Велике мовчання Всесвіту: чому основний кризу сучасного природознавства замикається з майбутнім кризою нашої цивілізації?

Володимир М.Л., Олександр В.Т.

Велике мовчання Всесвіту або відсутність космічних чудес сьогодні знаходиться в очевидному протиріччі з швидким розвитком нашої цивілізації. Про те, чому основний кризу сучасного природознавства замикається з майбутнім кризою нашої цивілізації, - астрофізики Володимир Ліпунов та Олександр Тутуков.

Ми спробуємо поговорити про найважливішу проблему сучасного природознавства, - проблемі, безсумнівно не менш важливою, ніж відкриття чорних дір, створення теорії великого об'єднання або створення штучного інтелекту. Більше того, на мій погляд, вона не тільки глибше і складніше, але й незрівнянно більш актуальною. Дійсно: якщо під актуальністю розуміти наявність якогось непоясненого явища, що суперечить існуючим науковим поглядам, то рішення перерахованих вище сверхмодних (без жодної іронії) проблем на даний момент не обумовлено (і судячи з усього, в найближчому майбутньому не будуть викликані) жорсткої експериментальної необхідністю.

У сучасному природознавстві є зовсім не зрозумілий і парадоксальний експериментальний факт, що знаходиться в кричуще протиріччі з усіма сучасними ортодоксальними уявленнями про світ, - це факт відсутності надцивілізація або факт "Мовчання Всесвіту".

Парадокс Фермі. Виникнення життя - важливий рубіж в розвитку матерії. Це сталося на Землі близько трьох мільярдів років тому. Отже, вік життя можна порівняти з віком Сонця і Всесвіту. Виникнення перших самовідтворюються організмів привело в дію механізми відбору - потужного селективного фактора, що сприяє поширенню найбільш пристосованих і високоорганізованих видів живих істот. Істотне множення числа видів з часом наголошує на необхідності всього різноманіття живого світу для стійкого його розвитку, що заповнює і формує земної екологічний океан. В історії розвитку земного життя можна виділити ряд ключових явищ, але зараз для нас важливим є поява людини - носія розуму-здатного не тільки пристосовуватися до навколишнього середовища, але і, змінюючи світ, пристосовувати його, в певних межах, для своїх цілей. Це відбулося всього кілька десятків тисяч років тому. Технічна фаза існування людини, пов'язана з введенням в обіг нехай найпростіших технічних засобів, займає всього кілька останніх тисяч років. А "космічна" стадія, пов'язана з набуттям людиною можливості зв'язку на міжзоряних відстанях, почалася тільки декілька десятків років тому.

Практично доведена сьогодні множинність планет в нашій та інших галактиках з неминучістю призводить до постановки фундаментального питання - чи можливо виникнення життя і цивілізацій біля інших зірок? Вперше це питання виник і на рівні припущення отримав позитивну відповідь ще в античні часи після усвідомлення простого факту, що наше Сонце є звичайна зірка. Спільність шляхів виникнення зірок і планетних систем, практичне збіг спостережуваного хімічного складу зірок нашої та інших галактик дозволяють припустити існування великого числа планет земного типу у Всесвіті і можливість виникнення життя і цивілізацій на них. Оскільки Сонце в три рази молодше Всесвіту, у нашій Галактиці можуть бути планети, біосфери і цивілізації в кілька разів старше наших. У результаті може здатися, що Земля повинна бути занурена у поле сигналів, що зв'язують їх. Але цього очевидно немає! Виникає важливе питання - чому? Це питання стало особливо актуальним останні десятиліття прискореного технічного прогресу.

Ще Блаженний Августин вказав на те, що цивілізація прогресує, а ми пам'ятаємо, хто вчинив те чи інше діяння і хто що винайшов. Тому людство, а значить, ймовірно, і Всесвіт, навряд чи дуже довго існують. Блаженний Августин вважав прийнятною дату створення Всесвіту, відповідну книзі "Буття": приблизно 5000-й рік до нашої ери ")

Насправді, він помилився лише у віці Всесвіту наївно використавши Старий Завіт. Ми то знаємо, що життя виникло мільярди років тому.

