции, Панов обращает внимание на интересную особенность современного момен- та. До сих пор высшие эволюционные формы «безжалостно» уничто- жали низшие (до определенного предела — принцип аддитивности). С этой точки зрения деградация биосферы под давлением технологи- ческой цивилизации представляется вполне закономерным процессом. Однако впервые на протяжении миллиардов лет эволюции в настоящее время возник механизм, препятствующий процессу подавления низших форм* 7. Сюда относится формирование экологического сознания и раз- нообразные природоохранные мероприятия. Масштабная инвариантность социально-биологической эволюции на Земле, как подчеркивает Панов, свидетельствует об ее устойчи- вом характере. Несмотря на существенное изменение условий на Земле и изменение структуры и свойств самой эволюционной системы, вре- менные закономерности эволюции (масштабная инвариантность про- цесса) сохраняются. Это наводит на мысль, пишет он, что «масштабно- инвариантный характер ускорения эволюции на Земле вместе с харак- терной временной шкалой этого процесса связан не со случайно сло- жившимися именно на Земле условиями <...>, но, возможно, обязан некоторым внутренним свойствам эволюции как явления природы, и поэтому имеет универсальный характер», т.е. может быть применим и к внеземным цивилизациям. Весьма существенный вывод! Поскольку в точке сингулярности скорость эволюции формально обращается в бесконечность, чего быть не может, автор резонно заклю- чает, что вблизи сингулярности характер эволюции должен изменить- ся. А поскольку точка сингулярности, по его расчетам, приходится на (2004 ±15) год8, он совершенно справедливо отмечает, что изменение должно произойти в ближайшем будущем. Возможно, биосфера уже вступила в новый постсингулярный этап эволюции, и мы находимся в 480). В то время термин «режим с обострением» не использовался, и речь шла об обнаружении гиперболического закона роста народонаселения. 7Надо иметь в виду, что в отличие от предыдущих эволюционных кризисов, в настоящее время возникла ситуация, когда речь идет уже не об уничтожении отдельных форм, а о возможной гибели всей биосферы или даже планеты в целом. Все будет зависеть от того, какая из двух тенденций — разрушение биосферы или противодействующие мероприятия — получит перевес. 8Что совпадает с независимым оценками, например, по росту народонаселения (2026-2028 г.).
180 Л. М. Гиндилис. Послесловие начале этого этапа. Так как продолжительность заключительного этапа масштабно- инвариантной эволюции (десятки лет) ничтожна по космическим мас- штабам, то вероятность обнаружить другую цивилизацию в этом со- стоянии исчезающее мала. Отсюда, заключает Панов, «задачу SETI можно сформулировать, как задачу поиска постсингулярных космо- технологических цивилизаций». Мысль о том, что вероятность застать внеземную цивилизацию на уровне, близком к современному уровню нашей земной цивилизации, чрезвычайно мала и поэтому нашим вероятным партнером должна быть высокоразвитая цивилизация, намного обогнавшая нас в своем развитии,— эта мысль высказывалась еще в самых ранних работах по SETI (Ф. Дрейк, К. Саган, Н. С. Кардашев, И. С. Шкловский и др.). В наше время многие авторы, приступая к изучению проблемы SETI, приходят к аналогичному выводу (обычно не ссылаясь на своих предшественников). В отличие от этих полукачественных соображений, в статье Панова данный вывод представляется хорошо обоснованным универсальным характером планетарной эволюции и количественными оценками времени перехода от технологической фазы к принципиально отличной от нее постсингулярной эволюции. Универсальный характер планетарной эволюции с его временной шкалой позволяет сделать неожиданный вывод о происхождении жиз- ни на Земле и других планетах. Этому посвящен раздел 2.2 книги. Опираясь на хорошо обоснованную теорию Э. М. Галимова, соглас- но которой предбиологическая химическая эволюция, происхождение жизни и последующая эволюция биосферы представляют собой еди- ный непрерывный процесс, Панов оценил длительность предбиологиче- ской эволюции, экстраполируя в прошлое полученную им масштабно- инвариантную последовательность (аттрактор Панова). Экстраполи- рованная длительность оказалась равной 5-7 млрд, лет, что не только существенно превышает время от формирования Земли как планеты до возникновения на ней жизни, но и превышает современный возраст Земли. В то же время эта величина близка к возрасту Галактики. От- сюда Панов делает вывод (точнее выдвигает гипотезу), что предбиоло- гическая эволюция началась и протекала на других планетах земного типа около звезд много старше Солнца, а затем продукты предбиоло- гической эволюции, были перенесены на Землю в процессе панспермии. Панов рассчитал время, в течение которого продукты предбиологиче- ской эволюции, за счет панспермии, распространились на всю Галак-
Л. М. Гиндилис. Послесловие 181 тику. Оно оказалось порядка 400 млн. лет (два галактических года). Ввиду того, что это время существенно меньше процесса естественной предбиологической эволюции, Панов пришел к выводу, что предбиоло- гическая химическая эволюция на отдельных планетах не могла про- текать независимо. Здесь возникает механизм естественного отбора на уровне продуктов предбиологической эволюции, и это приводит к то- му, что жизнь возникает практически одновременно на всех планетах, где созрели подходящие условия для существования жизни. При этом (что очень важно!) жизнь возникает на одной молекулярной основе, с единым генетическим кодом и с одной хиральностью. Гипотеза об одновременном однократном происхождении жизни в Галактике была высказана В. С. Троицким в 1981 году. Затем он вновь вернулся к этой проблеме в статье, которая была опубликована уже по- сле его ухода из жизни9. Обосновывая это предположение, Троицкий ссылается на то, что скачок от неживого к живому до сих пор оста- ется непонятым и необъясненным. Еще более непонятно, почему мы должны считать, что такой скачок возможен всегда независимо от ста- дии развития Вселенной. Скорее, наоборот, можно предполагать, что жизнь возникает только при определенных свойствах пространства- времени или при определенном значении реликтового фона и т. д. Ги- потеза непрерывного происхождения жизни, отмечал Троицкий, бази- руется на представлении о том, что жизнь связана только со струк- турой молекул, но, возможно, не меньшее значение имеет структура пространства-времени, определяемая состоянием расширяющейся Все- ленной. Если вещество во Вселенной не рождается непрерывно, а по- явилось в определенный момент развития Вселенной, то почему мы должны считать, что жизнь — самое сложное явление материально- го мира — творится непрерывно по мере возникновения подходящих условий? Эти соображения В. С. Троицкого весьма интересны и до- статочно убедительны, но они носят чисто умозрительный характер. В статье Панова (и в его книге) гипотеза об одновременном самосо- гласованном происхождении жизни в Галактике обосновывается более строго и из иных соображений. Несколько особняком стоят разделы 2.3 и 2.4, в которых рассматри- ваются закономерности роста популяции галактических цивилизаций. Исходным пунктом для рассмотрения этого вопроса явилась попытка дать корректную оценку числа цивилизаций в Галактике. Обычно для 9Троицкий В. С. Внеземные цивилизации и опыт // Астрономия и современная картина мира. — М.: ИФРАН. 1995. С. 232-246.
