Вселенная. Жизнь. Разум - Наука (И.С. Шкловский)

системы, населенные разумными существами, удалены от нас на расстояния, превы-
шающие многие сотни, если не тысячи световых лет. Это объективно существую-
щее обстоятельство, конечно, значительно удалит дату встречи с нашими

космическими братьями по разуму.

Волнующим является вопрос о принципиальной возможности бессмертия для

каждого индивидуума человеческого общества. В отличие от Кларка, мы понимаем

под этим не способность данного индивидуума жить вечно (что явно бессмыслен-
но), а существенное продление его жизни, скажем, в десятки и даже сотни раз. Та-

кая перспектива, особенно в связи с возможностью создания искусственных раз-
умных существ, нам представляется вполне реальной. Об этом, в частности, речь
будет идти в предпоследней главе нашей книги.

В целом таблица Кларка при ее внимательном изучении производит сильное

впечатление. Из нее непосредственно, например, следует, что к 2100 г. возможности
человечества существенно перерастут скромные земные ресурсы. В этом же и со-
стоит вся сущность проблемы дальнейшего развития нашей цивилизации. Неогра-
ниченный экспоненциальный и даже «сверхэкспоненциальный» рост всех показате-
лей развития за последние 3—4 столетия есть сугубо н е р а в н о в е с н ы й процесс.

Человечество, возникшее как часть биосферы, вышло из состояния равновесия
с этой оболочкой Земли, что неизбежно должно привести его к критической ситуа-

ции, к необходимости с д е л а т ь вы б о р и коренным образом изменить страте-
гию своего поведения. От этого будет зависить вся предстоящая история человече-

ства. Как же будет выглядеть развитие человечества в б у д у щ е м ?

Всестороннее математическое исследование этой проблемы в последние годы

проводилось группой весьма компетентных специалистов, известных под названием
«Римский клуб». Сложность задачи состоит в том, что параметры развития челове-
чества (например, промышленное производство на душу населения, загрязнение

среды обитания и пр.) являются взаимно связанными. Надо еще иметь в виду, что
все глобальные процессы (рост производства и народонаселения, загрязнение среды
обитания и пр.) имеют и н е р ц и ю . Математически задача сводится к решению си-

стемы из многих тысяч совместных дифференциальных уравнений, что можно было

сделать только с помощью современной вычислительной техники. Соответствую-

щая этой задаче область науки известна как с и с т е м н ы й а н а л и з .

Прежде всего тщательно оценивались все ресурсы Земли, которые необратимо

расходуются в процессе технологического прогресса человечества. Далее, используя
все данные экономики и статистики, находят рост производства этих ресурсов и за-

висимость этого роста от времени, а затем оценивают «время исчерпания» соот-
ветствующего вещества. Некоторые результаты этого анализа приведены в табл. 13.

Т а б л и ц а 13

Вещество

Алюминий

Хром

Уголь

Медь

Глобальные

запасы, т

1,2-10

1,7-10

5-10

3- 10

% роста

в год

6,4

2,6

4,1

4,6

т, годы

154

150

Вещество

Железо

Свинец

Нефть

Природный

газ

Глобальные

запасы, т

1,0-10

4.5- 10

3- 10

% роста

в год

1,8

2,0

4,0

4,7

т, годы

173

Время исчерпания ресурсов вычислено в предположении, что в течение буду-

щих десятилетий разведанные ресурсы вырастут в пять раз по сравнению с данны-
ми, приводимыми в этой таблице. Конечность ресурсов Земли и их грядущее исчер-
пание в сочетании с прогрессирующим загрязнением среды обитания является

решающим фактором в будущей истории нашей цивилизации.

Участники «Римского клуба» особенно тщательно исследовали вопрос о за-

грязнении окружающей среды деятельностью человека. Поучителен рис. 109,
дающий уменьшение кислорода в воде около дна Балтийского моря, которое, по

280

существу, стало мертвым. Важно, что очистка отходов — очень дорогое дело, если
мы хотим получить достаточно чистые отходы, а именно это и нужно (рис. 110).

Авторы этого исследования рассчитывают несколько моделей дальнейшего

развития человеческого общества. Прежде всего, рассчитывается «стандартная» мо-

дель, описывающая дальнейшее развитие так, как оно происходило в прошлом.
Соответствующие графики основных параметров развития приведены на рис. 111,

который можно озаглавить: «Что произойдет, если ничего не предпринимать».
Анализ этих кривых производит устрашающее впечатление. Вплоть до начала сле-
дующего, XXI века будет происходить тот же рост, что и приведенный на рис. 107.
Однако после 2030 г. очень быстро наступит катастрофическая ситуация. Числен-
ность населения, а также промышленная продукция начнут резко снижаться, а за-

грязнение среды — расти. Цивилизация прекратит свое существование («коллапс»)
и вместе с нею исчезнет и загрязнение. Увы, нас это не должно уже радовать!

281

в одном, крайне нежелательном направлении. В качестве панацеи от ожидаемой че-

ловечеством в будущем катастрофы авторы «Римского клуба» предлагают ко-
ренным образом изменить стратегию поведения цивилизации. Вместо стратегии не-
ограниченного роста — полная остановка роста производительных сил и их точная
регулировка (концепция «равновесной» цивилизации).

Разработка вопросов, касающихся глобальных динамических моделей развития

человечества, была выполнена двумя группами советских авторов (В. А. Геловани
с коллегами и В. А. Егоров). Прежде всего они математически доказали, что пред-
лагаемое авторами «Римского клуба» «глобальное равновесие» отнюдь не может
предотвратить кризис — оно только отодвигает его на сотню — другую лет. И во-

обще модели, рассматривавшиеся западными авторами, не допускают «нетри-
виальных» стационарных решений. А «тривиальное» решение, если говорить не на
математическом языке, означает с м е р т ь (точнее, равенство нулю всех параме-
тров глобальной модели, как-то: уровня производства, населения, загрязнения
среды и пр.). В качестве альтернативы советские авторы выдвинули и рассчитали

модель, в которой «коллапс» устраняется не остановкой роста, а разумным упра-
влением инвестициями капитала. Для этого, однако, надо большую часть этих ин-

вестиций направить на борьбу с загрязнением, восстановлением ресурсов и ликви-

дацию эрозии обрабатываемой земли. Как это делать, однако, пока не ясно. По

существу, эта модель, допускающая «нетривиальное» стационарное состояние, оз-
начает установление на нашей планете режима космического корабля, следующего

вместе с космонавтами в неопределенно длительный рейс: каждый грамм вещества
на учете и все должно регенерироваться.

