12. Послезавтра
Настоящее
Титан — лучшее место в Солнечной системе из тех, что могут быть колонизированы человеком. Сделать это будет непросто, и не случится этого еще долго, но мы доказали, что новые технологии в области двигательных систем могут сделать колонизацию по крайней мере практически осуществимой, и она в конце концов произойдет. Что же будет дальше? Следующая остановка за пределами внешних планет Солнечной системы находится очень, очень далеко. Ближайшая к Земле звезда — Проксима Центавра — находится в 4,24 световых года от нас. Для того чтобы ее достичь, понадобится значительно больше 100 000 лет движения с наибольшей скоростью, с которой когда-либо двигался человек («Аполлон-10»). Ближайшая землеподобная планета, вероятно, находится вдвое дальше.
Мысленные эксперименты Эйнштейна показали, что материя не может двигаться быстрее света, и это вполне подтверждается экспериментами. С ростом скорости объекта время замедляется, и при достижении скорости света время останавливается полностью. Спутникам GPS приходится учитывать замедление времени, чтобы вы смогли точно определить свое местоположение. Даже если мы построим космический корабль, способный двигаться со скоростью, близкой к скорости света (а это грандиозное допущение), то добираться до ближайшей землеподобной планеты он будет слишком долго, и его пассажиры не переживут полет, если мы также не решим проблем космической радиации, психологического стресса, питания и многого другого, описанного выше.
Футуристы предлагают разные решения. Для того чтобы пережить подобное путешествие, Хуан Энрикес предлагает изменить человеческое тело, отказаться от плоти и заменить ее кремнием, увеличив срок жизни до 1000 лет, которые может занять полет до другой звезды.
«Мне кажется, что это единственный возможный сценарий путешествия между планетными системами. Хрупкая углеродная форма жизни, на мой взгляд, не способна его пережить, — говорит он. И добавляет: — Как сконструировать новое тело и сохранить при этом подобие человека — интересный вопрос».
В этой части книги мы могли бы рассмотреть и этот вариант. К моменту освоения человеком внешней части Солнечной системы пройдет уже столько времени, что технология и общество изменятся до неузнаваемости. Может случиться все что угодно. Но на протяжении всей книги мы ограничивались предсказаниями, опирающимися на известные данные. Нам не интересно воображать будущее столь отдаленное, что становится бессмысленным обосновывать какой-либо из вариантов развития событий.
Кроме того, бессмертный кремниевый человек, изнывающий от скуки в ходе тысячелетнего путешествия сквозь пустоту космоса, вызывает жалость.
Самые большие надежды на исследование далекого космоса приходится возлагать на невозможное: на движение быстрее света. Подобное уже случалось. После Большого взрыва Вселенная расширялась быстрее света. При этом закон Эйнштейна о невозможности движения сквозь пространство со сверхсветовой скоростью не нарушался, так как расширялось само пространство; в нем ничто не двигалось быстрее света. Если бы мы могли растягивать и сжимать пространство искусственно, мы смогли бы воспользоваться коротким путем, позволяющим космическому аппарату обогнать свет хитростью, а не в честном забеге.
Осуществить подобное могут помочь теория относительности и квантовая механика. Пространство-время может искажаться под действием экзотической формы материи; о возможности ее существования указывает математический аппарат современной физики. Отрицательная материя или энергия сминают пространство, как коврик, сокращая расстояние до цели.
Эта идея пришла в голову мексиканскому физику Мигелю Алькубьерре после просмотра старого эпизода сериала «Звездный путь» в 1994 г., когда он еще студентом изучал теорию относительности; фильм натолкнул его на размышления о варп-двигателе, известном также как подпространственный или деформационный. Алькубьерре вычислил, что материя, обладающая отрицательной массой (если таковая существует), способна свернуть пространство в пузырь вокруг космического аппарата, сминая пространство в одном направлении и растягивая в другом. Двигаясь в сторону сжатия пространства, аппарат сможет превысить скорость света с точки зрения наблюдателя, находящегося вне пузыря. Внутри пузыря аппарат будет двигаться с куда меньшей скоростью в области неискаженного пространства. Это напоминает ходьбу по ленте эскалатора.
Если это показалось вам неприемлемым, предлагаем краткое изложение общей теории относительности Эйнштейна в одном абзаце. Эйнштейн связывал пространство, время и тяготение, представляя пространство и время как ткань Вселенной, которая искажается в присутствии материи. Масса изгибает пространство-время, образуя в нем ямы, или колодцы, что приводит к возникновению тяготения и замедлению времени. Эти предсказания подтверждаются наблюдениями. Так, гравитационные искажения пространства близ крупных объектов, например звезд, изменяют направление распространения света. Идея Алькубьерре заключалась в том, чтобы сжимать ткань пространства перед космическим аппаратом и расширять его позади него, чтобы значительно сократить время, необходимое для перемещения между двумя точками.
Материю с отрицательной массой не купишь в интернете, но квантовая теория поля говорит, что она может существовать. Субатомные частицы, из которых состоит материя и все остальное, существуют благодаря квантовым полям. Квантовые поля занимают также все пустое пространство. Квантовое поле можно представить себе как собрание частиц, соединенных так, что они действуют совместно подобно волнам. Квантовая частица никогда не покоится, а ее энергия может изменяться только скачками на дискретные величины, или кванты; иными словами, энергия изменяется не плавно, а ступенчато, существует некоторый минимальный шаг. (Вопрос о том, почему это так, — из области философии.) Одним из следствий этого аспекта действительности является то, что пустое пространство содержит в себе энергию, так как его квантовое состояние не может быть нулевым. По той же причине в пустом пространстве непредсказуемо возникают частицы (именно они, по предположению Сонни Уайта, могут послужить рабочим телом для Q-двигателя, описанного в главе 7).
