Евгений Борисович АЛЕКСАНДРОВ - физик-экспериментатор, специалист в области квантовой оптики, атомной спектроскопии, лазерной физики и магнитометрии, лауреат Государственной премии СССР 1978 г., академик РАН с 1992 г.
Евгений Борисович любезно согласился ответить на некоторые вопросы, касающиеся будущего науки и общества. Вопросы задает Александр РОЗОВ.
А.Р.: Двести лет назад наука была единой. Каждый образованный человек имел общие представления о состоянии науки, позволявшие ему быстро разбираться в сути принятых в то время научных теорий. Сейчас мы наблюдаем все большую специализацию и расслоение науки о природе (естествознания) и науки об абстрактных объектах (математики) на множество направлений, с соответствующим сужением компетенции каждого отдельного специалиста. На Ваш взгляд – применимы ли к этой ситуации законы диалектики?
Е.А.: Sorry, Sir. Я не знаю что такое «законы диалектики». Судя по их марксистским отражениям, с которыми я по необходимости знакомился (перорально и пераннус) 50 лет назад, я вообще не называл бы это «законами».
А.Р.: Сменится ли этап дивергенции этапом конвергенции?
Е.А.: Я считаю это очень мало вероятным. Последние сто лет специализация наук непрерывно возрастает, чудовищно растет объем накопленных совокупных знаний, а возможности их индивидуального усвоения совершенно определенно не меняются. Одно время я возлагал большие надежды на стремительно разворачивающиеся системы искусственного интеллекта. (В этих мечтах я надеялся программно зафиксировать профессиональные квалификации наиболее выдающихся специалистов, приобретенные ими за десятилетия каторжных трудов и в дальнейшем начать их объединение в общей программе «объединенных интеллектов». Меня приводили в отчаяние смерти своих коллег, которым я мог задать конкретный вопрос, на который они могли дать компетентный ответ немедленно (условно, конечно – скажем, через день, в то время как мне на освоение этой области их компетенции нужны были бы годы). Смерть такого уникального знатока оставляет дыру в системе знаний – пока родится наследник, пока он усвоит из «курганов книг» накопленный опыт и т.д. Частично, конечно, такое воплощение квалификаций уже возможно, особенно в области математических наук, достаточно указать на программу «Математика», которая была уже крайне изощренной уже 10 лет назад, когда я ею пользовался. (Во что она сегодня вылилась – я не знаю). Однако, я разуверился в своих мечтах объединения «интеллектов» в надежде на конвергенцию знаний на базе электроники. Творчество до такой степени человеческое (животное) свойство, до такой степени зависящее от состояния желез внутренней секреции, от страстей, амбиций и пр., что ни черта само не закрутится в дистиллированном искусственном интеллекте. Хотя, при этом, роль подобных усовершенствований-подпорок нашего медленного и ленивого разума, конечно, огромна.
А.Р.: Вероятно ли в будущем объединение естественных наук и математических методов в новое связное представление о структуре реальности?
Е.А.: Ну, как сказать? А что такое, например, «Общая теория относительности», как ни такое объединение? Если Вы говорите о каком-то «Великом», «Всеобъемлющем» объединении, то я просто по опыту своей жизни вижу, что подобные объединения последнее время оказывались бесплодными, все наиболее интересное уже всегда оказывалось известным в частных теориях.
А.Р.: Наука о взаимосвязях в науке, об управлении развитием науки - возможно ли формирование такой науки (по аналогии с кибернетикой, как наукой о взаимосвязях и управлении в технических системах)? Возможны ли формализуемые критерии перспективности гипотез и направлений в науке?
Е.А.: Я не философ. Я могу говорить здесь только с позиций «веры». Я в такие формализуемые критерии не верю.
А.Р.: Справедлива ли аналогия: когда-то шахматы были искусством, потом возникла теория шахмат и наконец, шахматы были алгоритмизированы и компьютеризированы.
Е.А: В той мере, в которой я знаком с положением в шахматах, сказать о том, что существует теория шахмат можно с очень большими оговорками. Это столь же верный термин, как и «расчет вариантов» - весь расчет состоит в том, что три-четыре еврея вырывают из рук друг друга фигуры и демонстрируют, как будет развиваться на три-четыре хода вперед та или иная позиция, если сделан тот или иной ход. Причем каждый предлагает свой вариант. Шахматы не алгоритмизированы и не компьютеризированы. Просто разработаны эмпирические количественные оценки той или иной позиции, в значительной мере исходя из оценок имеющихся мастеров игры. Опираясь на эти оценки, машина может очень быстро перебрать множество вариантов развития игры, недоступное человеку, каждый раз стремясь достичь максимальной оценки. Это и дает ей преимущество. Хотя главным остается то, что машина никогда не «зевает». (Мастер тоже зевает редко, но все же он от этого не застрахован). Почему все же машина играет, как правило, не лучше чемпионов мира? Потому что алгоритмы составляют весьма средние шахматисты. Умей бы программировать (или хотя бы анализировать свои интуитивные выборы) Каспаров, он бы из простого РС сделал бы чемпиона мира. (Когда я 10 лет назад работал в Германии, там вышла в продажу на гибком диске шахматная программа «Фриц», которая устанавливалась на РС с процессором 286! Стоила программа 95 марок. Я своими глазами видел, как Каспаров 3 раза подряд проиграл этой программе в быстрые шахматы -15 минут).
А.Р.: Когда – то наука была родом искусства, сейчас она состоит из множества теорий, а через некоторое время превратиться в алгоритмизированный способ производства знания, где роль человека сведется к работе системного администратора?
Е.А.: В это я, как Вам уже докладывал в первом вопросе, не верю. Новое знание рождается, как всегда, на основе искусства – вдохновение, интуиция, бессонные ночи, брошенная невеста, или, наоборот, брошенная жена с детьми и страстная новая любовь, дьявольская настойчивость, самоотверженность – а дальше, или грудь в крестах, или голова в кустах (последнее раз в 1000 чаще!). Позитивным результатом этого порыва является теория – алгоритмизированное частное знание.
А.Р.: Все наши бытовые, социальные и научные представления построены вокруг человека (как вокруг субъекта познавательной и вообще целенаправленной деятельности). А что такое человек? Одно из высокоорганизованных общественных животных (с наиболее эффективно построенной нервной системой), которое может исследоваться теми же научными методами, что и любой другой феномен реальности?
Е.А.: Может. Рекомендую Вам книгу Виктора Рафаэльевича Дольника под названием "Непослушное дитя биосферы" (этология человека) - четвертое дополненное издание, с пояснением: "Беседы о поведении человека в компании птиц, зверей и детей". Автор – профессор кафедры зоологии СПбГУ. В сведениях об издательстве написано: ЧеРо-на-Неве. МПСИ. Санкт-Петербург. Москва. 2004.
А.Р.: Или человек – это нечто принципиально иное, непознаваемое естественнонаучным методом?
Е.А..: Я так не думаю.
А.Р: Содержит ли природа человека что-либо, к чему неприменим рациональный, материалистический метод исследования?
Е.А.: Я так не думаю.
А.Р.: Допускаете ли Вы наличие у человека неких сил и возможностей, выходящих за рамки возможного с точки зрения физики?
Е.А.: Не допускаю. Если Вы найдете в этом противоречие со сказанным мною выше о проблемах творчества, то я поясняю: физика занимается базовыми законами, лежащими в основе мироустройства (сюда же включается и химия). Очень сложные системы (многоэлектронные атомы, многоатомные молекулы, любые живые образования, галактики и т. д.,) управляются базовыми физическими законами, однако в виду своей сложности их эволюция и поведение могут оказаться непредсказуемыми и в этом смысле необъяснимыми.