Мы, однако, сомневаемся в том, что модель советских авторов снимает про-

блему «коллапса». Только остановка роста производства и жесткая регламентация
в использовании ресурсов и их регенерации, сочетающаяся с тратой львиной доли
национального продукта на борьбу с загрязнением среды, как мы надеемся, может
решить проблему. Впрочем, надо торопиться, — осталось не так уж много времени
(см. рис. 111 — 114), а «эффекты задержки» исчисляются десятилетиями.

Все приведенные рассуждения рассматривают развитие человечества на изоли-

рованной маленькой планете с ограниченными ресурсами. Но справедливо ли такое
рассмотрение? Об* этом речь будет идти в следующей главе.

26. Разумная жизнь

как космический фактор

Уже неоднократно в этой книге шла речь об одной важнейшей тенденции раз-

вития разумной жизни — ее активном воздействий на космос. Так, деятельность че-
ловека изменила такую существенную характеристику Земли как космического те-

ла, какой является радиоизлучение планеты. Уже сейчас человек начинает менять
«генеральный план» Солнечной системы. У Венеры и Марса появились искус-
ственные спутники. А ведь естественных спутников достаточных размеров у Венеры

не было в течение миллиардов лет! Вокруг Земли по самым различным орбитам
теперь движутся многие тысячи сделанных руками людей спутников. Человек
умеет сейчас вызвать такие грандиозные явления природы космического характера,

как полярные сияния и магнитные бури. Для этого достаточно взорвать водород-

ную бомбу высоко над поверхностью Земли. К сожалению, поразительная мощ-
ность человеческого разума далеко не всегда используется на благо человечества.

И как раз ядерные взрывы на больших высотах являются хорошим тому
примером...

Но ведь мы наблюдаем только самое начало вступления человечества в косми-

ческую эру. Ведь прошло только тридцать лет после события, возвестившего

о наступлении этой эры. Что же будет дальше?

Очень трудно сейчас даже представить, какие изменения сможет внести человек

в Солнечную систему. Например, Саган предложил радикальную идею «переделки»
атмосферы Венеры. Для этого нужно забросить в эту атмосферу некоторое количе-

ство одного из видов водоросли хлореллы. Бурно размножаясь в венерианской ат-

мосфере, хлорелла довольно быстро разложит имеющиеся там в большом обилии

молекулы СO

. В результате жизнедеятельности этих водорослей атмосфера Ве-

неры начнет обогащаться кислородом. Изменение химического состава атмосферы
повлечет за собой значительное уменьшение «парникового эффекта», отчего темпе-
ратура поверхности Венеры понизится. В конце концов, «негостеприимная» планета
станет пригодной для обитания*)...

Но почему, собственно говоря, мы должны ограничивать деятельность челове-

чества Солнечной системой? И невольно возникает вопрос: не приведет ли в буду-
щем (пусть далеком) деятельность человека к таким радикальным изменениям
в Солнечной системе, что они могут быть наблюдаемы со звездных расстояний?
В гл. 10 было показано, что никакими из известных современной астрономии мето-
дов нельзя обнаружить наличия планет типа Земли даже у ближайших к нам звезд.

Но не может ли деятельность разумных существ достигнуть такого масштаба, что
этот вывод станет уже неверным? Если это так, то открывается увлекательная воз-
можность по некоторым наблюдаемым характеристикам какой-нибудь звезды сде-
лать вывод, что около нее есть планета, населенная высокоразвитыми разумными

существами.

Идеи о грядущей перестройке человеком Солнечной системы неоднократно вы-

сказывал К. Э. Циолковский. Например, в книге «Грезы о Земле и небе», изданной
в 1895 г., он обращает внимание на несуразность такого положения, когда Земля
«перехватывает» только одну двухмиллиардную часть потока солнечного излуче-
ния. Он считал, что рано или поздно человечество должно будет овладеть «всем
солнечным теплом и светом» и начать расселяться в просторах Солнечной сис-

*) Забавно, что сразу же появились возражения против этого остроумного проекта. Так,

например, некоторые авторы считают вообще недопустимым «загрязнение» Венеры земными

формами жизни... Это «возражение» применительно к Венере представляется смешным, од-

нако вопрос о тщательной стерилизации космических кораблей достаточно серьезен.

284

темы. Этот длительный процесс «колонизации» всего околосолнечного простран-
ства человеком, по мысли Циолковского, должен состоять из нескольких этапов.
Первый этап — преобразование пояса астероидов. В «Грезах о Земле и небе» ра-
зумные существа управляют движением малых планет так, «как мы управляем ло-

шадьми». Энергия, необходимая для поддержания жизни людей на преобразо-
ванных астероидах, извлекается с помощью «Солнечных моторов». Лет 90 назад

гений Циолковского предсказал появление солнечных батарей — основы энергетики
бортовой аппаратуры современных космических ракет!

Преобразованные деятельностью человечества астероиды образуют, по Циол-

ковскому, «цепь эфирных городов». Для создания этих «городов» строи-
тельный материал берется вначале из астероидов, «масса которых разбирается до
дна». Из этого материала люди будут «лепить» искусственные космические тела
с наиболее выгодной формой поверхности. Затем, когда материал астероидов бу-
дет исчерпан, в «дело» пойдет Луна (на перестройку Луны Циолковский «кладет»
несколько сотен лет).