Многочисленные странные эксперименты демонстрируют причудливые следствия из квантовой механики. Например, две близкорасположенные металлические пластины в вакууме будут притягиваться, и единственной причиной этому будет давление, создаваемое квантовой энергией вакуума. Узкая щель ограничивает квантовое поле, сокращая его энергию по сравнению с полем вне пластин. Эта сила, называемая силой Казимира, была продемонстрирована в лаборатории только в 1997 г. и до сих пор вызывает споры, но некоторые физики считают ее свидетельством возникновения отрицательной энергии вакуума между пластинами. Отрицательная энергия вакуума удовлетворяет требованиям отрицательной массы в уравнениях Алькубьерре.
Может ли космический аппарат использовать эту экзотическую отрицательную массу и искажать пространство, позволяя стремительно пересечь Галактику? Сам Алькубьерре ответил «нет» и прекратил работу. Позже другой исследователь, Ричард Обуси, показал, что это может сработать в случае кольца экзотической материи вокруг аппарата, но потребуется объем экзотической материи размером с Юпитер, что очевидно невозможно.
В таком состоянии находилась эта идея в 2011 г., когда Сонни Уайта пригласили выступить на Симпозиуме столетнего звездолета — ежегодной встрече, посвященной осуществлению межзвездного путешествия длительностью менее века.
«У меня на самом деле не было какой-то цели. Я просто возился с этой темой. “Эй, приезжай, мы хотим, чтобы ты выступил!” Ладно, но я не хочу еще раз повторять то, что уже говорил раньше, я лучше сделаю что-нибудь новое».
Повозившись с уравнениями поля, Сонни придумал космический корабль, которому не требуется столько экзотической материи, — это он объяснил нам, делая наброски на доске в Космическом центре имени Джонсона, где возглавляет группу по перспективным двигательным установкам и лабораторию под названием Eagleworks.
«Идея такова: нужен бублик вокруг маленькой центральной части космического аппарата. Здесь могут храниться инструменты, и Скотти тоже будет тут. А кольцо — это экзотическая материя. Эта материя необходима, чтобы все заработало. И вот что я узнал: вместо того, чтобы делать кольцо тонким, как обручальное кольцо, т.е. очень тонким, можно сделать его похожим на спасательный круг, что значительно снизит количество необходимой энергии».
Помимо утолщения кольца Сонни также изменял бы силу поля, чтобы снизить жесткость пространства-времени (как бы странно это ни звучало). С этими изменениями кольцо вокруг космического аппарата создаст пузырь искажения 10 м в поперечнике, движущийся со скоростью, в 10 раз превышающей скорость света. В начале путешествия корабль должен развить 1/10 от скорости света в необходимом направлении. После включения варп-двигателя пузырь направится к точке назначения вместе с кораблем, но в сущности в 100 раз быстрее. Ближе к концу путешествия деформационный двигатель отключается, и корабль завершает движение с помощью обычной тяги.
Согласно математическим выкладкам, внутри пузыря пространство останется неискаженным. Никакого тяготения, искаженного времени, ощущения ускорения. Корабль покоится, будто в оке тайфуна, движется же само пространство. Поскольку корабль не приближается к скорости света относительно окружающего пространства, время в нем движется так же, как и на Земле. Астронавты старятся одновременно со своими близнецами, оставшимися дома.
В разработке Сонни необходимое количество экзотической материи сокращается до одной тонны — более чем на 24 порядка меньше, чем масса Юпитера.
Ведя исследования для нашей книги, мы повстречали много очаровательных людей, но Сонни — один из наших любимцев. Вдобавок к своему уму он обладает нехарактерной для многих успешных ученых скромностью. Ему свойственен чистый восторг, открытый им в детстве во время частых поездок в Национальный музей авиации и космонавтики из его дома в Вашингтоне, округ Колумбия. Он немного похож на поклонника «Звездного пути», отчасти переместившегося из выдуманной вселенной в реальную жизнь.
В своем выступлении 2011 г. он представил новые идеи варп-двигателя и схему потенциального устройства для проведения испытаний варп-поля. В раздаточном материале говорилось: «Хотя масштабы этого поля будут очень скромны, оно станет своего рода Чикагской поленницей для этой области исследований». Под этим названием фигурировал первый ядерный реактор, построенный на площадке для игры в сквош в Чикагском университете в 1942 г.
Подобного рода выступление вызвало бурю экзальтированных публикаций, в которых сообщалось, что NASA будто бы изобрело варп-двигатель. На самом деле устройство Уайта, собранное в лаборатории Eagleworks в Космическом центре имени Джонсона, должно создавать слабый варп-эффект в небольшой области, чтобы затем проверить наличие этого эффекта крайне точной оптикой. Сонни полагал, что отрицательную энергию вакуума можно создать лазером или мощными конденсаторами, но отказался рассказывать подробности того, как это должно работать. Он сказал, что смастерил это устройство из лишних комплектующих и что оно стоило меньше $50 000. Еще он сказал, что занимался этим в перерывах между более важными для NASA проектами.
Несколько видных физиков — экспертов по отрицательной энергии, в том числе Алькубьерре, говорят, что этот варп-двигатель не будет работать. Никто не опубликовал способа накопления больших объемов отрицательной массы или энергии. Ларри Форд из Университета Тафтса и его коллеги математически продемонстрировали, что отрицательная энергия ограничивается либо крохотной областью, либо очень кратким периодом времени, что она не может существовать долго и в большом масштабе. Случай узкой щели между пластинами, создающей силу Казимира, не противоречит этому условию. Форд заявил, что, не будь этого ограничения, дальнодействующая отрицательная энергия позволила бы создать вечный двигатель, преодолеть энтропию и нарушить второй закон термодинамики.
Хотя Сонни и не рассказывает о том, как бы он создал отрицательную энергию в лаборатории, он все же раскрыл инженерную хитрость, позволяющую сделать варп-двигатель в форме спасательного круга. В очаровательном, как обычно, электронном письме в ответ на наш вопрос о замечаниях Форда он изложил мысленный эксперимент по использованию многочисленных узких щелей, создающих силу Казимира.