182 Л. М. Гиндилис. Послесловие оценки используется формула Дрейка: NC(T) = R*fpnePLPiPcL-, здесь NC(T) — число цивилизаций в Галактике, Я* — средняя скорость звездообразования (число звезд, возникающих в Галактике в единицу времени), fp — доля звезд, имеющих планетные системы, пе — среднее число планет в планетной системе с благоприятными для возникно- вения жизни условиями, Pl — вероятность происхождения жизни на планете с подходящими условиями, Pi — вероятность происхождения разума на обитаемой планете, Рс — вероятность возникновения ком- муникативной цивилизации на планете, населенной разумными суще- ствами, L — среднее время жизни коммуникативных цивилизаций, или длительность коммуникативной фазы. Эта простая и логичная формула приводится во многих научных и научно-популярных работах по SETI. Она позволяет четко очертить об- ласть необходимых исследований: первые два сомножителя (R*fp) от- носятся к компетенции астрономии, третий пе — к компетенции астро- номии и биологии, Pl — это область предбиологической химии, Pi — область эволюционной биологии, Рс и L относятся к компетенции со- циальных наук. Однако практическое применение этой формулы для подсчета числа цивилизаций встречается с большими трудностями, по- скольку факторы, входящие в формулу неизвестны; особенно это каса- ется факторов Fl, Рг, Рс и L. Обычно используются достаточно про- извольные оценки специалистов. Конечно, они носят субъективный ха- рактер. На этом основании К. Саган, следуя Т. Файну, назвал вероят- ности, входящие в формулу Дрейка, субъективными вероятностями. Это, конечно, не совсем точно: вероятности в формуле Дрейка имеют самый обычный смысл, в частности для них справедливо частотное определение вероятностей, но вот способ их оценки из-за отсутствия точных данных действительно является субъективным. Еще одна принципиальная трудность была указана Ф. А. Цици- ным. Он обратил внимание на то, что в формуле Дрейка речь идет о реализации определенных процессов (процесса происхождения жизни, образования разума, возникновения коммуникативной цивилизации), следовательно, вероятность реализации должна зависеть от времени. Между тем, вероятности, входящие в формулу Дрейка, являются фик- сированными величинами. Более строгий подход требует учитывать за- висимость вероятностей от времени. При этом, поскольку время реали- зации процесса для различных цивилизаций различно, надо принимать во внимание функцию распределения времени реализации для различ-
Л. М. Гиндилис. Послесловие 183 ных процессов, рассматривая их как независимые случайные величи- ны. То есть, для оценки соответствующих вероятностей надо приме- нять статистический подход. Опираясь на работу Крейфельда (1971), мне удалось получить формулы для оценки числа цивилизаций и ста- тистической оценки факторов Дрейка10. Такие оценки имели вполне объективный смысл, но, конечно, зависели от принятых функций рас- пределения. Для иллюстрации были выполнены численные расчеты, однако они были сделаны для простейшего равномерного распреде- ления величин и, кроме того, были приняты некоторые упрощающие предположения, например не учитывалась зависимость скорости звез- дообразования в Галактике от времени. Мне хотелось решить задачу более строго, и я предложил это А. Д. Панову. После некоторого размышления он согласился. Но как теоре- тик высокого класса он не стал уточнять выполненные мною расчеты, а поставил заново и решил в самом общем виде (составив соответствую- щие дифференциальные уравнения) задачу о росте популяции цивили- заций в Галактике, используя новейшие астрофизические данные. На первый взгляд, это совершенно самостоятельная задача, не имеющая отношения к тематике книге. Но неожиданно (вероятно, для самого ав- тора) оказалось, что она связана с развиваемой концепцией эволюции. Теория населенности Галактики разработана автором в двух вари- антах: более простая линейная модель и более общая и, соответствен- но, более сложная нелинейная модель (в которой учитывается влияние цивилизаций друг на друга и на условия собственного существования). Связь с теорией эволюции просматривается уже в линейной модели. Прежде всего, представление об универсальной шкале времени эволю- ции позволяет принять правдоподобные параметры модели. Далее, при любых распределениях времени развития от образования звезды до возникновения на ней коммуникативной цивилизации в кривой насе- ленности Галактики (зависимость населенности от времени) появляет- ся широкий максимум, который является линейным откликом на соот- ветствующий максимум в кривой скорости звездообразования. Панов называет этот отклик линейной демографической волной. Так вот если принять гипотезу об универсальном характере планетарной эволюции (время развития порядка 5 млрд, лет), то максимум линейной демогра- фической волны падает на современный момент времени (рис. 2.11), что весьма существенно. Далее, если принять гипотезу одновременно- го самосогласованного происхождения жизни в Галактике (вследствие 10Гиндилис Л. М. К методике оценки числа цивилизаций в Галактике // Пробле- ма поиска внеземных цивилизаций. — М: Наука, 1981. С. 126-148.
184 Л. М. Гиндилис. Послесловие панспермии продуктов предбиологической эволюции), то линейная те- ория дает мощную вспышку разума в Галактике спустя среднее время развития до коммуникативной фазы после фазового перехода (пере- хода Галактики в фазу жизни). Панов называет этот резкий скачок в численности цивилизаций фазовым пиком (рис. 2.12). Еще более существенные выводы получаются в нелинейной модели. Здесь возникает возможность нового фазового перехода, связанного с возникновением галактического культурного поля. То есть культур- ное поле естественно возникает как частный случай нелинейной тео- рии. Очень важен процесс насыщения контактов, приводящий к биста- бильности в популяции космических цивилизаций (рис. 2.14). Прове- денные расчеты, в рамках нелинейной модели, позволяют понять па- радокс Молчания Вселенной, правда, в предположении, что основным способом контактов между цивилизациями являются контакты по ка- налам связи с помощью остронаправленных антенн (это ограничение существенно). Представляет также интерес возможность локального перехода цивилизаций в эру насыщения контактов благодаря флукту- ациям пространственного распределения цивилизаций. Заметим, что такие флуктуации естественно могут возникнуть в рассеянных звезд- ных скоплениях, на что обращал внимание Ю. Н. Ефремов. Естественно возникает вопрос — кто может быть партнером по меж- звездной связи и носителем галактического культурного поля. Этот круг вопросов обсуждается в разделе 2.5. Поскольку, как было показа- но выше, контакт возможен только на постсингулярной стадии эволю- ции цивилизаций, необходимо выяснить — каковы черты цивилизации на этой стадии? Вопрос представляет чрезвычайный интерес не только в плане SETI, но, прежде всего в плане будущего нашей земной циви- лизации. Важнейшей чертой Панов считает (и обосновывает эту точку зрения) — экзогуманизм постсингулярных цивилизаций. Под экзогу- манизмом он понимает систему сдержек техногенных разрушительных факторов (включая самоуничтожение), которая действует на плане- тарном уровне и имеет продолжение в космической деятельности. Это очень важный момент. Широко распространено мнение об агрессивности высокоразви- тых внеземных цивилизаций. Страницы газет, журналов, научно- фантастических книг, экраны кино и телевизоров заполнены сюжета- ми о звездных войнах. Жестокие, кровожадные инопланетяне пыта- ются завоевать нашу планету. Подобные представления свойственны не только попкультуре. В более умеренном виде их разделяет часть
Л. М. Гиндилис. Послесловие 185 научной общественности. Отсюда опасения в отношении радиопередач другим цивилизациям. Когда в 1974 г. с обсерватории Аресибо был направлен радиосиг- нал в сторону шарового скопления М13, Исполком Международного Астрономического Союза выразил беспокойство по этому поводу. В на- стоящее время в Интернете развернулась дискуссия о правомерности посылки сигналов внеземным цивилизациям11 Эта проблема имеет две стороны: техническую и этическую. С тех- нической точки зрения совершенно ясно, что высокоразвитые внезем- ные цивилизации могут нас обнаружить (и по всей вероятности давно обнаружили) по радиоизлучению планетных локаторов и телевизион- ных передатчиков. Телевизионный сигнал слабее направленного SETI- сигнала, но он может быть зафиксирован с помощью техники типа нашей современной на расстоянии десятков световых лет. К тому же, поскольку телевизионный сигнал направлен во все стороны, его легче обнаружить. Высокоразвитая цивилизация может обнаружить призна- ки жизни на Земле и по наблюдению линий кислорода в земной атмо- сфере. Внеземная цивилизация, достигшая такого уровня, что для нее становится возможной агрессия в межзвездных масштабах, несомнен- но, располагает средствами обнаружения интересующих ее менее раз- витых цивилизаций, независимо от их SETI-активности. На мой взгляд, люди, нагнетающие страх по поводу возможной агрессии внеземных цивилизаций, осознанно или неосознанно, выполняют «социальный за- каз» на обособление нашей цивилизации от всего остального Космоса. Эта тенденция имеет глубокие исторические корни. Более важным, не столько в практическом, сколько в общепозна- вательном плане, является вопрос об этике высокоразвитых цивили- заций. Исторический опыт учит, что до сих пор на Земле (во всяком случае, в последние тысячелетия) развитие шло таким образом, когда более сильные стремились подчинить себе (и подчиняли) более слабых. Система социально-культурных сдержек (техногуманитарный баланс по Назаретяну) препятствовала полному уничтожению враждующих сторон. Но сейчас человечество впервые подошло к такому моменту, достигло такого уровня, когда дальнейшее наращивание агрессивно- сти и средств уничтожения противника неизбежно приведет к само- уничтожению земной цивилизации, а, возможно, и к гибели всей зем- ной биосферы. Поэтому историческая коррекция должна привести к изменению сознания: человечество должно перейти от вражды к со- 11 См., например, подборку статей под названием «Излучать или не излучать» // Вестник SETL, 2005. N9(26). С.4-18.
