Сжатие времени
На то, что эволюционное время словно сжимается, люди обратили внимание давно – у многих ученых из разных областей наук порой возникало стойкое ощущение, будто ход исторических событий ускоряется, они уплотняются. Десятки тысяч лет люди жили в первобытном состоянии, одеваясь в шкуры и размахивая каменными топорами и дубинками. Тысячи лет они воевали луками и стрелами. Потом вдруг появилось огнестрельное оружие, которым человечество воюет уже сотни лет. За эти сотни лет прогресс ускорился и добежал до ядерных и водородных бомб, которые существуют десятки лет. А сегодня техника – новые поколения компьютеров и телефонов – сменяется уже за считаные годы. Скоро биологический человек просто перестанет успевать за техническим прогрессом, потому что время роста, взросления и обучения занимает десятки лет. А старикам переучиваться уже почти невозможно. При этом длительность жизни постоянно растет! Мы, люди, всегда были источником прогресса, а теперь становимся источником его торможения.
Ускорение наблюдается не только в эволюции техники, которая движется усилиями разума, но и в неразумной природе, которая разумом не движется. Если мысленно уместить всю эволюцию нашей планеты в один год, получится следующее.
Окончание формирования Земли из газо-пылевого облака завершилось, допустим, 1 января. И вот перед нами готовая стерильная планета. Счетчик запущен!
Жизнь на планете зародилась примерно в начале апреля. Появились первые примитивные одноклеточные.
Многоклеточные возникли приблизительно в октябре.
Первые позвоночные существа – в начале декабря.
Динозавры появились примерно в середине декабря и царили до 25 декабря.
Первые примитивные приматы на планете возникли 28 декабря.
Первые разумные существа – неандертальцы, которых позже смели со сцены наши предки кроманьонцы, – возникли вечером в предновогоднюю ночь, то есть 31 декабря.
Наш вид – homo sapiens – появился на исторической арене 31 декабря в 23 часа 57 минут.
Те самые Древний Египет и Вавилон, о которых мы говорили в предыдущих частях книги, процветали в 23 часа 59 минут 10 секунд.
Иисус Христос родился в 23 часа 59 минут 50 секунд, за 10 секунд до сегодняшнего момента.
Возникновение науки, промышленная революция – масштабное развитие индустрии на планете и массовый переход жителей деревни в города, то есть превращение крестьян в промышленных рабочих – все это началось за секунду до Нового года: в 23 часа 59 минут 59 секунд.
Разве это не поражает воображение? Если переложить без малого пять миллиардов лет на масштаб в один год и посмотреть, во сколько что появилось, тогда только можно понять мощнейшее ускорение процесса эволюции, который в последнее время носит практически взрывной характер.
Конечно же, кто-то когда-то должен был эти наблюдения формализовать, то есть переложить на язык математики, превратив тем самым в настоящую науку.
Одним из первых это сделал австрийский математик, физик и кибернетик Хейнц фон Ферстер. К слову, приставка «фон» перед немецкой фамилией означает, что предки ее обладателя были аристократами, благородными людьми. Но для нас заслуги фон Ферстера состоят не в его происхождении, а том, что этот достойный человек вывел формулу цивилизации, если можно так сказать.
Это случилось в середине XX века, примерно в то же время, когда бельгийский физик Пригожин ответил на вопрос, почему происходит усложнение систем в природе, то есть эволюция. Плодотворное было время! Фон Ферстер, изучая доступные ему данные о народонаселении разных эпох, с удивлением обнаружил, что рост численности населения на планете описывается очень простой математической формулой. С ее помощью можно подсчитать количество людей на Земле в любой год нашей эры. Для этого достаточно подставить в формулу искомый год, и формула выдаст результат.
Это было странно.
В самом деле, почему численность населения должна подчиняться какой-то формуле? Это даже как-то возмутительно! Разве люди – неразумная плесень, которая размножается в чашке Петри по простому математическому закону, описывая логистическую кривую?
