Чтение онлайн

Во-вторых, следует более приземленный аргумент: стоимость. Если наше нынешнее понимание физики верно, и нет коротких путей к межзвездным путешествиям, то колонизация вряд ли будет дешевой. Кроме того, мы уже видели, как несколько авторов указали на потенциальные ловушки неограниченного роста. Если мы можем видеть это сейчас, то другие ВЦ также увидят эти риски на ранних стадиях своего развития. Чиркович утверждает, что технологические цивилизации сознательно выберут иной путь развития — возможно, основанный на модели «города-государства», а не имперской.

В-третьих, это этический аргумент: почувствовал бы вид или его постбиологические потомки, что они имеют право влиять на биосферу чужого мира? Дилемма исследования против потенциального планетарного загрязнения уже обсуждается.[154] Разве этичная цивилизация не выбрала бы путь развития, который избегает этой дилеммы? Разве «город-государство» не перевесит «империю» по этическим соображениям?

В-четвертых, это политический аргумент: империализм может превратиться в тиранию. Некоторые футурологи считают, что глобальный тоталитаризм представляет одну из самых серьезных экзистенциальных угроз для технологически сложного общества. В частности, искусственная сущность, прошедшая некий неконтролируемый процесс повышения интеллекта, потенциально может сформировать синглетон, используя термин Ника Бострома.[155] «Хороший» синглетон может быть полезен. «Плохой» синглетон был бы абсолютно катастрофическим: глобальный, стабильный и долгоживущий тоталитарный режим был бы кошмаром. (Вспомните ту леденящую душу строку из «1984» Оруэлла: «Если вы хотите представить себе будущее, вообразите сапог, топчущий человеческое лицо — вечно».) Это, безусловно, судьба, которой захотят избежать все цивилизации. Чиркович утверждает, что поскольку политика, основанная на модели города-государства, в целом с большей вероятностью позволяет избежать этой судьбы, чем та, что основана на модели империи, ВЦ будут склоняться к выбору первой. (Опять же, мне это неясно. Я могу представить ситуации, в которых риски обратны.)

В-пятых, это вывод, сделанный из нашего собственного опыта (предполагая, что мы можем с пользой применить какие-либо уроки человеческой истории к проблеме внеземного разума): колониальная экспансия не была правилом для человеческих обществ. Успешные цивилизации, основанные на парадигме города-государства, появились в долине Инда, Вавилонии, Древней Греции, Майяской Мексике, средневековой Италии, Германии… люди не движимы стремлением к империи. И точно так же, как цивилизации городов-государств на Земле занимаются торговлей, общаются с соседями и интересуются внешним миром, мы можем ожидать, что ВЦ будут открытыми, любознательными и жаждущими знаний. Они могут захотеть поделиться знаниями со своими соседями, а не покорять их.

Мы не видели никаких признаков межзвездной империи. Это может быть по одной или нескольким причинам, которые мы обсуждали в предыдущих Решениях. Но, возможно, это потому, что — по одной или нескольким из упомянутых выше причин — ВЦ не строят империи. Может ли парадокс Ферми говорить нам, что цивилизации вместо этого строят «города-государства»?

Решение 22: Зонды Брейсвелла — фон Неймана

…Я смотрел на эти самые небеса,

И исследовал их необъятность… Роберт Браунинг, Рождественский вечер

Из многих вкладов фон Неймана в науку (частичный список можно найти в Решении 1), возможно, наиболее важными были в теории вычислений. Он заинтересовался вычислениями в Лос-Аламосе, где отвечал за расчеты, необходимые для проектирования бомбы. Для помощи команде фон Неймана в ее задачах были разработаны примитивные вычислительные машины; после войны фон Нейман обратил свой взор на то, что требовалось от более универсальных вычислительных машин. Его размышления привели ко многим фундаментальным принципам практических вычислений, и большинство современных компьютеров, основанных на общей логической схеме и режиме работы, которые он отстаивал, известны как машины фон Неймана.

Рис. 4.9 Джон фон Нейман (справа) в беседе со Станиславом Уламом (слева) и Ричардом Фейнманом. Все трое сыграли важную роль в разработке компьютеров, использовавшихся в Лос-Аламосе. (Источник: Американский институт физики, Визуальные архивы Эмилио Сегре)

Вопросы, связанные с проектированием универсальной вычислительной машины, привели фон Неймана к еще большему вопросу: что такое жизнь? В качестве шага к ответу на него он разработал идею самовоспроизводящегося автомата, устройства, которое могло бы (а) функционировать в мире и (б) создавать свои копии. (Такое устройство также иногда называют «машиной фон Неймана», но это приводит к путанице с машиной фон Неймана — архитектурой в основе современных компьютеров. Я буду использовать термин «самовоспроизводящийся автомат», когда буду ссылаться на это гипотетическое устройство.) В схеме фон Неймана автомат имеет две логически различные части. Во-первых, у него есть конструктор, который манипулирует материей в своей среде для выполнения задач. Универсальный конструктор способен создавать все что угодно, включая создание единиц, которые он затем может использовать для сборки своей копии, при наличии соответствующих инструкций. Во-вторых, у него есть программа, хранящаяся в своего рода банке памяти, которая содержит инструкции, необходимые конструктору.

