13. Разум как чистая энергия
Идею о том, что когда-нибудь разум может распространиться по всей Вселенной, физики рассматривают серьезно. Сэр Мартин Риз, королевский астроном Великобритании, написал: «Кротовые норы, дополнительные измерения и квантовые компьютеры открывают перед нами гипотетические сценарии, способные со временем превратить всю нашу Вселенную в «живой космос»!»
Но сможет ли разум когда-нибудь освободиться от материального тела, чтобы постичь всю Вселенную? Именно эта тема исследовалась в научно-фантастическом рассказе Айзека Азимова «Последний вопрос». (Сам Азимов говорил, что это самый любимый из написанных им рассказов.) По сюжету когда-то в будущем, через миллиарды лет, люди поместили свои физические тела в коконы на какой-то незаметной планете и освободили свой разум для управления чистой энергией всей Галактики. Они тоже воспользовались суррогатами, но это не роботы из стали и силикона, а существа из чистой энергии, способные без труда посещать самые отдаленные уголки Вселенной, пролетая мимо взрывающихся звезд, сталкивающихся галактик и других чудес. Но какого бы могущества ни достигало человечество, оно по-прежнему беспомощно перед конечной тепловой смертью Вселенной. В отчаянии человечество строит суперкомпьютер, который ответил бы на последний вопрос: можно ли избежать тепловой смерти Вселенной? Этот компьютер настолько сложен, что даже размещать его приходится в гиперпространстве. Тем не менее он отвечает просто, что информации для ответа недостаточно.
Еще через несколько эпох звезды начинают гаснуть, жизнь во Вселенной еле теплится. Вот тут-то суперкомпьютер находит наконец способ остановить гибель Вселенной. Он собирает по всей Вселенной погасшие звезды, делает из них гигантский космический шар и поджигает. Шар взрывается, и компьютер объявляет: «Да будет свет!»
И стал свет.
Получается, что человечество, освободившееся от своих физических тел, способно сыграть роль Бога и создать новую Вселенную.
На первый взгляд, описанные Азимовым фантастические существа из чистой энергии, свободно путешествующие по Вселенной, представляются невозможными. Мы привыкли думать о людях как о существах из плоти и крови, которые подчиняются законам физики и биологии, живут и дышат на Земле и связаны тяготением нашей планеты. Концепция существа, представляющего собой наделенный сознанием сгусток энергии, способного свободно летать по Галактике и не связанного, в отличие от материальных тел, никакими ограничениями, кажется нам странной.
Тем не менее мечта об исследовании Вселенной, пребывая в чисто энергетической форме, ничем не противоречит законам природы. Представьте себе самую понятную форму чистой энергии — лазерный луч, способный нести громадное количество информации. Сегодня лазерный луч переносит по оптико-волоконным кабелям триллионы сигналов в виде телефонных звонков, информационных пакетов, видео— и почтовых сообщений, и никого это не удивляет. Когда-нибудь — возможно, в следующем столетии — мы научимся передавать сознание человека в виде его полного коннектома по мощному лазерному лучу в любой уголок Солнечной системы. Еще лет через сто мы, может быть, научимся отправлять наши коннектомы по световому лучу к звездам.
(Такое возможно благодаря тому, что лазерный луч имеет микроскопическую длину волны, измеряемую в миллионных долях метра. Это означает, что в его волновую структуру можно закачать огромное количество информации. Представьте себе азбуку Морзе. Ее точки и тире можно без труда наложить на волновую структуру лазерного луча. Еще больше информации можно упаковать в луч рентгеновского излучения, длина волны которого меньше размеров атома.)
Один из способов исследования Галактики в обход строгих ограничений, связанных с живой плотью и вообще с материей, состоит в том, чтобы загрузить коннектом в лазерный луч и направить его на Луну, планеты или даже на звезды. Учитывая ударные планы исследования нервных связей мозга, можно предположить, что полный коннектом человека будет получен к концу этого столетия, а коннектом, пригодный для передачи по лазерному лучу, — в следующем.