Мы – разумны! На планете существуют и существовали в разные эпохи тысячи разных национальностей, рас, народностей. Они объединялись в государства с разными религиями, культурами, языками, обычаями, законами. Они воевали, заключали союзы или, наоборот, даже не знали о существовании друг друга. Они думали о разном, жили по-разному. У них были разные горести, победы и поражения. Они творили величайшие произведения искусства, изучали мир, любили и ненавидели…
И вдруг оказалось, что все это – совершенно неважно! Вся человеческая история, которую мы усердно изучаем в школе, оказалась просто конфетным фантиком с разноцветным рисунком событий. Рисунок может быть разным, но на конфетку он никак не влияет.
Совершенно все равно, что именно мы за свою историю делали или не делали, от нас ничего не зависело. Нас несло огромной волной природного закона, на который никто из нас не мог повлиять. Это великая и слепая природная стихия, которая просто увеличивала число людей на планете по закону гиперболической функции. Оказалось, что культуры и народы, разбросанные по планете – такие непохожие и даже не знающие ничего друг о друге, – все равно представляют собой единую систему. Одно физическое целое.
Сейчас модно болтать о разных цивилизациях на нашей планете – китайской цивилизации, русской цивилизации и других. Но открытия фон Ферстера и других ученых, кинувшихся изучать странный феномен, убедительно опровергли болтунов. Выяснилось, что разница культур и обычаев, национальных характеров и вообще история разных народов совершенно не важна, поскольку все это представляет собой части одного целого. Элементы цивилизации земного типа – растущей и живущей по одному закону.
Получалось, что земная цивилизация – цельный организм или, если хотите, «существо», такое же единое и цельное, как человек. Мы можем под микроскопом разглядывать отдельные клетки человека и видеть, насколько сильно клетки печени отличаются от нервных клеток, но при этом понимать: речь идет об одном организме.
Да. Цивилизация оказалась единым организмом. Ее в целом описывала одна формула.
Это было величайшее открытие.
Великие открытия в науке называют фундаментальными, то есть лежащими в основе миропостроения. Один из признаков фундаментальности – простота и всеохватность формулы, описывающей открытый закон. Вот, например, та самая знаменитая формула Эйнштейна, о которой мы уже говорили и которая связывает энергию и массу:
Е = МС2
Здесь Е – это энергия, заключенная в М – массе тела. А С – постоянный коэффициент, который по странному капризу природы равен скорости света в квадрате.
Так вот, формула фон Ферстера столь же проста. Никаких интегралов, никаких синусов и косинусов, многоэтажных выражений и логарифмов. Любой математик и даже ученик старших классов, если он честно учится, а не бьет баклуши, узнает в этом математическом выражении формулу гиперболы.
Nt = C/(t0 – t)
Здесь N – численность населения в миллионах человек, которые живут в год t,
А С и t0 – эмпирические числовые константы, они равны, соответственно, 215 000 и 2026,87.
Если теперь вместо t мы подставим год, в котором хотим узнать численность населения планеты, то путем нехитрых вычислений получим результат. Ну, например, нас интересует, сколько народу жило на Земле в год рождения Иисуса Христа. Это нулевой год, начало новой эры. Подставляем вместо t нолик и получаем результат – 106,07 миллионов человек. Проверьте, кстати, на калькуляторе, я не ошибся?
Формулу вместе с числовыми константами фон Ферстером подобрал на основе известных ему данных о числе населения в разные годы и эпохи. И она оказалась верной для всех эпох, она точно предсказывала численность населения планеты в любой год, что позднее подтверждалось либо статистическими, либо уточненными историческими данными.
Возникает вопрос. А откуда мы знаем, сколько людей жило до нашей эры или в любой другой год, чтобы проверить вычисленный по формуле результат?