Ми маємо два наглядових чи, якщо завгодно, експериментальних факту:

1) вік Всесвіту Т = 10 млрд. років (приблизно),

2) характерне час t експоненціального розвитку нашої цивілізації обчислюється десятками років.

Для простоти приймемо безумовно завищену величину t = 100 років. Виникає гігантське безрозмірне число, що характеризує зростання технологічної цивілізації за час існування Всесвіту:

K = exp (T/t) = 10 в ступені 43000000

(десятка з сорока трьома мільйонами нулів)

C такими великими безрозмірними числами теоретична фізика ніколи не стикалася. Наприклад, повне число елементарних частинок у Всесвіті виглядає сміхотворно малим - 10 в ступені 80 (десятка з восемьдесятью нулями). Не кажучи вже нічого більше, таке число повинне насторожити будь-якої розсудливої теоретика (на свій досвід спілкування знаю, що насправді це далеко не так - видно теоретики втрачають своє розсудливість за певною межею). Фермі просто вигукнув: "Якщо є де-небудь цивілізації, то їх космічні кораблі давно вже в Cолнечной системі "(не ручаюсь за точність цитати). Звичайно, адже це число настільки велике, що всякі невідомі проміжні коефіцієнти не можуть бути важливі. Наприклад, можна стверджувати, що ймовірність відсутності "Космічних Чудес" в нашій Всесвіту просто дорівнює 10 в ступені -43 000 000, тобто дорівнює нулю! Тим не менше, їх ніхто не виявив навіть після 20 років пошуку - навпаки, виявилося Велике Мовчання Всесвіту. Світ без чудес неймовірний, але він існує - ось у чому парадокс ...

Від Йосипа Шклофского до Джордано Бруно. Історичний досвід, логіка і фантазія пропонують кілька можливих варіантів відповіді на це питання. Перший варіант відповіді простий - незважаючи на технічний прогрес ми залишаємося поки "глухі" до вже існуючим в "ефірі" сигналами. Очевидна причина "глухоти" може полягати в низькій чутливості наших приймачів або в нашій нездатності розпізнати сигнал. Більш загальне формулювання цього відповіді - наявність такого собі "культурного" горизонту, що ускладнює спілкування цивілізацій, що знаходяться на різних стадіях свого розвитку. Але залишається неясним, чи може це повністю виключити саму можливість зв'язку? Чи не виключено, також, що існує якийсь внутрішній заборону на подібні контакти, накладаються цивілізаціями для збереження свого і чужого "суверенітету" з метою повного виключення можливості чужого, не виключено, деструктивного впливу. Однак і в цьому випадку залишається неясним, чи можна повністю запобігти можливість випадкових контактів. Багатьох, ймовірно, цілком задовольнить знімає обговорюване питання припущення про єдиності нашої цивілізації, чим би вона не обумовлювалася. Наприклад, богообраність вичерпує питання, роблячи цю відповідь повним і остаточним. Однак припущення про єдиності нашої цивілізації має очевидні ознаки добре знайомого історикам науки "геоцентризму", від якого ми були позбавлені сучасної астрономією. Вона довела, що Земля - одна з планет сонячної сиситеми, Сонце - одна трильйонів зірок нашої Галактики, Галактика - один з незліченної безлічі галактик нашого Всесвіту. Природа уникає освіти унікальних об'єктів за одним поки відомим нам можливим винятком - Всесвіту. Але поки що залишається невідомим - чи справді це виняток? Очевидно, що в цих умовах припущення про унікальність нашої цивілізації задовольнить далеко не всіх.