186 Л. М. Гиндилис. Послесловие трудничеству. Если оно не сумеет сделать этот шаг — оно погибнет в огне самоуничтожения или в результате полного разрушения окружа- ющей среды. Кажется, люди начинают осознавать это, и идеи сотруд- ничества, несмотря на яростное сопротивление противоборствующих им сил, все более укрепляются среди людей. Можно думать, что то же самое относится и к тем внеземным цивилизациям, в развитии которых присутствовал элемент агрессии. Или в них победит дух сотрудниче- ства, или они закончат самоуничтожением. Поэтому прошедшие через горнило кризисов высокоразвитые цивилизации должны обладать вы- сокой этикой и высокой культурой. Как говорится, высокое знание не дается в недобрые руки. Поэтому, безусловно, прав был К. Э. Циол- ковский, когда писал, что Вселенная заполнена высшей сознательной, совершенной жизнью, в ней господствует Высший Разум и совершен- ные общественные отношения. Рассматривая этот круг вопросов, Панов обращает внимание на то, что прохождение сингулярности исторического аттрактора означает преодоление целого ряда глубочайших кризисов техногенного проис- хождения. Добавим, что должен быть преодолен, прежде всего, кри- зис культуры, ибо культура лежит в основе цивилизации. Точка син- гулярности есть точка бифуркации (или полифуркации), от нее ведут разные пути, в том числе, и к гибели социума. Если цивилизация не выработает соответствующие адаптационные механизмы, ей не сужде- но вступить в постсингулярную стадию — она деградирует или погиб- нет. Каковы же эти адаптационные механизмы? Панов указывает на некоторые из них: 1) должны быть выработаны эффективные меха- низмы сдерживания агрессии; 2) должны быть реализованы мощные механизмы сдерживания необузданного материального потребления12; 3) необходимо преодолеть черты корпоративного и государственного эгоизма и выработать планетарное мышление (добавим — как шаг на пути к мышлению космическому). Введение этих механизмов и ведет к тому, что автор называет постсингулярной гуманизацией цивилиза- ций. Панов обращает внимание на то, что некоторые черты подобной гуманизации уже проявляются нашей цивилизацией в отношении Кос- моса (стерилизация космических кораблей и др.). Он подчеркивает, что постсингулярный гуманизм вряд ли может существовать только для внутреннего потребления цивилизации, он должен проявляться и в отношениях с Космосом. Важной чертой постсингулярной эволюции должен быть переход от экстенсивного развития, характерного для досингулярной стадии, к 12В противовес основному лозунгу рыночной экономики.
Л. М. Гиндилис. Послесловие 187 интенсивному. На необходимость такого перехода обращали внимание многие авторы (С. Лем, Л. В. Лесков, Г. М. Идлис, Л. М. Гиндилис и др.). Панов выдвигает дополнительную систему аргументов для обос- нования необходимости такого перехода. Следующий очень важный вопрос, обсуждаемый Пановым — роль науки на постсингулярной стадии эволюции. Любопытно, что в науко- ведении (мне пришлось столкнуться с этим обстоятельством) существу- ет большой разброд в понимании термина «наука». Дж. Бернал даже пришел к выводу, что определить науку можно только, дав ее описание. Панов вместо неопределенного понятия наука использует более стро- гий термин «научный метод». И определяет его как методологию, осно- ванную на комбинированном использовании воспроизводимого опыта и дедукции. Это определение соответствует тому, что обычно понимают под «современной наукой». Далее, ссылаясь на Лема, он рассматривает информационный кри- зис. Суть кризиса состоит в том, что благодаря бурному развитию науки во второй половине XX века темп роста численности ученых превышал темп роста народонаселения. Ясно, что это не могло про- должаться сколь угодно долго, ибо со временем численность ученых сравнялась бы с численностью населения (каждый человек стал бы ученым). Согласно Лему, этот момент (при неизменном темпе) должен был бы наступить на рубеже веков XX и XXI. Понятно, что до наступ- ления этого момента темп роста науки должен замедлиться и должны начать сказываться кризисные явления. Похоже, мы уже вступили в полосу кризиса. Это объективный процесс, но на него накладывается субъективный фактор: изменение отношения общественности к науке, которую обвиняют в негативных последствиях технического прогрес- са. В нашей стране к этому добавляется непонимание властью роли фундаментальной науки и ее недостаточная поддержка. Поэтому на- учная общественность крайне болезненно относится к любым разгово- рам о «конце науки». В связи с этим Панов вынужден подчеркивать, что, несмотря на объективный характер кризиса (или именно в силу этого обстоятельства), «наука должна поддерживаться настолько пол- но, насколько это возможно». «...Именно нарастающая материальная поддержка науки,— пишет он,— и, прежде всего, фундаментальных ее направлений может отдалить наступление информационного кризиса и дать время для подготовки к его преодолению». Следует также иметь в виду обостряющиеся противоречия внутри науки. Я имею в виду, деятельность комиссии по борьбе с антинау-
188 Л. М. Гиндилис. Послесловие кой в Российской Академии наук, которая по существу превратилась в орудие борьбы с инакомыслием в науке. Разумеется, научную исти- ну надо отстаивать и научные подделки необходимо разоблачать (как и было всегда), но, борясь с псевдонаукой, надо проявлять зоркость и внимательность, чтобы вместе с сорняком, бурно разросшимся на ниве бескультурья и нравственной распущенности, не вырвать ростки но- вого знания. Дискуссии в науке необходимы, но они должны вестись в достойной форме. И, во всяком случае, никакие административные меры, от кого бы они ни исходили (РАН или РПЦ) здесь недопустимы. Рассматривая науку как эволюционное явление, Панов считает, что ее развитию должны быть свойственны черты эволюции. Но все са- мые эффективные эволюционные решения, подчеркивает он, рано или поздно, себя исчерпывают. И современный научный метод не может быть исключением. Это не означает, что наука должна исчезнуть. В соответствии со свойством аддитивности эволюции, старые формы не исчезают при появлении новых, а просто утрачивают лидирующее зна- чение. Поэтому можно ожидать, пишет Панов, что современный на- учный метод «утратит свою ведущую роль в развитии цивилизации и будет потеснен другими формами культурной деятельности». Нечто подобное, отмечает он, уже имело место в прошлом, когда из нерасчле- ненного первобытного сознания выделилась мифология, которая за- тем была потеснена философией природы и религией. Потом возник научный метод. Сейчас он вступает (или уже вступил) в полосу кри- зиса. Последний развивается столь динамично, что вряд ли «научному методу, как лидеру познания отведены столетия. Скорее речь идет о нескольких десятилетиях». Идеи, связанные с эволюцией научного зна- ния подробно развиваются в приложении к книге (приложение В), где рассматривается чрезвычайно интересная и, на мой взгляд, очень важ- ная количественная модель эволюции науки. Я бы рекомендовал всем, кого волнует судьба науки, внимательно ознакомиться с этим прило- жением. Наука не является единственным методом познания. Помимо на- учного существует мифологическое, религиозное, художественное по- знание. Причем каждый из этих методов, как справедливо отмечает Панов, старше науки. Кризис науки не перейдет в кризис познания, замечает он, если найдется метод, который «сможет выполнить роль лидера в реализации функции познания вместо научного метода». Со- гласно Л. В. Шапошниковой, таким новым типом познания, новым ви- дом мышления является космическое мышление13. Как в свое время 13 Космическое мышление и новая система познания // Материалы международ-
Л. М. Гиндилис. Послесловие 189 из недр мифологического мышления выделилось религиозное мышле- ние, в недрах которого созрело научное мышление (современный на- учный метод), так теперь в недрах последнего вызревает космическое мышление, которое представляет собой синтез научного и вненаучного методов мышления. Методологией познания космического мышления, согласно Л. В. Шапошниковой, является Живая Этика, которую она называет философией космической реальности. Выводы Шапошниковой основаны на историческом анализе разви- тия культуры. Панов идет другим путем, исходя из тенденций развития самой науки. Однако невозможно не заметить близости тех выводов, к которым они приходят. Панов, в частности, отмечает, что новый метод может быть сопряжен с «существенной модификацией понятия воспро- изводимости или истинности, могут быть качественно новые каналы получения информации» или новые типы информации и т. д. Методи- ка поиска новых каналов может быть основана на анализе факторов избыточного многообразия, имеющихся уже в поле современной науки. Нетрудно узнать в этом черты нового космического мышления. Цивилизация, достигшая состояния близкого к информационному кризису, нуждается в доступе к новому источнику знания, отличающе- муся от источников современного научного знания. Таким источником может быть метанаучная информация, присутствующая в поле совре- менной науки в качестве фактора избыточного многообразия. Но Панов не рассматривает такую возможность. Он отмечает, что, если не удаст- ся решить эту задачу (доступ к новому источнику знания) каким-то другим способом, то таким источником могла бы стать информация, полученная от других цивилизаций. Это означает, что SETI-контакт может оказаться жизненно важным делом для постсингулярных циви- лизаций. Здесь Панов вновь возвращается к концепции галактического куль- турного поля. Сам термин «галактическое культурное поле» весьма характерен для нового гуманитарного подхода к проблеме SETI в от- личие от прежнего чисто технологического подхода. Культурное поле в Галактике, согласно Панову, возникает, когда каждая из экзогума- нитарных цивилизаций ведет поиск и передачу информации другим цивилизациям. При этом она ретранслируют передачи, полученные от других цивилизаций. В результате количество информации, цир- кулирующей в Галактике, лавинообразно нарастает, и Галактика пре- ной научно-общественной конференции. 2003. Т. 1. М., 2004. С. 52-81.