А.Р: Человек живет в обществе – и это накладывает определенный отпечаток на любую (в т.ч. и научную деятельность). А что такое общество? Народ, этническая группа, религиозная группа, народность, нация, прогнозируемое планетарное гуманистическое общество? Все это - просто формы кооперации людей, возникновение, развитие и разрушение которых можно объяснить с научной точки зрения?
Е.А.: Тут надо заниматься долгими и склочными выяснениями, что такое наука и научная точка зрения. Любые гуманитарные науки радикально отличаются от точных. (Другое дело, что неточные науки все чаще заимствуют от точных методологию исследования – экспериментальный подход, принцип воспроизводимости опыта, применение статистических критериев и др.)
А.Рю: …Или же какое-то общество может быть результатом действия особых (непознаваемых наукой) сил и носителем особых ценностей, имеющих природу абсолютных, непознаваемых наукой объектов (вечных духовных ценностей)?
Е.А.: С точки зрения точного знания такие категории, как вечные духовные ценности просто не имеют смысла. Это преходящие или договорные категории.
А.Р.: Следует ли говорить об общественных целях, как о чем-то самостоятельном?
Е.А.: По-моему, нет.
А.Р.: Или же общество следует рассматривать только как инструмент обеспечения наибольшей свободы, комфорта, безопасности и возможностей самореализации людей, членов этого общества?
Е.А.: Это вопросы не ко мне. Я могу что-то наговорить на эту тему, но есть гораздо более опытные говоруны.
А.Р.: Этика (мораль) и наука – чем следует руководствоваться цивилизованному обществу в случае коллизий?
Е.А.: По-моему, и тем и другим. Чему отдавать предпочтение – это зависит от значимости проблемы. Приведу пример – католическая мораль запрещает контроль над рождаемостью. С наукой тут сложно – это биология + социология +…, науки не точные, их выводы меняются достаточно часто (в отличие от точных наук, вырабатывающие асимптотически все более окончательное знание). Опыт показывает, что безудержное размножение тормозится множеством естественных факторов, так что необходимость искусственного торможения сомнительна. Я имею в виду именно природные факторы, а не доступ к контрацептивам и «планирование семьи» Эти факторы включаются в действие в любой популяции, превысившей некоторую пороговую плотность населения, независимо от проблемы исчерпания ресурсов (последнее обстоятельство было проверено в специально организованных экспериментах). А вот сами механизмы различаются в разных популяциях. Самый универсальный механизм – скучивание. При этом может радикально меняться схема «межличностных» отношений. Примеры: саранча в норме – это насекомое, жестко охраняющее свою территорию, на которой оно кормится. Однако, при чрезмерно частых посягательствах на участок, из очередной кладки яиц появляется поколение с совершенно извращенным социальным поведением. Это поколение стремиться не к «индивидуальному сельскому хозяйству», а к скучиванию в гигантские тесные стаи. Это и есть туча саранчи, которая поднимается на крыло и, часто просто влекомая ветром, летит в «заморские края», массой падает на пастбище, всё его сжирает и вскоре целиком погибает от голода, или тучу унесет в море. Подобные же штуки возникают у леммингов, которые сбиваются в огромные стаи, двигающиеся в случайном направлении до водной преграды, где и тонут. Полагают, что у людей скучивание осуществляется в городах, которые представляют собой «чёрные дыры», места стока избыточного населения – в городе население в среднем никогда себя не воспроизводило (или вымирало от эпидемий), подпитываясь постоянным притоком сельского населения. У оленей перенаселение приводит к прекращению размножения – возникает потеря интереса между полами. У мышей самцы в условиях перенаселения остаются активными, но у самок закрывается вход. Интересно, что в подобных искусственных опытах в результате вымирала вся популяция мышей, потому что к моменту достаточного снижения плотности населения (от вымирания) оставшиеся мыши оказывались слишком старыми, чтобы начать снова размножаться. У людей с их сознательной нахлобучкой все дополнительно усложняется – возникают проблемы с сексуальной ориентацией, гендерные войны, сексуальные маньяки-убийцы и пр. и пр. Пословица «на миру и смерть красна» отражает извращение ценностных установок в условиях скучивания (толпы).
Прошлым летом меня сын завлек на международную конференцию фармакологов, которые дружно жаловались, как безумно много денег и времени надо тратить на разработку новых антибиотиков на смену старым, к которым инфекция приспосабливается. При этом затраты непрерывно растут, что оборачивается ростом цен на лекарства. Т.е., видно, что впереди тупик. Я стал их спрашивать, не думают ли они о раннем пренатальном отборе эмбрионов на предмет максимальной иммунной активности. Они отвечали, что им понятна возможность или даже необходимость смены парадигмы борьбы с болезнями, но что никто об этом не думает - некогда, надо «трясти»: искать новые препараты.
Другой пример: ожидается столкновение с метеоритом километрового диаметра. Наука достаточно уверенно предрекает конец света и предлагает программу его предотвращения. Католическая мораль говорит, что все в руках Божьих, что это плата за грехи, что нельзя отвращать страшный суд. Разумеется, в этом случае надо следовать указаниям науки. Ну и так далее.
А.Р.: Следует ли ограничивать перспективные исследования, если они морально неприемлемы (по мнению авторитетных деятелей культуры, искусства, религии)?
Е.А: Это, конечно, очень спорный вопрос. Однако огромный опыт показывает, что даже очевидно очень опасные исследования ограничить не удается, особенно, если они сулят барыш или военное преимущество.
А.Р.: …Или же, при наличии многообещающих перспектив таких исследований, общество должно изменить свои моральные ориентиры с тем, чтобы использовать возможности таких исследований?
Е.А.: Опять – таки, как когда. Моральные и этические ориентиры в своей основе очень консервативны, и это надо иметь в виду – какое тысячелетие на дворе. Мне совершенно ясно, что запрещать исследования вокруг стволовых клеток или клонирования – просто глупо.
А.Р.: Каким Вы видите предпочтительное общее образование и мировоззрение современного человека и человека в ближайшем будущем? Что важнее? Максимальное (с учетом ограничения времени обучения) знания в области современных естественных и точных наук?
Е.А.: Нет. «Не сосуд, а свеча!»
А.Р.: …Или минимальные базовые математические и естественнонаучные знания и умение быстро находить и обрабатывать источники информации?
Е.А.: По-моему, так.
А.Р.: Имеет ли смысл привлекать учащихся старших классов школы или младших курсов ВУЗа к участию в реальных современных научных проектах (как с целью более эффективного обучения, так и с целью преодоления некоторой элитарности, замкнутости научного сообщества)?
Е.А: По моему опыту, это правильно.
А.Р: Есть ли смысл преподавать в школе гуманитарные знания и основы этики
Е.А.: Да, конечно
А.Р.: Следует ли воспитывать скептическое отношение к иррациональным (принципиально лишенным научного и логического обоснования) гуманитарным, религиозным, этико-философским учениям?
Е.А.: Скорее да, чем нет. Я бы только заменил слово «скептическое» на «критическое». Кроме того, для меня слово «иррациональное» имеет сугубо отрицательное значение, не соответствующее расшифровке в скобках. Это, конечно, вопрос вкуса. Можно сказать, что любовь иррациональна. Но для меня это синоним всякой антинаучной ахинеи (карма, аура, биополе, «астрал» и т.д и т.п.).
А.Р.: Или же наоборот, следует преподавать большой объем этико-философских и гуманитарных представлений в их классическом понимании?
Е.А.: Вопрос о классическом понимании спорен. Надо ли преподавать, как в царской гимназии, мертвые языки? Закон божий? По-моему, не надо. А хороший курс литературы содержит в себе всю этику. Я по-прежнему с сомнением отношусь к философии. По-моему, это реликт.