Понятно, что с Новой и Новейшей историей все просто: можно взять официальную демографическую статистику и сложить данные всех стран. Скажем, для 1970 года формула Ферстера дает результат в 3771,9 миллиона человек, то есть 3,772 миллиарда. Столько должно было быть землян по предсказаниям формулы. Что ж, согласно официальным данным, в 1970 году в мире действительно жило 3,7 миллиарда человек плюс-минус погрешность измерения, которая в таких делах может составлять десятки миллионов, потому что люди каждую секунду рождаются и умирают.
Сложнее с историческими данными: приходится довольствоваться приблизительным результатом либо просто вычислять количество народа другими методами. Но не всегда, удаляясь в прошлое, мы усложняем себе задачу. Например, хотя мы и не можем указать точную численность населения десять тысяч лет назад, но зато точно можем сказать, какой уровень оно ни в коем случае не могло превысить. Нам известен способ производства и емкость экологической ниши под названием Земля. Тогда был каменный век, то есть люди занимались присваивающим хозяйством – собирательством, охотой и рыболовством. Известно, что при таких низкоэффективных технологиях для прокорма одного человека нужно определенное количество квадратных километров территории. Пригодная для обитания часть суши также известна; путем нехитрых расчетов получается, что численность человечества тогда не могла превышать десяти миллионов человек.
Кроме того, в исторический период для исчисления налогов делались переписи населения. Сохранились данные переписей римских граждан начала эры, есть китайские переписи того же периода… В общем, методики определения численности существуют, и все полученные сведения хорошо укладываются в формулу фон Фёрстера.
Кривая, которую выписывает функция Фёрстера, – это обычная, хорошо известная математикам гипербола. Выглядит она так:
Кривая роста населения за последние тысячу лет по фон Фёрстеру. Словно перегнутая проволочка, не правда ли? Точки на графике – это эмпирические (то есть известные нам) данные о численности населения из разных источников. А гладкая кривая сгенерирована математически по уравнению фон Фёрстера
Почему я все время подчеркиваю, что на графике должна получиться именно гипербола? Потому что кривая линия под названием «гипербола» имеет определенные свойства. Эти свойства весьма интересные, и раз уж мы подчиняемся гиперболическому закону, они не могут не отразиться на нашей судьбе. Но об этих таинственных свойствах я поведаю чуть позже, а сейчас продолжу рассказ о том, как ученые изучали феномен ускорения времени.
Выяснилось, что закон фон Фёрстера работает не только в пределах нашей эры, то есть от нулевого года до современности, он справедлив и для более ранних эпох. И если поменять масштаб графика, включив туда и доисторическую эпоху, кривая будет выглядеть очень странно.
Удивительно же, правда? Посмотрите на график! На протяжении тысяч лет почти ничего не происходит – как в начале автокаталитической реакции Бутлерова, когда колба греется, греется, и вроде бы ничего не происходит. Численность населения болтается где-то в районе нуля (в этом масштабе). И вдруг буквально происходит вспышка, и за очень короткий по историческим масштабам срок численность взлетает к нескольким миллиардам человек. На рисунке – к четырем миллиардам, а сейчас уже за семь перевалило.
Но что самое интересное, эта кривая прослеживается и дальше в прошлое – еще людей на планете не было, а закономерность уже была! Эту закономерность, только уже не на примере людей, а в отношении эволюции животного мира проследил и облек в числа и формулы российский физик Александр Панов.
Он взял наиболее значимые события в истории биосферы (возникновение жизни; кислородный кризис, распространивший эукариотные организмы; так называемый «кембрийский взрыв», когда всего за несколько десятков миллионов лет, то есть практически мгновенно по геологической шкале времени, возникли все существующие типы и классы живых существ вплоть до позвоночных и т. д.) и сопоставил сроки их наступления. Оказалось, что эти революционные события случаются с нарастающей частотой. Например, в течение двух миллиардов лет после возникновения жизни ничего существенного на Земле не происходило. Солнце грело, а прокариоты просто размножались, заполняя планету, как чашку Петри. Затем, после кислородного кризиса, начали распространяться эукариотные организмы.