190 Л. М. Гиндилис. Послесловие вращается в единое культурное поле. Последнее представляет собой единый надцивилизационный объект, эволюционирующий по своим за- конам14.Фактически речь идет о качественно новом, более высоком, по сравнению с социальным, уровне организации материи. Эти идеи подробно развиваются в статье 3, о чем мы уже упоминали. В кон- цепции галактического культурного поля Панова подразумевается, что постсингулярные цивилизации обмениваются информацией с помощью электромагнитных волн, и культурное поле имеет электромагнитную природу. Но, в принципе, это не обязательно; обмен может произво- диться с помощью каких-то иных носителей, и тогда культурное поле будет иметь иную природу. Модель галактического культурного поля приводит к понятию экзо- банка знаний. По мнению автора, экзобанк будет содержать в основном знания гуманитарного характера; информация, относящаяся к есте- ственнонаучным дисциплинам, будет играть вспомогательную роль. Подобные мысли ранее высказывали Ф.Моррисон и В. Ф.Шварцман, но их подход был несколько иной. Изучение материалов экзобанка по своему характеру напоминает процесс изучения Природы (концептуальная модель — проверка — но- вая модель). Осознание этого обстоятельства позволяет по-новому по- дойти и, по существу, снять проблему «взаимопонимания», которая многие годы была камнем преткновения для SETI-исследований. Порождение новых моделей, отмечает автор, нельзя полностью ал- горитмизировать. Здесь не обойтись без догадки, озарения и т. д. Про- цесс изучения (понимания) экзобанка он называет экзонаукой. К ней, по мнению автора, может перейти лидерство в методах познания после информационного кризиса. Экзонаука, отмечает он, не является про- сто разновидностью науки. Здесь новое значение приобретают крите- рии истинности и воспроизводимости, неизбежным становится элемент веры. (Впрочем, элемент веры, вопреки распространенным представле- ниям, имеет место и в классическом научном методе.) Подчеркнем еще раз один важный, по нашему мнению, момент. Речь идет о том, насколько актуальна проблематика SETI. Согласно разви- ваемой Пановым концепции, преодоление информационного кризиса и создание нового источника познания (экзобанка знаний) связано с поисками и передачей информации другим цивилизациям. Это и есть программа SETI. В настоящее время она не играет существенной ро- 14Впрочем, с соблюдением общих законов эволюции, в частности, при формиро- вании культурного поля будет действовать отбор информации.
Л. М. Гиндилис. Послесловие 191 ли, но является тем фактором избыточного многообразия, которому, вероятно, суждено сыграть ключевую роль в преодолении информаци- онного кризиса и формировании галактического культурного поля, то есть, в переходе на совершенно новый виток эволюции. При этом, как мы уже отмечали, конкретный физический носитель информации не имеет решающего значения. Эволюция в Мультиверсе Заключительный раздел книги посвящен эволюции в Мультиверсе. Здесь понятие Универсальной эволюции рассматривается с предель- но обобщенных позиций, ибо оно переносится на Мультиверс в целом. Прежде всего, Панов формулирует само понятие «эволюция». «Под эволюцией,— пишет он,— будем понимать этот парадоксальный, про- тиворечащий термодинамической стреле времени процесс спонтанной самоорганизации материи». Следующий шаг — определение Универ- сальной эволюции. Хотя идеи Универсальной эволюции широко обсу- ждаются в научных и философских работах, однако само это понятие остается неопределенным. Подразумевается, что речь идет о едином процессе эволюции от Большого Взрыва до (по крайней мере) возник- новения Разума. Достоинство работы Панова, на мой взгляд, в том, что он, во- первых, четко выделил основные этапы эволюции и, во-вторых, сфор- мулировал понятие Универсальности эволюции. Универсальность озна- чает, что закономерности эволюции едины на разных ступенях. Уни- версальный характер эволюции иллюстрируется (обосновывается) на- личием у нее инвариантных характеристик, которые подробно обсу- ждаются в его работе. Весьма важным является положение о разделении эволюции на два связанных одним звеном рукава — до образования тяжелых элемен- тов в звездах и после. Насколько я могу судить, это впервые замечено автором. Четко указаны различия процессов в этих рукавах. Отдель- но исследуются инварианты второго рукава (от образования тяжелых элементов до возникновения жизни и разума). Отмечается и подчер- кивается важная особенность перехода от первого рукава ко второму, связанная с наличием возбужденного состояния 7,65 МэВ в ядре уг- лерода. Поскольку этот уровень ничем не выделен, то, действительно, кажется невероятным, что от такого чисто случайного обстоятельства зависит судьба эволюции. Возникает ощущение, что оба рукава «скле- ены» каким-то искусственным способом. Здесь, как отмечает автор,
192 Л. М. Гиндилис. Послесловие очень уместно сравнение «ключ и замочная скважина». Удивительно, что это обстоятельство почти не отмечено в проблематике антропного принципа. Панов не только использует понятие «Мультиверса», но и подробно обосновывает его. Для неспециалистов очень важно указание на воз- можный механизм фиксации разных наборов фундаментальных кон- стант (или шире — разных свойств минивселенных) — механизм, свя- занный с выбором возможных конфигураций физического вакуума в теории суперструн. Это интересно и красиво, а раз красиво, значит, близко к истине. Для неспециалистов также важно указание на то, как возникает представление о Мультиверсе в современной физике. То, что это связано с теорией хаотической инфляции в космологии достаточно хорошо известно. А вот то, что Мультиверс возникает в «многомировой интерпретации» квантовой теории (которая восходит еще к 1957 году!) — это менее известно. Обычно говорят об ансамбле миров в Мультиверсе. Панов вводит понятие «ансамбля эволюций». Это представление может оказаться весьма плодотворным. В заключение раздела обсуждается очень важный вопрос — могут ли условия для успешной эволюции нашей Вселенной быть искусствен- но созданы «сверхразумными формами материи» где-то в Мультивер- се? Думается, точнее было бы сказать «сверхразумными сущностями», но серьезного противоречия здесь нет, ибо любая сущность имеет ту или иную материальную основу. Сейчас многие ученые приходят к выводу, что это возможно и отводят роль «создателя условий» Вы- сокоразвитым Внеземным Цивилизациям (правда, термин «цивилиза- ция» здесь мало удачен — это скорее дань традиции, идущей от SETI). Этих «создателей условий», которые творят вселенные, миры и жизнь в них, называют по-разному: Космический Разум, Высший Разум, Де- миург, Конструктор, Дизайнер. Циолковский писал о «Причине Космо- са». Панов всячески избегает всех этих наименований, стремясь, види- мо, удержаться на позициях материализма (узко понятого) и атеизма. Он использует термин «Универсальное множество причин эволюции» (УМПЭ) — термин, на мой взгляд, тяжеловесный и поэтому не очень удачный. Представляется, что эта часть его концепции менее разрабо- тана. По всей видимости, это является следствием сложности пробле- мы. Однако то, что автор не отмахнулся от нее, а попытался обсудить, я считаю достоинством работы. Очень интересным и важным представляется обсуждение проблемы сознания и ее связи с проблемой свойств Вселенной. Здесь есть над чем подумать.