А.Р.: Досточтимый Евгений Борисович, я думаю, что у читателя возникнет вопрос: а что такое «хороший курс литературы», кто может определить его качество? В том-то и проблема, что курс литературы всегда содержит определенную этическую компоненту, определенный взгляд на мораль – а мораль всегда как-то связана с идеологией. Т.е. курс литературы может быть настолько идеологизирован, что станет учебником нацизма, тоталитаризма, клерикализма или военного коммунизма. Возможно, имеет смысл хотя бы в общих чертах пояснить критерий качества (хорошести) такого курса?
Е.А.: Ваш комментарий, несомненно, справедлив, восходя к библейскому вопросу «что есть истина?». Вопрос, однако, практически неразрешимый – по крайней мере, в пределах предложенного формата. В какой-то мере, если говорить о реальном составлении «рекомендованного списка литературы», к его решению можно подходить с позиции консенсуса собрания авторитетных педагогов и преподавателей мировой литературы: прежде всего рекомендовать книги, повторяющиеся в списках, предложенных членами этого собрания. (« А что такое «авторитетные педагоги и преподаватели»» и т. д.!)
А.Р.: Какова роль политической власти в планировании будущего человечества?
Е.А: Огромна. Положительна эта роль или отрицательна – зависит от сорта власти. Российская власть традиционно занимала предельно эгоистическую позицию, интересуясь только своим собственным благом, сколь бы губительным для закабаленного народа это благо ни было.
А.Р.: Определяется ли вектор дальнейшего развития деятельностью властей, или наоборот, объективно действующие закономерности технологического развития определяют (в статистическом смысле) те или иные модели политической власти?
Е.А.: С точки зрения интересов человечества, оно должно тяготеть к мировому правительству. Отдельные элементы мирового управления существуют (или все еще существуют) – я имею в виду ООН. Для меня очевидно, что тенденции глобализации проблем взывают к возникновению глобального регулирования, что будет неизбежно сталкиваться с идеей национального суверенитета. Атмосферные выбросы не суверенны – глобальны. И в этом направлении сделан первый правильный шаг – Киотский протокол. Что касается фантазий на тему моделей политической власти, то я считаю, что власть должна формироваться на основе системы интеллектуальных цензов. Разумеется, власть должна быть полностью прозрачна для общественного контроля, но не должна в своей деятельности подчиняться воле большинства.
А.Р.: Евгений Борисович, Вы уверены, что Киотский протокол – это не политическая игра? Несколько достаточно авторитетных источников указывали на то, что проблема фреонов в атмосфере является, скажем так, несколько надуманной.
Е.А.. Несомненно, что в дискуссию вокруг Киотского договора примешалась и политическая игра (причём, как на стороне защитников, так и на стороне противников). Однако я совершенно убеждён, что провозглашаемая им тенденция ограничить выбросы парниковых газов - совершенно правильная «зелёная» идея. Нельзя безнаказанно менять среду обитания, причём в очевидно опасную сторону (вспомните о феномене Венеры, о котором я Вам писал). Что касается истории с фреонами, (якобы ответственными за разрушение озонового слоя), то она значительно слабее мотивирована, да и сам факт разрушения слоя не доказан – его относительно недавно научились контролировать.
А.Р.: Можно ли сказать, что на современном этапе следует качественно расширить участие ученых – специалистов по естественным и точным наукам в принятии политических решений? Готово ли научное сообщество принять более деятельное участие в конкретных политических делах?
Е.А.: С моей точки зрения, это просто необходимо. Научное сообщество никогда не отказывалось от участия в политических делах – дело в том, что его просто выталкивали из политики «политиканы» - номенклатурные бизнесмены от политики. Политический опыт 1989-1991 годов показал, что «самосожженцы» от науки были самыми эффективными политиками эпохи перемен. Для ученых участие в политике должно быть чем-то вроде воинской повинности – ни кому не охота, но надо! (Главное, не допускать до управления тех, кому охота).
А.Р.: Какие модели будущего представляются Вам наиболее вероятными – неограниченная экспансия в дальний космос?
Е.А.: Это совершенно исключено вследствие ресурсных и временных ограничений.
А.Р.: Устойчивое развитие на Земле и в ее ближайших окрестностях?
Е.А.: Только на Земле. Ближайшие окрестности (Луна и околоземное пространство) всегда будут играть важную, но относительно ничтожную роль.
А.Р.: Потеря интереса к космосу и построение наиболее устойчивого и экономичного общества на Земле?
Е.А.: Никакого сколько-нибудь рационально оправданного интереса к Космосу у человечества никогда не было. Я не говорю об области безответственных мечтаний, которая часто не имеет никакой базы, начиная от мечтаний о загробной жизни или широко распространенная в начале прошлого века вера в грядущее воскрешение мертвых. Советская власть использовала массовые мечтания в пропагандных целях, например, старый чудак Циолковский объявлялся великим ученым и провозвестником звездоплавания. Эпопея нашего «завоевания» космоса также имела пропагандно-политическую подоплёку и привела к популярности разговоров и песен о яблонях на Марсе. Мы должны были кровь-из-носу утереть сопли Америке, которая гласно и открыто занималась подготовкой к запуску первого спутника. Обогнали на два месяца. У нас было одно серьёзное преимущество – наличие тяжёлых военных ракет, способных вывести на орбиту гораздо больший вес, чем могли американские ракеты. Дело в том, что точность наведения американских баллистических ракет была на порядок выше наших, а потому они не планировали особо мощных боеголовок и не нуждались в тяжёлых ракетах. Ну а потом, когда Америка втянулась в гонку к Луне, она построила специальную сверх-мощную ракету Сатурн-5-В, противопоставить которой мы уже ничего не сумели, несмотря на неограниченные расходы. Расходы были не по карману и Америке, а наша страна на этой гонке надорвалась. При этом американцы имели огромную отдачу в технологию – прежде всего, на лунной эпопее взросла интегральная микро электроника, необходимая для создания бортовых компьютеров. (Мы их даже и не пытались делать – все команды всегда шли с Земли). У нас же, если что-то и создавалось, то всё было засекречено и не шло в дело. Выход в космос стоит чудовищно дорого – доставка одного килограмма на низкую орбиту стоит не меньше $10 000, и эта стоимость практически не снижается со временем. Неоправданный оптимизм по части космических одиссей обнаруживается, к моему удивлению, даже у вполне осведомлённых людей. Например, астроном и писатель-фантаст Артур Кларк написал лет сорок назад роман «Космическая одиссея 2001», по которому с его же участием был поставлен прекрасный фильм. Смотришь его сегодня и видишь, какая бесконечная пропасть лежит между его экстраполяциями развития космонавтики и реальностью.
А.Р.: На Ваш взгляд - история человечества будет ограничена временем исчерпания ресурсов Земли и ближайших окрестностей?
Е.А.: С моей точки зрения проблема исчерпания ресурсов надумана. Была бы энергия и технология – медь найдем заново на свалках. Есть постоянный приток солнечной энергии, ее количество на много порядков превышает любые разумные потребности. История человечества будет ограничена мерой его безумия. Я думаю, что ближайший век может оказаться последним, или, напротив, вводящим человечество в спокойное русло длительного существования.
А.Р.: Имеет ли человечество шанс на более длительную историю, сопоставимую с длительностью существования долгоживущих астрономических объектов?
Е.А.: Я так не думаю. Дай бог прожить столько, сколько прожили до сих пор. В истории Земли было много глобальных катаклизмов астрономической или тектонической природы, справиться с которыми мы не в силах. Сейчас уже можно отклонить тяжелый астероид, но раскол континентальных плит нам никогда не предотвратить. Археология показывает, что не реже, чем раз в 1 миллион лет на Земле был «конец света» с радикальной сменой обитателей.
