Гуманитарная кафедра

Человек и общество


Источники к курсу "Человек и общество"

   В сентябре 1959 года в английском журнале "Nature" была опубликована историческая работа Дж. Коккони и Ф.Моррисона "Поиск межзвёздных коммуникаций", в которой впервые с научной точки зрения была рассмотрена возможность поиска радиосигналов внеземных цивилизаций. В 1965 г. профессором Рудольфом Пешеком, председателем Комиссии по астронавтике Чехословацкой Академии наук был предложен термин CETI (Communication with Extraterrestrial Intelligence - Связь с внеземным разумом).
   За минувшие полвека была проделана большая работа, в основном силами радиоастрономов, в попытках, до сих пор тщетных, выловить из космических шумов позывные внеземного разума. Уже в середине 70-х гг. аббревиатура CETI стала замещаться другой: SETI (Search for Exstraterrestrial Intelligence - Поиск внеземного разума), поскольку становилось ясно - прежде чем говорить об установлении связи с внеземными цивилизациями (ВЦ), их для начала нужно обнаружить. Сразу же - вопрос: почему молчит Вселенная (загадка "Silentium universi" или "Парадокс Ферми")? Может, мы не там ищем? Следующий вопрос: а где искать? И что, собственно говоря, мы ищем? Жизнь, разум? А что это вообще такое? Не разум человека, не жизнь на Земле, а "жизнь" и "разум" вообще? Так начала своё существование одна из увлекательнейших головоломок современной (и будущей) науки, философии и всей человеческой культуры - головоломка, скрывающаяся за скучным обозначением "Проблематика SETI". "Сфера Дайсона", "Уравнение Дрейка", "Типы цивилизаций Кардашёва", "Парадокс Ферми" и многие другие модели и гипотетические объекты, придуманные за полвека, стали интеллектуальными ступеньками на пути к пониманию проблемы внеземных цивилизаций, что заодно приблизило к пониманию сущности земной формы жизни и человеческой цивилизации.
   Перед вами подборка текстов современных ученых, работающих в рамках программы SETI.

   Многие общепринятые представления о SETI неверны, однако это не мешает их тиражированию в популярных статьях, книгах и даже в фильмах. Здесь приведены три моих самых любимых заблуждения из коллекции "Мифы SETI".
   Миф 1. "Международное агентство SETI".
   Помните сцену из фильма Стармэна, когда правительственные официальные лица изучают разбившийся космический корабль? Один опоздавший персонаж, указывая на свой бэдж, говорит: "Я из SETI" и сразу же проходит через линию полицейского оцепления. Это моя любимая иллюстрация мифического международного агентства SETI. К сожалению, гораздо более распространенные примеры этого мифа в изобилии появляются в большинстве сообщений о том или ином проекте SETI. Типичная статья сообщает, что "в SETI задействованы миллионы персональных компьютеров" или "SETI приступил к поиску лазерных сигналов". В результате многие считают, что имеется организация, называемая просто SETI, которая координирует все работы SETI в мире. Некоторые считают, что эта полусекретная организация правительства США - межзвездная версия Национального агентства безопасности.
   В действительности SETI - это поле исследований немногочисленных независимых групп, осуществляющих проекты SETI в нескольких странах. В мире всего около 30 ученых и инженеров, работающих в SETI на постоянной основе. Самая большая исследовательская группа SETI, насчитывающая около десятка человек, это Институт SETI. Однако Институт SETI - это не Международное агентство SETI. Такого агентства или организации не существует.
   Миф 2. Все радиотелескопы постоянно наблюдают по программе SETI.
   Тезис о том, что радиотелескопам следует постоянно исследовать космос в поисках радиосигналов от внеземных цивилизаций, долгое время был лейтмотивом программы SETI. В начале 1970-х годов НАСА финансировала программу создания системы для обнаружения межзвездных сигналов. Эта программа - проект "Циклоп", породившая сообщения, описывающие амбициозный радиокомплекс, содержащий антенную решетку и электронную систему обработки сигналов, который при необходимости мог бы постепенно расширяться в течение многих лет. Красочные иллюстрации, показывающие различные стадии проекта, сопровождались сообщением и множеством популярных статей о проекте "Циклоп", причем все они были проиллюстрированы самыми эффектными изображениями, показывающими тысячи больших антенн в пустыне. Эта иллюстрация была такой выразительной, что многие решили, что антенная решетка уже существует в действительности. Однако она не была построена.
   Возможно, сила воображения и миф, который она породила, также заставили многих поверить в то, что все радиотелескопы большую часть времени работают именно по программе SETI, лишь с небольшими перерывами на наблюдения пульсара или квазара. В действительности, астрономам предоставляется очень мало времени для наблюдений по программам SETI. Проект "Феникс" использовал около 5% времени на обсерватории Аресибо (всего 2400 часов) в период с сентября 1998 г. по март 2004 г. Хотя это немного, но это был самый длительный SETI-проект на Аресибо.
   Программы SETI на радиотелескопах редки. Очень большая антенная решетка VLA, использованная в качестве декорации в фильме "Контакт", и которую порой путают с "Циклопом", выполнила лишь один, очень короткий, проект SETI. В Австралии программа "Южный Серендип" часть времени работала на Парксском радиотелескопе. SETI Italia, группа Болонского университета, использует часть наблюдательного времени 32-метрового телескопа VLBI. В итоге, реальный объем наблюдений SETI, выполненных во всем мире, гораздо меньше, чем думают большинство людей, и составляет исчезающе малую долю от обычных радиоастрономических наблюдений, выполненных во всем мире.
   Миф 3. SETI слушает космос почти 50 лет.