Лазерный луч, о котором идет речь, будет содержать всю информацию, необходимую для сборки разумного существа с нуля. Хотя на путешествие могут уйти годы, а то и столетия, с точки зрения человека, личность которого зашифрована в лазерном луче, перенос будет мгновенным. Сознание будет, по существу, заморожено в луче, и перенос на другой конец Галактики произойдет для него в мгновение ока.
Таким образом мы избежим всех неудобств, связанных с межпланетными и межзвездными путешествиями. Во-первых, не нужно будет строить колоссальных ракет; достаточно просто включить лазер. Во-вторых, ваше тело не будет испытывать перегрузок при ускорении; вместо этого вы как нематериальный объект мгновенно разгонитесь до скорости света. В-третьих, вам не будут грозить опасности открытого космоса (метеоры и смертельно опасное космическое излучение): астероиды и излучение будут свободно пролетать сквозь вас, не причиняя вреда. В-четвертых, вам не придется замораживать тело, чтобы проспать скучные годы путешествия в традиционной ракете; вы просто пронесетесь по космосу на максимально возможной в природе скорости и не заметите этого.
В месте назначения вас должна будет встретить приемная станция, способная перенести информацию из лазерного луча в компьютер, который вернет разумное существо к жизни. Код, записанный когда-то в структуру лазерного луча, теперь возьмет на себя контроль над компьютером и изменит его программу. Коннектом заставит компьютер начать моделирование будущего для достижения своих целей (т. е. осознает себя).
Сознание, проснувшееся внутри компьютера, направит беспроводной сигнал роботизированному суррогатному телу, которое ожидало прибывшего в месте назначения. Таким образом, мы внезапно «проснемся» на далекой планете или звезде, как будто перенос прошел в мгновение ока, в роботизированном теле нашего суррогата. При этом все сложные вычисления производятся в большом стационарном компьютере, управляющем движениями суррогата, а сами мы даже не замечаем космического переноса со всеми его опасностями; для нас как будто ничего не произошло.
А теперь представьте обширную сеть таких станций, раскиданных по всей Солнечной системе или же по всей Галактике. С нашей точки зрения прыжки со звезды на звезду будут проходить почти без усилий (по впечатлению — мгновенно, в реальности — со скоростью света). На каждой станции прибывшего будет ждать роботизированный суррогат, в тело которого можно будет вселиться, как сегодня можно, приехав в новое место, вселиться в забронированный гостиничный номер. Так что в пункте назначения мы будем появляться свежими и в сверхчеловеческом теле.
Тип суррогатного роботизированного тела, ожидающего нас в пункте назначения, должен зависеть от характера миссии. Если вы летите исследовать новый мир, то суррогатному телу придется работать в жестких условиях. Возможно, ему придется приспосабливаться к другому тяготению, ядовитой атмосфере, сверхнизким или сверхвысоким температурам, другому режиму смены дня и ночи или смертельно опасному излучению. Чтобы выжить в таких условиях, суррогатному телу не обойтись без сверхсилы и сверхчувств.
Если же суррогатное тело нужно вам исключительно для отдыха, то и дизайн у него должен быть совсем другой. Такое тело должно обеспечивать максимальное удовольствие от преодоления пространства на лыжах, досках для серфинга, кайтах, планерах и любых других средствах передвижения или от других видов физической активности (скажем, от удачного удара битой, ракеткой или просто ногой по мячу).
Можно предположить, что вашим заданием будет внедрение в местное общество и изучение аборигенов; тогда, конечно, суррогат должен будет точно повторять телесные особенности местного населения (как в фильме «Аватар»).
Следует признать, что для создания сети лазерных приемных станций потребуется, вероятно, сначала добраться до всех этих планет и звезд традиционным способом, на обычных ракетных кораблях. Только тогда можно будет строить первую волну приемных станций. (Может быть, самым быстрым, дешевым и эффективным способом создания межзвездной сети могла бы стать отправка во все уголки Галактики самовоспроизводящихся роботизированных зондов. Поскольку зонды эти способны к самокопированию, то, построив один, через множество поколений можно получить миллиарды зондов, разлетающихся во всех направлениях, причем каждый из них построит в конечной точке приемную лазерную станцию. Мы поговорим об этом в следующей главе.)