Автомат может воспроизвести себя следующим образом. Программа сначала приказывает конструктору сделать копию инструкций программы и поместить копию в держатель. Затем она приказывает конструктору сделать свою копию с чистым банком памяти. Наконец, она приказывает конструктору переместить копию программы из держателя в банк памяти. Результатом является воспроизведение исходного устройства. Воспроизведенное устройство может функционировать в той же среде, что и оригинал, и само способно к самовоспроизведению.

Конечно, фон Нейман не мог дать явных деталей того, как построить самовоспроизводящийся автомат. (Даже сегодня мы далеки от возможности построить такое устройство, хотя кажущееся сближение нескольких технологий предполагает, что мы сможем сделать это через несколько десятилетий. Когда я писал первое издание этой книги, понятие «3D-принтер» было фантастическим. Чуть более десяти лет спустя магазины 3D-печати появились на главных улицах. Другие релевантные технологии развиваются так же быстро.) Но фон Нейман не интересовался точными инженерными деталями конкретных механизмов; скорее, его интересовали логические основы самовоспроизводящихся систем. В лекции, впервые прочитанной в 1948 году, он обсудил актуальность самовоспроизводящихся автоматов для вопроса о жизни. Он утверждал, что живая клетка, когда она воспроизводится, должна следовать тем же основным операциям, что и самовоспроизводящийся автомат. В живых клетках должен быть конструктор и должна быть программа. Он был прав. Теперь мы знаем, что нуклеиновые кислоты играют роль программы, а белки — роль конструктора. Все мы — самовоспроизводящиеся автоматы. (Мы обсудим функцию нуклеиновых кислот и белков позже; см. Решение 64.) Однако здесь нас беспокоит не то, что самовоспроизводящиеся автоматы фон Неймана могут рассказать нам о жизни. Скорее, вопрос в том, могут ли ВЦ использовать такие автоматы для распространения по Галактике.

Еще в 1980 году Роберт Фрейтас[156] набросал контуры самовоспроизводящегося межзвездного зонда, а Фрэнк Типлер обсудил актуальность самовоспроизводящихся автоматов для галактических исследований. Основная идея заключается в том, что ВЦ может распространиться по всей Галактике, запустив самовоспроизводящиеся зонды Брейсвелла–фон Неймана. (Эти устройства обычно называют просто зондами фон Неймана в литературе. Однако, насколько мне известно, фон Нейман никогда не рассматривал зонды в контексте межзвездных путешествий. Первым человеком, предложившим,[157] что зонды могут быть полезны для межзвездной связи, был Рональд Брейсвелл. Хотя зонд Брейсвелла не обязательно должен быть самовоспроизводящимся автоматом, добавление возможности самовоспроизведения к такому зонду значительно повышает его эффективность. Кажется разумным называть эти устройства зондами Брейсвелла-фон Неймана.)

Зонд не обязательно должен быть единым устройством (действительно, лучше рассматривать его как совокупность различных устройств, которые вместе обладают общей способностью к воспроизводству), но он не обязательно должен быть огромной машиной. В сценарии, набросанном Типлером, зонд Брейсвелла-фон Неймана может быть небольшим: полезная нагрузка может быть не чем иным, как самовоспроизводящимся автоматом — с универсальным конструктором и интеллектуальной программой — и базовой двигательной установкой для использования в целевой системе. После прибытия к целевой звезде программа инструктирует зонд найти подходящий материал, с помощью которого он сможет воспроизвести себя и сделать копии двигательной установки. Если бы планетная система напоминала нашу собственную, то для конструктора было бы много сырья: астероиды, кометы, планеты и пыль можно было бы раздробить и использовать. При необходимости радиосигналы с родной планеты могли бы отправлять исправления в программу, так что программное обеспечение зонда никогда не устареет. Вскоре после прибытия появится множество зондов, каждый из которых будет выполнять некоторую заранее запрограммированную задачу. Некоторые могли бы исследовать планетную систему, отправляя научные данные на родной мир. Некоторые могли бы построить подходящую среду обитания для последующей колонизации родным видом. Некоторые могли бы даже вырастить представителей исходного вида из замороженных эмбрионов, хранящихся в качестве части полезной нагрузки (или они могли бы восстановить целую биосистему из программ, передаваемых с родного мира). А некоторые двинулись бы к другой звезде, где процесс повторялся бы до тех пор, пока каждая звезда в Галактике не была бы посещена.

Типлер утверждал, что если зонды будут перемещаться между звездами с довольно солидной скоростью c/40, и если распространение зондов будет направленным, а не случайным, то волна колонизации может прокатиться по Галактике примерно за 4 миллиона лет — период, который соответствует всего 2 часам 33 минутам Вселенского Года. Как и следовало ожидать, это время намного короче времени колонизации в моделях Ньюмана-Сагана, Фогга, Бьорка и Котты-Моралеса. Зондам не нужно оставаться в планетной системе и ждать инструкций от колонистов о том, как действовать: у них уже есть свои инструкции. Время галактической колонизации коротко, потому что процесс планируется как эффективный. Первоначальный анализ Типлера был, возможно, чрезмерно оптимистичным, но ряд более поздних исследований,[158] кажется, подтверждают основной результат: самовоспроизводящиеся зонды, путешествующие с довольно малой долей скорости света, могут колонизировать Галактику за 5–10 миллионов лет.