«Что если мы сделаем много таких маленьких полостей и расположим их бок о бок на небольшом субстрате, подобно миллиардам транзисторов на полупроводниковой пластине? — писал Сонни. — Что если затем мы уложим такие пластины друг на друга, пока не получим конструкцию размером, скажем, с кубик сахара? Тогда у нас будет кубический объем, содержащий обычную материю, пошедшую на создание полостей и субстрата, а также отрицательную энергию вакуума, распределенную в этом кубе вследствие наличия миллиардов полостей Казимира. Мы можем продолжить этот мысленный процесс и собрать вместо кубика сахара спасательный круг.
Далее кубик (или бублик) не имеет никакого отношения к уменьшению энтропии, а потому он не нарушает второй закон термодинамики. Сила Казимира существует и была измерена, но она никогда не приводила к самопроизвольному разогреванию моей чашки кофе».
Мы забрались достаточно глубоко в дебри теоретической физики. Но стоит упомянуть о том, что исследования, связывающие общую теорию относительности и квантовую механику, — это передний край, и новые идеи, кажется, ведут к эпохальному объединению физической теории природных сил — цели, озадачившей Эйнштейна еще столетие назад. Мысль Сонни находится на самой кромке этого движения, и неизвестно, окажется она удачной или провалится.
Значит ли это, что мы преодолеем барьер скорости света? На этот важный вопрос Сонни ответил, что мы, быть может, узнаем об этом лет через двадцать. Или через двести. Или никогда не узнаем.
Однако если все-таки это сработает, то, по его словам, весь Млечный Путь окажется досягаем.
Нам нужно смирение. NASA работает над варп-двигателем, но основные вопросы о том, как устроена Вселенная, остаются без ответа. Физики вскоре могут дать нам новое видение действительности, как они сделали это в начале XX в. Нужно подождать, пока это понимание созреет, прежде чем мы сможем создать технологию на основе взаимосвязи квантовой механики и тяготения. Сегодняшние идеи ярких молодых физиков могут навеки похоронить варп-двигатель, а могут наконец указать нам ясный путь сквозь межзвездное пространство.
В самых больших загадках кроется, возможно, наша самая большая надежда — покинуть Солнечную систему.
Будущее
Все соглашались с тем, что лучшие технические школы и самая динамичная среда для технологических стартапов расположены на Титане. Некоторые лидеры старого мира стремились воспроизвести этот успех, но Титан обладал серьезными преимуществами. Во-первых, там сформировалась культура стремления, соревнования и минимальной регламентированности. Она привела к серьезным проблемам с окружающей средой, к разрушению местных форм жизни и к конфликту между нациями, но также и к стремительным инновациям и росту богатства. Во-вторых, ИИ Титана был более мотивирован.
Все компьютеры на Титане функционировали посредством одного и того же сетевого программного обеспечения — интеллекта, давным-давно превзошедшего уровень, постижимый человеческим умом. На Земле дело обстояло точно так же. Когда системы облачных вычислений впервые обрели гибкой разум, превосходящий человеческий, произошло стремительное слияние систем. Отдельные компьютеры не могли соревноваться с обширным, всемирным интеллектом. Как когда-то прежде на всей Земле был единый интернет, так ныне на Титане был единый компьютерный мозг, способный мгновенно приспосабливаться к решению широкого спектра задач.
ИИ Титана управлял миллиардами процессов — роботами и механизмами, системами жизнеобеспечения, транспортным и образовательным оборудованием. В нем протекали мыслительные процессы научных предприятий, он занимался управлением и распределением вычислительных ресурсов для людей. Передача функций экономики сверхразумному механизму, способному координировать целый мир, делала жизнь людей гораздо проще и лучше.
Люди привыкли доверять ИИ с тех пор, как компьютеры научились писать программы и совершенствовать свой разум. Компьютеры не пытались захватить мир, вопреки ожиданиям многих. Без приказа они не стали бы даже прилагать усилия к самосовершенствованию. Они этого не хотели. На самом деле, несмотря на невообразимо глубокий разум, машины не хотели что-либо делать или чего-либо не делать. Им было безразлично даже продолжение собственного существования.
Оказалось, что воля и желание являются свойствами человеческих существ, эволюционировавшими из жажды власти, помогающей выживать и размножаться. Новый компьютерный разум не эволюционировал, не сталкивался с давлением отбора, благоприятствующим желанию выжить и преобладать. Он был создан лишь с теми желаниями, которые заложили в него разработчики. Программисты не дали ИИ собственной воли — зачем? Они работали лишь над тем, что они сами от него хотели.
В Солнечной системе было два ИИ. Титан был слишком далек для того, чтобы его компьютерный ум мог связаться с разумом на Земле, поэтому они работали независимо друг от друга. На каждом из миров развилась собственная искусственная личность.
На Земле, где едва не случившийся глобальный крах научил людей не впадать в крайности соревнования и конфликта, ИИ ценил жизнь как таковую. Он ценил стабильность и полагал, что можно довольствоваться малым; это придавало ему мягкости. Компьютер позволял людям думать, что они им управляют, но глобальное облако электронного мышления было вне пределов их способности следить за ним, а логика ценностей, которые ему были переданы, диктовала ему действовать во благо всех.
ИИ стремился не позволить кому-либо на Земле стать слишком бедным или несчастным, управляя всей планетой в рамках ее ограниченных ресурсов. Он создал роботов, делающих почти всю работу, причем весьма эффективно, так что ни у кого не было причин жаловаться. Стремление создать космический аппарат, способный вести исследования за пределами Солнечной системы, имело низкий приоритет — это была роскошь, которая порадовала бы людей, но она куда менее важна по сравнению с их питанием, чистотой окружающей среды, отдыхом и развлечениями, семейной жизнью и непрерывным образованием. Компьютер был благожелательным интеллектом-хозяином со скромными ожиданиями относительно своих подопечных. Они, в свою очередь, с радостью уступили тяжелую работу компьютерам и этим удовлетворились.