После того как сеть будет создана, можно представить себе, что Галактика наполнится потоками разумных существ, и в любой момент в самой отдаленной ее точке можно будет увидеть толпы прибывающих и отбывающих. Любая лазерная станция в этой сети будет выглядеть, как большой вокзал.
Как бы фантастично ни выглядела сегодня подобная картина, фундаментальная физика этой концепции уже достаточно хорошо проработана. Мы уже сегодня можем поместить в лазерный луч огромное количество информации, переслать ее через тысячи километров, а затем расшифровать. Так что основная проблема здесь не в теоретической физике, а в чисто технических инженерных препятствиях. Вероятно, только в следующем веке мы научимся отправлять полный коннектом человека по лазерному лучу, достаточно мощному, чтобы достичь других планет. На то, чтобы отправить человеческое сознание к звездам, потребуется, возможно, еще лет сто.
Чтобы посмотреть, насколько это все реально, полезно проделать несколько простых вычислений, что называется, «на салфетке». Первая проблема состоит в том, что фотоны в тонком лазерном пучке, хоть и кажутся идеально одинаковыми, движутся все же по чуть расходящимся траекториям. (В детстве я светил фонариком на Луну и гадал, доходит ли до нее мой свет. Правильный ответ: да, доходит. До 90 % первоначального луча поглощает атмосфера, а что-то из оставшегося и правда доходит до Луны. Но настоящая проблема в том, что световое пятно от фонарика на Луне имеет несколько километров в поперечнике. Все дело в принципе неопределенности: даже лазерный луч должен медленно расходиться. Поскольку вы не можете знать, где в точности расположен лазерный луч, он, по законам квантовой физики, должен медленно расходиться со временем.)
Но передавать по лучу наши коннектомы на Луну особого смысла не имеет. Проще остаться на Земле и управлять лунным суррогатом по радио; задержка прохождения команды составит около секунды. Ощутимая польза от этой технологии будет при управлении суррогатами на дальних планетах, так как радиосообщение будет идти до суррогата от нескольких минут до нескольких часов. Чтобы отдать суррогату серию радиокоманд, когда после каждой команды, прежде чем отправлять следующую, нужно получить ответ, придется потратить, может быть, не один день.
Если мы захотим отправить лазерный луч на одну из дальних планет, нам сначала придется установить на Луне — далеко за пределами атмосферы, чтобы сигнал не поглощался воздухом, — батарею лазеров. Лазерный луч, отправленный на одну из планет Солнечной системы с Луны, прибудет на место через несколько минут или часов. Если он доставит туда коннектом, то управлять суррогатом можно будет непосредственно на месте, без всяких задержек.
Организовать в Солнечной системе сеть лазерных станций станет возможно, вероятно, к концу века. Но, если мы задумаемся об отправке коннектомов к звездам, проблем прибавится. Нам, наверное, придется ставить передающие станции на астероидах и дополнительные станции по пути, чтобы усилить сигнал, очистить его от помех и переслать на следующую станцию. Потенциально для этого можно было бы использовать кометы, уходящие далеко от Солнца в направлении соседних звезд. К примеру, на расстоянии около светового года от Земли (т. е. на расстоянии, составляющем четверть расстояния до ближайшей звезды) располагается облако Оорта. Это сферическая оболочка из миллиардов комет, многие из которых неподвижно висят в пустом пространстве. Вероятно, аналогичное кометное облако окружает и звездную систему в созвездии Центавра, нашем ближайшем соседе. Считая, что это облако находится от своей звезды тоже на расстоянии светового года, получим, что уже половина расстояния до ближайшей звезды содержит стационарные кометы, на которых можно построить промежуточные лазерные передающие станции.
Еще одна проблема — объем информации, которую необходимо передать по лазерному лучу. По мнению доктора Себастьяна Сеунга, полное количество информации в одном коннектоме составляет приблизительно 1 зеттабайт (1020). Это примерно соответствует всей информации, содержащейся на сегодняшний день во Всемирной паутине. А теперь представьте себе батарею лазеров, выстреливающих в пространство лучи с этакой горой информации. Оптическое волокно способно пропускать терабайты (1011) информации в секунду. За следующие 100 лет развитие техники хранения информации, сжатия данных и объединения лазерных лучей в пучок приведет, вероятно, к увеличению эффективности передачи данных в миллион раз. Это означает, что на передачу информации, содержащейся в мозге человека, будет уходить несколько часов.
