Вселенная, жизнь, разум

«Вселенная, жизнь, разум» — научно-популярная книга Иосифа Шкловского. Первое издание написано летом 1962 года, следующие дополнялись. Основой послужила первая статья Шкловского, посвящённая проблеме внеземных цивилизаций — «Возможна ли связь с разумными существами других планет?» («Природа», 1960, № 7). Пятое издание (1980) было переработано в соответствии с новой точкой зрения автора. Шестое (1987) подготовленное к публикации Н. С. Кардашёвым и В. И. Морозом, дополнено тремя статьями Шкловского («Поиски внеземных цивилизаций», вышеуказанной и последней его работой — «Существуют ли внеземные цивилизации?»).

Тут большей частью приводятся тексты 4-го (1976) — 6-го изданий.

Цитаты

… [всё] яснее становится, что разумная жизнь во Вселенной — феномен необыкновенно редкий, а может быть, даже уникальный. Тем большая ответственность ложится на человечество, чтобы эта искра сознания благодаря его неразумным действиям не погасла, а разгорелась бы в яркий костёр, наблюдаемый даже с далёких окраин нашей Галактики. — предисловие к пятому изданию

Книги Фламмариона, написанные очень темпераментно, живым, несколько вычурным языком, производили большое впечатление на современников. Очень странное ощущение возникает, когда их читаешь теперь, в наши дни. Поражает несоответствие между мизерным количеством знаний о природе небесных светил <…> и категоричностью суждений о множественности обитаемых миров… Фламмарион больше апеллирует к эмоциям читателей, чем к их логическому мышлению. — введение

Часть первая. Астрономический аспект проблемы

Возможно, что когда-нибудь удастся наблюдать во Вселенной нейтрино, сохранившиеся во Вселенной от тех времён, когда её возраст был меньше тысячных долей секунды, плотность превышала ядерную, а температура была выше, чем десятки миллиардов Кельвинов, т. е. она была той самой «ядерной каплей (сверхчастицей)» <…>. Сейчас нейтринная астрономия делает свои первые, совсем ещё робкие шаги. Её развитие будет неизбежно сопряжено с огромными трудностями. Но высочайшая цель — найти во Вселенной реальные (т. е. материальные) следы первых мгновений жизни Вселенной — должна оправдать все усилия на трудном пути развития нейтринной астрономии. — 7. Большая Вселенная

Приходится также слышать мнение, что вывод о замкнутости Вселенной якобы несовместим с философией диалектического материализма. Это, конечно, заблуждение. Основным атрибутом Вселенной с точки зрения философии диалектического материализма является её объективное существование и познаваемость. Нелепо связывать судьбу этой философии с каким-нибудь конкретным свойством Вселенной, например свойством конечности или бесконечности. Закономерности Вселенной потому и называются объективными, что не зависят от предвзятых взглядов отдельных людей, плохо понимающих дух философии диалектического материализма. — там же