Кембрийский взрыв положил начало новой геологической эпохе под названием палеозой. Палеозой закончился 235 миллионов лет назад очередным кризисом, причина которого еще не ясна. Известно лишь, что он ознаменовался вымиранием древних земноводных, похожих на гигантских лягушек и тритонов. На их место пришли пресмыкающиеся – предки динозавров. Так начался мезозойский период, который закончился 60 миллионов лет назад.
Следующим существенным событием стало начало неогена – 24 миллиона лет назад. Именно тогда вымерли мегалитические млекопитающие – гигантские ленивцы, индрикотерии, – и животный мир приобрел практически современный вид; возникли человекообразные обезьяны.
Очередная революция – начало антропогена – совершилась примерно 4,5 миллиона лет назад: выделились прямоходящие пралюди. Далее началась эволюция разумного вида. Первые орудия труда появились 1,5 миллиона лет назад.
Видите, как миллионы лет уменьшаются? Здесь мы наблюдаем то самое ускорение эволюции, которые отмечали в начале главы, уподобив всю историю планеты одному году. Но все это было известно и до Панова. Заслуга Панова та же, что и у фон Ферстера, – он переложил движение биологической эволюции на язык математики, увидев, что эволюция видов ложится на так называемый гладкий автомодельный аттрактор, причем, укладывается в ту же самую прогрессию! Это говорит о том, что и биологическая, и социальная эволюция имеют одни корни, одинаковый физический механизм. Промежутки времени между природными кризисами и между социальными кризисами сокращаются, железно подчиняясь одной математической закономерности.
Геологическая шкала времен
Чтобы не загромождать текст, я не буду приводить математические выкладки Панова, скажу лишь, что в них входит очень известное число е, равное 2,71. Не много в математике чисел, получивших собственные имена – е, π. Число π – это отношение длины окружности к ее диаметру, оно равно приблизительно 3,14. А что такое число е? Старшеклассники и студенты могут вспомнить, что число е – это основание натурального логарифма. Что такое логарифм, нам сейчас неважно, – а важно то, что раньше натуральные логарифмы называли гиперболическими логарифмами. Иными словами, число е – математическая примета гиперболического роста, своего рода коэффициент ускорения эволюции.
В математике число е называют иррациональным и трансцендентным. Опять-таки, нам сейчас важно только то, что это число – чисто математическая абстракция, возникшая при разработке дифференциального и интегрального исчисления – часто встречается в природе, например, в физике радиоактивного распада, в электротехнике. А еще число е есть в формуле, описывающей скорость размножения бактерий в питательной среде. Их скорость размножения, как известно, зависит от количества, то есть все время растет вместе с числом бактерий.
Получается, что разумное человечество в целом, словно бактерии, подчиняется чисто природным закономерностям, и разум никак не влияет на его поведение? Дальнейшие исследования этого феномена, проведенные физиком Капицей и другими учеными, показали: разум очень даже влияет! Колоссальное ускорение прогресса связано как раз с разумной деятельностью человека. И связано очень интересно: больше людей – больше изобретателей и изобретений – глубже экологическая ниша, значит, один ареал может прокормить больше народа – больше народа в нем рождается – больше среди них изобретателей – еще глубже ниша – еще больше народу… И поэтому развитие идет все быстрее, быстрее и быстрее. Взрывным образом.
Разум действительно ускоряет эволюцию, но при этом парадоксально располагается на той же кривой, которая описывает и ускорение неразумной материи. Причем многие ученые сейчас небезосновательно считают, что не только биологическая эволюция на Земле, но и вся эволюция материи во вселенной описывается той же кривой. Это значит, что разум – всего лишь инструмент для эволюции, средство уплотнения и обработки информационных потоков, служащее для ее ускорения. И появляется он с той же математической закономерностью, которая описывает через число е размножение плесени.
Теперь, друзья мои, самое время вернуться к нашей гиперболе. Вообще-то гиперболы – это целый класс математических кривых, описываемых схожими формулами. Они все объединены определенными свойствами. Вопрос: как математические свойства каких-то абстрактных кривых могут отразиться на человечестве?