Наступит очередь Земли, а затем больших планет. По Циолковскому, процесс

преобразования околосолнечного пространства займет сотни тысяч и даже мил-

лионы лет. Перестроенная Солнечная система сможет обеспечить теплом и светом
жизнь «3 • 10

существ, подобных человеку... Это число в 15 • 10

раз больше чис-

ла жителей на земном шаре, полагая их равным 2 • 10

...».

Циолковский был глубоко убежден в ничем не ограниченных возможностях че-

ловеческого разума. Так, в книге «Воля Вселенной. Неизвестные разумные силы»,

изданной в Калуге в 1928 г., он написал следующие вдохновенные строки: «...Что
могущественней разума? Ему — власть, сила и господство над всем космосом. По-
следний сам рождает в себе силу, которая им управляет. Она могущественнее

всех остальных сил природы...». Это подлинный гимн мощи человеческого
разума!

Гениальные и дерзновенные мысли К. Э. Циолковского в начале нашего века

казались тем немногим его современникам, которые о них знали, смешным чудаче-
ством провинциального школьного учителя. Как изменились времена! Ведь не так
уж давно потрясенный мир, затаив дыхание, смотрел по телевидению первый вы-
ход человека — советского космонавта А. А. Леонова — в свободное космическое

пространство (рис. 115). Со всей очевидностью была продемонстрирована способ-
ность человека р а б о т а т ь в межпланетном пространстве. А выдающиеся дости-

жения экипажей «Салютов», проводивших разнообразную работу в космосе! А до-

стижения экипажей американских «Аполлонов», проделавших большую работу на
поверхности Луны! Это все первая материализация грез Циолковского о пере-
стройке Солнечной системы волей, руками человека. Насколько далеко Циолков-
ский смотрел вперед, видно хотя бы из того, что в 1960 г. его основные идеи, ко-
торые мы сформулировали, были, по существу, повторены крупным английским
физиком-теоретиком Дайсоном, который, вероятно, не знал ничего о книге Циол-
ковского. Конечно, работа Дайсона написана на основе достижений физики второй

половины XX столетия, между тем как высказывания К. Э. Циолковского не имели
под собой такого прочного фундамента. Тем более достойна удивления та прозор-

ливость, с которой основоположник астронавтики сумел правильно оценить суще-
ственную тенденцию в развитии разумной жизни на нашей планете — необходи-

мость ее экспансии в космос.

Мы сейчас более подробно остановимся на работе Дайсона, потому что она

содержит попытку к о л и ч е с т в е н н о г о анализа проблемы перестройки буду-
щим человечеством Солнечной системы. Прежде всего, исследователь обращает

внимание на поразительно высокие темпы научного и технического развития, ха-
рактерного для общества разумных существ в «технологическую эру». «Шкала
времени» такого развития очень коротка по сравнению с астрономическими и

285

геологическими интервалами времени. В гл. 22 мы уже подчеркивали это примени-

тельно к прогрессу радиофизики за последние полвека.

Однако имеется один важный материальный фактор, ограничивающий в конеч-

ном итоге научное и техническое развитие общества. Дело в том, что ресурсы ве-
щества, необходимые для такого развития, не являются неисчерпаемыми. Об этом
уже шла речь в предыдущей главе. В настоящее время ресурсы вещества, которые

используются человечеством в его практической деятельности, ограничиваются
биосферой Земли, масса которой порядка 5 • 10

г, т. е. около одной стомиллион-

ной массы земного шара. Количество энергии, ежесекундно потребляемой челове-
чеством, приблизительно равно 6 • 10

эрг (см. предыдущую главу). Не приходится

сомневаться, что ресурсы каменного угля, нефти и других горючих ископаемых бу-
дут исчерпаны в течение ближайшей сотни лет (см. предыдущую главу).

С наступлением эры освоения космоса проблема ресурсов цивилизации

в принципе меняется самым радикальным образом.

Вполне естественно, что на определенном, достаточно высоком, этапе развития

общества с необходимостью возникает тенденция использовать ресурсы вещества
и энергии, находящиеся вне Земли, но в пределах Солнечной системы. Каковы же
эти ресурсы? Если говорить о ресурсах энергии, то, прежде всего, следует иметь

в виду излучение Солнца. Ежесекундно оно излучает 4 • 10

эрг. Что касается ре-

сурсов вещества, то здесь основным источником могут быть массы больших пла-
нет. Масса планеты гиганта Юпитера составляет, например, 2 • 10

г. Чтобы пол-

ностью «распылить» массу Юпитера, необходимо затратить энергию порядка

эрг, что равно энергии, излученной Солнцем за 800 лет.

Наиболее рациональным способом использования массы Юпитера согласно

Дайсону будет сооружение гигантской сферы радиусом около одной астрономиче-

286

ской единицы (т. е. 150 млн км), в центре которой будет находиться Солнце. При
этом, как легко можно подсчитать, толщина сферы была бы такой, что над
каждым квадратным сантиметром ее поверхности находилось бы около 200 г веще-
ства. Оболочка такой толщины вполне могла бы быть обитаемой. Вспомним, что

масса атмосферы над каждым квадратным сантиметром земной поверхности близ-

ка к 1 кг. Человек, как известно, фактически является «двумерным» существом, так
как он освоил только п о в е р х н о с т ь земного шара. Поэтому вполне допустимо
считать, что человек в перспективе 2,5 — 3 тыс. лет создаст «искусственную биосфе-
ру» на внутренней поверхности «сферы Дайсона». После реализации этого гран-
диозного проекта человечество сможет использовать в с ю энергию, излучаемую

его «материнской звездой» — Солнцем. Необходимые для утилизации солнечной
энергии машины могут быть размещены на поверхности сферы Дайсона или где-
нибудь внутри ее. Поверхность этой сферы будет примерно в 1 млрд раз больше
поверхности земного шара. Сообразно с этим население сферы вполне может до-
стигнуть предсказанной 90 лет назад Циолковским величины...