   В действительности, это не совсем миф. Недавно вышедшая книга Джорджа Басола и статья политолога Питера Шенкля породили множество статей о том, что SETI потерпел фиаско. При этом приводится следующий аргумент: SETI слушает космос в течение 50 лет, но так и не открыл внеземной разум, значит, SETI потерпел неудачу. Этот вывод основан на мифах 1 и 2, вместе взятых, со многими неверными предположениями о работе телескопов и систем обработки сигналов.
   Начиная с 1960-х годов, когда Фрэнк Дрейк проанализировал несколько радиочастот в направлении двух соседних звезд, было выполнено около сотни независимых проектов SETI по поиску различных уровней мощности в течение различных периодов времени, но большинство проектов характеризовались очень ограниченной чувствительностью и ограниченным частотным интервалом. В целом, поиск был ограниченным. Если сказать, что SETI (миф 1) слушает космос почти 50 лет, то это приведет к представлению о непрерывном поиске (миф 2). Термин "слушать космос для поиска внеземного разума" может показать цель SETI, но не дает точного описания того, как SETI функционирует. Ведь в общей сложности, за первые 20 лет поиска по 23 проектам SETI наблюдательное время составило лишь 90 дней!
   Глагол "слушать" таит в себе предположения. По аналогии рассмотрим утверждение: "Пабло Пикассо писал картины более 50 лет". Здравый смысл подсказывает, что Пикассо откладывал кисть на еду и на сон. В чем смысл этих скрытых предположений? Глагол "слушать" автоматически приводит к представлению о непрерывном поиске, в конце концов, наши уши всегда слушают. Наши уши также слышат звуки в широком диапазоне от глухого рокота до пронзительного визга, приходящие со всех направлений. Мы также слушаем радио, и для большинства SETI означает поиск с радиотелескопами. Радио - другая ловушка, скрытое в общепринятом значении этого слова. Ведь в большинстве мест с портативным радиоприемником легко настроиться на десятки радиостанций.
   Здесь же, применительно к SETI, надо забыть привычную терминологию. Телескопы - это отнюдь не уши и не радиоприемники. Радиотелескопы чрезвычайно направлены. Антенна Аресибо очень чувствительна к радиоволнам, приходящим с некоторой области неба, куда она направлена, составляющей десятимиллионную долю небесной сферы. Она в тысячи раз менее чувствительна к сигналам с других направлений. Совершенные приемники и электронные системы обрабатывают радиоволны в относительно узкой полосе частот. Для SETI основной рабочий диапазон - это так называемое атмосферное "микроволновое окно", простирающееся от 1 ГГц до 10 ГГц, содержащее 9 млрд. каналов (в случае использования анализатора спектра с разрешением в 1 Гц). Современные системы обработки сигналов могут одновременно обрабатывать всего 100 млн. каналов. Это означает, что каждая точка небесной сферы требует как минимум 90 наблюдений, чтобы охватить весь диапазон. Поэтому наблюдения по программе SETI гораздо сложнее, чем следует из термина "слушать" в его общепринятом понимании.
   В мифе 3 содержится ещё одно некорректное предположение: "Все проекты SETI равноправны". Дело в том, что подавляющее большинство из 100 проектов весьма ограничены по частотному диапазону, направлениям поиска и/или чувствительности. Если рассмотреть число наблюдаемых звезд (или положений на небе) и число каналов, исследуемых с высокой чувствительностью, то окажется, что всего лишь два проекта выполнили большой объем исследований. Это проект Университета Беркли "Серендип" (родственный SETI@Home), в котором исследовался участок неба, доступный телескопу в Аресибо (около 30% всего неба) в диапазоне "водяной щели". И проект "Феникс" Института SETI, где исследовалось около 800 звезд до расстояния около 250 световых лет, охватывающий в шесть раз больше частотных каналов с чувствительностью, в 10 раз большей, чем проект "Серендип". Поэтому, даже с такой впечатляющей статистикой, мы, по сути, всего лишь скребем по поверхности.
   Новые проекты SETI предлагают более глубокий поиск в большей части неба в более широком диапазоне частот. Проект "Серендип", который сейчас работает на Аресибо с новой фидерной системой, достигнет более высокой чувствительности. Проект Института SETI SonATA (SETI on the Allen Telescope Array) будет наблюдать миллион звезд в беспрецедентно широком диапазоне частот и с высокой чувствительностью. Как мы увидели, утверждение, что мы слушаем космос в течение десятилетий - заблуждение, однако будущее многообещающе. По сути, мы только начинаем слушать…

   В известной научной литературе высказываются две гипотезы о происхождении жизни на Земле. Согласно первой из них, возникшей в начале XIX века (Груйтгуйзен, Гюйон Монливо и др.), жизнь на Землю была занесена из космоса. В принципе ничего необычного в этой гипотезе нет. Например, объекты микрофлоры Земли восходящими потоками воздуха выносятся в верхние слои атмосферы. Большинство из них при этом погибает, но некоторые переходят в состояние анабиоза. В этом состоянии они могут существовать бесконечно долго. Сдуваемые солнечным ветром, под действием светового давления и гравитационных полей небесных тел, объекты микрофлоры отправляются в "космическое путешествие". Практически для всех из них это путешествие окончится ничем: они вмерзнут в лед какого-нибудь астероида или другого небесного тела. И лишь отдельным единичным экземплярам может повезти - они попадут на планету с благоприятными условиями. "Очнувшись" от анабиоза объекты микрофлоры начнут размножаться, заселяя планету.
   Очевиден и обратный процесс, в котором объекты микрофлоры какого-нибудь небесного тела аналогичным путем могли попасть на Землю. Заметим, что продолжительность такого космического путешествия может составлять миллиарды лет. Недостаток "космической" версии происхождения жизни заключается в том, что
   она может объяснить перенос объектов микрофлоры с одних небесных тел на другие, но при этом ничего не говорит о том, как собственно возникла жизнь, т.е. откуда взялся самый первый объект.
