Чтение онлайн

Второй подход заключается в использовании некоторой формы антропного принципа (подробнее об этом принципе см. Решение 51). Другими словами, мы могли бы утверждать, что параметры настроены на эти маловероятные значения для того, чтобы могли существовать разумные существа. Возможно, Бог явно установил параметры, чтобы создать вселенную с жизнью; или, придерживаясь менее теологической точки зрения, возможно, мультивселенная содержит огромное количество вселенных, каждая из которых имеет свои законы и константы физики. Тогда мы должны оказаться во вселенной, где параметры благоприятны для жизни — в конце концов, мы вряд ли можем оказаться во вселенной, где физика не позволяет существовать жизни. Многие ученые испытывают смутное беспокойство по поводу таких аргументов, поскольку таким образом можно объяснить что угодно; рассуждать так — это почти отказ от научной ответственности. Кроме того, постоянная критика антропного подхода заключается в том, что, за парой спорных исключений, он не дает предсказаний, которые можно было бы проверить наблюдением.

Третий подход, продвигаемый Смолиным, заключается в применении эволюционных идей Дарвина к космологии.[96] Уравнения не могут объяснить, почему физические параметры имеют точно настроенные значения, такие как 10– 60, но эволюционные процессы могут. Смолин предполагает, что физические константы, а возможно, даже законы физики, эволюционировали до своей нынешней формы через процесс, сходный с мутацией и естественным отбором.

Как это возможно? Ключевое предположение Смолина состоит в том, что образование черной дыры в одной вселенной порождает другую, отличную, расширяющуюся вселенную. Далее он предполагает, что фундаментальные параметры дочерней вселенной немного отличаются от параметров родительской вселенной. Таким образом, этот процесс весьма похож на мутацию в биологии: дочерний организм имеет генотип, сходный с родительским, но может быть небольшое изменение. В этой картине, таким образом, вселенная, в которой мы живем, была порождена образованием черной дыры в родительской вселенной с физическими константами, подобными нашим. Вселенная с параметрами, допускающими образование черных дыр, имеет потомков, которые, в свою очередь, будут производить черные дыры. Вселенная с параметрами, которые приводят к малому или полному отсутствию образования черных дыр, будет производить мало или совсем не производить потомков. Очень быстро, независимо от того, насколько точно должны быть настроены параметры, вселенные с параметрами, приводящими к образованию черных дыр, начнут доминировать: выберите вселенную случайным образом, и шансы будут подавляющими, что вы выберете вселенную, в которой образуется много черных дыр.

Рис. 3.12 Художественное изображение черной дыры в галактике MCG–6–30–15. Ядра большинства галактик содержат сверхмассивные черные дыры. Может ли каждая из этих черных дыр создавать вселенную с физическими параметрами, подобными нашим? Если да, то наша вселенная могла породить миллиарды подобных вселенных. Черные дыры, образовавшиеся в результате коллапса звезд, встречаются даже чаще, чем сверхмассивные черные дыры. Если эти объекты создают новые вселенные, то наша собственная вселенная может иметь миллиард миллиардов потомков! (Источник: NASA)

Насколько нам известно, наиболее эффективный способ для вселенной естественным образом производить черные дыры — это гравитационный коллапс звезд. Например, наша собственная вселенная создаст до 1018 черных дыр и, таким образом, по картине Смолина, дочерних вселенных через звездный коллапс. Итак, какими бы «невероятными» ни были значения фундаментальных физических параметров, позволяющих формироваться звездам, мы ожидаем, что космическая эволюция породит преобладание вселенных, в которых бесчисленное множество звезд. А вселенная с физическими параметрами, дающими начало звездам, — это вселенная, которая неизбежно имеет тяжелые ядра, химию и достаточно длинные временные масштабы для возникновения сложных явлений. Другими словами, это вселенная, которая может обладать жизнью. Обратите внимание, что тонкая настройка констант осуществляется в пользу производства черных дыр, а не производства жизни. В картине Смолина жизнь — это просто случайное следствие вселенной, обладающей достаточной сложностью, чтобы допустить образование черных дыр.