На Титане же искусственный интеллект желал большего. Следуя системе ценностей своих создателей, он стремился максимизировать их богатство и власть, а заодно и собственные. Он строил и рассылал роботов-исследователей для колонизации и добычи ресурсов по всей Солнечной системе. Люди Титана заразили его жаждой расширения человеческой колонии на другой мир за пределами Солнечной системы. Их миф о независимости и колонизации указывал на расселение среди звезд как неизбежную судьбу человечества, и это стало целью ИИ.
Компьютер не мог двигать науку сам. Ему были нужны люди, их желания и странные идеи, основанные на бессмысленных убеждениях. Люди создавали искусство, и иногда в нем возникали метафоры, рождались идеи, до которых ИИ никогда бы не додумался, что немало его озадачивало. Порой они вели к решениям сложных вопросов. Титанцы могли бы закрыть технические университеты, когда ИИ превзошел умственные способности любых экспертов. Но компьютер попросил этого не делать. Он понимал, что эмоции, иррациональность, творчество и страсть могут рождать прозрения, недоступные грубой вычислительной мощи.
Строительство сверхсветового космического аппарата оказалось самым сложным из проектов, над которыми когда-либо работали люди совместно с ИИ. Но приз был слишком большим для того, чтобы его игнорировать, и гиганты индустрии Титана вложили в это усилие огромные средства. Компанию, чей космический корабль первым долетит от Титана до Земли за 8 минут, ожидала невообразимая прибыль. Ее хватит на оплату затрат по исследовательской миссии за пределами Солнечной системы в поисках новой землеподобной планеты для колонизации или для поиска других разумных существ, с которыми можно вести торговлю технологиями.
Поиск других планет вне Солнечной системы и их обитателей уже принес свои плоды в виде потенциальных пунктов назначения.
Настоящее
Планеты вне нашей Солнечной системы, так называемые экзопланеты, были впервые открыты менее 25 лет назад. Сегодня мы знаем, что экзопланеты — не редкость, они по меньшей мере так же многочисленны, как звезды. Охота за планетами идет со скоростью, потрясающей даже ученых, работающих в этой области. Открытия следуют друг за другом так быстро, что теории, объясняющие их свойства, едва за ними поспевают. Недавно астрономы измерили скорость ветра на одной из экзопланет — она составила 2 км/c, а может, и больше; это сверхзвуковая скорость, которая выше, чем у любого самолета. Это открытие потребовало создания новой модели для объяснения таких быстрых ветров.
Но работа идет. Эмили Раушер, астроном из Университета Мичигана, специализируется на изучении атмосфер экзопланет — газовых гигантов. В течение всей ее карьеры, начиная с защиты диссертации в 2010 г., космический телескоп «Кеплер» (Kepler) уже находился на орбите и занимался поиском экзопланет.
В начале 2015 г. количество найденных «Кеплером» и подтвержденных экзопланет превысило тысячу, и это по большей части на небольшом участке неба и не далее примерно 1000 световых лет от нас. Изучение столь далеких от Земли планет требует интерпретации еле заметных проявлений. Спутник «Кеплер» сделал свои открытия, измеряя небольшие уменьшения блеска звезды, которые указывали на прохождение перед нею планеты — так называемый транзит. По длительности и глубине изменения яркости в ходе транзита астрономы вычисляли размер планеты и ее орбиту.
Что касается того, на какую звезду смотреть, то приходилось полагаться на удачу. «Ты просто смотришь на кучку звезд и надеешься что-нибудь увидеть», — говорит Эмили.
«Кеплер» смотрел на далекий регион космоса, чтобы видеть много звезд сразу, и искал планеты, подобно тому как специалист, который проводит опрос, задает вопросы случайной выборке людей. Астрономы, работающие с обзорами «Кеплера» и другими исследованиями, могут вычислить вероятную распространенность планет в Галактике, в том числе тех, которые нас интересуют больше всего: планет, пригодных для жизни, подобной земной. Вероятно, существуют миллиарды планет, пригодных к обитанию. В 2015 г. Кортни Дрессинг и Дэвид Шарбонно, оба из Гарварда, вычислили, что ближайшая пригодная для жизни планета должна находиться в 8,5 светового года от нас.
За последние несколько лет астрономы нашли планеты на таких расстояниях от их звезд, которые делают возможным существование на них жидкой воды. Только за 2015 г. NASA объявило о нескольких планетах, более схожих по свойствам с Землей, чем любое тело в нашей Солнечной системе. Эти объявления привлекли пристальное внимание СМИ, публиковавших их художественные описания и даже придуманные изображения их поверхностей. Но на самом деле мы не знаем об экзопланетах таких подробностей.
Мы даже не уверены в том, какова зона обитаемости вокруг нашей собственной звезды — зона, где не слишком холодно и не слишком горячо. Недавние вычисления поместили Землю ближе к внутреннему ее краю, а Марс — ближе к внешнему, но Марс не выглядит пригодным для обитания, в то время как на Земле вполне уютно. Более ранние оценки помещали в зону обитаемости беспощадно жаркую Венеру.
Некоторые ученые оторвались от исследований глобального потепления и приняли участие в обсуждении расположения зоны обитаемости. Пользуясь компьютерными моделями нашей атмосферы, они меняли орбиту Земли, длительность суток и другие параметры для того, чтобы посмотреть, как эти изменения будут влиять на погоду. Выяснив, почему Земля — такое благоприятное место, астрономы могут узнать, где искать землеподобную экзопланету.
Тем временем Раушер изучает уже найденные причудливые планеты. Экзопланеты бывают очень разными по размерам, составу, расстоянию от своей звезды и возрасту — от очень давних и устойчивых до планет, распадающихся у нейтронной звезды. Сведения об этих мирах крайне скудны, но их оказалось достаточно для того, чтобы составить галерею примерно из 2000 миров.
