Вселенная, жизнь, разум - Иосиф Шкловский

Представляется довольно очевидным, что «эффект обратной связи» может иметь решающее значение для проблемы разумной жизни во Вселенной. В конечном итоге он может быть основным способом развития мыслящей материи в масштабе Галактики и даже Метагалактики. К этому вопросу мы еще вернемся в гл. 27.

Как уже отмечалось, очень важным результатом теоретико-вероятностного рассмотрения интересующей нас проблемы является вывод о том, что инопланетные цивилизации разделены огромными расстояниями порядка 1000 пк, что весьма осложняет межзвездную связь. В такой обстановке представляет интерес обсуждение характера ожидаемых радиосигналов. Согласно фон Хорнеру природа сигналов в конечном итоге определяется целью, для которой они служат. Кроме того, способ их передачи должен быть наиболее экономичным. Можно ожидать трех типов радиосигналов. Во-первых, радиоизлучение от различных планет, обусловленное наличием на них телевидения и других индустриальных факторов. Во-вторых, направленная радиосвязь между различными цивилизациями типа той, о которой речь шла в гл. 20. Наконец, логически следует ожидать сигналов, направленных на привлечение внимания «партнеров», с которыми связь еще не установлена. Эти три типа сигналов фон Хорнер называет соответственно «местным радиовещанием», «дальним вызовом» и «сигналом для установления контакта».

Что касается «местного радиовещания», то фактически о нем уже шла речь в гл. 15. Там было показано, что благодаря деятельности человечества мощность радиоизлучения Земли на метровом диапазоне составляет около 1 Вт/Гц, а яркостная температура Земли на том же диапазоне уже сейчас порядка сотен миллионов кельвинов, что составляет заметную долю от радиоизлучения спокойного Солнца на этом диапазоне. Если бы воображаемый наблюдатель находился на расстоянии 10 световых лет от Земли, где находятся ближайшие к нам звезды, поток радиоизлучения от Земли на метровом диапазоне был бы около 10–35 Вт/(м2Гц) — величина совершенно ничтожная. Чтобы излучение при современных средствах наблюдения можно было обнаружить, мощность «индустриального» радиоизлучения должна быть увеличена в сотни миллионов раз. Такую возможность в будущем исключить нельзя. Тем не менее сигналы «местного радиовещания», как можно полагать, будут очень слабыми.

Сигналы типа «дальних вызовов» могут быть обнаружены только случайно, если Земля будет находиться в направленном радиолуче, связывающем две какие-нибудь цивилизации. Фон Хорнер оценил вероятность такого «перехвата», которая равна

где β — ширина диаграмм направленности антенн (предполагаемых одинаковыми), на которых поддерживается межзвездная радиосвязь, q — отношение дальности, на которой сигнал еще можно обнаружить, к дальности, на которой он уверенно расшифровывается; q всегда больше единицы, так как обнаружить сигнал, конечно, проще, чем его расшифровать. Сделано предположение, что каждая цивилизация поддерживает связь с n соседними. Любопытно, что «вероятность перехвата» P совершенно не зависит от L и d.

Полагая, что P достаточно велико, чтобы имело смысл организовать «службу перехвата» (например, P = 1/2 ), q = 5, β = 1 мин. дуги, что соответствует диаграмме направленности больших современных радиотелескопов, нужно предположить, что n = 1300. Другими словами сигналы могут быть перехвачены только тогда, когда каждая цивилизация одновременно «разговаривает» с 1300 соседями. Похоже, что это маловероятно. Сохраняя требование P = 1/2 и полагая n = 50, надо принять, что q = 10 и β = 10 мин. дуги, что также довольно маловероятно. В общем следует сказать, что вероятность «перехватить» чужие каналы межзвездной радиосвязи невелика.