   По другой гипотезе (автор академик Опарин А.И.) жизнь зародилась непосредственно на Земле из неживой материи. Первозданный океан, которым в те далекие времена была покрыта поверхность Земли, содержал практически все химические элементы. Теплая вода обеспечивала атомам и молекулам хорошую подвижность, перемешивание, контакты между собой в самых различных сочетаниях.
   Совершенно случайно возникает какая-нибудь новая комбинация атомов, обладающая прогрессивными свойствами. Появляются примитивные молекулы вроде метана, аммиака, углекислого газа. Соединения в различных сочетаниях этих молекул между собой через миллионы лет приводит к созданию длинных цепочек из молекул - полимеров.
   На основе простеньких полимеров, опять же через миллионы лет, появляются сложные ветвистые нити, состоящие из аминокислот - цепочки полипептидов. Появляется процесс копирования молекул - репликация. Это форменная эволюция. Раньше случайно возникшая комбинация атомов, существуя в единственном экземпляре, не влияла на ход химической эволюции в целом. К тому же в любой момент она могла быть разбита шальной космической частицей и "изобретение" безвозвратно терялось. Теперь же, при тиражировании молекул, "опыт" распространяется, а гибель нескольких экземпляров не представляет
   опасности.
   При копировании иногда происходит сбой (например, из-за удара молнии). Возникшая мутация тиражируется в следующих поколениях молекул. Естественный отбор беспощадно перечеркивает все миллионы "тупых" вариантов, оставляя лишь единицы умных. В результате такого "нащупывания" наилучших последовательностей аминокислот в цепочках полипептидов появляются белковые молекулы - будущие кирпичики живых организмов.
   На этом можно ограничиться в изложении эволюции жизни на Земле. Собственно объекты жизни уже созданы. Неотъемлемым их свойством является репликация - способность к самовоспроизведению. Поэтому возможность репликации является необходимым условием происхождения жизни. Это фундаментальное условие, важность которого невозможно переоценить.
   Целью настоящей статьи является количественная оценка возможности реализации изложенных гипотез.
   Прежде чем приступать к дальнейшему изложению материала было бы полезным, по примеру древнегреческих схоластов, прийти к соглашению по исходной точке наших рассуждений, ибо, и противном случае, всякие дискуссии теряют смысл. Такой исходной точкой является однозначное (не допускающее иных толкований) определение термина "жизнь".
   В литературе существуют десятки определений этого термина, учитывающих те или иные признаки живых объектов, приобретенных в процессе эволюции. Однако в контексте рассматриваемой задачи, все известные определения оказываются малопригодными именно из-за того, что жизнь рассматривается как продукт эволюции. В этом случае все приобретенные в ходе эволюции способности только увеличивают размерность задачи (количество приобретенных признаков), излишне усложняя ее. Для целей настоящей статьи достаточно рассмотрение объектов жизни обладающих одним единственным признаком - репликацией. В дальнейшем изложении такие объекты именуются "первичной жизнью".
   Отсюда возникает следующая формулировка: первичная жизнь - это структура, способная к самовоспроизведению или, короче, первичная жизнь - это самовоспроизводящаяся структура.
   Здесь понятие "структура" использовано в самом общеупотребительном смысле. Например, укрупненная структура автомобильной промышленности: предприятия-поставщики комплектующих, сборочные предприятия, сервисные центры и хозяйственные связи между ними. Структура молекулы воды: два атома водорода, атом кислорода и электронные связи между ними. Сформулированное определение первичной жизни, позволяет приступить к оценке места ее возникновения.
   Существенным признаком, характеризующим место возникновения жизни, является продолжительность времени ее возникновения. Если эта продолжительность не превышает времени существования Земли, то имеются все основания утверждать, что жизнь могла возникнуть на Земле. В противном случае возникновение жизни на Земле невозможно. К сожалению, несмотря на успехи науки, проведение натурного эксперимента в обозримом будущем маловероятно, поскольку его продолжительность составляет несколько сотен миллионов лет. Поэтому решение проблемы приходится искать с помощью моделей-аналогов.
   В качестве такого аналога рассмотрим компьютерный вирус [1]. Заметим, что он полностью соответствует приведенному определению первичной жизни, а характеристики среды существования несущественны. При включении компьютера вирус активизируется, при выключении - впадает в "анабиозное" состояние.
   Рассмотрение вируса в качестве аналога жизни удобно, прежде всего, тем, что зная его структуру и среду функционирования можно оценить продолжительность времени его создания. В то же время вирус является искусственным образованием, тогда как субъекты биологической жизни - суть представители естественного природного образования. Это следует иметь в виду в дальнейших рассуждениях и, принимая те или иные допущения, необходимо давать оценку их влияния на конечный результат. Минимально возможный объем компьютерного вируса составляет 136 бит. Здесь бит - единица информации, один разряд двоичного кода ("0" или "1"). Будем считать бит аналогом какого-либо атома. Таким образом, вирус будет представлять собой аналог первичной жизни, состоящей из 136 атомов двух видов. Приведенные пояснения характеризуют порядок принятых допущений. Естественно, что субъекты возникшей биологической жизни состоят, во-первых, из гораздо большего числа видов атомов (не менее чем в 10 раз), а, во-вторых, общее число атомов в таком субъекте значительно (не менее, чем в сотни раз) превосходит число бит вируса-аналога.
   Сделанные замечания необходимо будет учитывать при получении количественной оценки возможности реализации гипотез о месте возникновения жизни. Приступая к рассмотрению вируса, как аналога жизни, следует исходить из того, что он является продуктом неживой природы. Создавая первичную жизнь, неживая природа действует вслепую, по случайным законам. Под действием различных внешних факторов случайно образуются химические соединения, случайно они распадаются. Случайный характер происходящих событий дает основание применить для исследования математический аппарат теории вероятностей.