Часть вторая. Жизнь во вселенной

… примерно один раз в сотни миллионов лет около Солнца вспыхивает сверхновая звезда, и в нашей планетной системе уровень космических лучей увеличивается в десятки и сотни раз. Однако для сравнительно короткоживущих примитивных жизненных форм такое увеличение уровня жесткой радиации не представляет серьёзной опасности. Кроме того, длительность периодов повышенной интенсивности космических лучей сравнительно невелика (десятки тысяч лет). Другим возможным источником губительной жесткой радиации мог быть повышенный уровень радиоактивности на первобытной Земле. Однако расчеты показывают, что этот уровень вряд ли превышал современный более чем в 10 раз. Солнечное рентгеновское излучение в те времена, так же как и сейчас, не проникало через толщу атмосферы. И только один вид жесткой радиации имел высокую интенсивность — ультрафиолетовое излучение Солнца в области длин волн 0,29 — 0,24 мкм, для которого первобытная атмосфера Земли, в отличие от современной, была прозрачной. Так как Солнце в те времена излучало примерно так же, как и сейчас, мы можем оценить поток его излучения на Земле в указанной спектральной области. Этот поток оказывается равным 5*103 эрг/(см2*с), т. е. примерно в 300 раз меньше полного потока солнечного излучения. Смертельная доза такой радиации для большинства современных микроорганизмов составляет 105–106 эрг/см2. Радиационная опасность отсутствует в том случае, когда за время жизни одного поколения живых организмов доза радиации меньше приведенной величины. Имеются некоторые основания полагать, что время жизни первобытных примитивных организмов было достаточно велико, например, несколько недель. Если считать, что для них доза в 103 эрг/см была опасной, то поток ультрафиолетовой радиации должен быть не больше 10-3 эрг/(см2*с), т. е. в 5 млн раз меньше реального потока солнечного излучения. Отсюда следует важный вывод, что первичные живые организмы могли образоваться и развиваться только на достаточно большой глубине под водой. Слой воды в несколько десятков метров уменьшает поток ультрафиолетового излучения в десятки миллионов раз и тем самым обеспечивает необходимую для развития живых организмов «броню». Это является ещё одним важным аргументом в пользу утверждения, что жизнь на нашей планете возникла и развивалась первоначально в воде, причём на достаточно большой глубине. — 13. О возникновении и развитии жизни на планетах (Земле)

Хорошо известно, что все «живые» белки состоят из 20 аминокислот, между тем как всего аминокислот известно свыше 100. Не совсем понятно, чем отличаются эти 20 аминокислот от остальных своих «собратьев». Нет ли какой-то глубокой связи между происхождением жизни и этим удивительным явлением? Это можно было бы понять, так же как и «левую» асимметрию всего живого, если предположить, что некогда в первобытном океане, представлявшем собой водный раствор химически активных органических соединений, благодаря счастливому стечению случайных и довольно маловероятных обстоятельств возникла одна молекула нуклеиновой кислоты, подобная современной молекуле РНК у вируса табачной мозаики, но только значительно более простая. В частной беседе с автором этой книги А. Н. Колмогоров высказал предположение, что вероятность случайного образования такой молекулы, если она содержит всего несколько десятков звеньев, не исчезающе мала! Эта молекула, оказавшаяся в благоприятной среде, начала строить по своей программе из окружающих её аминокислот соответствующие белки. Структура этой молекулы была именно такая, что «освоить» она могла только 20 аминокислот из большого их количества, имевшегося в окружающем растворе, притом с «левой» симметрией. Начался бурный процесс размножения первичных организмов. Под воздействием мощного ультрафиолетового излучения Солнца, пронизывавшего в то время первобытную, окисленную атмосферу и верхние, поверхностные слои мирового океана, начался интенсивный процесс мутации. Это поставило отдельные организмы в разные условия при освоении питательной среды окружающего «бульона», что автоматически ввело в действие фактор естественного отбора. — там же (текст от слов «это можно было бы понять» отсутствует в 5-м издании)

Часть третья. Разумная жизнь во Вселенной

Приходится только удивляться, как хорошо угадал Свифт спутники Марса. <…> Нам лично представляется, что гениальная догадка Свифта была вполне закономерной. По-видимому, он исходил из хорошо известного факта, что Земля имеет один спутник, а Юпитер — четыре, <…> исходя из геометрической прогрессии, Свифт предположил, что у Марса должно быть два спутника. В этой связи заметим, что пифагорейские идеи о гармонии чисел были ещё распространены во времена Свифта. Из того факта, что никто из астрономов в существовавшие тогда телескопы спутников Марса не обнаружил, Свифт справедливо предположил, что последние должны быть достаточно маленькими. Гениальность Свифта проявилась в том, что он отнёс спутники Марса на сравнительно небольшое расстояние от планеты, так как, по-видимому, понимал, что даже очень маленькие спутники на достаточно большом расстоянии вполне могли быть наблюдаемыми. — 18. Спутники Марса — искусственные? (2-е изд., 1965)