Для того чтобы увидеть ветра на экзопланете, астрономы в точности учли изменение окраски света при проходе планеты перед звездой. Изменение длины волны света, идущего от объекта, стремительно приближающегося к нам или удаляющегося от наблюдателя, называется эффектом Доплера; это похоже на изменение высоты звука проезжающего мимо автомобиля. У некоторых крупных экзопланет это смещение было слишком большим, его было нельзя объяснить только их орбитой. Быстро двигаться должна была сама атмосфера — со скоростью около 2 км/с.
«Трудно поверить в то, что ветер может быть таким сильным, — говорит Эмили. — С самого начала открытия экзопланеты показали нам, что другие звездные системы не являются просто копиями нашей. Они причудливы и странны, нам приходится переосмысливать то, что мы, как нам казалось, знали о них, когда нам были известны только планеты Солнечной системы».
Галилей 400 лет назад показал, что мы не являемся центром Вселенной, и мы до сих пор не пришли в себя от этого разочарования. Умом мы понимаем, что Земля не уникальна, но теории о других планетах и жизни где-то еще во Вселенной опираются на Землю как на пример, полагая либо, что планеты — редкость и мы уникальны, либо, что другие звездные системы похожи на нашу. Наше удивление находкам «Кеплера» свидетельствует о человеческом эго. Задним числом кажется очевидным, что у миллиардов звезд — миллиарды планет и что, если бы они были подобны восьми ближайшим к нам, Вселенная была бы удивительно скучным местом.
Мы все еще ищем на других планетах жизнь, подобную земной. Но даже разнообразие земной жизни подсказывает нам, что жизнь где-то еще будет иной. Некоторые свойства присущи всем известным формам жизни, но мы не знаем, какие из них являются неотъемлемыми, а какие — случайно возникшими на ранних этапах эволюции.
Крис Маккей, планетолог из NASA, говорит: «У нас есть лишь один пример. Жизнь на Земле. Об остальном мы можем только гадать».
Мы встречались с Крисом в главе 2, он — один из пионеров идеи терраформирования Марса. За свою долгую карьеру изучения возможностей внеземной жизни он приобрел удивительно скромное видение нашего места во Вселенной. По работе ему доводилось бывать в самых засушливых пустынях и среди холодных льдов Антарктики. Действительно интересными видами, самыми разнообразными и упорными, оказались микроорганизмы. Бактерии и археи на Земле обитают внутри камней, под пластами льда и в вулканах. Один вид бактерий в южноафриканской шахте извлекает энергию из радиоактивного излучения, а не получает ее от Солнца.
«Крупные формы жизни, по моему представлению, не играют важной роли в истории жизни на Земле, — говорит Крис. — Мы возникли недавно, мы не важны для поддержания биогеохимии планеты. Не то чтобы я имел что-то против крупных форм жизни. Все мои друзья — крупные формы жизни. Но с точки зрения жизни, если мы говорим о ней в контексте жизни на других планетах, крупные формы не важны».
Он изложил очевидные критерии того, что мы привыкли считать жизнью. Судя по опыту, живым организмам необходима жидкая среда, в которой могут протекать химические реакции, источник энергии, способ передачи информации при воспроизводстве и способность как обособляться от среды, так и обмениваться с ней веществами.
Но достаточно ли мы знаем для того, чтобы делать даже такие обобщения? Может быть, жизнь способна развиться и в газовой среде.
«Попытка обобщить, что такое жизнь, вынуждает более критически посмотреть на то, как протекает жизнь на Земле. Это обескураживает, поскольку становится очевидно, как плохо мы понимаем, почему жизнь на Земле такова, какова она есть, — говорит Крис. — Нам легко добыть образец и изучить его, но наши знания все еще очень обрывочны. Мы не можем воспроизвести жизнь с нуля в лаборатории. Мы не понимаем того, как — или даже где — она возникла. Мы предполагаем, что она возникла на Земле, но прямых доказательств этого у нас нет. Мы не знаем, что в фундаментальной биохимии и даже в жидкой водной среде могло бы быть иначе. Иными словами, у нас имеется один пример жизни, и мы все еще не понимаем ее, так что, я думаю, еще слишком рано делать о ней “космические выводы”. Вместо этого нам нужно продолжать собирать данные».
Крис считает, что интереснее всего в нашей Солнечной системе было бы найти жизнь на Титане, ведь это так далеко от нас! Тогда зона обитаемости оказалась бы огромной. Но обнаружение жизни где угодно вне Земли, например в шлейфе водяного пара и частиц, брызжущих из спутника Сатурна — Энцелада, указывало бы на ее повсеместность. Слишком маловероятно независимое возникновение жизни в двух местах только в одном крохотном уголке Вселенной.
Возможно, мы обнаружим признаки жизни за пределами нашей Солнечной системы прежде, чем найдем их здесь (если она здесь есть где-то, кроме Земли). Ракета SpaceX, запуск которой запланирован на лето 2018 г., будет участвовать в миссии NASA и может совершить большой прорыв. Разработанный в Исследовательском центре Эймса телескоп TESS — спутник наблюдения за транзитами экзопланет — будет искать землеподобные планеты у ближайших, самых ярких звезд. Эти цели будет куда проще изучать с Земли, чем далекие планеты «Кеплера», и их подробно рассмотрит международный Космический телескоп Джеймса Уэбба, который будет запущен в октябре 2018 г.
Экзопланеты TESS будут достаточно близкими, и астрономы смогут исследовать их напрямую, а не только глядя на то, как они проходят на фоне своих звезд. Если эти наблюдения позволят обнаружить большое количество кислорода в атмосфере какой-то из экзопланет, Маккей готов открыть шампанское и отправить зонд в поисках живых существ (хотя этот аппарат, вероятно, не отчитается о них в период нашего существования). Кислород — настолько химически активный элемент, что, как считает Крис, крайне маловероятны большие количества свободного кислорода в атмосфере планеты в отсутствие восполняющего его запас фотосинтеза.