Найбільш привабливе на сьогодні пояснення полягає в короткій шкалою часу цивілізацій на технологічно розвинених стадіях, коли вони технічно здатні на зв'язок на міжзоряних відстанях. Відстань для встановлення зв'язку обмежено витвором швидкості світла на час життя цивілізації на розвиненою фазі. Відомо, що в нашій Галактиці щорічно виникає кілька нових зірок з масами порядку маси Сонця. Якщо прийняти, що щорічно в Галактиці виникає одна цивілізація, включаючи можливість багаторазового виникнення цивілізацій на відповідних планетах, то проста арифметика дозволяє встановити, що для виключення повного заповнення обсягу Галактики сигналами найближчих цивілізацій час їхнього життя повинно бути менше приблизно тисячі років. Важливо, що припущення про зменшення частоти виникнення цивілізацій у десять тисяч раз в рамках цієї моделі збільшує граничну тривалість їхнього життя тільки в десять разів. Нагадаємо, що відлік часу починається з моменту досягнення цивілізацією технічної можливості зв'язку на міжзоряних відстанях і закінчується з моменту втрати цієї можливості, чим би вона не була викликана. Наша цивілізація вступила на цю фазу всього кілька десятків років тому з появою радіоастрономії - енергетично найекономічнішого способу зв'язку.

Що ж може обмежити час життя цивілізацій до настільки короткого в порівнянні з часом існування життя на Землі, самої Землі, Сонця і Всесвіту терміну?

Зараз можна запропонувати кілька можливих варіантів відповіді на це питання. Мабуть можна виключити як неминучого фактора будь-якої варіант космічної катастрофи: астероїди, планети, Сонце, зірки, саму Землю, бо життя на Землі існує вже кілька мільярдів років, що багато більше зазначеного межі. Ймовірно і біологічні причини можуть бути залишені "поза підозр ", оскільки високорозвинені біологічні види існують на Землі протягом останніх десятків мільйонів років. Найбільш ймовірний на сьогодні відповідь у найбільш загальній формі проста - це зміна середовища свого проживання самим людиною в процесі прогресу. Найбільш очевидна форма такої зміни -- самознищення у загальній ядерній війні - небезпека якої сьогодні здається невеликий, але чи можна вважати її повністю виключеною. Людина залишається схильним епідеміям різного роду, особливо небезпечних за сучасних транспортних засобах, що зв'язують світ в єдиний організм. І, нарешті, саме єдність, "глобалізм" сучасної цивілізації таїть у собі, можливо, головну загрозу, бо воно, по суті, виключає механізм природного відбору. А історичний досвід вчить, що передує еволюція живого використовувала і використовує цей універсальний механізм для прогресу життя шляхом відбору найбільш пристосованих її форм. Відсутність відбору веде до застою всіх складних живих систем та їх деградації з часом.

Слід звернути особливу увагу і на швидке в порівнянні з біологічною можливістю підстроювання зміна умов проживання людини на Землі. Експоненціальний зростання виробництва, енергоспоживання, населення та інших параметрів нашої цивілізації є ніщо інше, як вибух, неминуче веде до виснаження будь-яких ресурсів. Наприклад, збереження дуже скромних темпів зростання енергоспоживання -- два відсотки на рік - призведе до розігріву поверхні Землі до тисячі градусів всього за тисячу років. Сучасна цивілізація включає в оборот велике біосфері, або сильно розсіяних в навколишньому середовищі. Віддалене вплив на цих речовин на біосферу і людини не може бути досліджено повною мірою. Природно, що речовини з очевидним негативним впливом в міру усвідомлення останнього виключаються з обігу. Але довгостроковий ефект може бути виявлений тільки самим життям, над якою сучасна цивілізація фактично ставить всеосяжний експеримент на виживання в умовах безперервного і все прискореного зміни середовища проживання. У таких умовах "платою" за експеримент може виявитися загибель цивілізації за історично короткий час. Остання допомагає зрозуміти можливу причину відсутності сигналів інших цивілізацій. Таким чином, відсутність цих сигналів стає важливим застереженням земної цивілізації на шляху її "природного" розвитку.