Дайсон обращает внимание на одно интересное обстоятельство: ряд совершен-

но независимых величин — массы больших планет, толщина искусственной био-

сферы, общая энергия солнечного излучения, время существенно технологического

развития общества и время, нужное для распыления масс больших планет, — оказы-

вается очень хорошо согласованным. «Поэтому,— заключает Дайсон,.— если ис-
ключить возможность случайной катастрофы, вполне закономерно ожидать, что
разумные существа в конце концов будут вынуждены прибегнуть к подобной фор-

ме эксплуатации доступных им ресурсов. Следует ожидать, что в пределах несколь-
ких тысяч лет после вступления в стадию технического развития любой мыслящий
вид займет искусственную биосферу, полностью окружающую его материнскую
звезду».

До этого пункта исследование Дайсона, по существу, было повторением идеи

Циолковского, но, конечно, на уровне науки второй половины XX столетия. Далее,
однако, Дайсон делает принципиально новый шаг. Он ставит вопрос, как будет
«выглядеть со стороны» цивилизация, распространившаяся по внутренней поверх-

ности сферы, окружающей звезду. Так как излучение «центральной звезды» не
пройдет сквозь непрозрачную сферу Дайсона, то в межзвездное пространство бу-

дет излучать только наружная поверхность этой сферы. Температура последней
должна быть примерно такой же, как и средняя температура Земли, т. е. около 300 К.

При такой температуре, согласно хорошо известным из физики законам излуче-
ния нагретых тел, сфера будет испускать преимущественно инфракрасные (тепло-
вые) лучи с длиной волны от 10 до 20 мкм. Полная мощность излучения сферы
Дайсона в инфракрасной области спектра должна быть такой же, как и у централь-
ной звезды в «видимой» области. В противном случае излучение звезды внутри
сферы «накапливалось» бы, что привело бы к катастрофическому нагреву искус-
ственной биосферы.

Таким образом, инопланетная цивилизация, .развивающаяся в описанном на-

правлении, должна «со стороны» наблюдаться как очень мощный источник инфра-
красного излучения. Атмосфера Земли прозрачна для излучения с длиной волны от
10 до 20 мкм. Следовательно, инфракрасное излучение от подобных объектов (если
они, конечно, существуют) будет свободно проходить через это «окно прозрачно-
сти» в земной атмосфере и вполне может быть наблюдаемо с помощью больших
современных телескопов. Чувствительность современной приемной аппаратуры по-
зволяет зарегистрировать такое излучение, если звездная величина «материнской»
звезды ярче 8-й, что соответствует расстояниям порядка 100 световых лет (если
звезды более или менее похожи на наше Солнце). В ближайшие десятилетия можно
ожидать значительного увеличения чувствительности приемной аппаратуры в диа-
пазоне 10 до 20 мкм. Это даст возможность обследовать все объекты до 10—12-й

287

звездной величины. Соответствующие звезды могут быть удалены от нас на рас-
стояния в несколько сотен световых лет. Поэтому Дайсон преЛлагает для обнару-
жения инопланетных цивилизаций предпринять систематические .поиски «точечных»

источников л инфракрасного излучения внеземного происхождения.

В принципе возможно, что такое избыточное инфракрасное излучение сущест-

вует у некоторых звезд, давно уже наблюдаемых оптическими методами. Это мо-
жет быть либо в том случае, когда инопланетная цивилизация из-за нехватки
«строительного материала» — вещества больших планет — не смогла использовать
всю энергию излучения от центральной звезды, либо когда она располагается во-
круг одной из звезд кратной системы. Мы знаем, согласно исследованиям Су Шу-

хуанга, что жизнь может развиваться и около компонент двойных звезд (см.

гл. 11). Первоочередной задачей Дайсон поэтому считает планомерное обследова-
ние ближайших к нам звезд, особенно обладающих «невидимыми» спутниками.

<> Важные результаты в этом направлении были получены с помощью инфра-

красного космического телескопа (ИРАС). Телескоп имел зеркало диаметром

57 см, которое для обеспечения подавления собственного инфракрасного излучения

охлаждалось до температуры 10 К (всего на 10 Кельвинов выше абсолютного ну-
ля). Инфракрасные детекторы в фокусе зеркала охлаждались до 3 К. Телескоп ра-

ботал в четырех диапазонах: 8 — 15, 20 — 30, 40 — 80 и 80—120 мкм. Спутник был вы-
веден на почти полярную орбиту (угол наклона плоскости орбиты к плоскости
земного экватора 99 °) так, что он двигался постоянно над границей день — ночь
над Землей, что удобно для проведения картографирования всего неба при по-
стоянных условиях освещенности Солнцем. Работа телескопа продолжалась не-

прерывно в течение 1983 г. и была закончена в результате израсходования ресурса
жидкого гелия. За время работы было исследовано 98% всей небесной сферы и бы-
ло открыто около 200000 инфракрасных астрономических объектов. Обработка ка-
талога этих объектов продолжается до настоящего времени.

Для обсуждаемой здесь проблемы результаты ИРАС интересны в нескольких

направлениях.

Во-первых, были обнаружены оболочки из твердых частиц около молодых

звезд, возможно, указывающие на продолжающийся процесс образования планет.
Такие оболочки обнаружены около звезды Вега (а Лиры, расстояние 25 световых
лет), Фомальгаут (а Южной Рыбы, 23 световых года), е Эридана (11 световых лет)

и Р Живописца (50 световых лет). Вскоре после этого открытия Смит и Терил с по-
мощью наземного телескопа с коронографом и мозаичного приемника света под-

твердили, что оболочка около Р Живописца представляет собой искривленный про-

топланетный диск. Затем протопланетные диски были обнаружены с помощью
наземных телескопов около некоторых молодых звезд типа Т Тельца (например,

около HL Тельца), возраст которых 0,1—1 миллион лет. Очень интересно, что
сходные диски были обнаружены и у некоторых солнцеподобных звезд, которые,
как оказалось, обладают аномальным инфракрасным излучением. Для одного из

таких источников IRS 1551 диск был открыт по аномальному радиоизлучению

в миллиметровом диапазоне с помощью 45-метрового радиотелескопа в Японии.