Л. М. Гиндилис. Послесловие 193 * * * Несмотря на сложность обсуждаемых вопросов, книга Панова изло- жена очень ясно и четко, что составляет ее несомненное достоинство. Читатель наверняка отметит, что она содержит много интересных идей и важных выводов. Я стремился подчеркнуть некоторые из них. В од- ном из первых вариантов книги автор сам сформулировал в аннотации основные положения своей работы. Думаю, будет уместно воспроизве- сти их здесь. 1. Ускорение социально-биологической эволюции на Земле, начиная с появления жизни до наших дней в масштабно-инвариантном режиме — существование масштабно-инвариантного аттрактора планетарной эволюции. 2. Завершение масштабно-инвариантного аттрактора планетарной эволюции точкой обострения процесса — сингулярностью эволю- ции и количественная оценка расположения сингулярности: первая половина-средина XXI века. 3. Гипотеза предбиологической эволюции в когерентном общега- лактическом процессе, в котором ведущую роль играет межзвездная панспермия продуктов предбиологической эволюции и гипотеза по- следующего одновременного возникновения жизни в Галактике путем неравновесного общегалактического фазового перехода. 4. Нелинейная теория динамики популяции космических цивилиза- ций Галактики и предсказание на основе этой теории второго нерав- новесного фазового перехода Галактики — в состояние галактического культурного поля. 5. Концепция экзогуманитарной цивилизации как типичного носи- теля галактического культурного поля и потенциального партнера по межзвездной связи, а также как возможного будущего земной цивили- зации. 6. Представление о разуме как промежуточной фазе самооргани- зации материи во Вселенной с указанием на возможные последующие фазы. 7. Представление о диспропорционировании энтропии и консерва- тизме эволюции как о двух основных инвариантах универсальной эво- люции. 8. Представление о двух формах консерватизма — сильном и слабом — ио двух сильно консервативных рукавах эволюции, соединенных слабо консервативным переходом. 9. Распространение концепций универсального эволюционизма на
194 Л. М. Гиндилис. Послесловие Мультиверс, введение понятия об ансамбле эволюций в Мультиверсе с постановкой вопроса о структуре ансамбля и о связях в нем. 10. Представление об универсальном множестве причин эволюции (УМПЭ) как самостоятельной философской категории. Редкая книга содержит такое количество важных фундаменталь- ных идей. Я думаю, в последующем они получат дальнейшее разви- тие. Автор вполне отдает себе отчет в гипотетичности ряда предполо- жений и делает соответствующие оговорки. Пожалуй, иногда он даже излишне самокритичен. Но это только прибавляет вес его работе. Л. М. Гиндилис Август 2007
Литература [1] В. И. Вернадский. Живое вещество. М.: Наука, 1978. [2] П. Тейяр де Шарден. Феномен человека. М.: ACT, 2002. [3] Е. Jantsch. The Self-organizing universe: science a human implications of the emerging paradigm of evolution. Oxford: 1980. [4] D. Christian. The case for ’Big History’. Journal of World History, V.2, P.223-238, 1991. [5] D. Christian. Maps of time. An introduction to Big history. Berkeley, Los Angeles, London: University of California press, 2005. [6] G. D. Snooks. The dynamic society. Exploring the source of global change. London and New York: Routledge, 1996. [7] В. Эбелинг, P. Файстель. Хаос и космос. Синергетика эволюции. Ижевск: «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. [8] Н. Н. Моисеев. Логика универсального эволюционизма и коопе- ративность. Вопросы философии, N8, С.53, 1989. [9] Н. Н. Моисеев. Избранные труды. Междисциплинарные исследо- вания глобальных проблем. Публицистика и общественные про- блемы. М.: Тайдекс Ко, 2003. [10] в. С. Стёпин. Теоретическое знание. М.: Прогресс-Традиция, 2000. [11] А. П. Назаретян, Цивилизационные кризисы в контексте Уни- версальной истории. Издание второе, переработанное и допол- ненное. М.: Мир, 2004. 195
196 Литература [12] Универсальный эволюционизм и глобальные проблемы. Под ред. В. В Казютинского и Е. А. Мамчур М.: ИФРАН, 2007. [13] Д. Голдсмит, Т. Оуэн. Поиски жизни во Вселенной. М.: Мир, 1983. [14] Л. М. Гиндилис. SETI: Поиск внеземного разума. М.: Физматлит, 2004. [15] В. Ф. Шварцман. Поиск внеземных цивилизаций — проблема астофизики или культуры в целом? В кн.: Проблема поиска жиз- ни во Вселенной, С.230-236. М.: Наука, 1986. [16] А. Д. Панов. Великое Молчание Космоса как динамический эф- фект. Вестник SETI, N2/19, С.52-53, 2002. [17] А. Д. Панов. Разум как промежуточное звено эволюции. Вестник SETI, N2/19, С.53-55, 2002. [18] А. Д. Панов. Великое Молчание Космоса как динамический эф- фект. www.astronet.ru/db/msg/117353, 2002. [19] А. Д. Панов. Разум как промежуточное звено эволюции. www.astronet.ru/db/msg/117354, 2002. [20] А. Д. Панов. Галактический “сверхразум” и программа SETI. Земля и Вселенная, N3,С.88-93, 2003. [21] А. Д. Панов. Стуктурный космологический эволюционизм и про- грамма SETI. Вестник SETI, N4/21, С.3-15, 2003. [22] А. Д. Панов. Разум как промежуточное звено эволюции материи и программа SETI. Философские науки, N9, С. 126-144, 2003. [23] А. Д. Панов. Разум как возможное промежуточное звено в иерархии структурных форм материи во Вселенной. В кн.: Кос- мическое мировоззрение — новое мышление XXI века. Мате- риалы международной научно-общественной конференции 2003. Т.З, С.267-276, 2003. [24] И. М. Дьяконов. Пути истории. От древнейшего человека до наших дней. М.: Восточная литература, 1994. [25] С. П. Капица. Феноменологическая теория роста населения Зем- ли. УФН, Т. 166,С.63-80, 1996.
Литература 197 [26] А. Д. Панов. Автомодельный аттрактор социально- биологической эволюции на Земле и гипотеза самосогласо- ванного галактического происхождения жизни. Вестник SETI, N7/24,С.4-21, 2004. [27] А. Д. Панов. Сингулярная точка истории. Общественные науки и современность, Nl, С.122-137, 2005. [28] А. Д. Панов. Завершение планетарного цикла эволюции? Фило- софские науки, N3, С.42-49; N4, С.31-50, 2005. [29] A. D. Panov. Scaling law of the biological evolution and the hypothesis of the self-consistent galaxy origin of life. Advances in Space Research, V.36, P.220-225, 2005. [30] А. Д. Панов. Эволюция и проблема SETI. Infml.sai.msu.ru/SETI/koi/articles/EvolAndSETI.pdf,2006. [31] А. Д. Панов. Сингулярность Дьяконова. В кн.: История и мате- матика: Проблемы периодизации исторических макропроцессов, М.: URSS, КомКнига, 2006, С.31-37. [32] J. G. Kreifeldt. A formulation for the number of communicative civilizations in the galaxy. Icarus, V.14, P.419-430, 1971. [33] Л. M. Гиндилис. К методике оценки числа цивилизаций в Га- лактике. В кн.: Проблемы поиска внеземных цивилизаций, М.: Наука, 1981, С.126-148. [34] А. Д. Панов. Инварианты универсальной эволюции и эволюция в Мультиверсе. В кн.: Универсальный эволюционизм и глобальные проблемы, М.: ИФРАН, 2006, С.73-97. [35] А. Д. Панов. Два главных инварианта и два рукава универсаль- ной эволюции. Философские науки, N7, С.101-105, 2006. [36] А. М. Мостепаненко. Проблема «возможных миров» в современ- ной космологии. В кн.: Вселенная, астрономия, философия, Изд- во Московского университета, 1988, С.79-89. [37] В. В. Казютинский. Нужна ли сегодня философия? Земля и Вселенная, N3, С.65-67, 2003.
198 Литература [38] В. В. Казютинский. «Космическая философия» К.Э. Циолковско- го и современная научная картина мира. В кн.: К.Э. Циолковский и философские проблемы освоения космического пространства., С.4-40. М.: 1988. [39] В. В. Казютинский. Эпистемологические проблемы универсаль- ного эволюционизма. В кн.: Универсальный эволюционизм и гло- бальные проблемы, М.: ИФРАН, 1996, С.79-89. [40] А. П. Назаретян. Насилие и терпимость: антропологическая ре- троспектива. Вопросы психологии, N5,С.37-50, 2005. [41] L. Е. Orgel. The origin of life — How long did it take? Origins Life Evol. Biosph., V.28, P.91-96, 1998. [42] B. Wood. Origin and evolution of the genus homo. Nature, V.355, P.783-790, 1992. [43] G. D. Snooks. The collapse of darwinism or the rise of a realist theory of life. Lexington Books, 2003. [44] A. P. Nazaretian. Power and wisdom: Toward a history of social behavior. Journal of the Theory of Social Behaviour, V.33,P.405- 425, 2003. [45] Э. M. Галимов. Феномен жизни: между равновесием и нелиней- ностью. Происхождение и принципы эволюции. М.: УРСС, 2001. [46] Э. И. Колчинский. Неокатастрофизм и селекционизм: Вечная дилемма или возможность синтеза? C.-П.: Наука, 2002. [47] Г. А. Заварзин. Становление системы биогеохимических циклов. Палеонтологический журнал, N6, С. 16-24, 2003. [48] М. А. Федонкин. Сужение геохимического базиса жизни и эв- кариотизация биосферы: причинная связь. Палеонтологический журнал, N6, С.33-40, 2003. [49] В. Н. Сергеев, Л. М. Герасименко, Г. А. Заварзин. Протерозойская история цианобактерий и их современное состояние. Микробио- логия, Т.71, С.725-740, 2002. [50] А. Ю. Розанов. Ископаемые бактерии, седиментогенез и ранние стадии эволюции биосферы. Палеонтологический журнал, N6, С.41-49, 2003.