… в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектральная интенсивность Солнца значительно меньше, чем в зелёной области около длины волны 0,5 мкм. <…> Перечисленные обстоятельства открывают возможности в сотни и даже тысячи раз увеличить «контрастность» спектральных интенсивностей лазера и Солнца. Если лазер вынесен за пределы земной атмосферы (которая полностью поглощает ультрафиолетовое излучение с длиной волны, меньшей 0,29 мкм, и существенную часть инфракрасного излучения), то в принципе, работая в области Х=0,15 мкм «на дне» линии поглощения, можно получить для лазера спектральную интенсивность, в десятки тысяч раз большую, чем у Солнца. Следует, однако, иметь в виду, что при этом могут встретиться большие технические трудности как при изготовлении лазера в указанной спектральной области, так и вследствие резкого уменьшения отражательной способности зеркал в ультрафиолетовых лучах. Если лазер будет работать в инфракрасной области спектра, это повлечет за собой другую неприятность: пучок станет более расходящимся, так как длина волны будет больше. В общем создается впечатление, что выгоднее всего лазеру работать в видимом диапазоне частот «на дне» какой-нибудь сильной линии поглощения в спектре Солнца, например известных линий «H» и «K», принадлежащих ионизованному кальцию. В этом случае спектральная интенсивность лазера в узкой полосе частот шириной в 1 МГц будет в 300 раз больше, чем у Солнца. — 21 (22). Возможность осуществления межзвёздной связи оптическими методами

«Сигнал привлечения внимания» должен состоять из большого количества сигналов, посылаемых на разных фиксированных частотах, симметричных по отношению к некоторой центральной частоте. По мере приближения к этой центральной частоте интервалы частот между соседними (по спектру) сигналами становятся всё более и более узкими, а сами сигналы — всё более узкополосными. Тем самым дается «указание», что центральная частота имеет какой-то смысл и, следовательно, к ней привлекается внимание. — 22 (23). Теоретико-вероятностный анализ межзвёздной радиосвязи. Характер сигналов

Является ли сооружение сферы Дайсона единственно возможным путём развития цивилизации, желающей в максимально возможной степени использовать энергетические ресурсы своей планетной системы? По-видимому, нет. Мы сейчас укажем на другой мыслимый источник энергии, может быть, даже более эффективный, чем 100 %-ное использование энергии излучения центральной звезды. Речь идёт о принципиальной возможности использования масс больших планет в качестве ядерного горючего для реакции синтеза. Как известно, большие планеты состоят преимущественно из водорода. При массе Юпитера 2*1030 г запас ядерной энергии в нём, которая может быть освобождена при синтезе ядер водорода в ядра гелия, составляет около 1049 эрг. Это чудовищно большое количество энергии такого же порядка, как и энергия взрыва сверхновой звезды. Ядерную энергию можно будет освобождать постепенно, в течение длительного промежутка времени. Если, например, ежесекундно освобождать 4*1033 эрг (что равно мощности солнечного излучения), то запаса ядерной энергии Юпитера хватит почти на 300 млн лет. Этот срок, вероятно, превосходит длительность «шкалы времени» любой развивающейся цивилизации. — 25 (26). Разумная жизнь как космический фактор

В случае межгалактической радиосвязи имеется одна существенная особенность, резко отличающая её от межзвездной. Ведь сигнал посылается сразу нескольким сотням миллиардов звезд. Следовательно, если хотя бы вокруг одной из этих звезд имеется высокоразвитая цивилизация, он будет обнаружен. В действительности таких цивилизаций в «зондируемой» галактике может быть много. Поэтому, посылая направленные экстрагалактические сигналы, передающая их цивилизация действует «наверняка». Между тем при посылке направленного сигнала в сторону какой-нибудь звезды имеется ничтожно малая вероятность, что там есть цивилизация или даже вообще жизнь. — там же