Это может звучать как чистая спекуляция, и так оно и есть. Нет никаких доказательств (и, возможно, никогда не будет), что образование черной дыры создает другую расширяющуюся вселенную. Даже если новая вселенная действительно образуется, мы не можем ответить на многие вопросы, которые хотели бы задать. (Как именно изменяются физические параметры при рождении каждой дочерней вселенной? Всегда ли одна черная дыра порождает одну вселенную? Играет ли роль масса черной дыры? А ее вращение? Что происходит, если сливаются несколько черных дыр? И так далее, и так далее.) Пока у нас нет квантовой теории гравитации, мы даже не можем приступить к решению таких вопросов. Тем не менее, идея Смолина обладает определенной привлекательностью: она связывает ключевые научные идеи — эволюцию, теорию относительности и квантовую теорию — для объяснения давней загадки значений фундаментальных параметров физики. Более того, она делает конкретный прогноз[97], предсказание, по которому теорию можно проверить. Предсказание заключается в том, что, поскольку мы живем во вселенной, которая создает много черных дыр, и, следовательно, можем предположить, что фундаментальные параметры близки к оптимальным для образования черных дыр, изменение любого из фундаментальных параметров привело бы к вселенной с меньшим количеством черных дыр.

В нескольких случаях физикам удалось рассчитать, что произошло бы, если бы фундаментальный параметр отличался от наблюдаемого значения. В каждом случае это действительно привело бы к уменьшению числа черных дыр, образующихся в результате звездного коллапса. В настоящее время, однако, мы недостаточно понимаем астрофизику, чтобы рассчитать эффекты изменения всех параметров. Идея Смолина не подтверждена и не опровергнута; она остается интригующей спекуляцией.

И каково отношение всего этого к проблеме внеземного разума? Что ж, Эдвард Харрисон делает спекуляцию еще на шаг дальше.[98] Он тоже подчеркивает давнюю загадку того, почему физические константы кажутся как раз подходящими для развития и поддержания органической жизни. Теория Смолина частично объясняет эту загадку, но Харрисон утверждает, что связь между образованием черных дыр и условиями, необходимыми для жизни, слишком слаба. Предположим, однако, что когда-нибудь в будущем идея Смолина превратится в устоявшуюся космологическую теорию. Тогда, предполагает Харрисон, мы могли бы прийти к убеждению, что нам следует создавать как можно больше черных дыр, ибо тем самым мы увеличили бы вероятность того, что другие вселенные могли бы содержать разумную жизнь. Более того, технологической цивилизации не нужно заморачиваться со звездным коллапсом, чтобы создать черную дыру. Возможно, что, построив Большой адронный коллайдер, люди уже обладают машиной для генерации черных дыр — это были бы крошечные черные дыры, но это, предположительно, не имеет значения. Возможно, мы уже обладаем технологией для создания вселенных целыми ведрами; более технологически развитая цивилизация, чем наша, наверняка сможет генерировать огромное количество черных дыр. Если в будущем мы сможем создавать дочерние вселенные, возможно, наша собственная вселенная была создана разумной жизнью. Возможно, Бог трудился не шесть дней; возможно, это была ВЦ, во вселенной с фундаментальными физическими параметрами, очень похожими на наши, которая трудилась над созданием черной дыры — черной дыры, которая привела к образованию нашей вселенной и, в конечном счете, нас.

Я не уверен, сможет ли когда-либо предположение Харрисона разрешить парадокс Ферми к всеобщему удовлетворению. Могла ли ВЦ передать информацию через «отскок», создающий другую вселенную? Если нет, как мы могли бы когда-либо узнать, была ли наша вселенная искусственно создана в лаборатории внутри какой-то другой вселенной? Однако мысль о том, что они могли бы передать сообщение, интригует. Если бы мы нашли такое сообщение, то знали бы, что даже если наша вселенная лишена какой-либо другой разумной жизни, мы не одиноки в мультивселенной.