А.Р.: На какую модель с Вашей точки зрения должно быть ориентировано современное планирование научно-технической и гуманитарной деятельности в цивилизованном мире? На форсированный прогресс в области развития техники (в расчете на новые источники энергии)? Или на редукцию и минимизацию в области энергопотребления и жизнеобеспечения (в расчете на консервацию и глобальную экономию в условиях будущего бесконечного энергетического кризиса)?
Е.А.: Скорее, второе. Хотя форсированный прогресс в области техники совершенно необходим. Не в расчете на новые источники энергии, а в расчете на максимальное повышение эффективности систем производства и потребления энергии, а также рекуперации энергии и ресурсов. Никакого энергетического кризиса при этом не будет. Должно быть просто разумное отношение к энергии. Не нужен в автомобиле двигатель в сотню лошадиных сил, из которых 5% используется на движение. Автомобиль не обязан двигаться со скоростью 100 км/час. Люди будущего смогут вообще гораздо меньше ездить, не стоять в пробках, а работать дома.
А.Р.: Предполагает ли Ваша (наиболее вероятная с Вашей точки зрения) модель будущего сохранение человека, как биологического вида.
Е.А.: Да, именно так. Человек не изменился биологически за последние 10 000 лет, а, скорее всего, и за 50 000 лет (просто на период 50 000 лет данные менее надежные – письменности еще не было, хотя были наскальные рисунки).
А.Р.: Считаете ли Вы вероятной дальнейшую биологическую эволюцию (естественную или искусственную) человека, как биологического вида
Е.А.: Ни то, ни другое нам не светит. (Каким ты был, таким остался!)
А.Р.: Возможно ли еще более существенное изменение человеческой конструкции (возможно – вплоть до отказа от биологического устройства в пользу какой-либо иной искусственной конструкции)?
Е.А.: Это чистый science fiction. Разумеется, я не сомневаюсь в прогрессе протезирования разных увечий. Но я решительно не верю в эти мечтания о «киборгах».
А.Р.: Что более вероятно на Ваш взгляд - продолжение существования человечества, как единого биологического вида, или разветвление на разные виды, все более расходящиеся в ходе дальнейшей эволюции или инновации?
Е.А.: В настоящее время имеется официально признанных 7 рас, из которых 2 считаются «неуспешными» (австралоиды и бушмены. Это заключение считается не вполне полит-корректным и потому не тиражируется). Как я понимаю, статистически значимые различия в «успешности» рас и национальностей всегда (или почти всегда) меньше дисперсий успешности внутри рас и национальностей. При учете непрерывно идущего межрасового и межнационального смешения, можно смело сказать, что будет один общий биологический вид.
А.Р.: Что такое прогресс? Расширение технических возможностей человечества воздействовать на окружающую природу (в т.ч. на собственную природу)?
Е.А.: Я склонен так думать, но…
А.Р.: Или же есть какие-то другие, не менее важные компоненты прогресса (не связанные прямо с научными и техническими возможностями)?
Е.А.: Я думаю, что есть другое, не менее важное направление прогресса – тщательное воспитание детей в духе внимания и любви к ближним и дальним. Более того, я думаю, что это направление много важнее для выживания нашего вида, чем составляющие научно-технического прогресса. Просто потому, что главной опасностью для вида является не дефицит ресурсов или энергии, а самоистребление и утрата инстинкта самовоспроизведения.
А.Р.: Научно-технический прогресс ограничен какими-то принципиальными физическими соображениями, или сейчас невозможно точно назвать какие-либо ограничения?
Е.А.: Скорее, последнее.
А.Р.: Можно ли считать прогрессом ситуацию, когда возможности человека так расширятся, что для их использования самому человеку придется радикально измениться (измениться настолько, что его отличия от современного человека будут больше, чем отличия современного человека от древних гоминид, населявших центральную Африку 10 миллионов лет назад)?
Е.А.: Нет. Я придерживаюсь консервативного взгляда. На любой обозримый период люди останутся точно такими же, какими они были до Новой Эры.
http://alex-rozoff.livejournal.com/3211.html
Приходит понимание того факта (уже факта, а не гипотезы) что мы не одиноки во Вселенной, что жизнь спонтанно возникает везде, где есть возможность химической эволюции. Земля перестает восприниматься, как единственный островок жизни среди мертвой космической материи – она оказывается одним из множества обитаемых островов в безграничном космическом океане.
День Титана
1. Титан online
Еще недавно казалось, что эпоха всеобщего интереса к космосу, когда один шаг на поверхность Луны действительно воспринимался, как огромный шаг человечества, надолго закончилась. Апатия, с которой мир наблюдал за перемещениями opportunity по марсианской пустыне удручала, безучастность к проекту новой международной космической станции - тем более. Запуск "Cassini-Huygens" по направлению к Сатурну в 1997 г. тоже прошел как-то незаметно. Ну, запустили. Ну, к Сатурну. Очередная дорогостоящая космическая игрушка, минус 3,4 миллиарда долларов из карманов налогоплательщиков.
И вдруг в один день все изменилось. Давайте запомним этот день: 14 января 2005 года. Звездный час американо-европейского проекта "Кассини" - посадка автономного модуля - зонда "Гюйгенс" на поверхность спутника Сатурна - Титана.
Сайты космических агентств ESA и NASA еле справляются с траффиком - интернет-сообщество прилипло к экранам, все ждут: "ну что там?". В Париже в офисе ESA всю ночь сидит множество совершенно не имеющих отношения к космосу, посторонних людей, которым тоже не терпится узнать: "так что же там?". И вот начинают поступать первые снимки.
Аплодисменты. Эйфория. Этот момент все СМИ единодушно охарактеризовали, как триумф проекта.
Пресса полна сообщениями, предположениями, комментариями, прогнозами.
Попутное сообщение о ходе еще несколько масштабных космических проектов ESA, встречается широкой общественностью с нескрываемым энтузиазмом. Так что же все-таки в один день так изменило отношение миллионов людей к космосу? Что стало сенсацией?
2. Именно такой Титан
Титан - спутник Сатурна. Отстоит от Солнца на 1,4 миллиарда километров, в десять раз дальше, чем Земля. Диаметр - в 2,5 раза меньше, чем у Земли, гравитация на поверхности меньше примерно в 7 раз. Зато атмосферное давление на Титане в 1,5 раза выше, чем на Земле. Атмосфера состоит на 90% из азота и на 10% из метана, аргона и небольшой доли этана, этилена, ацетилена, аммиака и циановодорода. Имеется мощный облачный слой - взвесь различных органических соединений. На поверхности, возможно, имеются океаны из углеводородов - метан-этановой смеси, содержащей высокомолекулярную органику. Вода присутствует в виде льда, температура на поверхности - около минус 180 градусов Цельсия.
Все это стало известно еще 25 лет назад - когда американский космический аппарат "Voyager-1" пролетел на расстоянии 5000 километров от Титана, причем тогда, в 1980, это не вызвало особого энтузиазма.
И вот сейчас Титан оказался ровно таким, как и предполагалось.
Под оранжевым облачным небом - гористый берег со следами чего-то похожего на вулканические лавовые формации. Широкие русла рек, впадающих в темное море. Шум ветра и удары волн о прибрежные скалы.
По прогнозам все это и должно было примерно так выглядеть. Но до последней минуты никто не мог до конца поверить, что более чем в миллиарде километров от Земли, мы увидим вполне земной ландшафт "до боли похожий на Землю" - как выразился один из журналистов.
Главное отличие Титана от Луны и Марса в том, что его ландшафт - не мертвый и застывший, а подвижный, "живой". Здесь меняются времена года, текут реки, по небу плывут облака, идут дожди, плещется море с приливами и отливами, а модуль "Гюйгенс" по иронии судьбы "прититанился" в натуральное болото, где грунт, как губка, пропитан жидкостью.