Литература 199 [51] Р. Кэррол. Палеонтология и эволюция позвоночных. Tl. М.: Мир, 1992. [52] А. В. Марков. Новый подход к моделированиюдинамики разно- образия фанерозойской биоты. Журнал общей биологии, Т.62, С.460-471, 2001. [53] Р. Кэррол. Палеонтология и эволюция позвоночных. Т2. М.: Мир, 1993. [54] Р. Кэррол. Палеонтология и эволюция позвоночных. ТЗ. М.: Мир, 1993. [55] Д. Биган. Планета человекообразных. В мире науки, Nil, С. 68- 77, 2004. [56] П. И. Борисковский. Олдовай. В кн.: БСЭ, Т. 18, Советская энциклопедия, Москва, 1974, С.369. [57] Шелльская культура. В кн.: БСЭ, Т. 29, Советская энциклопе- дия, Москва, 1978, С.377. [58] Ашельская культура. В кн.: БСЭ, Т. 2, Советская энциклопедия, Москва, 1970, С.471. [59] Р. Фоули. Еще один неповторимый вид. М.: Мир, 1990. [60] П. И. Борисковский. Мустьерская культура. В кн.: БСЭ, Т. 17, Советская энциклопедия, Москва, 1974, С. 134. [61] The Cambridge encyclopedia of Human Evolution. Ed. S. Jones, Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1994. [62] К. Ясперс. Смысл и назначение истории. М.: Политиздат, 1991. [63] В. А. Белавин, С. П. Капица, С. П. Курдюмов. Математиче- ская модель глобальных демографических процессов с учетом пространственного распределения. Журнал вычислительной ма- тематики и математической физики, Т.38, С.885-902, 1998. [64] Н. Forster, Р. Mora, L. W. Amiot. Doomsday: Friday, 13, November, A.D. 2026. Science, V.132, P.1291-1295, 1960. [65] A. E. Чучин-Русов. Единое поле мировой культуры. Кижли- концепция. Кн. 1. Теория единого поля. М.: Прогресс-Традиция, 2002.
200 Литература [66] С. Н. Гринченко. Социальная метаэволюция человечества как по- следовательность шагов формирования механизмов его систем- ной памяти. Электоронный журнал «Исследовано в Росиии», zhumal.ape.relam.ru/articles/2OOl/i45.pdf, С.1652-1681, 2001. [67] С. Н. Гринченко. Системная память живого (как основа его метаэволюции и периодической структуры). М.: Мир, 2004. [68] D. S. McKay, Е. К. Gibson, К. L. Thomas-Kepra, Н. Vali, С. S. Romanek, S. L. Clemmet, X. D. F. Chiller, C. R. Maechling, and R. N. Zare. Search for past life on Mars: Possible relic biogenic activity in martian meteorite ALH 84001. Science, V.273, P.924-930, 1996. [69] В. С. Троицкий. К вопросу о населенности Галактики. Астроно- мический журнал, Т.58, С.1121-1130, 1981. [70] Проблема CETI (Связь с внеземными цивилизациями). Подред. С. А. Каплана, М.: Мир, 1975. [71] К. У. Аллен. Астрофизические величины. М.: Мир, 1977. [72] Ф. А. Цицин. Космос и разумные существа. Природа, Nil, С.94- 101, 1965. [73] В. Г. Сурдин. Рождение звезд. М.: УРСС, 2001. [74] М. R. Meyer, F. С. Adams, L. A. Hillenbrandt, J. М. Carpenter, and R. В. Larson. The stellar initial mass function: constraints from young ciasters and theoretical perspectives, astro-ph/9902198, 1999. [75] B. A. Twarog. ApJ, V.242, P.242, 1980. [76] H. Meusinger. Ap&SS, V.182, P.19, 1991. [77] H. J. Rocha-Pinto, W. J. Maciel. History of the star formation in the local disk from the G dwarf metallicity distribution. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, V.289, P.882-888, 1997. [78] К. M. Lanzetta, N. Yahata, S. Pascarelle, H.-W. Chen, and A. Fernandez-Soto. The star formation rate intensity distribution function—implications for the cosmic star formation rate history of the universe, astro-ph/0111129, 2001. [79] А. А. Сучков. Галактика. В кн.: Физика космоса: маленькая эн- циклопедия. Издание второе., Советская Энциклопедия, Москва, 1986, С.63-75.
Литература 201 [80] Л. М. Гиндилис. Астросоциологический парадокс в проблеме SETI. В кн.: Астрономия и современная картина мира, М.: ИФРАН, 1997, С.203. [81] Умберто Эко. Когда на сцену приходит Другой. В кн.: Пять эссе на темы этики, C.-П.: Symposium, 2002, С.9-24. [82] Л. М. Гиндилис. Внеземные цивилизации: век двадцатый. Обще- ственные науки и современность, Nl, С.138-147, 2001. [83] Л. М. Гиндилис. Поиски внеземных цивилизаций — нужны ли они? Культура и время, N2, С. 174-183, 2003. [84] Л. М. Гиндилис. Модели цивилизаций в проблеме SETI. Обще- ственные науки и современность, Nl, С.115-123, 2000. [85] Г. М. Идлис. Закономерности развития космических цивилиза- ций. В кн.: Проблемы поиска внеземных цивилизаций, Наука, Москва, 1981, С.210-225. [86] В. И. Левантовский. Транспортные космические системы. М.: Знание, 1976. [87] С. А. Каплан, Н. С. Кардашев. Астроинженерная деятельность и возможности ее обнаружения. В кн.: Проблема поиска внеземных цивилизаций, М.: Наука, 1981, С.45-55. [88] С. Лем. Сумма технологии. М. - C.-П.: Terra Fantastica, 2002. [89] Дж. Хорган. Конец науки. Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки. C.-П.: Амфора/Эврика, 2001. [90] О. В. Крылов. Будет ли конец науки. Российский химический журнал, Т.46, С.96-106, 1999. [91] Л. В. Лесков. Космические цивилизации: проблемы эволюции. М.: Знание, 1985. [92] В. М. Липунов. О проблеме сверхразума в астрофизике. Тру- ды Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга. Т.67, ч.П, С. 139-146, 2001. [93] Н. С. Кардашев. Стратегия и будущие проекты CETI. В кн.: Проблемы поиска внеземных цивилизаций, М.: Наука, 1981, С. 29- 45.
202 Литература [94] В. А. Лефевр. Космический субъект. М.: Ин-кварто, 1996. [95] Б. Н. Пановкин. Информационный обмен между различными высокоорганизованными системами. В кн.: Проблемы поиска вне- земных цивилизаций, М.: Наука, 1981, С. 186-196 [96] Л. В. Ксанфомалити. Путь к сверхразуму? Земля и Вселенная, N6, С.48-55, 1993. [97] В. А. Лефевр, Ю. Н. Ефремов. Космический разум и черные дыры: от гипотезы к научной фантастике. Земля и Вселенная, N5, С.69, 2000. [98] V. Sahni, Р. Coles. Approximation methods for non-linear gravitational clustering. Physical Reports, V.262, P. 1-135, 1995. [99] И. Л. Розенталь. Теория элементарных частиц и прицип целе- сообразности. В кн.: Астрономия и современная картина мира, М.: Мир, ИФРАН, 1996, С.183-192. [100] V. Avila-Reese, С. Firmani, A. Klypin, and А. V. Kravtsov. Formation and evolution of disk galaxies within cold dark matter halos. ASP Conference Series (Astron. Soc. Рас., San Francisco), V.215, P.31, 2000. [101] С. П. Капица. Сколько людей жило, живет и будет жить на Земле: общая теория роста человечества. М.: Высшая школа, 1999. [102] М. Тегмарк. Параллельные вселенные. В мире науки, N8, С.23- 33, 2003. [103] Р. Буссо, Й. Полчински. Ландшафт теории струн. В мире науки, N12, С.56-65, 2004. [104] Н. Everett, III. Relative state formulation of quantum mechanics. Rev. of Moder Physics, V.29, P.454-462, 1957. [105] Д. Дойч. Структура реальности. Москва-Ижевск: R&C Dynamics, 2001. [106] А. Д. Линде. Раздувающаяся Вселенная. Успехи Физических Наук, Т.144,С.177-214, 1984. [107] L. Smolin. Scientific alternatives to the anthropic principle. arXiv preprint: hep-th/0407213, 2004.