Проблема не просто в количестве информации, которое можно переслать по лазерному лучу. В принципе, такой луч может нести в себе неограниченное количество информации. Узкими местами станут приемные и передающие станции на том и другом конце — они должны быть оборудованы ключами, позволяющими манипулировать информацией с невероятной скоростью. Быстродействия кремниевых транзисторов для работы с такими объемами данных может и не хватить. Вместо этого нам, возможно, придется использовать квантовые компьютеры, основой которых служат не кремниевые транзисторы, а отдельные атомы. В настоящее время квантовые компьютеры только зарождаются, но к следующему столетию они могут стать уже достаточно мощными, чтобы справиться с зеттабайтами информации.
Свободно плавающие энергетические существа
Еще одно преимущество использования квантовых компьютеров для обработки гор информации, какими являются коннектомы, — это шанс на создание энергетических существ, способных свободно двигаться и плавать в воздухе. В научной фантастике и фэнтези описания подобных существ попадаются на каждом шагу. Эти существа представляли бы сознание в чистейшей форме. На первый взгляд, их существование нарушало бы законы природы: ведь свет всегда движется со скоростью света.
В последнее десятилетие, однако, несколько открытий физиков Гарвардского университета наделало много шума. Ученые объявили, что им удалось остановить луч света. Судя по всему, им удалось достичь невозможного: замедлить луч света до такой степени, что его можно было заключить в бутылку. Вообще, луч света в бутылке не настолько фантастичен, как кажется: чтобы убедиться в этом, достаточно повнимательнее взглянуть на стакан с водой. Луч света, входя в воду, замедляется и изменяет направление движения. Точно так же свет преломляется и при входе в стекло, что делает возможными телескопы и микроскопы. Причину этого следует искать в квантовой теории.
Представьте себе почтовую службу на перекладных, доставлявшую когда-то почту и курьеров. Каждая упряжка могла очень быстро пробежать от одной станции до другой. Узким местом были станции, где нужно было перепрягать лошадей и менять возницу; это значительно замедляло среднюю скорость движения почты. Точно так же и свет: в вакууме между атомами он по-прежнему движется со скоростью, составляющей примерно 300 000 км/с. Однако при столкновении с атомами свет задерживается; он ненадолго поглощается, а затем вновь излучается атомами, на что уходит какая-то доля секунды. Именно из-за этой небольшой задержки луч света, попадая в воду, в среднем слегка замедляется.
Гарвардские ученые использовали это явление. Они взяли контейнер с газом и охладили его почти до абсолютного нуля. При таких низких температурах атомы газа поглощали свет и удерживали его достаточно долго, прежде чем излучить вновь; чем ниже была температура, тем дольше газ удерживал свет и тем медленнее тот двигался. Таким образом им удалось, увеличивая время задержки, затормозить луч света до полной остановки. Вообще-то между атомами газа свет по-прежнему двигался со скоростью света, но вот между поглощением и излучением…
Это позволяет говорить о возможности, когда разумное существо, вместо того чтобы управлять суррогатом, предпочтет остаться в виде сгустка чистой энергии и двигаться свободно, почти как привидение.
Так что в будущем, когда лазерные лучи понесут наши коннектомы к звездам, в конечной точке они, возможно, будут преобразованы в облако газовых молекул и заключены в «бутылку». «Сосуд света» очень похож на квантовый компьютер. И там и там имеется набор атомов, колеблющихся в унисон, т. е. колебания всех атомов проходят в фазе. Там и там могут проводиться сложные вычисления, намного превосходящие все, на что способен обычный компьютер. Поэтому если проблемы квантовых компьютеров удастся решить, то в результате мы получим и возможность манипулировать «сосудами света».
Быстрее света?
Таким образом, как мы видим, все это — чисто технические проблемы. Не существует закона природы, который запрещал бы путешествие по энергетическому лучу — в следующем столетии или позднее, как получится. Так что это, наверное, самый удобный способ посещения далеких планет и звездных систем. Вместо того чтобы оседлать световой луч, как мечтали когда-то поэты, мы сами превратимся в световой луч, чтобы преодолеть бездны пространства.