На поверхности "болота" присутствует некая "ворсистая" субстанция... "Титанический" мох? Ну, допустим не мох, но... Здесь мы подходим к главному вопросу, который волновал каждого из миллионов людей, наблюдавших за развитием миссии "Гюйгенса".
3. Есть ли на Титане жизнь?
Многие специалисты полагают, что на Титане сейчас происходят процессы предбиологической химической эволюции, имевшей место на Земле 2 - 3 миллиарда лет назад и приведшие к возникновению жизни. Их мнение основано на данных о физико-химических параметрах атмосферы Титана, которая во многом сходна с "добиологической" земной атмосферой, а отставание в химической эволюции выводится из гораздо более низких уровней температуры и освещенности.
В этом смысле Титан с чьей-то легкой руки уже назван "лабораторией астробиологической мечты". Ультрафиолетовое излучение и грозовые разряды, воздействующие на пары и микроскопические капли органики в облачном слое Титана, приводят к образованию сложных молекул элементоорганических соединений и полимеров. В условиях низких температур, высокомолекулярные соединения достаточно стабильны и накапливаются в морях в виде мельчайших капель эмульсии, находящихся в состоянии динамического равновесия с окружающей средой. Поведение такого рода объектов (микросфер и коацерватных капель), правда в водных, а не углеводородных растворах, хорошо изучено. Их сходство с простейшими одноклеточными организмами настолько велико, что появился термин "протоклетки" или "протобионты". Они обладают ярко выраженным химическим и энергетическим метаболизмом, они могут сливаться или наоборот делиться, наследуя свойства предшественников. Они в определенных пределах могут поддерживать свою стабильность и между ними может идти конкуренция по эффективности гомеостаза, а следовательно, они способны к эволюции по принципу естественного отбора.
Как известно, на Земле подобная эволюция продолжалась не менее 500 миллионов лет, при средней температуре около плюс 10 градусов Цельсия и инсоляции в 100 раз выше, чем на Титане.
С другой стороны, атмосфера Титана в 10 раз больше по массе, чем земная, и представляет собой огромный фото- и электро- химический реактор, где в виде пылевых и капельных взвесей циркулируют колоссальные количества разнообразных высокоактивных органических соединений. Атмосфера Титана так богата органикой, что эволюция протоклеток может, в принципе, идти и в ней. Возможно, эта эволюция уже привела к возникновению живых фотосинтезирующих организмов (некоторые подтверждения этой гипотезы мы приведем ниже). Моря Титана вообще полностью состоят из органических соединений, чего, разумеется, не было в "добиологических" океанах Земли.
Что все-таки более важно для скорости предбиологической эволюции - скорость реакций абиогенного синтеза или стабильность продуктов этих реакций, их концентрация и интенсивность их циркуляции?
Мы просто этого не знаем. Мы знакомы пока только с той жизнью, которая есть на Земле, причем даже ее возникновение исследовано лишь в общих чертах.
Вот вопрос: действительно ли эволюция жизни на Титане отстала от земной на миллиарды лет, или...
4. Какую жизнь искать?
Еще в сентябре 2002, когда до финала миссии оставалось два с лишним года, специалисты ESA сделали важное замечание: речь идет о поисках жизни, но не такой, которую мы знаем. Напомним, что температура на поверхности Титана - около минус 180 C, кислород в атмосфере почти отсутствует, а роль воды выполняет смесь наподобие сжиженного газа для зажигалок.
Именно поэтому астробиологи акцентировали внимание участников проекта на необходимости четкого определения термина "жизнь" - поскольку то, что предположительно будет обнаружено на Титане, совершенно не похоже на какие-либо земные организмы. Подход в стиле марсианской эпопеи "мы будем искать нечто вроде земных бактерий" здесь принципиально не годится.
Было предложено сосредоточиться на поиске сложных систем с выраженным метаболизмом, т.е. комплексов больших органических молекул, реализующих обмен веществ на основе той или иной формы потребления энергии из окружающей среды.
Если так - то вопрос вообще следует считать решенным положительно. Жизнь на Титане есть, причем это установлено еще четверть века назад.
Как уже говорилось, на Титане существует смена "времен года". "Титанический год" длится около 16 земных лет, а времена года по сути те же, что на Земле. Зима, весна, лето, осень.
На снимках, сделанных еще в 1980 г, зондом "Voyager-1", видна следующая картина. Органический "оранжевый туман" гораздо ярче в том полушарии, где идет лето, чем в том, где зима. Кроме того, этот оранжевый слой обладает специфической самостоятельной картиной движения, отличающейся от движения остальных атмосферных формаций.
Разумеется, я не утверждаю, что мы однозначно имеем дело с обширными колониями фотосинтезирующих организмов, парящих в атмосфере и дрейфующих в направлении лучшей освещенности. Но вот утверждать, что все признаки живых систем, упомянутые выше, у частиц оранжевого тумана присутствуют - можно.
1 - сложность органического состава - присутствует, высокомолекулярные соединения обнаружены.
2 - выраженный метаболизм - имеется, его продукты постоянно выпадают в виде осадков.
3 - потребление энергии - бесспорно есть, все эти процессы происходят за счет поглощения света.
Если мы признаем, что оранжевые капельки атмосферной взвеси - это фотосинтезирующие организмы, то сразу же получим любопытную гипотезу о строении экосистемы Титана. Парящие в атмосфере "микрорастения" производят первичную биомассу, которая, выпадая на поверхность, питает остальные формы жизни.
Это, кстати, сильно напоминает экосистему океанов Земли. На поверхности - фотосинтезирующий планктон, являющийся основанием пищевой пирамиды для живых существ, обитающих в глубинных слоях или на дне. Возможно, будущие исследования Титана покажут, что экосистемы формировались не после возникновения жизни, а параллельно с ним. Впрочем, мы увлеклись второстепенными гипотезами. А первостепенное значение имеют факты. Факты таковы, что на Титане есть или жизнь, или состояние химической эволюции, непосредственно предшествующее появлению жизни. И даже если детальные исследования укажут на второй вариант, это уже не столь важно.
5. Возвращение на Землю.
Как бы интересно не было на Титане, но живем мы пока что на Земле - и потому для нас наиболее важны именно те последствия "титанической миссии", которые будут иметь место здесь. А они рано или поздно будут - даже с практической точки зрения. Существование биологических или предбиологических форм в условиях низкотемпературной углеводородной среды означает прорыв в современной химии. Скорее всего, появятся абсолютно новые экономичные технологий органического синтеза. Прежде всего - технологии высокомолекулярных соединений - полимеров, лекарств, катализаторов, красителей, мембран и рабочих элементов солнечных батарей. Вероятны и новые методы получения органических кристаллов с заданными свойствами, применение которых может произвести революцию в компьютерной технологии. Такие результаты, в свою очередь, усилят интерес к внеземной жизни - не только, как к объекту вечного человеческого любопытства, но и как к источнику нового, чисто утилитарного знания. Возможно, в недалеком будущем, мы будем "одомашнивать" инопланетные формы жизни, как в эпоху неолита одомашнили дикорастущие злаки, а астробиология станет прикладной наукой.
Но даже не это главное.
Главное - радикальное изменение взглядов людей на Землю, космос, жизнь и нашу цивилизацию. Приходит понимание того факта (уже факта, а не гипотезы) что мы не одиноки во Вселенной, что жизнь спонтанно возникает везде, где есть возможность химической эволюции. Земля перестает восприниматься, как единственный островок жизни среди мертвой космической материи - она оказывается одним из множества обитаемых островов в безграничном космическом океане.