Разберемся…
Главное свойство гиперболы – стремление ее ветвей к асимптотам. Что это такое, видно из рисунка ниже.
Асимптомы – это просто прямые, они показаны пунктирными линиями. Обе ветки нашей гиперболы уходят влево и вправо в бесконечность, бесконечно приближаясь к асимптотам, но никогда их не достигая. Расстояние между линией параболы и линией асимптоты делается все меньше, и меньше, и меньше, уходя в бесконечно малые величины, но никогда не достигая нуля
Гиперболы помогут располагаться в координатном пространстве по-разному – например, так, как на рисунке роста населения по фон Ферстеру. Не поленитесь, отлистайте страницы и посмотрите еще раз. По горизонтальной оси отложено время, а по вертикальной – численность населения. Левая ветка параболы уходит в прошлое, стремясь к оси Х, к нулевой численности. А правая – ракетой взлетает вверх. Она никогда не достигнет вертикальной линии асимптоты. Вы понимаете, что это значит?
Теоретически это значит, что в каком-то году население Земли станет бесконечно большим.
Понятно, что в реальности так быть не может, никогда люди не будут стоять друг у друга на головах и уж тем более их не может быть бесконечное число. Эта тенденция безудержного роста должна переломиться. По сути дела, должна будет переломиться эволюционная тенденция не просто нашего вида, но всей биосферы и даже всей вселенной. Она началась практически с самого начала существования вселенной и работала по единой математической закономерности. И вот сейчас должен закончиться разгонный процесс, которому миллиарды лет!
Когда же это случится? И чем это нам грозит?
Скоро я отвечу на ваш вопрос. Но предварительно должен сказать, что аналогичные гиперболы можно выстроить и для эволюции экономики, и для технической эволюции, поскольку они зависят от людей. Экономический рост мирового богатства и производительности, а также рост числа открытий и изобретений также должны улететь в бесконечность.
Удивительно… В математике и технике такие режимы называют «режим с обострением», а в физике – фазовым переходом. Вы, кстати, знаете, что такое фазовый переход? Должны знать!
Когда лед превращается в воду или наоборот – это фазовый переход. Когда вода превращается в пар или наоборот – это фазовый переход. Но не всегда фазовый переход сопровождается изменением агрегатного состояния, то есть превращением твердого в жидкое или жидкости в газ. Иногда фазовый переход может случиться и в твердом теле. Вообще говоря, фазовое состояние – это набор физических свойств. Не химических, а именно физических! Химически вода и есть вода, что в твердом виде, что в газообразном. А физические свойства льда и жидкости, как вы понимаете, разные – лед твердый, а вода текучая, у них разная плотность, разная электропроводность и так далее.
Так вот, бывают случаи, когда при повышении температуры или давления твердое вещество продолжает оставаться твердым, но меняет свою внутреннюю структуру – кристаллическая решетка перестраивается. Из-за этого резко меняются физические свойства образца, и это тоже фазовый переход. Например, при нагревании и увеличении давления графит – мягкий, черный, непрозрачный материал – превращается в алмаз, материал прозрачный и супертвердый. Физические свойства резко меняются на противоположные, а химически графит и алмаз остаются одним и тем же веществом: углеродом. Углерод горючий, то есть химически реагирует с кислородом, – поэтому и графит, и алмаз одинаково сгорают в кислородной атмосфере без остатка, целиком превращаясь в углекислый газ.
Часто фазовые переходы случаются в металлах, чем пользуются металлурги, например, для изменения свойств стали, делая ее более твердой путем закалки. Фазовый переход – дело почти мгновенное. Словно взрывная волна бежит внутри металла! Вот он нагревается, и какое-то время ничего не происходит. А потом, зародившись в одной точке, начинает разбегаться волна перекристаллизации, резко ускоряясь и захватывая весь объем металла. Бэм-ц!