… на Бюраканском симпозиуме <…> автор этой книги подчёркивал, что возникновение искусственного разума, по-видимому, является высшим этапом развития материи во Вселенной. Основные этапы этого развития можно представить в виде последовательности: неживая эволюционирующая материя → живая материя → естественные разумные существа → искусственные разумные существа. Похоже, что эра естественных разумных существ может быть сравнительно кратковременным, переходным этапом в развитии материи во Вселенной. Например, уже сейчас очевидно, что они малопригодны (или, точнее, совсем непригодны) для серьёзной колонизации космоса и весьма длительных космических полётов. «Нормальная» эволюция жизни на Земле такие ситуации, конечно, не могла предусмотреть. Ничего «обидного» для живых мыслящих организмов в этом факте мы не усматриваем. Вряд ли подлежит сомнению, что носителям цивилизации III и даже II типа могут быть только высокосовершенные кибернетические устройства (или устройство?). Ничего «обидного» для живых мыслящих организмов в этом факте мы не усматриваем. <…> Очень может быть, например, что с течением времени само подразделение разумных существ на «естественные» и «искусственные» утратит всякий смысл. Поразительные успехи молекулярной биологии и кибернетики постепенно приведут к коренному изменению биологических характеристик разумных существ путём целесообразного синтеза «естественных» и «искусственных» организмов и их частей. — 26 (17). Общие замечания (текста от слов «вряд ли подлежит сомнению» нет в 5-м изд.)

В чём смысл сооружения спутников — автоматических станций межзвёздной связи? В том, что они могут оказаться существенно долговечнее, чем «породившая» их цивилизация. Может так случиться, что цивилизация давно уже прекратит свое существование или выродится, а накопленные ею сокровища науки и культуры сотни миллионов лет на модулированных электромагнитных волнах (например, на волне 21 см) будут распространяться до отдаленных областей Галактики. И когда-нибудь эти сигналы, может быть, будут уловлены. Тем самым давно исчезнувшая цивилизация внесет свою лепту в сокровищницу разума Великого Кольца. Не так ли мы черпаем свои знания из книг давно умерших авторов? <…> Так или иначе, при расчёте возможных условий радиосвязи с инопланетными цивилизациями необходимо считаться с тем фактом, что источники сигналов, несущих информацию, могут быть значительно долговечнее соответствующих цивилизаций. Это обстоятельство может значительно увеличить вероятность установления контактов. — там же (нет в 5-м изд.); идея высказывалась ранее

Приложение

I. Поиски внеземных цивилизаций

Книга вышла! Шум поднялся довольно большой. Бурно выражал свое негодование А. И. Опарин. Я ему послал очень вежливое письмо — оно вернулось в конверте, будучи разорванным на мелкие части! А ещё говорят, что нынешней науке не хватает страстности!

Иностранцев поселили, конечно, в роскошной «Армении» — знаменитой интуристской гостинице в Ереване, т. е. в 45 километрах от Бюраканской обсерватории. Советских же участников конференции поселили в Бюракане. Два раза в день — утром и вечером — иностранцам приходилось трястись по горной дороге, что, конечно, не вызывало у них восторга. Как-то раз, после окончания вечернего заседания, иностранные гости, продолжая оживлённую дискуссию, нехотя рассаживались в уже ожидавшие их автобусы. В толпе я увидел Ли, стоявшего несколько в стороне и делавшего мне какие-то знаки. Я подошёл к нему и узнал, что он тайно решил остаться на обсерватории и заночевать здесь — тут ему очень нравится, а утром можно будет полюбоваться Араратом. Я растерянно стал бормотать, что, мол, мест нет и пр. Он выразительно посмотрел на меня, и я понял нелепость моих отговорок: для человека, ночевавшего со стаей бабуинов, переночевать на кустиках колючей бюраканской травы рядом с куполом башни — раз плюнуть… Утром я пришел проведать сильно помятого учёного. Тот попросил у меня зубной пасты, утверждая, что ночь провёл превосходно…