День Титана положил начало освобождению человечества от уродливых форм земного шовинизма. На следующий день после посадки "Гюйгенса", пришло сообщение о том, что в Джорджии, США, окружной суд постановил убрать позорные наклейки со школьных учебников по биологии. Наклейки, введенные по настоянию родителей-христиан, гласили "В этом учебнике есть разделы по эволюции. Эволюция - это лишь теория о происхождении жизни, а не проверенный факт". Смысл наклеек был понятен - всякие ученые выдумывают про эволюцию, но христиане-то знают из Библии, что жизнь создана Богом. Формально решение судьи было обосновано недопустимостью вмешательства религии в светское образование. А по существу все гораздо серьезнее. В день Титана теория эволюционного происхождения жизни стала фактом. А "теория творения" стала тем, чем и являлась с самого начала - выдумкой древних ближневосточных пастухов, невежественных, как копченая селедка.
Разумеется, это еще не окончательная победа здравого смысла - библейское мракобесие еще долго будет сопротивляться. Мы еще увидим, как священники объявят внеземную жизнь дьявольским наваждением, а астробиологию - сатанизмом, но это будет уже агония, пусть и растянутая на десятилетия.
Нас же интересует то, что будет жить и развиваться.
Нас интересует, как будет вести себя человечество после осознания реальной множественности обитаемых миров, контакты с которыми будут установлены рано или поздно, так или иначе.
Нас интересуют наши будущие действия в обитаемом и открытом для контактов космосе.
6. Куда, как и зачем полетим завтра?
Не исключено, что какие-то предбиологические формы будут обнаружены на спутниках Юпитера и на спутнике Нептуна - Тритоне. Не исключены и остаточные формы жизни на Марсе, но там мы, похоже, опоздали на миллиард лет. Скорее всего, "живыми" являются только планеты, обладающие открытыми морями и плотной активной атмосферой - в солнечной системе это Земля и Титан.
Дальнейшие поиски жизни, таким образом, должны вестись вне солнечной системы. В 2008 году стартует новый проект ESA - "Эддингтон", предназначенный для поиска пригодных для жизни планет в других звездных системах. По малым колебаниям светового потока от звезды при прохождении перед ней планеты, "Эддингтон" сможет обнаруживать не только газовые гиганты, подобные Юпитеру или Сатурну, но и объекты размером с Марс, Ганимед или Титан. Иначе говоря, появится возможность обнаруживать крупные спутники планет-гигантов в других звездных системах. Проект можно считать обреченным на успех, поскольку уже сейчас известно около сотни экзопланет типа Юпитера и вероятность наличия у них спутников с необходимыми размерами близка к ста процентам.
Теперь мы знаем уже два существенно различных комплекса условий, закономерно порождающих биологические системы - земной и "титанический". Уверен, после некоторых дополнительных исследований, мы сможем построить достаточно надежные модели прогнозирования множества других сред, обладающих тем же свойством.
Так мы получим ответ на вопрос, куда лететь.
Теперь следует выяснить, как долететь до "перспективного" объекта, когда он будет найден - ведь вероятное расстояние до такого объекта составит ориентировочно 5 - 10 световых лет.
Здесь я выскажу свое мнение дилетанта. Для этого отвечу сначала на третий вопрос - зачем летим.
Полагаю, что за информацией.
Возможно - за чисто утилитарной информацией (той, которую можно использовать в земных технологиях). В таком случае, нас интересует полет автоматического зонда в одну сторону (у "Гюйгенса", кстати, тоже one way ticket - модуль так и остался на поверхности Титана). Далее, если бы такой зонд создавался сейчас, а не в 1997 г., все его электронное оборудование, включая гораздо более мощный бортовой компьютер, можно было бы поместить в корпус размером со спичечный коробок. С учетом развития нанотехнологий, через 5 лет (когда проект "Эддингтон") даст список перспективных объектов, необходимое оборудование зонда уместится в пуговицу, а через 10 лет - в булавочную головку. Объект такого размера, как ни странно, вообще не нуждается в двигателе - его можно выбросить в космос и разогнать до околосветовой скорости лазерным лучом, а затормозить при подлете к объекту с помощью обратного солнечного паруса. Желающие могут произвести расчеты и убедиться: никаких запредельных мощностей для этого не требуется, только высокая точность. Кроме того, подобные зонды будут не особенно дорогими игрушками, так что их можно будет посылать одновременно к десяткам перспективных объектов.
При таком подходе информация от ближайших объектов будет получена менее, чем через 15 лет после запуска зондов.
А что дальше? Честно говоря, я совершенно себе этого не представляю, но достаточно и того, о чем уже было сказано. В ближайшие четверть века человечество имеет шанс дотянуться до звезд. И главная, на мой взгляд, задача - не упустить этот шанс.
1. Шутки с космическими убийцами.
2. Астероиды, вулканы и кузькина мать.
3. Если не хотим стать трилобитами…
4. О девушках и дырявых астероидах.
5. Прогнозы и «фактор Брюса Уиллиса».
6. Непременная интрига с инопланетянами.
1. Шутки с астероидами-убийцами.
Сюжет суперкатастрофы, вызванной столкновением астероида с Землей, уже заюзан Голливудом до дыр. Астероиды - убийцы вытеснили из этой киноэкологической ниши термоядерную войну - overkill, господствовавшую в сценариях «новых апокалипсисов».
Оно и понятно: гонка стратегических вооружений между сверхдержавами ушла в прошлое вместе с одной из сверхдержав, а террористы (на взгляд зрителя, потребляющего триллеры и гамбургеры) слишком мелко плавают, чтобы устраивать всемирные катастрофы с концом света. При этом, если ядерная «третья мировая» всегда была футурологическим мифом, то астероиды-убийцы как раз вполне реальны. 65 миллионов лет назад падение астероида диаметром от 6 до 12 км, встряхнуло биосферу планеты и поставило жирную точку в конце затянувшейся карьеры динозавров. Впечатляющего размера воронка от этого удара сохранилась на Юкатане (Мексика): 180 километров в диаметре и 900 метров в глубину.
Когда в 1998 году наука занялась оценкой астероидной угрозы и стала публиковать данные об опасных малых космических объектах, то в начале это вызвало шок. Как оказалось, околоземное пространство пронизано орбитами этих объектов. Кто-то из остроумных журналистов сравнил нас (землян) с пассажирами экскурсионного автобуса, который катается по шоссе, обстреливаемому из стрелкового оружия и минометов.
В ноябре 2004 школьный учитель в Манчестере (Великобритания), желая «объяснить детям, что каждый день необходимо проживать ярко», сообщил: «к Земле приближается астероид, который убьет всех. Придя домой, не забудьте попрощаться с родителями». 230 подростков поверили и впали в истерику, так что администрация школы вынуждена была успокаивать их, а потом объясняться с их родителями по поводу «ярко прожитого дня».
В том же 2004 году, астроном Линдли Джонсон на вопрос «Когда ждать столкновения с астероидом?», ответил: «При нынешнем уровне наших знаний это может случиться как на следующей неделе, так и на любой другой неделе в ближайшие тысячелетия».
По данным NASA, существует около 1100 космических тел диаметром более километра, которые могут достичь Земли, из них на 2004 год было обнаружено более 700, а остальные планируется обнаружить не позднее 2008 года.
Всплеск интереса к проблеме в 2004 году был связан с приближением к Земле астероида Тутатис (Toutatis). Этот объект с габаритами 4,6 х 2,4 километра, открыт французскими астрономами в 1989 году и назван в честь одного из кельтских богов. Тутатис совершает оборот вокруг Солнца за 4 года, двигаясь по хаотичной орбите, и сближается с Землей примерно раз в 600 лет. В 2004 он прошел в полутора миллионах километров от Земли.