Это напоминает реакцию Бутлерова. Колба греется, греется, греется… ничего не происходит! И вдруг с какой-то молекулы начинается реакция – сначала постепенно, медленно и незаметно, потом с каждым мгновением мутнея и наращивая скорость, которая зависит от числа прореагировавших молекул, волна кристаллизации сахаров захватывает всю колбу, превращая бывшую прозрачную жидкость в коричневый карамельный монолит…
Это напоминает рост плесени в чашке Петри. Начавшись с одного организма, поделившегося на два, потом на четыре, на восемь, на шестнадцать и так далее, то есть разгоняясь в катастрофическом темпе, размножение микробов или плесени вскоре забивает ими всю чашку…
Это напоминает рост численности населения на Земле. Поначалу медленный-медленный, он постепенно ускоряется и приводит к взрывному заполнению всего «сосуда». И скорость растет тем быстрее, чем больше народа, потому что именно народ и размножается.
Это напоминает гравитационное сгущение газо-пылевого облака, оставшегося после взрыва сверхновой (затем оно превратится в новую планетарную систему типа Солнечной). Если мы представим себе, что сгущение этого сильно разреженного облака до состояния протозвездной туманности длится один час, то мы увидим, что в течение получаса вообще ничего заметного глазу не происходит. Через пятнадцать-двадцать минут мы начинаем с трудом замечать в центре крохотное сгущение. Оно составляет одну сотую долю будущего сгущения и накапливается так мучительно медленно, что мы зеваем и засыпаем. Будит нас скрип пружины в наших часах: час прошел, и сейчас начнут бить куранты! Это происходит за пару-тройку секунд до истечения срока. Мы обращаем взор на нашу сгущающуюся туманность и с удивлением видим, что в более-менее плотное протозвездное облако сгустилась только половина разреженной туманности. И буквально за секунду до срока, когда молоточек уже практически сорвался и полетел к гонгу, сгущение добирает вторую половину массы, разогревается аж до свечения, и начинается вторая серия – образование центральной звезды и планет.
Так работает эволюция…
И вот теперь я отвечу, когда же с нами «случится бесконечность». Это произойдет в первой половине XXI века. Уже при нашей жизни.
Друзья! Нам жутко повезло! Мы живем в переломный момент истории мира! В период фазового перехода, когда цивилизация растет с максимальной скоростью. Далее произойдет перелом тенденции, замедление скорости и – переход образца в новое фазовое состояние, ни в чем не похожее на прежнее, отличное по всем свойствам. Собственно, переход уже происходит. Мы – в самой точке перелома! В центре взрыва. Мы – избранные. На ваш век пришлось то, чего не случалось никогда и нигде еще в мире.
Поскольку предсказать, что именно произойдет с нашей цивилизацией, нельзя, ясно только, что она уже не будет похожа на прежнюю, ученые назвали этот удивительный фазово-цивилизационный переход «сингулярностью истории» или «технологической сингулярностью».
Слово «сингулярность» нам уже не раз встречалось, когда мы беседовали о космосе. Этот термин пришел в физику из математики. Сингулярность – точка, в которой математическая функция стремится к бесконечности. В физике под сингулярностью понимают точку, где стремятся к бесконечности некоторые физические параметры – масса, плотность, энергия (температура). Историческая же сингулярность – это условная точка на временной шкале, при приближении к которой численность населения и некоторые другие связанные с людьми параметры (экономические, технологические) устремляются в бесконечность.
Разные методики подсчета по-разному определяют эту предельную точку. Кто-то назначает ее на 2027-й год, кто-то раньше, кто-то позже, но все исследователи сходятся в одном – она находится в первой половине нашего века. Собственно говоря, мы уже проваливаемся за горизонт событий, откуда нет возврата.
Мы, вся земная цивилизация, сейчас на пике фазового перехода. В состоянии Кризиса Кризисов, какого не было еще в истории.
Цивилизация меняется необратимо.
Как?
И что же будет дальше?
