«Великое молчание Вселенной», то есть отсутствие каких-либо признаков существования в ней Разума, кроме земного, противоречит современным представлениям о мире.
Маловероятно, что в однородной и изотропной Вселенной с неисчислимым количеством звезд возникла лишь одна цивилизация, земная. Если же наша цивилизация не единственная и развивается по стандартным законам, то есть со временем все больше познает мир и преобразовывает его, то те внеземные цивилизации (ВЦ), которые родились раньше, должны превосходить нас по технологическим возможностям. И так или иначе обнаружить себя – искусственными сигналами, полетами космических аппаратов, заметными для земного наблюдателя преобразованиями в космосе и так далее.
Но мы не видим ни ВЦ, ни их следов. «Ну, и где они в таком случае?» Этот вопрос впервые прозвучал в 1950 году из уст знаменитого физика, Нобелевского лауреата Энрико Ферми в ответ на доводы своих коллег в пользу множества высокоразвитых цивилизаций в нашей Галактике.
«Парадокс Ферми» не разрешен, однако на 10 лет позже американский физик Френсис Дрейк вывел формулу, с помощью которой можно определить число цивилизаций в Галактике, с которыми есть шанс вступить в контакт. Формула состоит из произведения различных вероятностей и некоторых других чисел. Его формула, хотя и подвергается критике, и сейчас считается серьезнейшей попыткой сформулировать возможность встречи.
Взглянуть на проблему с неожиданной стороны предложили ученые из Украины и России - доктор физико-математических наук, профессор Киевского политехнического института Андрей Снарский и кандидат физико-математических наук, заместитель директора Научно-производственного предприятия «Наука-Сервис», москвич Игорь Безсуднов.
Соавторы предложили модель появления и взаимодействия цивилизаций во Вселенной, используя обобщение клеточного автомата. В информатике так называют особые динамические системы, виртуальные миры, развивающиеся в пространстве и времени. Они используются учеными для исследований, в том числе, эволюции больших физических систем.
Пространство представлено здесь равномерной сеткой, каждая клетка (ячейка) которой содержит несколько битов данных. Есть и время, движущееся вперед дробными шагами. Законы эволюции этого виртуального мира выражаются определенным набором параметров и правил, которые задаются самими исследователями. В соответствии с ними каждая клетка на каждом временном отрезке автоматически вычисляет свое новое состояние по состояниям ее близких соседок.
В рамках этой модели соавторы представили Вселенную как матрицу, которая состоит из ста миллионов клеток и функционирует на протяжении 320 тысяч циклов их обновления. Было использовано несколько параметров, в том числе, вероятность зарождения цивилизаций и среднее время их жизни.
В результате оказалось, что при одних значениях заданных параметров ВЦ живут, развиваются и погибают «в одиночку», разъединенные непреодолимыми преградами времени или пространства. При других же - получают шанс пересечься. Контакт дает им новую пищу для познания, возможность обмениваться идеями и технологиями, вовлекая в этот процесс соседей. В этом случае происходит смена фазы, принципиальный переход количества в качество. Цивилизации получают бонус в виде продления времени своего существования и проявляют тенденцию к лавинообразному распространению по всей Вселенной.
Познакомившись с работой, главный астроном проекта SETI Сет Шостак представил этот процесс в виде дождя на водной глади. Капли-цивилизации падают там и тут, образуя отдельные круги. В соответствии с одним вариантом развития событий капли падают слишком далеко друга от друга или в разные периоды времени, и вызванные ими волны сглаживаются, не успев пересечься. Однако при сильном дожде или случайном совпадении во времени и пространстве круги пересекаются.
Еще о результатах Снарского и Безсудного:
1) The Fermi Paradox, Self-Replicating Probes, and the Interstellar Transportation Bandwidth
2) Astrobiological Complexity with Probabilistic Cellular Automata
Модель позволила построить неравенство, при выполнении которого Вселенная рано или поздно должна оказаться полностью «цивилизованной». Но в какой именно Вселенной мы живем? Какие параметры заложены природой? Легкий дождик или ливень?
Как отмечают соавторы, сегодня ответа на эти вопросы нет. Корреспондент Pro Science попытался узнать у Андрея Снарского и Игоря Безсудного - возможно ли, что Разум уже начал шагать по пути появления содружества цивилизаций и землянам нужно лишь дождаться заветного часа?
Ваша научная тематика?
Физические процессы в сильно неупорядоченных средах, теория протекания, теория сложных сетей (у Андрея Снарского) и явления в средах с перколяцией, самоорганизованная критичность, математическое и компьютерное моделирование систем с протеканием (у Игоря Безсуднова).
Это довольно далеко от проблемы внеземного разума. Что побудило вас создать модель развития цивилизаций во Вселенной?
Статьи известного российского астрофизика Владимира Липунова. Анализируя факт «молчания Вселенной», он выдвинул оригинальную гипотезу - универсальная причина гибели внеземных цивилизаций может быть связана с потерей основной функции разума. Функции познания. Наш мир устроен относительно просто, считает астрофизик, и разумная жизнь, познав за определенный срок его законы, исчерпывает свой познавательный импульс и погибает.
Стоит заметить, что недостатка в предположениях о причинах «великого молчания» ВЦ, если они существуют на самом деле, нет. От непривлекательности Земли для более развитого разума и до закономерной гибели любой цивилизации до того, как она станет способной к межзвездным перелетам.
Конечно, наша модель – не решение Парадокса Ферми. Скорее, это некое дополнение к формуле Дрейка. Мы впервые учли ограниченность времени жизни цивилизации, а также эффекты, связанные с контактом ВЦ, их взаимным расположением и с конечным временем распространения сигнала контакта - не больше скорости света.
Дрейк говорил о вероятности, а мы – о некоем критическом параметре, который определяет, смогут состояться встречи с ВЦ, которые продлят им время жизни, или нет. По-видимому, сейчас большинство цивилизаций одиноки, но мы надеемся, что наш "бонус" во Вселенной больше критического и, в конце концов, контакт будет найден. Нужно подождать. Правда, неизвестно сколько. Но пока есть те, кто хочет познавать, есть надежда.
Не исключено, что со временем обнаружится, что какой-то из заложенных вами параметров не верен. Или нужно ввести дополнительные условия.
Конечно. Развивая модель, ученые могут, например, дополнительно учесть возможность не только положительного, но и негативного взаимодействия цивилизаций. Или разброс периодов их жизни. Выводы тоже могут отчасти поменяться. Например, критический бонус - добавочное время жизни, появляющееся при контакте ВЦ, - может оказаться много больше или много меньше.
Могут быть другие интерпретации этой модели клеточного автомата, которые учитывают существование бонуса при контакте?
Представим, что у нас есть гангстеры и полиция. Гангстерские организации существуют определенное время в зависимости от работы полиции. При хорошей работе полиция раньше или позже их ловит и уничтожает. При плохой работе стражей порядка отдельные гангстерские организации объединяются в синдикаты, которые получают бонус – они будут жить дольше, поскольку обладают большей мощью. То есть от полиции зависит, распространятся ли гангстеры на всю страну или нет.
Фокус состоит в том, что это распространение происходит лавинообразно. Стоит только упустить возможность и дать преступным организациям жить большее время, чем критический период, - и через какое-то время эти организации оккупируют всю страну.
Это шутливая интерпретация, которая, тем не менее, показывает, что модель может применяться в разных ситуациях.