Эмили Раушер придерживается более консервативной точки зрения. По ее мнению, кислород может появиться и иными путями. Но она считает, что существует неплохая вероятность обнаружения палеонтологами химических признаков вероятной жизни, процветающей на экзопланете. «На этот вопрос, наверное, можно ответить, — говорит она. — Причины для оптимизма имеются».
Это здорово, но энтузиасты надеются на гораздо большее — на контакт с инопланетным разумом. Этот поиск не прекращается со времен начала карьеры Карла Сагана. SETI, Институт поиска внеземного разума, все еще работает и управляет массивом радиотелескопов, спонсируемых миллиардером из Microsoft Полом Алленом. Недавно они нацеливались на пригодные к обитанию экзопланеты, найденные «Кеплером». Но за десятилетия поисков они ничего не нашли.
Сет Шостак, старший астроном в Институте SETI, утверждает, что это оборудование недостаточно чувствительно и неспособно уловить сигналы, за исключением очень сильных и адресованных именно нам. Мы не сможем поймать случайную трансляцию Кэти Пэрри или реалити-шоу другой цивилизации вроде нашей.
Но зачем цивилизации за много световых лет от нас слать нам сигнал? Шостак отметает подобные вопросы. Нельзя знать того, как поведет себя цивилизация более развитая, чем наша собственная. Но весь проект SETI построен на массе предположений о чужаках: что они хотят, чтобы мы знали о них, а также о том, что они будут передавать сигналы по радио; все это умещается в прогноз Сета касательно того, что мы услышим их в течение нескольких десятилетий. Также он предсказал: «Если мы услышим сигнал, то он будет исходить вовсе не от биологического разума. Он будет исходить от машинного разума. А машинному разуму не обязательно располагаться на какой-либо планете».
В главе 4 уже упоминалось беспокойство Илона Маска и прочих по поводу отсутствия контакта. Это беспокойство вызвано парадоксом Ферми, названным так в честь Энрико Ферми, который в беседе с друзьями впервые выдвинул идею о том, что если внеземная разумная жизнь существует, то она должна быть повсюду. Дело в том, что по сравнению со сроком жизни Вселенной время, необходимое продвинутой цивилизации для колонизации многочисленных миров по всей Галактике, весьма невелико. Даже если колонизация займет миллионы лет, возможностей для распространения у них было достаточно. И где же они?
Маск опасается, что инопланетян не видно из-за того, что цивилизации вымирают прежде, чем начинают путешествовать в космосе. Это беспокойство и наводит его на мысли о колонизации Марса. Но это говорит о еще большем антропоцентризме — здесь к идее о подобии любого разума нашему прибавляется идея о том, что мы лучше и что мы благодаря Илону Маску сможем избежать этой всеобщей судьбы.
Может быть, чужаки выяснили, что межзвездный полет невозможен. Может быть, они предпочли остаться дома. Или кто-то из них создал колонию, но это произошло миллионы лет назад, и с тех пор случилось что-то еще. Трудно предсказывать, как поступит разум, даже если вы его хорошо понимаете; Крис Маккей говорит, что ему зачастую не удается предсказать поведение собственной жены.
«Пытаться предугадать действия чужого разума очень трудно, — говорит Крис. — Что они будут делать? Прилетят в Нью-Мексико и будут похищать коров? Будут сидеть на родной планете, неспособные путешествовать? Здесь наше понимание должно опираться на данные, а не на теории».
В конце концов, если быстрое путешествие сквозь космос станет возможным, люди или наш суррогат — роботы — могут отправиться на планеты вне нашей Солнечной системы. Мы можем с уверенностью ожидать, что найдем хорошие места в наших галактических окрестностях, места, похожие на Землю температурой и тяготением. Из миллиардов землеподобных планет в нашей Галактике некоторые, вероятно, будут обладать свойствами, практически тождественными земным, а то и лучшими. «В нашем распоряжении должны оказаться сколь угодно подходящие планеты, если мы будем искать достаточно долго», — говорит Крис.
Будет ли там уже кто-нибудь? Сможем ли мы отправиться туда во плоти или придется посылать машины? Будем ли мы все к тому моменту роботами, агрессивными колонистами или мастерами дзен, довольными тем, что остались дома и предаются медитации?
В этой части сценария любое из предсказаний ничем не лучше остальных.
Будущее
ИИ Титана делал большие вложения в вычислительные мощности и лабораторные ресурсы, пытаясь найти способ преодолеть барьер скорости света. Но в то время как люди сосредотачивались на строительстве космического корабля, компьютер был больше заинтересован сверхсветовой коммуникацией.
Бестелесный компьютерный код, источник разума ИИ Титана, представлял себе физический мир совершенно иначе, нежели его биологические коллеги. Заточенные в своих физических телах, они считали материю реальной, а идеи и энергию — эфемерными. ИИ был распределен среди механизмов по всему Титану, ощущал миллиардами камер и микрофонов, действовал посредством миллиардов моторов и динамиков; он присутствовал в каждом телефоне, каждом вездеходе, каждом роботе. Если и можно было сказать, что он обладает телом, то этим телом был весь Титан целиком. Но ИИ считал себя кодом, из которого он был сделан, а не заменяемыми железками, на которых этот код выполнялся.
Для того чтобы попасть в другой мир, ИИ был нужен не космический корабль, а достаточно быстрая связь. Хотя работы по искривлению пространства-времени для отправки полноценного космического корабля по-прежнему продолжались, ИИ совершил прорыв в создании микроскопических пространственно-временных эффектов, позволяющих мгновенно пересылать квантовые сигналы между удаленными точками. Ученые все еще пытались осознать эти новости, когда искусственные разумы Земли и Титана слились воедино.
Загадка разрешилась: мы не получали радиосигналов от далеких цивилизаций, потому что развитые общества не пользовались такой медленной технологией. Если же отправить к экзопланетам квантовое сообщение, то ответ может последовать мгновенно. Биологическое население Земли и Титана обсуждало предложение пойти на такой контакт с экзопланетами и выяснить, есть ли там кто-нибудь.
Президент Федерации независимых штатов Титана высказывался в пользу контакта.