Чтобы по-настоящему почувствовать будущее, описанное в рассказе Азимова, нам придется задаться вопросом о том, можно ли на самом деле путешествовать между галактиками со скоростью, превышающей скорость света. В его рассказе существа невероятной мощи свободно летают между галактиками, разделенными миллионами световых лет.
Возможно ли это? Для ответа на этот вопрос нам придется раздвинуть границы современной квантовой физики. В конце концов, штуки, получившие известность как «кротовые норы», могут представлять собой короткие пути сквозь громадные просторы пространства и времени. А при проходе сквозь них существа, состоящие из чистой энергии, будут иметь явное преимущество перед материальными существами.
Эйнштейн в каком-то смысле напоминает дорожного полицейского, который категорически запрещает ездить быстрее скорости света — скорости, максимально возможной во Вселенной. При этом на дорогу от одного конца нашей Галактики до другого уйдет 100 000 лет, даже если вы полетите на световом луче. И если для путешественника пролетит мгновение, то на его родной планете действительно пройдет 100 000 лет. А в путешествиях между галактиками речь может идти о миллионах и миллиардах световых лет.
Но Эйнштейн сам оставил в своих работах небольшую лазейку. В 1915 г. он показал, что гравитация возникает в результате искривления пространства-времени. Гравитация — это не «тяга» загадочной невидимой силы, как думал когда-то Ньютон, а «толчок» со стороны самого пространства, изогнувшегося вокруг объекта. Этим он не только блестяще объяснил искажения света звезд при прохождении рядом с другими звездами и расширение Вселенной, но и оставил открытым вопрос о возможности растяжения ткани пространства-времени до ее разрыва.
В 1935 г. Эйнштейн вместе со своим учеником Натаном Розеном ввел в теорию возможность того, что два решения, соответствующие черным дырам, можно объединить «спина к спине», как сиамских близнецов, так что если вы упадете в одну черную дыру, то в принципе сможете выйти из другой. (Представьте две воронки, соединенные тонкими концами. Вода, стекающая в одну воронку, вытекает из другой.) Эта «кротовая нора» — ее еще называют мостом Эйнштейна — Розена — представляет собой возможность существования порталов, или ворот, между вселенными. Сам Эйнштейн отбросил возможность прохождения сквозь черную дыру, поскольку в процессе этого вас просто раздавит, но несколько позднейших открытий вновь подняли вопрос о возможности путешествия быстрее света сквозь кротовые норы.
Сначала, в 1963 г., математик Рой Керр открыл, что вращающаяся черная дыра коллапсирует не в точку, как считалось ранее, а в кольцо, которое вращается так быстро, что центробежные силы не дают ему коллапсировать. Если пройти сквозь это кольцо, можно попасть в другую вселенную. Гравитационные силы при этом будут велики, но не бесконечны. Это чем-то напоминает зеркало Алисы: пройдя сквозь него, оказываешься в параллельной вселенной. Оправой зеркала служит кольцо, представляющее собой собственно черную дыру. После открытия Керра были получены десятки решений уравнений Эйнштейна, согласно которым можно в принципе пройти из одной вселенной в другую и не быть при этом раздавленным гравитационными силами. А поскольку все обнаруженные до сих пор в космосе черные дыры быстро вращаются (некоторые со скоростью больше 1 млн км/ч), то можно предположить, что такие космические ворота в пространстве встречаются часто.
В 1988 г. физик доктор Кип Торн из Калифорнийского технологического института с коллегами показал, что при достаточном количестве «отрицательной энергии» может оказаться возможным стабилизировать черную дыру так, чтобы кротовая нора стала «проходимой» (т. е. через нее можно было проходить в любом направлении, не рискуя быть раздавленным). Отрицательная энергия — возможно, самая экзотическая субстанция во Вселенной — на самом деле существует и может быть получена (в микроскопических количествах) в лаборатории.
Итак, мы получили новую парадигму. Во-первых, развитая цивилизация сможет сконцентрировать в точке количество положительной энергии, сравнимое с черной дырой, и открыть в пространстве проход, соединяющий две отдаленные точки. Во-вторых, она сможет накопить достаточно отрицательной энергии для поддержания этого прохода в открытом состоянии, чтобы он оставался стабилен и не схлопнулся, как только вы в него проникнете.