Оуман и Жиллет считают, что по данным ИРАС из 335 звезд в пределах 80

световых лет от нас 68 звезд (т. е. около 20%) показывают избыточное инфракрас-

ное излучение, в особенности это относится к звездам классов А и F. Таким обра-

зом, около половины А звезд имеют пылевые оболочки, и они сохраняются при-
мерно половину жизни этих звезд — 100 миллионов лет, что как раз совпадает со
временем, необходимым для образования больших планет. Это, возможно, указы-
вает и на то, что для более старых звезд типа Солнца планетных систем столько
же, сколько и звезд. Но это, конечно, только косвенное указание.

Среди объектов, обнаруженных ИРАС, имеется большое количество таких, ко-

торые излучают только в инфракрасном диапазоне и потому не отождествляются

288

ни с какими другими астро-
номическими объектами. Эти
объекты напоминают по ха-
рактеру спектра излучение от
сфер Дайсона. Однако при-
мерно такими же характерис-

тиками должны обладать
звезды, относящиеся к клас-
су красных гигантов — класс
звезд с массами, близкими к
солнечной, но в своей эво-
люции зашедшими дальше. В

ядре звезды ядерные реак-
ции прекращаются и оно
становится более компакт-

ным, а атмосфера звезды рас-
ширяется до радиуса в не-
сколько астрономических

единиц. На периферии атмо-
сферы возникает опять плот-
ная пылевая оболочка.

В. И. Слыш выделил из

каталога ИРАС пять наибо-
лее интенсивных объектов
(рис. 116), спектр которых
наиболее близок к спектру
черного тела, не отождест-
вленных с известными астро-

номическими объектами.
Среди них источник

G 357,3 — 1,3 — сильнейший
объект каталога ИРАС. По
форме спектра температура
соответствует — 53°С. Если
предположить, что это излучение исходит от сферы Дайсона и его мощность
примерно равна светимости Солнца, то расстояние до объекта всего 20 световых

лет. Никаких объектов в оптическом или радиодиапазонах в этой части неба не обна-
ружено.

Другие объекты, выделенные В. И. Слышом:
0507 + 528 РО5, спектр соответствует температуре +17°С, однако в направле-

нии источника видна звезда — красный гигант, расстояние до которого составляет

2500 световых лет. Если предположить, что это сфера Дайсона, как и выше, то рас-
стояние оказалось бы равным всего 70 световым годам. Отличительной особен-
ностью красных гигантов с пылевыми оболочками является также генерация
излучения в радиолинии молекулы гидроксила на волне 18 см.

0453 + 444 РОЗ, температура + 67 °С — вероятно, объект похож на предыду-

щий. В диапазоне 3 мкм обнаружена спектральная деталь, характерная для полосы
поглощения льда.

0536 + 467 РО5, температура +17°С —если этот объект соответствует сфере

Дайсона, то расстояние до него около 70 световых лет. Детальных наземных на-
блюдений не проводилось.

0259 + 601 РО2 — холодный объект, температура которого -188°С; если это

сфера Дайсона, то расстояние до нее 400 световых лет.

10 И. С. Шкловский 289

Более тщательный анализ данных ИРАС показывает, что в направлении на

центр Галактики имеется большое скопление подобных объектов. В радиусе 5° во-
круг центра обнаружено около 2500 источников, температуры которых находятся

в интервале -23 -- +177°С. По-видимому, большая часть из них — это погру-
женные в пыль сверхгигантские звезды со светимостями, в две-три тысячи раз пре-
вышающими светимость Солнца, если они находятся на расстоянии 30000 све-

товых лет (расстояние да центра Галактики). Однако важным выводом из
наблюдений ИРАС является и то, что теперь есть кандидаты для более детального

изучения, как возможные гигантские астроинженерные конструкции <>.

Идея Дайсона примечательна тем, что дает некоторый конкретный пример та-

кого преобразования планетной системы, которое вполне может быть наблюдаемо
с межзвездных расстояний. Является ли, однако, сооружение сферы Дайсона един-
ственно возможным путем развития цивилизации, желающей в максимально воз-

можной степени использовать энергетические ресурсы своей планетной системы?
По-видимому, нет. Мы сейчас укажем на другой мыслимый источник энергии, мо-
жет быть, даже более эффективный, чем 100 %-ное использование энергии излуче-
ния центральной звезды. Речь идет о принципиальной возможности использования
масс больших планет в качестве ядерного горючего для реакции синтеза. Как из-

вестно, большие планеты состоят преимущественно из водорода. При массе Юпи-

тера 2 • 10

г запас ядерной энергии в нем, которая может быть освобождена при

синтезе ядер водорода в ядра гелия, составляет около 10

эрг. Это чудовищно

большое количество энергии такого же порядка, как и энергия взрыва сверхновой
звезды (см. гл. 5). Ядерную энергию можно будет освобождать постепенно, в тече-
ние длительного промежутка времени. Если, например, ежесекундно освобождать
4 • 10

эрг (что равно мощности солнечного излучения), то запаса ядерной энергии

Юпитера хватит почти на 300 млн лет. Этот срок, вероятно, превосходит длитель-
ность «шкалы времени» любой развивающейся цивилизации.

Наконец, почему бы не представить, что высокоорганизованная цивилизация

может «перестраивать» свою звезду, около которой она когда-то возникла? Напри-
мер, без «большого ущерба» для ее светимости можно «позаимствовать» у этой
звезды несколько процентов ее массы. Право, мы не можем предложить сейчас ре-
цепт, как осуществить такую перестройку. Похоже, однако, что это надо будет де-

лать очень медленно. Во всяком случае, резерв массы порядка 5 • 10

г (что в 25

раз больше массы Юпитера) развивающаяся высокоразвитая цивилизация может

получить именно таким способом. Энергетический эквивалент этой водородной
массы будет уже 3 • 10

° эрг, а этого может хватить на несколько миллиардов лет.