В том же году другой, маленький астероид 2004 FH, диаметром в 30 метров прошел на расстоянии всего 43 тысячи километров от Земли. Тротиловый эквивалент взрыва при его столкновении с Землей составил бы около 10 мегатонн. Для сравнения: тротиловый эквивалент мощнейшей из испытанных термоядерных бомб (знаменитая «кузькина мать», взорванная в Арктике 30 октября 1961) составлял около 50 мегатонн, а бомбы, сброшенной на Хиросиму 6 августа 1945 – «всего» 0,02 мегатонны.
В 2003 году исследовался другой, гораздо более крупный астероид - 2003 QQ47, с габаритами 1,5 х 1,2 километра, который, по предварительным расчетам должен был столкнуться с Землей 21 марта 2014 года. Уточненные расчеты показали, что этого не произойдет, однако энтузиасты успели опубликовать предположительный тротиловый эквивалент взрыва при столкновении: 400.000 мегатонн. Расчеты, показавшие, что астероиды таких размеров падают на Землю в среднем раз в полмиллиона лет, не очень успокоили публику. Понятно, что оговорка «в среднем» означает, в частности: «а может быть, и завтра». Не очень оптимистичным показался и другой прогноз: если будет обнаружен опасный астероид, то на предотвращение катастрофы потребуется 30 лет работы. В случае с Тутатисом, от момента обнаружения до момента максимального сближения с Землей прошло всего 15 лет.
2. Астероиды, вулканы и кузькина мать.
2006 год обрадовал публику тремя опасными астероидами. Знакомьтесь:
Кандидат по имени 2006 HZ51. Средний диаметр 800 метров. Год возможного столкновения с Землей - 2008. Вероятность столкновения: 1/6.000.000. Тротиловый эквивалент взрыва при столкновении: ориентировочно 20.000 мегатонн.
Кандидат по имени 2004 MN4 «Apophis». Средний диаметр 320 метров. Год возможного столкновения с Землей - 2036. Вероятность столкновения: 1/5000. Тротиловый эквивалент взрыва при столкновении: ориентировочно 1600 мегатонн.
Кандидат по имени 2004 VD17 «NEA». Средний диаметр 580 метров. Год возможного столкновения с Землей - 2102. Вероятность столкновения: 1/1000. Тротиловый эквивалент взрыва при столкновении: ориентировочно 10.000 мегатонн.
Наибольший интерес у публики вызывает Apophis (названный в честь древнеегипетского божества хаоса – змея Апофиса, или Апопа). Это понятно: HZ51 имеет очень низкую вероятность столкновения, до встречи с NEA почти 100 лет, а вот Апоп – это проблема ныне живущего поколения. Уже в 2013 Апоп пройдет довольно близко от нашей планеты, а 13 апреля 2029 окажется совсем рядом – на расстоянии 36.350 км от поверхности Земли (в начале предполагалось, что он столкнется с Землей в 2029, но уточненные расчеты показали, что наше непосредственное знакомство с Апопом более вероятно в 2036).
В прессе публикуются статьи с пугающими заголовками: «никто не доживет до зимы 2036», возможное падение Апопа представляют, как полный конец света.
Какие-то народные умельцы уже успели в очередной раз истолковать предсказания Нострадамуса в том смысле, что конец света должен произойти именно в 2036 году.
Публику завораживают сравнения с 50-мегатонной водородной бомбой «кузькина мать» и с трагедией Хиросимы (1 Апоп = 32 кузькиных матери = 80.000 Хиросим). Но давайте сравним падение этого астероида с более прозаичным явлением – с извержениями вулканов. Оказывается, что взрыв вулкана Кракатау в 1883 году имел тротиловый эквивалент около 20.000 мегатонн, а взрыв вулкана Тамбора в 1815 – более 200.000 мегатонн (1 Тамбора = 125 Апопов). Можно сказать, что взрыв Тамбора сопоставим с падением астероида диаметром 1 километр. И каковы же были последствия?
Вулкан Тамбора высотой около 4 километров, взорвался и разлетелся на куски 12 апреля 1815 года. Остров Сумбава, на котором находился вулкан, просто исчез вместе с 12000 жителей. Еще 37.000 жителей соседних островов погибли мгновенно, а общее число жертв достигло 100.000. Параметры цунами после этого взрыва точно не известны, но, вероятно, высота волны достигала 100 метров (при в 10 раз менее мощном взрыве Кракатау наблюдалась 35-метровая волна). 150 кубических километров мельчайшей пыли оказалось в верхних слоях атмосферы, что привело к росту коэффициента отражения солнечных лучей, и падению средней температуры на планете. Позже, в эпоху первой холодной войны это назовут «эффектом ядерной зимы». 1815 стал «годом без лета». В Европе лето напоминало позднюю осень с холодными затяжными дождями...
Еще более разрушительные последствия имел взрыв вулкана Санторин (ныне – остров Фира) примерно в 1400 году до н.э. Мощность взрыва была та же, что у Тамбора, но произошел он сравнительно недалеко от густонаселенных побережий. В результате были уничтожены почти все прибрежные города на Средиземном море…
Конечно, вулканические взрывы такой мощности – это колоссальные катастрофы, но никак не конец света. Большая часть населения Земли пострадала только от неурожая, вызванного похолоданием, длившимся 1 - 2 сезона.
3. Если не хотим стать трилобитами…
Человечество существует около 2 миллионов лет. Расчеты показывают, что за это время астероиды размером около 1 километра падали на Землю 7 – 8 раз, а астероиды размером с Апоп – сотни раз. Легко заметить, что человечество от этого не вымерло. А что будет при падении астероида размером порядка 10 километров (такое событие происходит в среднем 1 раз за 70 миллионов лет)?
В общих чертах прогнозы на этот случай таковы:
Падение астероида 10 километров в диаметре (тротиловый эквивалент – до 100 миллионов мегатонн), может привести к непосредственному поражению территории до нескольких процентов от площади всей суши.
В случае падения в океан (что вдвое более вероятно, чем падение на сушу) возникнет волна высотой более 500 метров, аналогичная цунами, но, возможно, более короткая, так что катастрофическому удару подвергнутся только побережья в радиусе порядка 1000 км от эпицентра. На больших расстояниях волны такого типа затухают.
В случае падения на сушу, в эпицентре образуется кратер диаметром до 200 км и глубиной до 1 км. Сейсмический толчок и ударная волна приведут к полному разрушению наземных объектов в радиусе более 500 км, зона частичного разрушения может иметь до 1500 км в диаметре. В атмосферу будет выброшено до 10.000 кубических километров пыли. Первые 3 года после этого могут стать крайне неблагоприятными (из-за эффекта светоотражения возможно падение средней температуры на планете на несколько градусов). Но динамика осаждения пыли такова, что ее количество в атмосфере снижается за год примерно в 10 раз, и через 2 года ее останется меньше, чем после взрыва Тамбора, а еще через год климат в общих чертах восстановится.
Такой прогноз косвенно подтвержден палеонтологическими данными: падение астероида 65 миллионов лет назад лишь ускорило смену преобладающих биологических видов на планете (в частности, вымирание динозавров и других узкоспециализированных крупных животных), но не привело к деградации биосферы.
Столкновение с более крупными космическими телами (диаметром 20 км и более) может иметь действительно катастрофические последствия для биосферы. Согласно одной из гипотез, это произошло на Земле примерно 250 миллионов лет назад (пермский период - конец палеозойской эры). Тогда исчезло более 88% всех существовавших родов живых существ (в частности – полностью вымерли трилобиты).
Возможно, человечество никогда не будет иметь дело с угрозой 20-километрового астероида, но вот падение 300-метрового астероида вроде Апопа не выглядит чем-то маловероятным. Хоть это и не похоже на конец света, но пахнет очень крупными неприятностями (представьте себе взрыв вулкана Кракатау в густонаселенной части Европы, Америки или Юго-Восточной Азии). Так что фильм-катастрофа «Армагеддон» (с неподражаемым Брюсом Уиллисом в главной роли) в значительной степени актуален.
