и определение «сильный». В остальной части этой книги я буду использовать выражение «парадокс Ферми» именно в этом значении, за исключением случаев, когда явно оговорено иное; кроме того, в нескольких местах я попытаюсь показать, что исследование парадокса Ферми в значительной степени представляет собой
поиск Рисунок 1.1 Схематическое
представление различных
версий парадокса Ферми.
Источник: С любезного разрешения Слободана Поповича Баги эмпирической фальсификации объяснительных гипотез — что, в свою очередь, должно укрепить его научную достоверность.
Такой способ представления парадокса Ферми обладает огромными и очевидными преимуществами, которые выходят далеко за рамки презентационного и педагогического уровней. Отчасти причина того, почему к этой проблеме зачастую не относились серьезно, кроется в том, что обычно ее представляли в какой-то более слабой форме. Элементарная интеллектуальная честность требует формулировать любую проблему как можно более мощно и убедительно; в противном случае мы боремся с «соломенными чучелами» (что на переднем крае исследований, где контекст в лучшем случае понятен лишь частично и трудно отличить жизнеспособных кандидатов от надуманных гипотез, и без того происходит сплошь и рядом). То же самое касается и проблемы Ферми: некоторые из общепринятых гипотез не работают просто потому, что они адаптированы под более слабые версии этой проблемы. Предположим, кто-то пытается решить этот вопрос, выдвигая гипотезу о том, что инопланетян нет на Земле, потому что они преимущественно анаэробны и избегают мест, богатых свободным кислородом, таких как поверхность нашей планеты. Эта гипотеза гроша ломаного не стоит, поскольку она полностью игнорирует контекст, заданный формулировками более сильными, чем концепция HistoricalFP (исторический парадокс Ферми); например, она не способна объяснить задокументированное отсутствие инопланетян на Луне, где нет свободного кислорода, что является частью контекста, заданного рамками WeakFP (слабый парадокс Ферми) (и тем более любой более сильной версией). Хотя этот пример может показаться наивным и надуманным, то же самое можно сказать и о многих внешне более сложных гипотезах — вроде некоторых из семидесяти пяти решений Стивена Уэбба и многих других, предложенных по меньшей мере полусерьезно как в художественной литературе, так и в научпопе.30
1.2.4 KardashevFP (парадокс Кардашёва)
Как и в случае со всеми великими головоломками, существуют и другие альтернативные способы выразить ту же проблемную ситуацию. Еще одну формулировку парадокса Ферми (которую я буду лишь изредка использовать в дальнейшем обсуждении), мотивированную знаменитой классификацией технологических цивилизаций Кардашёва31, можно было бы справедливо назвать KardashevFP (парадокс Кардашёва):
KardashevFP (парадокс Кардашёва): В Млечном Пути нет цивилизации III типа по Кардашёву.
Очевидно, что цивилизация III типа по Кардашёву охватывала бы Солнечную систему и другие близлежащие звездные системы; однако этого не наблюдается. KardashevFP (парадокс Кардашёва) слабее, чем StrongFP (сильный парадокс Ферми), поскольку он не исключает существования столь чрезвычайно развитых — и потенциально обнаруживаемых — технологических цивилизаций в других галактиках.
Можем ли мы быть уверены, что в той же M31 (галактике Андромеды) не существует цивилизации III типа? Положительный ответ вполне обоснован, если мы предположим те виды энергетики, которые обычно представляются в контексте цивилизации III типа. Она не могла бы обеспечиваться звездной энергией, поскольку отсутствие исходящего звездного света и аномальное соотношение массы и светимости были бы замечены. Она не могла бы функционировать за счет управляемого гравитационного коллапса, так как темп звездообразования в M31 кажется совершенно естественным для галактики такого размера и морфологического типа (и никаких динамических аномалий, таких как избыточное присутствие темной материи, до сих пор не было замечено, несмотря на многочисленные наблюдения). Можно с достаточной уверенностью утверждать, что, поскольку любой процесс передачи и преобразования энергии является локальным, существуют жесткие ограничения на количество энергии, доступное разумной жизни в M31.32 Это, конечно, может вызвать новые вопросы об альтернативных источниках низкоэнтропийной энергии, которые могли бы использовать развитые технологические цивилизации, — и о возможности их обнаружения.
Но почему любая версия вопроса Ферми вообще должна быть парадоксальной? Ответ кроется в рассматриваемых пространственных и временных масштабах. Именно к этому ключевому вопросу нам теперь необходимо обратиться.
1.3. Пространственно-временные масштабы и истинная сила StrongFP (сильного парадокса Ферми)
Во времена обеда Ферми размеры и, в особенности, возраст Млечного Пути были известны лишь очень приблизительно; это в еще большей степени относится к архитектуре Вселенной на еще более крупных масштабах. С тех пор произошло несколько астрономических революций, и, как следствие, мы получили неизмеримо лучшее представление об этой, очевидно, критически важной теме. Грандиозный успех, достигнутый такими астрономами, как Шепли, Бааде, Цвикки, Оорт и Бинни, в определении структуры и эволюции Галактики, к сожалению, недостаточно осознан — и оценен по достоинству. В любом случае пространственная структура Галактики может содержать ключ (или даже тот самый ключ в рамках некоторых конкурирующих гипотез) к распределению и проявлениям гипотетических развитых технологических цивилизаций при разумном предположении, что они возникают на обитаемых планетах вокруг звезд главной последовательности, подобных нашему Солнцу.33 Некоторые важные открытия галактической астрономии я рассмотрю во главе 2; на данный же момент нам нужно исходить из того, что мы верно понимаем размер звездного диска нашей Галактики и масштаб времени, необходимый для его пересечения с фиксированной средней скоростью.
Циолковский, Ферми, Вьюинг, Харт, Типлер и их последователи обосновывают свои взгляды на основе двух предпосылок:
1. Отсутствие инопланетян в Солнечной системе («Факт А» Харта34).
2. Тот факт, что у инопланетян при прочих равных условиях было более чем
достаточно времени в истории Галактики, чтобы совершить визит — либо лично35,
либо с помощью своих обычных или самовоспроизводящихся зондов.
Это соответствовало бы WeakFP (слабому парадоксу Ферми), как обсуждалось в разделе 1.2.2. StrongFP (сильный парадокс Ферми) добавил бы некоторые дополнительные сложности. Характерное время колонизации Галактики, по мнению этих исследователей, представляет собой то, что я назову временной шкалой Ферми — Харта:
tFH =105 −108 years , (1.1)
что делает факт (очевидной) неколонизированности Солнечной системы труднообъяснимым, если только не предположить полное отсутствие способных к космическим путешествиям внеземных культур. Для наших целей достаточно констатировать, что эта временная шкала четко определена, хотя и известна неточно из-за нашего незнания возможностей и способов межзвездных путешествий. Для сравнения, общепринятый возраст Солнечной системы составляет36
t⊙ = (4.5681 ± 0.0004) × 109 years. (1.2)
Возраст Земли как объекта с массой, приблизительно равной современной, весьма схож и обычно округляется до 4,5 миллиарда лет (Ga), как будет показано в главе 2. Радикальное различие между временными шкалами в (1.1) и