Перестройка звезды может носить и более радикальный характер. Может быть, да-

же время излучения звезды будет «согласовано» со «шкалой времени» цивилиза-
ции. Не излучать же ей «зря», после того как цивилизация прекратит свое суще-
ствование! Нельзя также исключить, что спектральный состав излучения звезды
будет меняться в желательном направлении. Конечно, очень странно представить,

что высокоорганизованные разумные существа поступают со своим светилом при-
мерно так же, как туристы с костром...

При разумном использовании этого огромного количества энергии совершенно

не будет необходимости сооружать вокруг Солнца сферу. Можно предположить,
что, например, половина массы больших планет пойдет на сооружение искус-
ственных планет («эфирных городов», по терминологии Циолковского), причем эти
сооружения будут двигаться во всем околосолнечном пространстве. На каждом та-
ком спутнике будут мощные термоядерные установки, в которых «горючим» будет

все то же вещество больших планет... В целом эта картина развития цивилизации

сходна с той, которую набросал К. Э. Циолковский в «Грезах о Земле и небе». Од-
нако в дополнение к «солнечным моторам» источником энергии в «эфирных горо-
дах» будут управляемые термоядерные реакции синтеза.

290

От области безудержной фантазии перейдем теперь к более реалистическим

оценкам возможностей высокоразвитой цивилизации, вышедшей за пределы своей
планеты и приступившей к освоению планетной системы. Выше мы рассказывали
уже о гипотезе Дайсона — Циолковского. Приходится только удивляться тому, как
развитие науки и техники в наше время делает, казалось бы, самые фантастические
проекты объектом конкретного исследования.

Остановимся в качестве примера на проекте Принстонской группы физиков

и инженеров, работающих под руководством О'Нейла. Эта группа детальнейшим
образом, на уровне технического проектирования, разработала план сооружения
огромных космических колоний. Первая очередь проекта предусматривает соору-

жение в области так называемой «либрацйонной точки» системы Земля — Луна
(т. е. одной из двух точек, находящихся на лунной орбите и равноудаленных от

центров Земли и Луны) космической станции с диаметром 1,5 км. Вращение этой
станции обеспечит на ней искусственную силу тяжести, равную земной. Внутри ее
будут выращиваться овощи и фрукты, будет даже развитое животноводство. Там
же будут размещены промышленные предприятия. Когда сооружение станции бу-

дет закончено, она будет самообеспечивающейся системой. На ней можно будет

разместить до 10 тысяч человек персонала, для которых будет создан уровень ком-
форта более высокий, чем на Земле. Выбор места сооружения (точки либрации)
диктуется соображениями небесной механики: любое тело около таких точек может
там находиться неопределенно долго, двигаясь вокруг Земли по лунной орбите.

Следует подчеркнуть, что этот проект является первым шагом по пути реали-

зации «эфирных городов», о которых когда-то мечтал К. Э. Циолковский. Однако
проект, как уже подчеркивалось, доведен до строгого инженерного расчета, опи-
рающегося только на уровень современной технологии. В частности, существенным
моментом в этом проекте является широкое использование при сооружении стан-
ции так называемых «челноков», т. е. космических кораблей многократного исполь-
зования, что значительно удешевляет космическое строительство. Примечательно,
что большую часть строительных материалов для сооружения этой космической
колонии целесообразно получать с Луны (рис. 117) — обстоятельство, которое про-

зорливо предвидел К. Э. Циолковский.

Стоимость сооружения такой колонии оценивается в 100 млрд долларов,

срок сооружения— 15 — 20 лет. Для сравнения укажем, что американский проект

«Аполлон», успешно решивший задачу высадки человека на Луне, обошелся почти
в 30 млрд долларов. К этому добавим, что позорная вьетнамская война за 8 лет
обошлась американскому народу в 130 млрд долларов, не считая 50000 убитых.

Между тем сооружение описанной выше космической колонии сулит огромные

выгоды. Не говоря уже об уникальных возможностях исследований в области фун-
даментальных наук о природе, результаты которых просто невозможно оценить,

такая станция станет существенным источником энергоснабжения Земли. Перехва-

ченная системой зеркал, окружающих космическую станцию, солнечная энергия бу-

дет преобразована в микроволновое радиоизлучение и через посредство спе-
циальных рефлекторов передана на Землю. Оказывается, что коэффициент

полезного действия такой системы чрезвычайно высок: ~70%. Мощность переда-
ваемого по такому тракту потока энергии будет превосходить мощность от
потока нефти через проектируемый гигантский нефтепровод Аляска — США.

На базе описанной выше станции, как показывают расчеты, можно будет при-

ступить к строительству значительно более грандиозных сооружений в космосе.

Речь идет об объектах, на каждом из которых можно будет разместить в весьма

комфортабельных условиях 40 — 50 миллионов человек. Сооружение таких объектов
потребует многих десятков лет.

Таким образом, мы являемся свидетелями возникновения новой важнейшей

области техники — космической инженерии. Уже сейчас вырисовываются контуры

и будущей космической архитектуры.

Пока нельзя сказать, примет ли конгресс США решение приступить к этому

грандиозному строительству в ближайшие годы (разумеется, речь может идти
только пока о первой очереди проекта Принстонской группы). Известно только,
что НАСА внимательно изучает этот проект. Однако безотносительно к решениям
о конкретных сроках начала строительства первой космической колонии этот про-
ект имеет, как мы увидим ниже, принципиальное значение для обсуждаемой про-
блемы, ибо он обосновывает абсолютную реальность выхода не отдельных героев-
космонавтов, а человечества за пределы Земли для активной созидательной

работы, которая в перспективе позволит избежать надвигающихся кризисных си-
туаций. Заметим, что уровень технической проработки этого проекта сейчас неиз-
меримо выше, чем, скажем, проекта многоступенчатой ракеты Циолковского в на-
чале нашего века. Сочетание этого обстоятельства с очевидной общественной
потребностью есть гарантия того, что описанный выше проект начнет реализовы-
ваться, во всяком случае, в ближайшие 2 — 3 десятилетия. Осуществление проекта
О'Нейла будет, по существу, началом сооружения сферы Дайсона.