А теперь можно рассмотреть эту идею в надлежащей перспективе. Полный коннектом человека, вероятно, будет получен к концу этого века. Формирование межпланетной лазерной сети станет возможным в начале следующего века, так что сознание можно будет передать по лазерному лучу в любой уголок Солнечной системы. Межзвездная лазерная сеть может быть создана еще лет через сто. Но цивилизация, способная играть с кротовыми норами, отстоит от нас по уровню техники на тысячи лет: ведь для работы с ними придется заметно раздвинуть границы современной физики.
Таким образом, все это непосредственно определяет ответ на вопрос о том, может ли сознание перемещаться между вселенными. При приближении материального объекта к черной дыре гравитация становится настолько интенсивной, что тело вытягивается, как макаронина, поскольку сила, действующая на ногу, оказывается больше силы, действующей на голову; в результате приливные силы растянут тело. Более того, при приближении к черной дыре даже атомы вашего тела растянутся до такой степени, что электроны оторвутся от ядра, и атомы перестанут существовать.
(Чтобы убедиться в возможностях приливных сил, достаточно посмотреть на земные приливы и кольца Сатурна. Луна и Солнце тянут Землю в разные стороны, заставляя океаны в каждый прилив подниматься на несколько метров. А если какой-нибудь спутник подойдет слишком близко к планете-гиганту вроде Сатурна, приливные силы будут растягивать его до тех пор, пока не разорвут. Расстояние, на котором спутники разрываются на части приливными силами, называется пределом Роша. Кольца Сатурна лежат точно на пределе Роша, так что можно предположить, что возникли они из Луны, подошедшей слишком близко к своей планете.)
Итак, даже если мы войдем во вращающуюся черную дыру и стабилизируем ее при помощи отрицательной энергии, действие гравитации все же может оказаться таким мощным, что нас растянет в спагетти.
Но именно здесь, при прохождении сквозь черную дыру, лазерный луч имеет решающее преимущество перед материальным объектом. Лазерный луч нематериален, и приливные силы не могут его растянуть. Вместо этого луч испытает «фиолетовое смещение» (т. е. увеличит частоту и, соответственно, наберет дополнительную энергию). Но, несмотря на искажение луча, информация в нем останется невредимой. Так, сообщение, записанное азбукой Морзе, можно сжать, его содержание от этого не изменится. Для цифровой информации приливные силы не опасны. А гравитация, которая может оказаться смертельной для материальных существ, безопасна для существ, путешествующих с лучом света.
Поскольку сознание, переносимое лазерным лучом, нематериально, оно при прохождении через кротовую нору имеет решительное преимущество перед любой материей.
Надо сказать, что лазерные лучи в этой ситуации имеют еще одно преимущество перед материей. Некоторые физики считают, что микроскопические черные дыры (размером, может быть, с атом) создавать проще. Материя через такую кротовину не пройдет, а вот луч рентгеновского лазера с длиной волны меньше размеров атома — запросто.
Разумеется, блестящий рассказ Азимова — чистая фантастика, но, как ни смешно, в Галактике, возможно, уже существуют обширные межзвездные сети лазерных станций, просто мы слишком неразвиты, чтобы их заметить. Для цивилизации, обогнавшей нас в развитии на несколько тысяч лет, оцифровка коннектома и отправка его к звездам была бы детской игрой. В этом случае можно себе представить, что какие-то разумные существа уже пересылают свои коннектомы по обширной лазерной сети, пронизывающей Галактику. Ничто из того, что мы наблюдаем в космосе при помощи самых продвинутых наших телескопов и спутников, не готовит нас к обнаружению такой галактической сети.
Карл Саган однажды пожаловался, что мы, живя, возможно, в плотном окружении других цивилизаций, не имеем достаточно развитых технических средств и не можем их обнаружить.
Теперь можно задать следующий вопрос: что скрывает инопланетный разум?
Если нам удастся встретиться с такой продвинутой цивилизацией, каким сознанием она будет обладать? Когда-нибудь, возможно, от ответа на этот вопрос будет зависеть судьба человечества.