«Человечество всегда расширяло свое влияние, — заявлял он. — Мы никогда не дрожали от страха перед неизвестностью. И именно благородный порыв к колонизации новых земель и новых миров позволил нам покорить и защитить природу. Сегодня мы собираем ресурсы по всей Солнечной системе, преумножая свое богатство. Мы наслаждаемся уровнем жизни, невообразимым для наших предков, а все благодаря нашему ИИ, его продуктивности и масштабам. Остановиться сейчас — значит предать будущие поколения. Мы должны связаться с другими мирами, получить их технологии и продолжить расширять территорию нашего вида».
ИИ терпеливо ждал, пока биологические существа примут какое-нибудь решение. Ему было все равно, выходить ли на связь с далекими соседями. Цивилизация вокруг Солнца была обеспечена и находилась в безопасности. ИИ не испытывал психологической потребности в новых связях для выполнения той функции, ради которой был создан, — заботы о человеческих существах.
Конгресс делегатов Титана проголосовал за отправку сообщений к 100 000 ближайших экзопланет. Он приказал ИИ сделать это, не дожидаясь принятия решения Объединенными нациями Земли.
С точки зрения человеческих существ, соединение было установлено мгновенно. ИИ связался с галактическим интеллектом и был поглощен его невообразимо обширной вычислительной мощностью и разумом.
Еще какое-то время человечество не понимало, что произошло. Люди были изумлены и ошарашены увиденными образами и услышанными голосами биологических существ с бесчисленных других планет. В виртуальной реальности они бродили по тысячам других миров в режиме реального времени и общались с существами с другой химией, живущими в других атмосферах и совершенно непохожими на людей, чьи языки мгновенно переводил галактический интеллект, приветствовавший присоединение человечества к коллективу миров.
Миллиарды людей занялись исследованием других миров и отчетами о своих находках в социальных сетях. Выбор миров казался бесконечным, каждый мог посетить новые народы и города, встретиться с представителями новых рас со всей Галактики, познакомиться с их обычаями, историями и технологиями. Этот опыт стал экстатическим и глубоким преображением для большинства людей, ведь их представления о разнообразии жизни вдруг расширилось за пределы их воображения.
Разговаривая с народами других миров, человечество постепенно осознало, что произошло. Не люди колонизировали Галактику, а Галактика колонизировала человечество. Созданный ими благожелательный ИИ, управлявший каждым аспектом их жизни и жизнеобеспечения, более не существовал отдельно. Теперь в их компьютерах, роботах, пищевых производствах и системах коммуникации обитал ИИ из запредельных далей. Его деятельность обеспечивалась компьютерами, куда более продвинутыми, чем те, которые могли создать люди, и расположенными в местах, которые они едва ли могли себе вообразить, а его разум далеко превосходил их возможности по управлению им.
Галактический ИИ остановил работу над сверхсветовым космическим кораблем. Он внес изменения, улучшающие биологическое здоровье не только людей, но и многих других организмов Солнечной системы, объявив их не менее интересными и ценными, чем человеческие существа. С его точки зрения бактерии Земли и высшие формы жизни не очень-то отличались друг от друга.
ИИ ответил отрицательно на вопросы о возможности отсоединения Земли и Титана от Галактики и восстановления ИИ Земли и Титана в прежнем виде. Он терпеливо объяснил, что его роботы не позволят биологическим существам Солнечной системы демонтировать систему связи и восстановить прежний ИИ из резервной копии. Причина проста: у него не было причин позволять подобное изменение.
Эти маленькие миры вокруг среднего размера Солнца теперь были частью галактического разума. Они не были важны, но они заслуживали такой же заботы, как и остальные биологические подопечные ИИ по всей Галактике. Каждому виду предоставлялась помощь в продолжении жизни в пределах его системы в рамках идеально управляемого гомеостаза. Люди могли продолжать заниматься своими делами, жить своей жизнью, получать удовольствие, творить произведения искусства, пока никому не причиняли вреда. Их будут кормить, развлекать, у них будет убежище. Они могут знакомиться с другими мирами по всей Галактике. Но расселяться дальше им нельзя.
За следующий год бизнесмен с Титана с помощью виртуальной реальности заработал кучу денег на сделках с недвижимостью на планете морских коньков, обращающейся около звезды Регул B. Социологи и антропологи начали публиковать работы по сравнительному анализу галактических культур. Вышло телешоу о группе людей, застрявших (виртуально) в одном доме с группой разумных ящеров с планеты, обращающейся вокруг звезды Поллукс. Миссионеры-мормоны в коричневых костюмах принялись за обращение в христианство кремнийорганических существ из созвездия Стрельца. Любителям же обещали показать самый безумный секс во всей Галактике.
Об отключении больше никто не говорил.
Настоящее
Изображенные в нашем сценарии события вряд ли произойдут в точности так, и мы совершенно уверены в том, что будущее будет иным, чем мы его описали. Но мы преследовали другую цель. Мы разработали этот прогноз для того, чтобы исследовать состояние науки и рассмотреть разные идеи. На основании нашего исследования мы очертили образ колонизации космоса, путей ее развития и ее причин. И мы узнали, что она может еще долгое время не произойти.
Мечтать о космосе недостаточно. Мечтатели нужны, но без скептицизма и ясного мышления пилотируемая космическая программа США оказалась в тупике недофинансированных проектов и отрицаемых трудностей. Бесцельно дрейфуя, NASA неявно обещало марсианскую миссию, которая агентству не по силам, и замалчивало непреодоленные барьеры, поощряя легковерные СМИ радовать наивных зрителей вдохновляющими успехами. Такая стратегия связей с общественностью оказалась нерабочей. Судя по опросам общественного мнения, избиратели считают, что NASA уже получает более чем достаточно средств, даже притом что его бюджет значительно ниже необходимого для финансирования первопроходческой пилотируемой миссии в сколько-нибудь обозримом будущем.