   В упрощенном, двоичном коде, неживую природу можно рассматривать как генератор случайных битовых символов "0" или "1". В каждый момент времени появление того или иного символа одинаково вероятно, т.е. "0" или "1" могут появиться с одинаковой вероятностью равной 0.5 или 2^-1. Вероятность появления двух символов в заданной последовательности определяется как произведение 0.5 х 0.5 = 0.25 или 2^-2. Вероятность же появления n символов в заданной последовательности определяется как 2-n. Следовательно, вероятность того, что неживая природа случайно сгенерирует "первичную жизнь" в виде строки из 136 символов рассмотренного вируса равна 2^-136. Для достижения уровня вероятности порядка 0,98 (при таком значении вероятности можно считать, что ожидаемое событие произойдет практически наверняка) потребуется сгенерировать 1,75 х 10⁴¹ строк из 136 символов.
   Оценим возможное время создания подобного объекта "первичной жизни". Примем в качестве генератора случайных битовых символов гипотетический источник излучений с самой большой известной современной науке частотой излучений 10²⁴ герц, т.е. источник генерирующий 1024 случайных битовых символов в секунду. Это очень сильное допущение, поскольку частота обычных химических реакций по крайней мере на 20 порядков меньше. Для сравнения - средняя частота светового излучения "всего" 10¹⁵ герц.
   Тогда время, необходимое для того, чтобы этот гипотетический источник сгенерировал "первичную жизнь" в виде рассмотренного вируса составит 1,75 х 10⁴¹ : (10²⁴ / 136) = 2,38 х 10¹⁹ секунд или, переводя в более наглядные единицы измерения - порядка 750 миллиардов лет. Принимая во внимание допущения о длине и структуре вируса-аналога первичной жизни, изложенные ранее, а также о частоте генерирующих излучений, следует считать приведенную оценку возникновения жизни нижней границей. Учитывая, что время существования планеты Земля составляет около 5-ти миллиардов, лет необходимо признать несостоятельной гипотезу возникновения жизни на Земле. Вместе с тем, учитывая возраст наблюдаемой Вселенной, который составляет порядка 15-ти миллиардов лет, также несостоятельной следует признать гипотезу о возникновении жизни во Вселенной.
   Отсюда следует вывод: возникновение жизни на Земле произошло в результате неслучайного процесса.
   

   Жизнь должна была появиться в процессе естественной химической предбиологической эволюции. Никто не может сейчас оценить "естественную" продолжительность предбиологической эволюции на планете исходя из "первых принципов" или на основании эксперимента […] Э. М. Галимов предложил теорию, в которой предбиологическая химическая эволюция, возникновение жизни и последующая эволюция биосферы описываются как единый непрерывный процесс. […] Эта теория тщательно разработана и описывает многие детали возникновения жизни и дальнейшей эволюции биосферы, но она не дает возможности 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). Но возможна иная логика. Чем выше организация биосферы, тем выше скорость эволюции. Так как любая предбиологическая система должна считаться организованной ниже, чем биологическая и предбиологическая и биологическая эволюция могут рассматриваться как единый процесс, то можно предположить, что скорость предбиологической эволюции должна быть ниже, чем скорость последующей эволюции биосферы […]. Можно заключить, что экстраполированное значение продолжительности предбиологической эволюции есть 5-7 х 10⁹ лет. Более точно, но построению это есть опенка длительности только последней фазы предбиологической эволюции, но не всей эволюции, поэтому полученная величина должна рассматриваться как нижняя оценка полной ожидаемой длительности предбиологической эволюции.
   Значение 6 х 10⁹ лет очень велико. В то же время есть свидетельства, что продолжительность предбиологической химической эволюции па Земле была очень мала: менее 0.2 х 10⁹ лет (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 предбиологической эволюции находится в противоречии с последующим характером биологической эволюции. Налицо явное противоречие, которое может разрешаться следующим образом. Продолжительность 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 попасть в результате процесса межзвездной панспермии [2]. Идея панспермии поддерживается открытием метеоритов, выбитых с поверхности других планет и возможным обнаружением в них органических остатков.
   Заметим, что панспермия могла бы также объяснить неожиданно быстрое возникновение механизма фотосинтеза. Если перенос аппарата фотосинтеза или каких-то важных его фрагментов путем панспермии возможен, то и после появления жизни на Земле планета оставалась под постоянным давлением процесса заражения "спорами" фотосинтеза из космоса. Как только температура на Земле упала до приемлемых величин, эти "споры" немедленно дали "всходы" - появились фотосинтезирующие цианобактерии. Таким образом, панспермия может объяснить не один, а сразу два странных факта: неожиданно быстрое появление на Земле жизни и неожиданно быстрое появление фотосинтеза. […] Таким образом, получается, что на первых порах эволюция жизни па 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 максимальную сложность объектов, которые могут переноситься путем панспермии, и эволюция на Земле "отрывается" от своего первоначального космического источника и приобретает самостоятельность. Например, даже самые примитивные эвкариоты [3], видимо, слишком сложно организованы, чтобы выдержать длительный космический перелет, поэтому первые эвкариоты па Земле появляются более чем через миллиард лет после появления жизни, как результат уже естественной земной эволюции.
   Как отмечалось выше, очень краткий добиологический период существования Земли может в действительности означать возможность процесса межзвездной панспермии жизни и длительную предбиологическую эволюцию на других планетах земного типа, но не на Земле. Но если предполагается возможность биологической панспермии, то должна предполагаться также и возможность предбиологической панспермии, так как продукты предбиологической химической эволюции должны быть менее чувствительны к трудностям космического путешествия (жесткое излучение, холод и вакуум), чем любые биологические системы. Вопрос состоит в том, каков характерный масштаб времени разноса инфекции но Галактике.