Очень большой интерес представляет анализ проблемы природы сигналов, цель которых — установить контакт с инопланетными цивилизациями. Прежде всего, такие сигналы должны привлечь к себе внимание. В то же время естественно предположить, что метод посылки этих сигналов должен быть достаточно «экономичным». Это означает, что затрата усилий, энергии и пр. должна быть по возможности минимальной, а «радиус воздействия» их — максимальным. Остановимся на этом вопросе несколько более подробно. Пусть имеется несколько методов посылки «сигналов контактов» для привлечения внимания неизвестных инопланетных цивилизаций. Для каждого метода можно оценить некоторый эквивалент «стоимости» C которую надо «затратить», чтобы вероятность Pd обнаружить сигнал на расстоянии d за время td была достаточно большой. Можно принять, например, что Pd = 1/2, d = 1000 световых лет, a td — порядка нескольких сотен лет. Тот из предложенных методов, для которого величина C наименьшая, и следует выбрать. Заметим, однако, что сам по себе критерий «экономичности» остается достаточно неопределенным. Как уже указывалось раньше, наши современные критерии экономичности могут весьма отличаться от аналогичных критериев у высокоорганизованных цивилизаций.

Фон Хорнер полагает, что величина C будет наименьшей, если вся мощность посылается в достаточно узком пучке, и притом на некоторой определенной частоте, которую неизвестные партнеры во Вселенной смогут заранее угадать. В гл. 20 мы уже подробно рассматривали идею Коккони—Моррисона, согласно которой частота сигнала должна быть равна универсальному природному эталону — частоте радиолинии водорода.

Очень большое значение для величины C имеет выбор правильного плана посылки «сигналов». Это означает, что должна быть хорошо продумана система распределения передаваемой энергии в пространстве и времени. Кроме того, план может предусматривать некоторые регулярные изменения частоты посылаемых сигналов. Он должен быть достаточно простым и логичным, чтобы его заранее могли понять неизвестные партнеры. Так как длительность посылки сигналов достаточно велика, соображения «экономичности» требуют, чтобы в этих сигналах содержалась некоторая информация. Информация может содержаться либо в самом сигнале, например, путем его модуляции, либо путем указания на специальную частоту, на которой эта информация посылается.

Такое указание может быть сделано, например, следующим образом. «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 все более и более узкими, а сами сигналы — все более узкополосными. Тем самым дается «указание», что центральная частота имеет какой-то смысл и, следовательно, к ней привлекается внимание. На этой частоте через определенные промежутки времени (может быть, один раз в несколько лет, хотя эти промежутки времени, конечно, не могут быть кратными земным годам, месяцам или суткам) передается информация. Последняя может, например, сперва содержать «лингвистическое введение».

Разумеется, этот пример имеет число иллюстративное значение.

Однако, пожалуй самым эффективным методом установления контакта между инопланетными цивилизациями является передача изображения. При этом предполагается, что все разумные существа, населяющие разнообразные планеты, должны быть зрячими. Такое предположение выглядит весьма правдоподобно. Ведь у нас на Земле зрением обладает огромное количество видов живых существ, от низших до самых высших. Зрение является мощнейшим способом получения живыми существами информации от внешнего мира, обеспечивающим огромное количество сохраняющих реакций (см. гл. 12).

Эффективность метода передачи информации посредством изображения была остроумно продемонстрирована Дрэйком на радиоастрономической конференции в Грин Бэнк (США). Допустим, сообщил он, что от некоторой звезды регулярно получаются радиоимпульсы малой длительности, разделенные интервалами, кратными длительности импульса. На первый взгляд, эти интервалы разбросаны беспорядочно. Через определенный промежуток времени та же последовательность импульсов повторяется. Это должно явно указывать на их искусственное происхождение. Если изобразить каждый импульс единицей, а «пустой» промежуток времени, по длительности равный длительности импульса, — нулем, то получится запись, представленная на рис. 104. Дрэйк предложил участникам конференции расшифровать этот сигнал. Самое удивительное то, что очень скоро значительное число участников с этой задачей справилось.

Ход их рассуждения был такой. Всего в записи содержится 1271 знак (единиц и нулей). Число 1271 есть произведение двух простых сомножителей 41 х 31. Естественно возникает предположение, что сигнал представляет собой кадр телевизионного изображения, в котором 31 строка и 41 элемент в строке (может быть, конечно, наоборот, но от этого изображение повернется на 90°, что не существенно). Так как большинство знаков — нули, изображение контурное. Развернем это изображение по строкам, причем вместо единиц будем ставить черные кружки. Тогда получится забавная картинка, представленная на рис. 105.