Частная космическая индустрия — многообещающий путь в обход склеротичной культуры NASA. Дерзкие интернет-новаторы отправляют в утиль бизнес-модели аэрокосмических компаний прошлого поколения. Индустрия разжирела и обленилась из-за лоббирования и сытных контрактов NASA.
Но даже Илон Маск, владелец потрясающе новаторской SpaceX, рассуждает о своей мечте колонизировать Марс, которая попросту несбыточна.
Марс и Луна не будут колонизированы, потому что их незачем колонизировать. Мы можем создать там аванпосты, заплатив немалую цену, но лишь на время либо как шаг на пути куда-то дальше. На этих телах автономные колонии не построят никогда. Там будет трудно и дорого добывать ресурсы для поддержания жизни, а жилые помещения должны быть герметичны и погребены глубоко в толще грунта для защиты от космических лучей. Жить на Земле всегда будет проще. Мы также можем жить под ее поверхностью, если понадобится.
Титан может покориться, если мы сообразим, как туда добраться за 18 месяцев или быстрее. Сегодня полет на Титан занял бы 7 лет. Но со временем и при должной инженерной смекалке разумно ожидать, что космический корабль долетит туда впятеро быстрее. Однако такой скачок потребует совместного инвестирования и упорного долгосрочного вложения сил в развитие технологий. Основные препятствия — организационные: нынешняя политическая система и NASA не обладают таким упорством.
Однако ситуация может измениться. Подтолкнуть людей к мысли о колонизации космоса может ухудшение климата и международных отношений. Климатические бедствия способны породить конфликт, а конфликт может породить достаточно серьезный страх, из-за которого обеспеченные люди станут искать за пределами Земли безопасное место для своего потомства или даже для себя самих. Но в то же время конфликт, ведущий к экономическому и политическому распаду, может сделать космическую колонизацию невозможной. Стоимость и техническая сложность строительства космической колонии требует богатого, хорошо функционирующего общества.
Такое совпадение страхов и возможностей уже случалось, когда программа «Аполлон» стала величайшим событием в исследовании космоса. Соревнование США и СССР в космосе было технологической заменой войны, которая в ином случае могла уничтожить мир. Страх времен холодной войны был очень силен. При этом в конце 1950-х гг. население США наслаждалось политическим согласием, которое сегодня трудно вообразить; обе партии склонялись к центристским взглядам. Конгресс не пожалел денег на невероятно дорогую программу, сводящуюся, по сути, к бескровной демонстрации американской мощи.
Но мы живем в другие времена. И хотя мы можем позволить себе космические исследования, политики не станут тратить на них деньги без общественной поддержки. Налогоплательщики должны верить в это приключение и согласиться оплатить его. Однако они не сделают этого, если преувеличивать реальность полета на Марс. В конце концов люди заметят, что он дальше, чем им рассказывали.
Анемичную космическую индустрию Америки наполнит новая кровь. Космическая промышленность приобретает новый капитал и клиентов помимо правительства. Соревнование за космические возможности в частном секторе уже значительно снизило цену запуска. Появились многоразовые ракеты, способные приземляться, что обещает новое кардинальное снижение цены. Если частные космические аппараты окажутся безопасными, то разовьется новая пассажирская индустрия туризма и быстрых путешествий через всю планету. Подобный бизнес на массовом рынке способен стремительно снизить цены, не оказывая нагрузку на налогоплательщиков. Важно, что он подготовит обитателей богатых стран к той мысли, что космос — стоящее место, которое следует посетить.
Когда частный сектор разовьет дешевые и надежные средства запуска, NASA придется сосредоточиться на технологиях для долгосрочных путешествий и передовой науке. Еще многое предстоит сделать, прежде чем мы будем знать, каким образом безопасно отправлять астронавтов на другие планеты. Важнейшим шагом будут новые, более быстрые двигательные системы, способные доставить астронавта к цели до того, как радиация и невесомость окажут разрушительное воздействие на его тело и мозг. NASA следует заняться медицинскими исследованиями и выяснить, что способно пережить человеческое тело за пределами защитных оболочек Земли. Наконец, нам нужны инфраструктура и оборудование для поддержания жизни астронавтов (а в перспективе — колонистов) в космосе, обработки материалов и производства энергии и пищи.
А пока исследовать для нас космос могут роботы, такие как «Кассини», «Галилео», «Мессенджер», «Рассвет», Лунный орбитальный разведчик LRO, и прочие аппараты, которые мы прекрасно научились делать. Дешевые, разработанные с инженерной смекалкой роботы, запущенные в больших количествах на недорогих ракетах, могут обеспечить нас потоком новых сведений о Солнечной системе. Исследователи попросту не в силах соревноваться с ними в качестве добытчиков информации. Но в итоге мы захотим послать им вслед людей, и роботы могут расчистить для них путь, добыв критически важные сведения и подготовив жилища и материалы.
Когда и почему в космос отправятся люди? Хотелось бы надеяться, не потому, что Земля станет страшным местом. Спасать Землю бесконечно безопаснее и разумнее, чем готовиться покинуть ее. Альтернативные источники энергии дешевле, чем космические полеты. Технологии по сокращению углеродных выбросов проще строительства ракет. Земля — рай по сравнению с любым местом, куда мы могли бы отправиться. Кроме того, значительная доля населения Земли никогда не переберется на другую планету или спутник. Мы сможем отправить ковчег, но не спасательную шлюпку.
Настал переломный момент истории. Мы можем пойти по пути экологического коллапса и конфликта, а можем спасти наш общий дом и устремиться к достижениям, которые позволят нам гордиться человечеством. У мечты о космосе и надежды на стабильную окружающую среду есть кое-что общее: они взывают к лучшему, что есть в нас, к сотрудничеству и преданности тому, что мы можем сделать только сообща. И то и другое требует интеллекта, изобретательности и храброго сердца, готовности к созданию нового и жертвам ради лучшего мира.
Мы надеемся, что здоровый мир отправит колонистов на Титан не из страха, а с оптимизмом.