   Можно ожидать, что благодаря дифференциальному характеру вращения галактического диска временная шкала галактической панспермии будет составлять величину масштаба одного-двух галактических 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 конкурентоспособная предбиологическая система, то, будучи вынесенной 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 масштаба времени панспермии, надо уточнить некоторые детали механизма панспермии. Прежде всего, будем исходить из предположения, что на стадии предбиологической химической эволюции работает некоторый аналог механизма отбора и конкуренции, напоминающий механизм 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 системе (например, на поверхности планеты) появляется продукт предбиологической эволюции, характеризующийся высокой конкурентоспособностью, то он способен вытеснить из этой системы менее совершенные продукты химической эволюции и стать новой основой процессов самоорганизации.
   Предположим теперь, что речь идет о распространении некоторого предбиологического (или биологического) продукта, характеризующегося высокой адаптационной и конкурентной способностью. Такой продукт, попав на планету, пригодную для его адаптации, должен за немногие тысячи лет. а может быть, и быстрее, инфицировать поверхность планеты, вытесняя менее совершенные системы, после чего планета сама становится источником панспермии этого продвинутого продукта. Основным источником инфицирования космоса, по предположению, является порода, выбиваемая время от времени с поверхности планеты, на которой протекает предбиологическая (или биологическая) эволюция, сильными метеоритными ударами. Так как планета вместе со своей звездой движется со скоростью около 30 км/сек относительно других звезд, то именно это и будет характерной скоростью переноса продуктов панспермии. Основным механизмом 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 звезде как блоха на собаке. Если собака с блохами пробегает мимо другой собаки, то некоторые блохи могут успеть перепрыгнуть на встретившуюся 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 космос. Продолжая аналогию, можно отметить, что если мы имеем местность, населенную беспорядочно бегающими собаками, то скорость распространения блох в такой ситуации будет определяться не скоростью передвижения блох, а скоростью передвижения собак (будем предполагать, что инкубационный период, после которого собака сама становится 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 скорости звезд. При расчете процесса панспермии можно предполагать, что каждая точка, которой уже достигла волна панспермии, сама становится источником повой сферически-симметричной волны панспермии, распространяющейся со скоростью около 30 км/сек. То есть, мы получаем автоволновой 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, например, характерные пекулярные скорости звезд могут быть разными па разных расстояниях от центра Галактики, и т. д. Но для грубой оценки масштабов времени модель пригодна.
   Мы имеем две временные шкалы: одна медленная, масштаба 6х10⁹ лет (или больше), это шкала естественной продолжительности предбиологической химической эволюции на изолированной планете; другая быстрая, масштаба 0,3х10⁹ лет - шкала времени процесса галактической панспермии. Из существования двух сильно различающихся шкал времени следует, что предбиологическая химическая эволюция на отдельных планетах не могла протекать независимо от других планет.
   Действительно, предположим, некоторая хорошая (в определенном смысле) предбиологическая система (например, стабильная и конкурентоспособная автокаталитическая цепочка) появляется на некоторой планете на стадии предбиологической эволюции Галактики (т. е. до того, как жизнь в Галактике появилась первый раз). Это вполне случайное событие. Тогда в течение короткого времени предбиологическая система, благодаря естественному отбору вытесняя по дороге менее эффективные местные предбиологические системы, распространится но всему объему Галактики, и продвинет эволюцию вперед на новой молекулярной основе. Получаем механизм естественного отбора на предбиологическом уровне в масштабе всей Галактики. Этот процесс должен синхронизировать предбиологическую эволюцию во всем объеме Галактики. Это повлечет появление жизни почти одновременно на всех планетах, которые имеют подходящие условия для существования жизни, при этом на одной молекулярной основе (в смысле основы генетического кода и т.д.). […] Таким образом, предбиологическая химическая эволюция и возникновение жизни может быть самосогласованным коллективным галактическим процессом, но не процессом, локализующимся на отдельных планетах, как это обычно предполагается - это есть формулировка гипотезы самосогласованного галактического происхождения жизни.
   Если механизм самосогласованного галактического происхождения жизни работал, то в Галактике в прошлом должна была иметь место гигантская вспышка возникновения планет, заселенных жизнью вскоре после того, как где-то жизнь возникла первый раз. Биологическая эволюция должна была начаться почти синхронно на огромном числе планет (порядка миллиарда или больше). После этого жизнь нигде 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 астронома В. С. Троицкого об одновременном возникновении жизни в Галактике, которая была предложена им просто как альтернатива принимаемому как самоочевидное представлению о постоянном происхождении жизни на разных планетах. Как видим, возможен вполне конкретный механизм, который может привести к реализации гипотезы Троицкого. […] Заметим, что если жизнь может существовать на планетах с условиями, резко отличными от земных, то и жизнь в Галактике может существовать в виде набора фаз, соответствующих классификации условий на планетах без какой-либо конкуренции между разными фазами. Процесс самосогласования предбиологической эволюции внутри каждой фазы будет протекать независимо. […] Еще одна интересная точки зрения на процесс галактического самосогласования предбиологической эволюции была высказана Г. А. Скоробогатовым. Распространенным мнением является то, что вероятность самозарождения жизни на любой отдельно взятой планете исчезающе мала. Например, для возникновения жизни на изолированной планете земного типа с подходящими условиями может оказаться необходимым в среднем миллиард миллиардов лет или какая-то столь же несуразно большая цифра. Если бы предбиологическая эволюция протекала на разных планетах независимо, в настоящее время жизнь во Вселенной не существовала бы вовсе, или была бы совершенно уникальным явлением. Однако, если эффективный процесс предбиологической панспермии возможен, то любая случайная удача предбиологической эволюции на одной из примерно 10⁹ планет Галактики, где одновременно протекает предбиологическая эволюция, практически немедленно становится достоянием и остальных планет. Это эквивалентно тому, что вероятность такого события на каждой отдельной планете увеличивается 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 зарождение жизни может оказаться совершенно невероятным в условиях изолированной планеты, оно может оказаться вполне возможным благодаря предбиологической панспермии.