Литература 203 [108] В. В. Казютинский. Антропный принцип и мир постнеклассиче- ской науки. В кн.: Астрономия и современная картина мира, М.: ИФРАН, Москва, 1996, С.144-182. [109] М. Tegmark, М. Strauss, М. Blanton et al. Cosmological parameters from SDSS and WMAP. arXiv preprint: astro-ph/0310723, 2003. [ПО] A. H. Guth, D. I. Kaiser. Inflationary cosmology: exploring the Universe from the smallest to the largest scales. arXiv preprint: astro- ph/0502328, 2005. [Ill] P. Пенроуз. Новый ум короля. М.: УРСС, 2003. [112] М. Б. Менский. Концепция сознания в контексте квантовой ме- ханики. Успехи Физических Наук, Т.175, С.413-435, 2005. [113] A. Linde. Inflation and string cosmology. arXiv preprint: hep- th/0503195, 2005. [114] L. Smolin. How far are we from the quantum theory of gravity? arXiv preprint: hep-th/0303185, 2003. [115] M. Perryman, O. Hainaut, D. Dravins, et al. Report by the ESA- ESO working group on extra-solar planets. arXiv preprint: astro- ph/0506163, 2005. [116] Г. M. Рудницкий. Американская программа SETI. Земля и Все- ленная, N1, С.60-67, 2006. [117] Л. М. Гиндилис, К. А. Михайлов, А. Д. Панов. Горизонты астро- номии и SETI. Земля и Вселенная, N2, С.72-81, 2006. [118] D. Eichler, G. Beskin. Optical SETI with air cerenkov telescopes. arXiv preprint: astro-ph/0111081, 2001.
URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru Представляем Вам наши лучшие книги: Учебники, задачники, популярные книги по физике Воронов В. К., Подоплелов А. В. Современная физика. v Иванов Б. Н. Законы физики. URSS Иванов Б. Н. Мир физической гидродинамики. Капитонов И. М. Введение в физику адра и частиц. Тарасов Л. В. Вселенная: В просторы космоса. Тарасов Л. В. В глубины вещества: Живые клетки, молекулы, атомы. Тарасов Л. В. Земля — беспокойная планета: Атмосфера, гидросфера, литосфера. Розенблат Г. М., Паншина А. В., Козлова 3. П. Теоретическая механика в решениях задач из сборника И. В. Мещерского. Кн. 1-3. Розенблат Г. М. Механика в задачах и решениях. Сапунов В. Т Классический курс сопротивления материалов в решениях задач. Матвиенко Ю. Г., Сапунов В. Т. Сопротивление материалов в задачах и решениях. Абрамов А. И. История адерной физики. Кириллов В. М. и др. Решение задач по физике. Колоколов И. В. и др. Задачи по математическим методам физики. Жукарев А. С. и др. Задачи повышенной сложности в курсе общей физики. Кронин Дж., Гринберг Д., Телегди В. Теоретическая физика. Сб. задач с решениями. Шепелев А. В. Оптика. Готовимся к экзаменам, зачетам, коллоквиумам. Варикаш В. М., Болсун А. И., Аксенов В. В. Сборник задач по статистической физике. Кубо Р. Статистическая механика. Современный курс с задачами и решениями. Галицкий В. М., Корнаков Б. М., Коган В. И. Задачи по квантовой механике. Ч. 1,2. Бардзокас Д. И., Зобнин А. И., Сеник Н.А., Филыитинский М.Л. Задачи по теории термопьезоэлектричества с подробными решениями. Сурдин В. Г. Астрономические задачи с решениями. Николаев О. С. Физика и астрономия: Курс практических работ для средней школы. Перельман Я. И. Занимательная астрономия. Попова А. П. Занимательная астрономия. Юревич В. А. Астрономия доколумбовой Америки. Гамов Г. Мистер Томпкинс в Стране Чудес, или истории о с, G и h. Гамов Г. Мистер Томпкинс исследует атом. Лебедев В. И. Исторические опыты по физике. Вейль Г. Симметрия. Гарднер М. Этот правый, левый мир. Хван М. П. Неистовая Вселенная: от Большого взрыва до ускоренного расширения, от кварков до суперструн. Серия «Классический университетский учебник» Квасников И. А. Термодинамика и статистическая физика. В 4 т. Кононович Э. В., Мороз В. И. Общий курс астрономии. Ишханов Б. С., Капитонов И. М., Юдин Н. П. Частицы и атомные ядра. Петровский И. Г. Лекции по теории обыкновенных дифференциальных уравнений. Гнеденко Б. В. Курс теории вероятностей. Колмогоров А. И., Драгалин А. Г. Математическая логика. nJSSHfl nJSSHffl UJSSUR nJSSUR nJSSUR nJSSUR URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru
URSS.ru URSS.ru URSS.ru IIRSS.ru nJ SSUII nj ssun nj-ssun nj-RSUH ; HJ-SSHII nJ SSMfl Представляем Вам наши лучшие книги: Биология Назаров В. И. Эволюция не по Дарвину: Смена эволюционной модели. Галимов Э. М. Феномен жизни. Происхождение и принципы эволюции. URSS Яшин А. А. Живая материя. Кн. 1-3. Заренков Н. А. Семиотическая теория биологической жизни. Хайтун С. Д. Феномен человека на фоне универсальной эволюции. Хайтун С.Д. От эргодической гипотезы к фрактальной картине мира. Бейтсон Г. Разум и природа: неизбежное единство. Пер. с англ. Бейтсон Г. Шаги в направлении экологии разума. Кн. 1-3. Пер. с англ. Мюллер Ф. За Дарвина. Эбелинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции. Пер. с нем. Гнатик Е. Н. Генетика человека: Былое и грядущее. Басов В. М. Задачи по экологии и методика их решения. Басов В. М., Ефремова Т. В. Практикум по анатомии, морфологии и систематике растений. Лотова Л. И. Ботаника: морфология и анатомия высших растений. Лотова Л. И., Нилова М. В., Рудько А. И. Словарь фитоанатомических терминов. Шлегель Г. Г. История микробиологии. Мечникова О. Н. Жизнь Ильи Ильича Мечникова. Смит Дж. Математические идеи в биологии. Джермен М. Количественная биология в задачах и примерах. Блюменфельд Л. А. Решаемые и нерешаемые проблемы биологической физики. Дробышевский С. В. Эволюция мозга человека. Дробышевский С. В. Предшественники. Предки? Кн. 1,2. Алексеев В. И., Каминский В. А. Прикладная молекулярная биология. Гамов Г, Ичас М. Мистер Томпкинс внутри самого себя: Приключения в новой биологии. Формозов А. Н. Спутник следопыта. Мамонтов Б. С. Звери Южного Подмосковья. Корытин С. А. Повадки диких зверей. Корытин С. А. Приманки зверолова. Управление поведением зверей. Корытин С. А. Поведение и обоняние хищных млекопитающих. Корытин С. А. Человек и медведь. Корытин С. А. Животные — наркотики — человек. Тигр под наркозом. Кипятков В. Е. Мир общественных насекомых. Сергеев Б. Ф. Ступени эволюции интеллекта. Серия «Таинственные миры природы» Сергеев Б. Ф. Таинственный мир островов. Сергеев Б. Ф. Мир непролазных топей. Сергеев Б. Ф. Мир океанской бездны. Сергеев Б. Ф. Мир гор и воздушного океана. Сергеев Б. Ф. Мир лесных дебрей. Сергеев Б. Ф. Живые локаторы океана. SRSS^rWif fl UB5SS.rufff ' URSS.ru В'' URSS.ru. hifiURSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru
URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru Представляем Вам наши лучшие книги: Теория поля Рубаков В. А. Классические калибровочные поля. Бозонные теории. ** Рубаков В. А. Классические калибровочные поля. Теории с фермионами. URSS Некоммутативные теории. Сарданашвили Г. А. Современные методы теории поля. Т. 1-4. Иваненко Д.Д., Сарданашвили Г. А. Гравитация. Коноплева И. И., Попов В. Н. Калибровочные поля. Богуш А. А. Введение в калибровочную полевую теорию электрослабых взаимодействий. Богуш А. А., Мороз Л. Г. Ведение в теорию классических полей. Менский М. Б. Группа путей: измерения, поля, частицы. Менский М. Б. Метод индуцированных представлений. Визгин В. П. Единые теории поля в квантово-релятивистской революции. Теория относительности Вейль Г. Пространство. Время. Материя. Лекции по общей теории относительности. Фок В. А. Теория пространства, времени и тяготения. Фок В. А. Теория Эйнштейна и физическая относительность. Эддингтон А. Теория относительности. Эддингтон А. Пространство, время и тяготение. Эддингтон А. Относительность и кванты. Угаров В. А. Специальная теория относительности. Сацункевич И. С. Экспериментальные корни специальной теории относительности. Вильф Ф. Ж. Логическая структура частной теории относительности. Чернин А. Д. и др. Александр Александрович Фридман. Жизнь и деятельность. Фридман А. А. Мир как пространство и время. Философия физики Шредингер Э. Мой взгляд на мир. Пер. с нем. Борн М. Моя жизнь и взгляды. Пер. с англ. Гейзенберг В. Философские проблемы атомной физики. Гейзенберг В. Часть и целое (беседы вокруг атомной физики). Карнап Р. Философские основания физики. Введение в философию науки. Бунге М. Философия физики. Джеммер М. Понятие массы в классической и современной физике. Аксенов Г. П. Причина времени. Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. Рейхенбах Г. Направление времени. Уитроу Дж. Естественная философия времени. Грюнбаум А. Философские проблемы пространства и времени. Вигнер Э. Инвариантность и законы сохранения. Этюды о симметрии. Минасян Л. А. Единая теория поля. Опыт синергетического осмысления. Могилевский Б. М. Природа глазами физика. Бриллюэн Л. Научная неопределенность и информация. Кузнецов Б. Г. Развитие физических идей от 1клилея до Эйнштейна. Кузнецов Б. Г. Беседы о теории относительности. URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru
URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru IIRSS.ru URSS.ru URSS.ru UWSS.ru URSS.ru IIRSS.ru Представляем Вам наши лучшие книги: Серия «Синергетика: от прошлого к будущему» Пенроуз Р. НОВЫЙ УМ КОРОЛЯ. О компьютерах, мышлении 2-— и законах физики. Пер. с англ. URSS Хакен Г. Информация и самоорганизация. Пер. с англ. Арнольд В. И. Теория катастроф. Климонтович Ю. Л. Турбулентное движение и структура хаоса. Малинецкий Г. Г. Математические основы синергетики. Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б. Нелинейная динамика и хаос: основные понятия. Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б., Подлазов А. В. Нелинейная динамика. Капица С. И, Курдюмов С. П, Малинецкий Г. Г. Синергетика и прогнозы будущего. Малинецкий Г. Г. (ред.) Будущее России в зеркале синергетики. Безручко Б. П. и др. Путь в синергетику. Экскурс в десяти лекциях. Данилов Ю. А. Лекции по нелинейной динамике. Элементарное введение. Трубецков Д. И. Введение в синергетику. В 2 кн.: Колебания и волны; Хаос и структуры. Князева Е. И, Курдюмов С. П. Основания синергетики. Кн. 1,2. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Синергетика: нелинейность времени и ландшафты коэволюции. Редько В. Г. Эволюция, нейронные сети, интеллект. Чернавский Д. С. Синергетика и информация (динамическая теория информации). Баранцев Р. Г. Синергетика в современном естествознании. Баранцев Р. Г. и др. Асимптотическая математика и синергетика. Гуц А. К., Фролова Ю. В. Математические методы в социологии. Турчин П. В. Историческая динамика. На пути к теоретической истории. Котов Ю. Б. Новые математические подходы к задачам медицинской диагностики. Гельфанд И. М. и др. Очерки о совместной работе математиков и врачей. Пригожин И. Неравновесная статистическая механика. Пригожин И. От существующего к возникающему. Пригожин И., Стенгере И. Время. Хаос. Квант. К решению парадокса времени. Пригожин И., Стенгере И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. Пригожин И., Николис Г. Познание сложного. Введение. Пригожин И., Гленсдорф П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. Суздалев И. П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. nJ'SSSSU UJ'SSUR nJ'SSSSm BioTSSm UJ'SSUR Тел./факс: (499) 135-42-46, (499) 135-42-16, E-mail: URSS@URSS.ru http://URSS.ru Наши книги можно приобрести в магазинах: «Библио-Глобус» (и. Лубянка, ул. Мясницкая, 6. Тел. (495) 625-2457) «Московский дои книги» (и. Арбатская, ул. Новый Арбат, 8. Тел. (495) 203-8242) «Молодая гвардия» (и. Полянка, ул. Б. Полянка, 28. Тел. (495) 238-5001, 780-3370) «Дои научно-технической книги» (Ленинский пр-т, 40. Тел. (495) 137-6019) «Дои книги на Ладожской» (и. Бауианская, ул. Ладожская, 8, стр.1. Тел. 267-0302) «Гнозис» (и. Университет, 1 гуи. корпус МГУ, комн.141. Тел. (495) 939-4713) «У Кентавра» (РГГУ) (и. Новослободская, ул. Чаянова, 15. Тел. (499) 973-4301) «СПб. дои книги» (Невский пр., 28. Тел. (812) 311-3954) URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSStu
URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru nJSSUO njssun nj-ssun nJSSMR nJSSHfl nJgSHП Уважаемые читатели! Уважаемые авторы! Наше издательство специализируется на выпуске научной и учебной литературы, в том числе монографий, журналов, трудов ученых Россий- ской академии наук, научно-исследовательских институтов и учебных заведений. Мы предлагаем авторам свои услуги на выгодных экономи- ческих условиях. При этом мы берем на себя всю работу по подготовке издания — от набора, редактирования и верстки до тиражирования и распространения. URSS Среди вышедших и готовящихся к изданию книг мы предлагаем Вам следующие: Серия «Синергетика в гуманитарных науках» Коротаев А. В., Малков С. Ю. (ред.) История и синергетика. Кн. 1,2. Митюков Н. В. Имитационное моделирование в военной истории. Назаретян А. П. Антропология насилия и культура самоорганизации. Вагурин В. А. Синергетика эволюции современного общества. Буданов В. Г. Методология синергетики в постнеклассической науке и в образовании. Милованов В. 17. Синергетика и самоорганизация. Кн. 1,2. Хиценко В. Е. Самоорганизация: элементы теории и социальные приложения. Москальчук Г. Г. Структура текста как синергетический процесс. Евин И. А. Искусство и синергетика. Ельчанинов М. С. Социальная синергетика и катастрофы России в эпоху модерна. Астрономия и астрофизика Ефремов Ю. Н. Вглубь Вселенной. Звезды, галактики и мироздание. Куликовский 77. Г. Справочник любителя астрономии. Чернин А. Д. Звезды и физика. Сажин М. В. Современная космология в популярном изложении. Левитан Е. 77. Физика Вселенной: экскурс в проблему. Левитан Е. П. Дидактика астрономии. Бааде В. Эволюция звезд и галактик. Шварцшильд М. Строение и эволюция звезд. Архангельская И.Д., Чернин А.Д., Розенталь И. Л. Космология и физический вакуум. Розенталь И. Л., Архангельская И. В. Геометрия, динамика, Вселенная. Кинг А. Р. Введение в классическую звездную динамику. Хлопов М. Ю. Космомикрофизика. Хлопов М. Ю. Основы космомикрофизики. Ипатов С. И. Миграция небесных тел в Солнечной системе. Дорофеева В. А., Макалкин А. Б. Эволюция ранней Солнечной системы. Тверской Б. А. Основы теоретической космофизики. Сурдин В. Г. Астрономические задачи с решениями. Николаев О. С. Физика и астрономия: Курс практических работ для средней школы. Попова А. П. Занимательная астрономия. Перельман Я. И. Занимательная астрономия. По всем вопросам Вы можете обратиться к нам: тел./факс 135-42-16, 135-42-46 или электронной почтой URSS@URSS.ru Полный каталог изданий представлен в интернет-магазине: http://URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru Научная и учебная литература URSS.ru URSS.ru URSS.ru URSS.ru
Об авторе Александр Дмитриевич ПАНОВ В 1982 году закончил физический факультет Москов- ского государственного университета им. М. В. Ломо- носова. В настоящее время старший научный сотрудник Научно-исследовательского института ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ (НИИЯФ МГУ), кандидат фи- зико-математических наук. Основные труды относятся к ядерной физике, физике поверхности, квантовой тео- рии измерений и физике космических лучей (более ста статей в отечественной и зарубежной научной печати). С 2002 года принимает участие в работе Научно-куль- турного центра SETI при Академии космонавтики им. К. Э. Циолковского (НКЦ SET1) и секции «Поиски внеземных цивилизаций» Научного совета по астро- номии РАН. Автор более 20 работ, имеющих отношение к универсальному эволюционизму и проблеме поиска внеземного разума. Наше издательство предлагает следующие книги: 5568 ID 66795 НАУЧНАЯ И УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА E-mail: URSS@URSS.ru Каталог изданий в Интернете: http://URSS.ru Тел Краке: 7 (499) 135-42-16 Тел/факс: 7 (499) 135-42-46 URSS Любые отзывы о настоящей издании, а также обнаруженные опечатки присылайте по адресу URSS@URSS.ru. Ваши занечания и предложения будут учтены и отражены на web-странице этой книги в нашей интернет-магазине http://URSS.ru