Як вирішити парадокс Фермі в рамках сучасного наукового підходу? У середині сімдесятих років Шкловський сформулював концепцію Космічного Дива як результат діяльності надцивілізація і запропонував ідею єдиності нашої цивілізації у всій величезній Всесвіту.

Раз немає Космічних Чудес і Всесвіт мовчить, то, значить, і немає ніякого зовнішнього Розуму. Cтрашная це була думка, особливо для людини, що шукав штучні коріння всередині супутників Марса. Але і для людства все було не краще. Звалилася одна з найбільш оптимістичних людських ідей про множинності світів. Як сказав одного разу в іншого зв'язку Я. Б. Зельдович: "За що згорів Джордано Бруно?"

Але чи так уже природна гіпотеза єдиності земної цивілізації? Та ні, звичайно. Ця гіпотеза сама перебуває в кричуще суперечить спостерігається однорідністю і Ізотропія Всесвіту, встановленої завдяки відкриттю реліктового випромінювання. Видається малоймовірним виникнення лише однієї цивілізації в цілому однорідною і ізотропної Всесвіту, в нічим не примітній галактиці поблизу звичайної жовтої зірки. У нашій Галактиці таких зірок мільярди. А самих галактик ще більше. Імовірність ця все-таки не настільки мала і не йде ні в яке порівняння з парадоксом Фермі, і, звичайно, постає питання про кількість планетних систем і спливає відома формула Дрейка, але все-таки гіпотеза єдиності знову повертає нас на антропоцентрично точку зору, від якої фізика завжди намагається бути подалі. Крім того, як ми побачимо нижче, у світлі парадоксу Ціолковського ця ідея і супутні їй розрахунки ймовірності виникнення життя просто втрачають актуальність.

Ось і сам Шкловський в останній своїй статті відмовляється від ідеї унікальності та висуває ще більш невтішну гіпотезу "тупикової гілки". Дивлячись на наведену вище формулу, помічаєш, що єдина можливість якось позбавитися від цього гігантського числа - припустити, що час життя експоненційної стадії розвитку цивілізації багато менше часу життя Всесвіту. Іншими словами, Мовчання Всесвіту можна пояснити, припустивши, що технологічні, надцивілізація просто не виникають. Чому? Можливі дві відповіді: через втрату інтересу до технологічного розвитку або загибелі. Шкловський вибирає, і, зауважу, не без підстав (адже поки не видно й кінця технологічного розвитку), другий варіант. Адже відомо, як пише Шкловський, що наша Земля є по суті кладовищем видів: за оцінками біологів з початку виникнення життя на Землі проеволюціоніровало близько одного мільярда видів, а зараз їх всього два мільйони. Чи не є і розум деякої гіпертрофованої (як маса тіла у динозаврів) функцією, що веде до неминучої загибелі? Але тоді розум - це всього лише невдале винахід природи, тупикова гілка. Яка конкретна причина загибелі? Атомна війна, екологічна катастрофа? Навряд чи. Ясно, що при всьому різноманітті можливе "місцевих" умов і специфік, загибель різних цивілізацій повинна відбуватися за однієї універсальної причини. З якої?

Проста Всесвіт. Універсальна причина загибелі Розуму у Всесвіті може бути пов'язана з втратою його основної функції - функції пізнання.

Що є розум чи розумне життя? У чому мета її появи серед неживої і живої природи? Немає сенсу вдаватися в детальне обговорення цих питань. Досить обмежитися таким простим тезою: розумне життя характеризується прагненням зрозуміти і пояснити що відбуваються навколо явища. Важливо, що виникають при цьому інтерес і цікавість дуже нестійкі. Інтерес до поняття явищу пропадає практично миттєво. Відкривши будь-який закон природи, ми починаємо шукати нові явища, не підкоряються йому. Ніякі самі "цікаві практичні додатки "старих законів не можуть замінити пошуку нових. Всілякі окремі випадки, нові режими, оригінальні підходи, як би вони не були привабливі, - все це бліда тінь справжнього процесу пізнання. Розум чахне без принципово нових, непояснених явищ.