   В заключение заметим, что описанный выше механизм самосогласования предбиологической эволюции может быть только частью реально действующего механизма. Хорошо известно, 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 условиях космоса, но и масса эволюционирующего вещества (Н, С, N, О), заключенная в молекулярных облаках, по-видимому, на порядки величин 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 много более медленный, но многократно распараллеленный процессор. Поэтому предбиологическая эволюция в космическом пространстве может оказаться в каких-то отношениях не менее эффективной, чем на поверхности планет. Реальная предбиологическая эволюция может быть результатом сложного взаимодействия и конкуренции процессов, происходящих в открытом космосе и на планетах. В гигантском космическом резервуаре Галактики за счет очень широкого фронта эволюции могут появляться какие-то важные или уникальные соединения, которые 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 делает шаг вперед. Продукты этой эволюции выбиваются с поверхности удачливой планеты в космос крупными метеоритами, и описанный выше механизм предбиологической панспермии разносит его но всей Галактике, 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 самосогласования может иметь двойную, планетарно-космическую, природу.

   Будем предполагать, что на самых ранних этапах эволюции Галактики в ней не было ни жизни, ни, тем более, разумных цивилизаций (исключаем гипотезу вечности жизни). Жизнь закономерно появляется на определенной фазе эволюции Галактики и развитие жизни спустя какое-то время приводит к появлению разума. Очевидно, что сразу после первого появления разума какое-то время цивилизаций в Галактике будет мало (или вообще одна). Так как расстояния между цивилизациями будут очень велики (возможно даже, что цивилизации будут настолько редкими, что в каждый момент времени в Галактике будет либо одна, либо ни одной цивилизации), то первые цивилизации неизбежно будут наблюдать феномен молчания космоса. Проблема SETI для них будет неразрешима (если только цивилизации не обладают космологически большими временами жизни), но цивилизации не будут об этом информированы (по крайней мере в том случае, если им не удастся изучить каждую из звезд Галактики на предмет наличия разума). Таким образом, практически при любом сценарии эволюции Галактики имеется период, когда разум уже возник, но для каждой из цивилизаций по объективным причинам наблюдается феномен молчания космоса и проблема SETI неразрешима. Есть вероятность, что такой период является длительным или даже практически бесконечным. Невозможно исключить, что мы являемся одной из таких первых "одиноких" цивилизаций так как, во-первых, пока наблюдается феномен молчания космоса, и, во-вторых, нам неизвестно, на каком этапе эволюции Галактики возникает разум - возможно, мы являемся свидетелями этого события.
   Какой должна быть оптимальная стратегия SETI и METI для цивилизации, наблюдающей феномен молчания космоса, с учетом того, что молчание может быть обусловлено объективными причинами и, в частности, период молчания неизбежно присутствует на определенном этапе эволюции Галактики? В обсуждении этого вопроса будем исходить из презумпции альтруистичности космических цивилизаций и желательности становления в галактике информационной среды типа "галактического культурного поля".
   Что касается стратегии SETI, то довольно очевидно, что на поиск сигналов в любом случае должно быть затрачено ровно столько ресурсов, сколько может позволить себе цивилизация. Поиск должен быть ориентирован на возможно более детальное исследование все более и более далеких звезд (поиск непредсказуемых "космических чудес" происходит практически непрерывно в фоновом режиме при обычных астрофизических наблюдениях). Проблему SETI (как проблему существования в Галактике внеземного разума) можно будет считать закрытой только тогда, когда либо будет обнаружена первая цивилизация, либо со 100% уверенностью будет доказано, что других цивилизаций в Галактике нет.
   Вопрос о характере стратегии METI сложнее. Здесь, по нашему мнению, надо учесть следующее. Первоочередной задачей для альтруистической цивилизации, которая наблюдает феномен молчания космоса и не может исключить, что находится на ранней стадии формирования галактической культурной среды, должно быть способствование как можно более раннему и быстрому формированию такой среды. В то же время такая цивилизация должна понимать, что, возможно, все ее усилия будут напрасны, так как другие цивилизации находятся либо слишком далеко, либо их нет вообще в Галактике. Что же теперь, вообще ничего не передавать?
   Важно отметить, что, по всей видимости, независимо от того, много цивилизаций в Галактике или мало, любая отдельная цивилизация в своей эволюции должна пройти через период, когда другие цивилизации еще не обнаружены, хотя поиски уже ведутся. То есть для нее имеет место феномен молчания космоса (как для нас сейчас). В этот период цивилизация не может исключить возможность того, что она "практически одинока". Нетрудно понять, что если уже в этот период видимого одиночества цивилизации не будут вести передачи (по принципу: пока что-то не получу - своё не пошлю), то передачи в Галактике не начнутся никогда, сколько бы в Галактике ни было цивилизаций. Образуется порочный круг - никто никогда не примет сигнала от другой цивилизации, если кто-то не начнет излучать первым, а первого не найдется, потому что принимать объективно сначала нечего. Поэтому кто-то должен начать передавать абсолютно бескорыстно, и каждая альтруистическая цивилизация в ситуации молчания космоса должна считать, что именно она и должна это сделать.
   Таким образом, первый вывод состоит в том, что альтруистическая цивилизация, наблюдающая молчание космоса, должна вести космические передачи. Она должна быть также готова к ведению передач на протяжении всего времени своего существования независимо от того, будут обнаружены другие цивилизации, или нет, так как это может способствовать становлению галактического культурного поля. Что же передавать такой цивилизации, чтобы оптимально способствовать становлению галактической культурной среды?