Очень важно теперь оценить в р е м е н ну ю ш к а л у такого развития, которое,

как легко понять, обязано быть экспоненциальным. Полагая «инкремент» экспо-

ненты (характеризуемый временем удвоения численного значения параметров) 15
лет, что равно характерному времени реализации Принстонского проекта, можно
считать, что для сооружения в космосе колоний с населением 10 миллиардов чело-
век потребуется около 250 лет. Подчеркнем еще раз, что этот срок по крайней мере
в два раза превосходит время, отделяющее нас от наступления кризисной ситуации,
как его определяют некоторые авторы (см. предыдущую главу).

Время освоения всех материальных ресурсов Солнечной системы при таком

экспоненциальном росте около 500 лет. Даже если учесть возможные задержки
в развитии, связанные с освоением новой технологии, и принять очень «медлен-

ную» характеристику роста — 1 % в год, то все равно характерное время освоения

нашей цивилизацией Солнечной системы будет 2500 лет.

Сейчас, конечно, нельзя, да и не нужно, говорить об условиях жизни на такой

«супербиосфере». Представляется, однако, очевидным, что цивилизация такого ро-

292

да будет качественно отличаться от нашей современной. Важно отметить, что при-

мерно через 1000 лет развития перед такой «цивилизацией II типа» станет, в сущно-

сти говоря, та же проблема, что в наши дни стоит перед земной цивилизацией
«I типа»*): ограниченность ресурсов конечной системы при экспоненциальном

росте параметров ее развития. Преодоление этого противоречия с неизбежностью
толкнет цивилизацию II типа с ее огромным технологическим потенциалом на ос-
воение ресурсов сначала ближайших областей Галактики, а потом и всей нашей
звездной системы. Наступит процесс «диффузии» цивилизации II типа в Галактику,
сопровождаемый преобразованием на разумной основе звезд и особенно межзвезд-
ной среды. Впрочем, этот процесс было бы более правильно назвать не «диффу-
зией», а распространением «сильной ударной волны» разума по неживой материи.

Хорошей моделью такого процесса является известное построение Гюйгенса,

описывающее распространение сферической световой волны. Каждая точка про-

странства, до которой дошло возмущение, становится центром вторичных сфериче-
ских волн. В нашем случае роль такой «точки» играет подходящая звезда, вокруг
которой с помощью местных ресурсов прилетевшие колонисты построят искус-
ственную биосферу — сферу Дайсона. Скорость распространения возмущения будет

порядка , где лет — характерное время сооружения сферы Дайсо-

на, а световых лет — среднее расстояние до подходящих звезд (например,
звезд спектрального класса G). Отсюда следует, что км/с, т. е. 1 % от ско-

рости света с. В таком случае, учитывая максимальные размеры Галактики (около

100 тысяч световых лет), время колонизации и преобразования всей звездной си-

стемы будет всего лишь 10 миллионов лет. Эта величина близка к длительности
эволюции человека на Земле и весьма мала по сравнению с наименьшими харак-
терными временами в Галактике. Заметим, что на этой фазе развития характери-
стики цивилизации будут расти со временем t уже не по экспоненциальному закону
(чему мешает конечность скорости света), а по степенному закону, сперва как I*,

а потом и более медленно, как t

— обстоятельство, которое нетрудно доказать.

Со всей определенностью следует подчеркнуть, что современное развитие есте-

ственных наук, а также накопленный за 30 лет космической эры опыт исключают
возможность существования естественных причин, которые сделали бы такое раз-

витие п р и н ц и п и а л ь н о невозможным. Описанная выше картина (в частности,
межзвездные перелеты автоматических станций с «замороженными» естественными
или специализированными искусственными разумными существами) не противоре-
чит ни одному из известных законов природы. Напротив, она логически вытекает

из них! Это, конечно, не означает, что л ю б а я цивилизация д о л ж н а развивать-

ся согласно описанной выше схеме. Однако для некоторой части цивилизаций, воз-
никавших в нашей Галактике в течение миллиардов лет ее эволюции, такое разви-

тие логически должно было происходить.

Еще К. Э. Циолковский в начале нашего века прозорливо подчеркивал неогра-

ниченные «космические» возможности разума. Реальная оценка возможностей

и перспектив развития современной науки и технологии полностью обосновывает
эту идею нашего выдающегося мыслителя, быть может, самую величественную из
когда бы то ни было высказывавшихся человеком.

Итак, имеются основания считать, что по крайней мере некоторая часть циви-

лизаций в процессе их неограниченного развития должна стать фактором космиче-
ского характера, охватив своей преобразующей деятельностью отдельные пла-

нетные системы, галактики и даже Метагалактику. Но в таком случае следовало
бы ожидать н а б л ю д а е м ы е п р о я в л е н и я этой разумной космической дея-
тельности. В свое время (1962 г.) мы такой феномен назвали «космическим чудом».
В гл. 27 мы на этом остановимся более подробно.

*) Мы следуем классификации цивилизации, предложенной в 1964 г. Н. С. Кардашевым

(см. следующую главу).

27. Где вы, братья по разуму?

В предыдущей главе мы сформулировали понятие «космическое чудо» как на-

блюдаемое проявление деятельности высокоразвитой галактической или метагалак-
тической цивилизации. Мы подходим к основному вопросу: наблюдаем ли мы во
Вселенной такие «сверхъестественные» (т. е. не подчиняющиеся законам движения
неживой материи) явления?

На этот вопрос пока однозначно ответить нельзя. Тем более важно его поста-

вить. Если окажется, что во всей наблюдаемой нами Вселенной никаких «чудес»,
могущих быть связанными с проявлениями разумной жизни в космическом масш-
табе, нет, это с большой вероятностью может означать, что нигде разумная жизнь
не достигает достаточно высокого уровня развития. А между тем не видно причин,
почему бы, неограниченно развиваясь, разумная жизнь не стала проявлять себя

в общегалактическом масштабе.