Загинути можна від атомної або біологічної бомби. Але все це - дитячі іграшки у порівнянні з тим, що могла б придумати цивілізація, що випереджає нас років на двісті. Вже зараз, в рамках відкритих законів природи, можна передставити такий могутній зброя, наслідки застосування якого носили б галактичні масштаби. Така братовбивча війна цілком зійшла б за космічне диво. А чудес немає!

Cіли, що перешкоджають розвитку розуму, повинні мати зовсім іншу природу. І вони, звичайно ж, повинні носити універсальний, що не залежить від конкретних умов, характер.

Перш ніж переходити до опису можливої причини, що приводить до загибелі розуму (природної загибелі розуму), подумаємо над наступною проблемою: чому людині за найкоротші (по космологічним масштабами) терміни вдалося зрозуміти закони природи, яким підпорядковується вся спостережувана частина Всесвіту? Якихось двох-трьох тисяч років виявилося достатньо, щоб дійти до квантової механіки і загальної теорії відносності. Яким чином людина, чий повсякденний досвід обмежується банальними масштабами, вимірюваними метрами, швидкостями, в десятки мільйонів разів меншими швидкості світла, і мізерно слабким полем тяжіння, - яким чином це слабка істота, не виходячи з дому, проникло в гігантські простори Всесвіту і вглиб нескінченно малих елементарних частинок?

Античні філософи описували процес пізнання так. Уявімо собі нескінченну площину. Кружечок на площині - це частина пізнаного нами. У процесі пізнання коло збільшується, поглинаючи попереднє знання, але росте і кордон з непізнаним. Пізнання породжує все нові й нові запитання. Процес безконечний.

Точка зору ця стара, як світ. Але чи не занадто примітивно таке узагальнення нашого швидкоплинного досвіду? Невже нескінченно складний об'єкт такий простий? Швидка ні, ніж так. Адже "складність" - в першу чергу характеристика якісна, а не кількісна. Нескінченно складний об'єкт повинен складатися з нескінченно складних, якісно різних частин і не обов'язково сумісних. Світ, а точніше, система знань про світ - це не матрьошка. Пізнавши частина такого непростого об'єкта, ми не можемо бути впевнені в тому, що наші знання впишуться в наступну систему знань подібно до того, як маленька матрьошка входить у велику. Швидка за все, пізнання повинно бути досить нелінійним процесом. Екстремальним (але зовсім не приватним) випадком могла б бути настільки сильна нелінійність, що пізнання будь-якої частини взагалі неможливо без знання реальної картини. Іншими словами, нескінченно складний об'єкт непізнаванне в принципі. Розум не міг би виникнути в нескінченно складною Всесвіту!

Висловлені вище негативний теза про невідповідність послідовно пізнаваних частин знаходиться в кричуще протиріччі з усім нашим досвідом. Весь наш досвід кричить про те, що наш світ - матрьошка. Наприклад, механіка Ньютона стала частиною спеціальної теорії відносності Ейнштейна, яка, в свою чергу, стала частиною загальної теорії відносності. Це те, що називається принципом відповідності Бора.

Як же зняти очевидне протиріччя? Є два виходи: або ми неправильно уявляємо собі нескінченно складний об'єкт, або навколишній світ не нескінченно складний. вибрати правильну відповідь можна тільки спираючись на які спостерігаються факти ...

Згадаймо: розум, позбавлений їжі, гине. Все стає на свої місця. Експериментально доведене відсутність надцивілізація свідчить про те, що наша Всесвіт занадто проста для розуму. Швидко (за кілька тисяч років) пізнавши її закони, розумне життя вичерпує всі можливості своїх застосувань і зникає. Парадоксально, але факт: розум виникає і гине за однієї і тієї ж причини -- по причині простоти пристрої нашого світу.

Звичайно, ідея простоти світу - це хоч і внутрішньо несуперечлива і цілком відповідне досвіду, але все ж тільки можливість. Та й чи так вже необхідна гіпотеза тупикової гілки?