   Первым шагом должно быть сообщение как можно более далеким партнерам (цивилизация вынуждена предполагать, что ближайшие соседи находятся очень далеко), что они в принципе не одиноки в Галактике, поэтому усилия, которые они затратят на развитие межзвездной связи, не будут напрасными. То есть на этом этапе безусловным приоритетом должна стать дальнобойность связи. Передавать большие объемы сложноорганизованной информации можно только за счет уменьшения помехозащищенности и читаемости таких передач, поэтому передача больших объемов информации - это не та задача, с решения которой должна начать альтруистическая цивилизация, наблюдающая молчание космоса. При передаче больших объемов информации возрастает вероятность того, что силы будут потрачены зря, так как послание не дойдет до адресата. Поэтому, несмотря на то, что сложные послания "интереснее" формировать и посылать, в идеале альтруистическая цивилизация должна отказаться от этого увлекательного занятия, и максимум усилий должна бросить на передачу некоторого минимального сигнала, который будет безусловно интерпретирован как разумный, но максимально возможному числу корреспондентов и на максимально далекие расстояния. Содержание передач в достаточной степени второстепенно и может быть почти тривиальным. Важно только, чтобы сигналы однозначно могли быть распознаны как искусственные.
   Такая стратегия рассчитана на то, что цивилизация, принявшая такой, пусть и тривиальный, сигнал, будет придерживаться уже иной тактики передач. Она будет знать наверняка, что не одинока, и позаботится о большей информационной насыщенности своих передач. По-видимому, у нее будут также основания затратить и большие усилия на космические передачи, чем у цивилизаций "первого поколения". Те, кто примет эти более сложные "передачи второго поколения", окажутся еще более информированными и, в свою очередь, почувствуют себя обязанными еще больше насытить свои передачи информацией, и т. д. Таким образом, можно предполагать, что информационная насыщенность передач в Галактике может со временем нарастать эволюционным путем, пока не достигнет некоторого естественного уровня, когда чисто количественный рост сменится более сложными процессами самоорганизации информации. Это уже будет настоящее культурное поле на развитой стадии. Как и в любом эволюционном развитии, следующий шаг всегда делается от достигнутого уровня. Пока же мы находимся на нулевом уровне, поэтому и наш первый METI-шажок должен быть минимальным - строго говоря, мы пока просто не знаем, куда дальше надо шагать.
   Эти идеи легко проецируются на тактику земных космических передач. Она состоит в следующем. До тех пор, пока мы не обнаружили никаких признаков разума в Галактике, имеет смысл думать только о максимальной дальнобойности и читаемости наших передач. То есть, это: как можно более узкая полоса частот; низкая скорость передачи; максимальное число повторов (чтобы можно было вести накопление сигнала); максимальное число адресатов и максимальное время передач. С этой идеей прекрасно согласуется предложение Л. М. Гиндилиса кодировать одну и ту же, пусть и очень простую, информацию разными способами - это должно быть однозначным признаком ее искусственности и разумности и увеличивает помехозащищенность. Но сообщение должно быть хоть и минимальным, но содержательным, так как наличие смыслового содержания - второй несомненный признак разумности источника сигналов.
   […] Важно, что мы должны быть готовы в любой момент пересмотреть минималистскую стратегию в случае, если сигналы из космоса будут обнаружены. Тогда мы должны будем подстроиться под достигнутый в Галактике "информационный стандарт", и, возможно, превысить его. Собственно, новое поколение наших передач должно будет представлять полную ретрансляцию того, что мы получили, с указанием источника, и сверх того нашу собственную информацию. Но это уже мечты.

   Ряд зарубежных ученых, политиков и публицистов, а также некоторые авторы и приверженцы научно-фантастических произведений, активно выступают за запрет передачи специальных радиосигналов в космос, в адрес предполагаемых "братьев по разуму". Они боятся, что среди внеземных цивилизаций (ВЦ) могут оказаться всемогущие ВЦ (так называемые "суперцивилизации"), которые, к тому же, вовсе не обязательно должны быть гуманными и миролюбивыми, и, следовательно, обнаружив наши сигналы, смогут причинить нам вред. (Например, известным сторонником такой точки зрения является американский дипломат Мишель Мишо, который уже много лет добивается согласования любых радиопосланий, превышающих по мощности утечки обычных радиоволн с Земли. В частности, он был соавтором так называемой "Белой статьи" - документа, где предлагалось согласовывать такие послания в ООН [5]. Однако, анализ всех сеансов радиолокации небесных тел, выполненных в нашей стране и в США с начала 60-х годов прошлого века по настоящее время (около 1400 сеансов), и их сопоставление со всеми переданными межзвездными радиопосланиями (16 сеансов), показывает, что в первом случае вероятность обнаружения земных радиосигналов оказывается в миллион раз выше, чем во втором. Поэтому запрещать (если, действительно, запрещать) следует радиолокацию небесных тел. Но в случае такого запрета наша цивилизация столкнется уже не с мифической инопланетной, а с вполне реальной, астероидно-кометной, угрозой, поскольку именно радиолокация является важной и неотъемлемой компонентой систем противоастероидной обороны.
   Как известно, всего в мире существуют три мощных радара, используемых для радиолокационных исследований небесных тел Солнечной системы - планет, их спутников и колец, астероидов и комет. Это ART (Arecibo Radar Telescope - Аресибский радиолокационный телескоп), GSSR (Goldstone Solar System Radar - Голдстоунский астероидно-кометный радар) и ЕПР (Евпаторийский планетный радиолокатор).
   Мощность передатчиков и усиление больших рефлекторов радиолокационных телескопов настолько велики, что их когерентные сигналы обнаружимы практически всюду в нашей Галактике, что позволяет использовать эти инструменты также и для передачи межзвездных радиопосланий (МРП). Следует отметить, что учет другой антропогенной деятельности, в частности, радиоизлучения военных локационных станций, не имеет смысла по ряду причин. Во-первых, в отличие от радиолокационных телескопов, лучи которых неподвижны относительно звезд (при передаче МРП) или очень медленно перемещаются по небу, сопровождая исследуемые тела Солнечной системы, лучи всех остальных источников антропогенной деятельности быстро вращаются вместе с Землей и поэтому в течение весьма краткого времени лишь "чиркают" по диаграммам направленности приемных антенн. Вторая, не менее важная причина, заключается в том, что энергетический потенциал радиолокационных телескопов на порядок и более превосходит энергетический потенциал даже наиболее мощных военных радаров СПРН (Системы предупреждения о ракетном нападении).