Как пример такого ожидаемого «чуда», мы рассмотрим сейчас интересную

идею Н. С. Кардашева. Предположим, что высокоразвитая цивилизация, освоив-
шая все межпланетное пространство (либо путем построения сферы Дайсона, либо
путем сооружения огромного количества «эфирных городов», снабжаемых термо-
ядерной энергией с использованием вещества больших планет), решила посылать
сигналы связи к неизвестным ей инопланетным цивилизациям. Как мы уже подчер-
кивали в гл. 23 наиболее эффективным для этой цели был бы изотропный сигнал.

В исследовании Дайсона предполагалось, что таким сигналом может быть инфра-

красное излучение сферы, окружающей центральную звезду. Однако такой способ
сигнализации далеко не самый экономичный. При данной мощности передатчика
для посылки сигналов наиболее целесообразно использовать радиоволны. Они су-

щественно увеличивают дальность связи по сравнению с инфракрасным излучением

сферы Дайсона. В то же время они легко поддаются модуляции, что открывает по-
чти неограниченные возможности передачи информации.

Пусть цивилизация некоторую часть своих энергетических ресурсов решила ис-

пользовать для установления контактов с инопланетными разумными существами.

Предположим, что передаваемое излучение является почти изотропным. Заметим,

что технически создать такой очень мощный и в то же время достаточно изо-
тропный излучатель не просто. По-видимому, естественнее всего распределить
огромное количество сравнительно небольших излучателей по всей планетной
системе.

Н. С. Кардашев, исходя из огромных расстояний, разделяющих инопланетные

цивилизации, считает, что радиопередачи должны быть безответны. Такое «аль-
труистическое» поведение «сверхцивилизации» представляется ему вполне есте-
ственным, и с этим нельзя не согласиться. Ведь очень вероятно, что каждая из этих
«сверхцивилизаций» в свое время «безвозмездно» получила ценнейшую информа-
цию от своих более развитых космических соседей и тем самым взяла на себя, так

сказать, «моральные обязательства» перед своими «младшими братьями» во
Вселенной...

Кардашев далее считает, что сигнал должен быть ш и р о к о п о л о с н ы м и

сразу же нести в себе огромное количество информации. Спектральная характери-
стика сигнала должна быть близка к спектральной характеристике космических
и квантовых шумов (см. рис. 88), взятых с обратным знаком. При этом условии
обеспечивается максимальная информативность сигнала. На рис. 118 приведен ве-
роятный спектр такого искусственного источника. В соответствии с тем, что спектр
естественных шумов имеет глубокий минимум в области дециметровых и сантиме-
тровых волн, основная энергия искусственного сигнала должна быть именно в этом
диапазоне.

294

Характерной особенностью спектра искусственного радиосигнала должно

быть, согласно Кардашеву, линейное уменьшение спектральной плотности потока

с ростом частоты в области высоких частот. Далее Кардашев полагает, что указа-

нием на искусственный характер сигнала может служить его спектр. Например,
около 21 см там может быть необычной (например,

«прямоугольной») формы линия поглощения.

По уровню своего технологического развития

цивилизации согласно Кардашеву можно разделить
на три типа.

I. Технологический уровень близок к тому, ко-

торый уже сейчас достигнут на Земле. Ежесекунд-

ное потребление энергии порядка 10

эрг.

II. Цивилизация овладела энергией, излучае-

мой своей звездой (скажем, построила сферу Дай-

сона, см. выше). Ежесекундное потребление энер-

гии около 10

эрг.

III. Цивилизация овладела энергией в масштабе

всей своей галактики. Потребление энергии поряд-

ка 10

эрг.

Простые расчеты, выполненные Кардашевым,

показывают, что при достигнутом в наши дни уров-
не радиотехники и з о т р о п н ы е сигналы от циви-

лизации II типа могут быть обнаружены даже тог-
да, когда она удалена от нас на расстояние около

10 млн световых лет. В этом случае цивилизация

такого типа может находиться в любом месте мест-

ного скопления галактик (см. гл. 1). При этом, однако, ширина полосы приема не

должна превышать нескольких сотен килогерц, что делает сигнал сравнительно
малоинформативным (так как за секунду можно при этом передать только

несколько сот тысяч двоичных единиц информации, см. гл. 23). Что касается
цивилизации III типа, то даже в том случае, когда расстояние до нее около

10 млрд световых лет,— величина, превосходящая расстояния до самых удаленных

из известных объектов в Метагалактике, сигнал от нее будет обнаружен и притом
в достаточно широкой полосе частот (десятки тысяч мегагерц).

Выше, в порядке чистой фантазии, мы говорили о том, что некоторые радиога-

лактики, вообще говоря, могут иметь искусственное происхождение. Н. С. Карда-

шев идет дальше и считает вполне вероятным, что среди и з в е с т н ы х радиога-
лактик могут быть цивилизации III типа. Задача состоит в том, чтобы выработать
надежные критерии, по которым можно различить искусственные радиосигналы от
естественных. По мысли Кардашева, критериями искусственности могут служить:

1) специфический спектр радиоизлучения (линейное уменьшение спектральной

плотности потока с ростом частоты);

2) очень маленькие угловые размеры (по крайней мере для сверхцивилизаций II

типа). Можно ожидать, что эти угловые размеры должны быть порядка угловых
размеров планетных систем, удаленных на сотни и тысячи световых лет, т. е.
0,01"-0,001";

3) возможная поляризация по кругу, которая воспрепятствует искажению ин-

формации благодаря вращению плоскости поляризации в межзвездной среде (эф-
фект Фарадея, см. гл. 3);

4) переменность во времени;

5) наконец, некоторые бросающиеся в глаза особенности в спектре, например

«вырез» прямоугольной полосы около длины волны 21 см, о чем уже говорилось

выше.

295

Вселенная. Жизнь. Разум - Наука (И.С. Шкловский) - часть 18