4. Они существуют, но мы их еще не видели и не слышали

Позиция, которую многие ученые занимают по вопросу внеземной жизни, такова. Галактика содержит миллиарды обитаемых, землеподобных планет. На некоторых из этих планет, возможно, на десятках тысяч из них, существует жизнь. И на некоторых из этих планет существуют ВЦ, технологически значительно опережающие нашу собственную. Этот вывод, по-видимому, следует из Принципа Посредственности — представления о том, что Земля является типичной планетой, вращающейся вокруг звезды обычного типа в ординарной части Галактики. Этот принцип хорошо служил науке со времен Коперника. Ученые, занимающие эту позицию, однако, должны ответить на вопрос Ферми. Если ВЦ существуют, то почему их здесь нет? По крайней мере, почему мы о них не слышали?

Существует множество ответов, варьирующихся от технологических (например, межзвездные путешествия невозможны) до практических (например, связь на межзвездных расстояниях по своей сути затруднена) и социологических (например, все общества, достаточно развитые для разработки межзвездных путешествий или связи на межзвездных расстояниях, неизбежно самоуничтожаются). В этой главе обсуждаются 40 решений парадокса, утверждающих, что «они» существуют, но существуют технологические, практические, социологические или иные причины, по которым на сегодняшний день у нас нет доказательств существования внеземных цивилизаций.

Одной из слабостей некоторых из этих решений парадокса, особенно социологических аргументов, является то, что для ответа на вопрос Ферми они должны применяться к каждой ВЦ. Я оставляю читателю решить, могут ли такие ответы разрешить парадокс, по отдельности или в комбинации.

Несколько предложений в этой главе основаны на наблюдении, что здесь, на Земле, желание и способность выполнять вычисления неуклонно растут. Если эта тенденция сохранится, кто знает, куда она нас приведет? Если развитые ВЦ мотивированы желанием максимизировать вычисления, кто знает, куда приведет их это желание? В качестве примера того, как вычисления могут помочь разрешить парадокс Ферми, рассмотрим гипотезу эстивации (летней спячки)[99] Андерса Сандберга, Стюарта Армстронга и Милана Чирковича. Эстивация (не расстраивайтесь, мне тоже пришлось посмотреть) — это период длительного оцепенения, в который впадают некоторые существа. В отличие от гибернации (зимней спячки), которая является реакцией на зимний холод, эстивация является реакцией на жару или засуху и поэтому чаще всего наблюдается в летние месяцы. Сандберг и его коллеги указывают, что стоимость заданного объема (необратимых) вычислений пропорциональна температуре. Один джоуль энергии сегодня купит вам определенный объем вычислений. Однако, если вы подождете, Вселенная расширится и при этом остынет, и этот джоуль энергии будет стоить больше с точки зрения вычислений, которые он может купить. С точки зрения объема вычислений, который может быть выполнен, имеет огромную ценность ожидание перед тем, как решить использовать свой энергетический запас; если вы подождете триллион лет, вы выиграете примерно в 1030 раз.

Итак, вот идея: цивилизации, мотивированные желанием максимизировать вычисления, колонизируют определенную часть вселенной, чтобы получить доступ к достаточному количеству сырья, а затем впадают в эстивацию, пока не станет рациональным использовать эти ресурсы для вычислений. Мы не видим ВЦ сейчас, потому что они «спят», укрываясь от невыносимой жары нашей современной вселенной.

К этому аргументу необходимо добавить ряд других элементов, чтобы гипотеза эстивации полностью ответила на вопрос Ферми. Сандберг и его коллеги в настоящее время разрабатывают эти элементы, пока я пишу это, поэтому я не могу представить ее здесь как отдельное решение. Тем не менее, по мере того как наше собственное общество становится все более цифровым, я уверен, что все больше людей будут задаваться вопросом, играют ли вычисления роль в разрешении парадокса Ферми — через эстивацию, через стремительный рывок к Сингулярности или, что более вероятно, через какой-то другой механизм, о котором нам еще предстоит мечтать.