   Сравнивая режимы работы при радиолокации небесных тел и при передаче МРП, можно отметить, что в первом случае "засвечивается" значительно большая площадь небосвода.
   Это связано с тем, что объектами радиолокации являются тела Солнечной системы - планеты, астероиды, кометы, имеющие, в отличие от звезд, заметное собственное движение, поэтому антенна должна сопровождать эти тела с тем, чтобы они не оказались за пределами ее диаграммы направленности. А при передаче МРП антенна непрерывно смотрит в одну точку небосвода, засвечивая при этом весьма ничтожную площадь в пределах телесного угла, равного квадрату отношения длины волны к диаметру антенны. Для вышеуказанных передающих систем эта область не превышает одной десятимиллионной доли от площади всего небосвода. В то же время общая площадь участков, попавших под облучение в процессе планетной и астероидной локации (примерно 1400 сеансах), к сегодняшнему дню составляет примерно 0,2% всего небосвода.
   Сопоставим эту величину с тем, что дало излучение всех МРП - как известно, за всю историю человечества, было реализовано лишь четыре проекта (ссылки: 1 и 2), в ходе выполнения которых было отправлено, в общей сложности, 16 радиопосланий - одно из Аресибо, остальные пятнадцать - из Евпатории. В сумме, это привело к засветке лишь одной миллионной доли всего небосвода.
   Иными словами, в результате радиолокации, оказалось засвеченной в 2000 раз большая площадь на небе по сравнению с тем, что принесла передача всех МРП, а общее время излучения в том и другом случаях отличаются примерно в 500 раз! Если учесть, что вероятность обнаружения пропорциональна как облучаемой области, так и длительности излучения, то получается, что эта вероятность примерно в 106 раз больше для локации!
   Кроме того, следует принять во внимание два следующих обстоятельства. Во-первых, бурный рост числа небесных тел, в первую очередь, околоземных объектов, исследуемых в последнее время с помощью радиолокации. В первую очередь, такому прогрессу радиолокационных исследований способствовали успехи программ по открытию новых околоземных объектов, проводимых, главным образом, в США и Западной Европе.
   Во-вторых, давно назрела необходимость создания первого специализированного радиолокационного телескопа. Дело в том, что ни один из радаров, ни в Аресибо, ни в Голдстоуне или Евпатории, не является специализированным инструментом радиолокационной астрономии - первый из них использует антенну Национального астрономического и ионосферного центра США, вторые два - антенны Центров дальней космической связи. На нужды радиолокации в Аресибо и Голдстоуне отводится не более 10-12 процентов запрашиваемого времени.
   Подводя итог и сравнивая "безадресные" радиолокационные и адресные межзвездные сеансы излучения, мы приходим к следующим выводам:
   1. Если мы боимся быть обнаруженными агрессивными и всемогущими суперцивилизациями, необходимо запрещать, в первую очередь, множество "безадресных" передач зондирующих сигналов планетных и астероидных радаров, поскольку их излучение все больше и больше засвечивает небесную сферу.
   2. Борьба некоторых зарубежных ученых и писателей-фантастов против излучения МРП направлена явно не по адресу - вероятность нашего обнаружения "дьявольскими" суперцивилизациями по передачам МРП более чем в миллион раз ниже вероятности нашего обнаружения по радиолокационным передачам.
   3. Однако очевидно, что запрет на радиолокационные исследования множества малых тел Солнечной системы, делает нас беззащитными перед лицом уже не мифической "инопланетной", а вполне реальной, астероидной угрозы. Именно радиолокационная астрометрия опасных околоземных объектов повышает точность прогноза их движения в десятки и сотни раз, что делает ее незаменимой в комплексе мер по оперативному выявлению опасных космических объектов и обеспечению астероидной безопасности.
   4. Поэтому пресловутый тезис о том, что именно адресное излучение МРП представляет собой фатальную угрозу для человечества, должен быть снят с повестки дня. Мы полагаем, что для передачи новых МРП следует открыть радиолокационные телескопы в Аресибо, Голдстоуне и Евпатории, а в будущем и первый российский радиолокационный телескоп, который планируется создать на основе 70-м приемо-передающей антенны Уссурийского Центра дальней космической связи.
   

   Примечания.

   [1] Идея рассматривать компьютерные вирусы как своеобразную форму жизни содержится в статье Д.Д.Соколова "Компьютерные вирусы - Первый опыт Контакта?" // Информационный бюллетень НКЦ SETI № 14, 1999.
   [2] Согласно гипотезе панспермии (высказана в 1865 г.) жизнь на Земле не зародилась на "местной" основе, а была занесена из космоса метеоритами, кометами и т.п. С учетом новейших расчетов вероятности самозарождения жизни на Земле старая гипотеза сейчас приобретает новое звучание (прим.ред.).
   [3] Микроорганизмы, имеющие выраженную структуру клетки (прежде всего - клеточное ядро).
   [4] METI - (Messaging to Extraterrestrial Intelligence - Послания внеземному разуму), одно из направлений в рамках SETI, ориентированное на отправку сообщений возможным внеземным адресатам. В этом случае важно, чтобы этот возможный адресат понял, что ему послали. Для этого нужна самая малость: иметь представление о том, куда именно передавать сообщение, и как может быть организовано сознание инопланетных обитателей.
   [5] Речь идет о так называемой METI-фобии - боязни передач, предназначенных для внеземных цивилизаций. Так, Конгресс США законодательно запретил передачу таких сигналов (теперь американским ученым приходится искать обходные пути - используя передатчики, находящиеся в других странах). / Прим. ред.