Ми присутні (я маю на увазі останні сто років) в унікальний час - у своєрідний Золотий століття. Вперше за всю людську історію характерний час економічного розвитку стало яке можна порівняти з тривалістю людського життя. Будь-який людина, незалежно від своєї освіти і розуміння навколишнього Насправді, майже шкірою відчуває прогрес. Народившись у часи паровозів і першого аеропланів, він виростає, вже дивлячись у блакитні екрани, а пенсію отримує, використовуючи комп'ютерну банківську мережу. Життя людини XX ст. проходить на швидко змінюється побутовому тлі і народжує в ньому зовсім нове світовідчуття, і, як наслідок, відбувається зміщення людських цінностей. Вічні питання відступають на задній план, вперед виходить туристична тяга до зміни місць і часу. Cлава Богу, ця зміна декорацій - результат все-таки винахідливості і розуму, і тому платники податків виділяють кошти на задоволення частиною населення своєї допитливості. Тепер всякому уряду (звичайно, я маю на увазі розвинуті країни) очевидно, що потрібно підгодовувати фундаментальні дослідження: вони окупляться, вони врешті-решт економічно вигідні. Але астрофізика показує, що таке положення не може бути вічним, більше того, воно не може тривати довше кількох сотень років, інакше ми б давно вже відкрили маленькі космічні чудеса. Що ж піде потім? Похмуре середньовіччя? Загибель? Тупикова гілка?

Невже люди -- ті ж динозаври? Природно, простий і привабливий вихід з парадоксу Фермі - це припущення про швидкоплинність технологічної фази, але без загибелі. На думку відразу приходить альтернативний "західному" (так можна назвати експоненційну технологічну фазу) варіанту варіант "східний"; догляд цивілізації в самоспоглядання (розвиток вглиб). Але як уявити таку майбутнє життя на нашій планеті після всього, що на ній вже побудовано? Я маю на увазі не звичайне простір, заповнене надшвидкісними поїздами, блискучими дзеркалами хмарочосами, обплутані єдиною комп'ютерною мережею, і що сидить у ньому самосозерцающего реріхівські старого, а простір людської активності. Де тисячі допитливих, що жадають парадоксів умов? Замість них - ремонтні бригади, які підтримують винайдений тисячі і тисячі років тому.

Найцікавіший варіант був запропонований чудовим радянським астрофізиком В. Ф. Шварцманом. Головне нове зерно його ідеї полягає в тому, щоб не виводити проблему Великого Мовчання Всесвіту з області науки, а навпаки - спробувати змінити саме поняття науки. Наведу цілком абзац з його статті вісімдесят шостого року. "Наука є лише частина, елемент культури, причому елемент порівняно молодий. Евристичні принципи, ідея верифікації і ціннісні установки сучасної науки "викристалізувалися" усередині культури лише близько 400 років тому. Лише у XVIII ст. почалося експоненційний зростання параметрів науки, тобто її розвитку набуло незворотного характеру. Лише в XX ст. наука перетворилася на продуктивну силу суспільства, а її результати багато в чому визначили вигляд людства і навіть поставили під сумнів його майбутнє. Загальновизнано, що перетворення характеру науки в XX ст. є глобальним і безпрецедентним; ймовірно воно буде продовжуватися і надалі (наприклад, під впливом інших форм духовної діяльності людини або розповсюдження супер-ЕОМ, або контакт з позаземною цивілізацією ...). Тому не виключено, що сенс категорії "наука" зміниться на XXX сторіччя настільки ж радикально, як і за попередні десять століть ". Переносячи ці міркування на будь-яку іншу цивілізацію, Шварцман вважає, що ми давно вже "приймаємо сигнали ", але не усвідомлюємо їх штучну природу. Іншими словами, Велике Мовчання, парадокс Фермі - це не просто криза окремої фізичної теорії (типу ОТО або ТВО), а криза цивілізації.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.fund-intent.ru/