Техническая идея фильма (пробурить скважины, заложить в них ядерные заряды и с помощью «бумс» мощностью в несколько мегатонн, разрушить астероид), имеет в себе некое разумное зерно. Только задача - не разрушить астероид (какая разница, получит Земля удар цельного «ядра» или «шрапнели» с той же массой). Задача - отклонить его в сторону (хоть целиком, хоть по частям). При трезвом размышлении оказывается, что проще отклонить целиком. В первом приближении это выглядит так: в астероиде бурят скважину и закладывают ядерный заряд (почти по Брюсу Уиллису). При подрыве малая часть массы астероида со значительной скоростью вылетает в расчетном направлении в открытый космос, а основная часть получает импульс в противоположном направлении. По сути, скважины с ядерными зарядами срабатывают, как одноразовые реактивные двигатели. В итоге все хорошо: Земля аплодирует Брюсу Уиллису, все довольны, и даже отклоненный астероид остался почти целым, только слегка продырявленным. Когда мы имеем дело с относительно небольшим объектом вроде Апопа (масса 100 миллионов тонн – примерно как тысяча наших земных супертанкеров) этот план представляется реальным.
Есть и менее экстремальные проекты, в которых реактивная тяга создается за счет выбрасывания материала, извлеченного бурильной машиной, проделывающей в астероиде отверстия и полости требуемой формы…
4. О девушках и дырявых астероидах.
Вот здесь хочется перейти от рассказов о неприятностях, связанных с астероидами, к тем полезным свойствам, которые можно найти у этих космических скал и гор, в изобилии летающих в ближайшем космическом пространстве. На первый взгляд, от них не может последовать ничего, кроме головной боли для населения Земли, но это совсем не так.
Еще Константин Циолковский предполагал, что астероиды нам пригодятся: «Мы, исследователи мировых пространств, находимся недалеко от Земли. Посетили и насколько возможно изучили пространство между орбитами Земли и Марса. В нем нашли более сотни крохотных планет с диаметром от 5000 метров и менее. Но это только малая часть того, что мы предполагаем... Замеченные астероиды представляют богатый и неистощимый материал для устройства колоний за орбитой Земли» (Вне Земли).
Астероид, а особенно – продырявленный астероид, может оказаться исключительно полезной штукой для исследования космоса. Первым об этом написал Гарри Гаррисон (Harry Harrison). В его фантастическом романе «Плененная вселенная» (Captive Universe, 1969 год) выдолбленный наподобие тыквы астероид становится большим и надежным космическим кораблем-колонией для полета к ближайшим звездам…
Проект, предложенный Даниэллой Делла-Жюстин (Daniella Della-Guistina), студенткой университета Аризоны, менее амбициозен, но более реален. Речь идет об использовании собственной траектории астероида для полетов к ближайшим планетам солнечной системы (конкретно – к Марсу). Концепт-идея называется «The Martian Bus Schedule: An Innovative Technique for Protecting Humans on a Journey to Mars» (Марсианское расписание автобусов: инновационная техника для защиты людей в путешествии к Марсу). Девушка получила грант на этот проект, а работы по нему ведутся в Институте передовых концепций NASA - Institute for Advanced Concepts (NIAC).
В чем основной смысл проекта: Множество малых небесных тел (астероидов и комет) обращаются вокруг Солнца по более или менее вытянутым орбитам, приближаясь к орбитам то одной, то другой планеты, а в некоторых случаях – последовательно пересекая орбиты нескольких планет. Кометы вообще пересекают почти всю солнечную систему, от орбиты Венеры до облака Оорта, находящегося далеко за Плутоном. Если удается во время сближения малого небесного тела с Землей, сделать несколько челночных рейсов и доставить на него соответствующее оборудование, то можно построить мобильную космическую колонию, движущуюся на этом бесплатном транспортном средстве к другой планете. Скорости у малых небесных тел очень приличные (до 50 км/сек), а условия на них можно создать на порядок более комфортные и безопасные, чем в космическом корабле. Площадь поверхности даже такого небольшого астероида, как Апоп, составляет около 50 гектар (пол квадратного километра). Экипажам обычных космических аппаратов такой простор даже и не снился. На более крупных астероидах есть даже такая роскошь, как чувствительная сила тяжести. Так, на Эросе (похожем на изящную 30-километровую туфельку) человек в скафандре будет весить около 80 граммов. Казалось бы, мелочь, но этого достаточно, чтобы создать чувство «верха», «низа» и «твердой земли под ногами». Добавьте к этому наличие реального природного ландшафта (довольно разнообразного, несмотря на безжизненность) и получите психологически гораздо более приемлемое для человека место, чем внутренность металлической колбы (обычной космической станции).
Конечно, использовать внешнюю поверхность и внутренние полости астероида не так-то просто, но это – технически выполнимая задача (в отличие от задачи построения больших космических станций в открытом космосе). Тут есть и готовый корпус, и материалы, и даже (на некоторых малых небесных телах) значительные запасы воды в виде льда и кислорода в виде минеральных оксидов. При наличии источника энергии (например, мобильного ядерного реактора) обеспечение водой и кислородом возможно из местных источников – все это не придется везти с Земли.
И не забудем о главном - у этих объектов есть «бесплатная» скорость движения по вытянутой орбите с известными параметрами.
Так или иначе, в списке Делла-Жюстин в настоящее время уже около 40 «астероидов-автобусов», имеющих орбиты, подходящие для «марсианского проекта».
5. Прогнозы и «фактор Брюса Уиллиса».
Если пойти дальше, чем нынешний проект «The Martian Bus Schedule», то ключевой момент будет состоять в продырявленности астероида (или кометы). При использовании одноразового ядерного реактивного двигателя (или с помощью буровой машины, выбрасывающей в космос извлеченный грунт) одновременно корректируется орбита будущего «звездного автобуса» и создается пещера, которая может впоследствии быть оборудована, как основное помещение для экипажа (или пассажиров) этого автобуса.
Насколько реальной является организация челночных рейсов между Землей и «звездным автобусом»? Космонавтика уже располагает опытом успешных рейсов с посадкой беспилотных аппаратов на малые небесные тела: посадка на астероид Эрос в 2001 году (американский аппарат NEAR-Shoemaker) и посадка на астероид Итокава в 2005 году (японский аппарат «Хиябуса»). В 2006 году был выполнен американский проект Deep Impact – исследование ядра кометы Темпеля с помощью болванки-тарана. Сейчас в стадии исполнения находится проект посадки на ядро кометы Виртанена (европейский аппарат «Rosetta - Roland»). В этом проекте, кстати, предусмотрены операции по бурению (снова вспомним Брюса Уиллиса), правда, только с целью взятия образцов.
Кроме того, в ноябре 2006 появилось официальное сообщение о том, что несколько научных коллективов NASA работают над проектом пилотируемого полета на один из околоземных астероидов. Одна из задач экспедиции – отработка действий и сбор данных, необходимых для изменения траектории астероида.
В NASA не отрицают, что «фактор Брюса Уиллиса» (психологическое воздействие фильма «Армагеддон») существенно стимулирует развитие этого проекта…
«Необычность ландшафта еще более усиливалась из-за почти полного отсутствия гравитации. Повсюду виднелись тончайшие паутинообразные формации, напоминающие фантазии художника-сюрреалиста, и неправдоподобно наклоненные груды скал, которым не удалось бы продержаться дольше нескольких минут даже на Луне. Несмотря на то что капитан Смит решил посадить "Юниверс" в глубине полярной ночи - на расстоянии добрых пяти километров от обжигающего жара Солнца, вокруг было светло…».
Это был фрагмент из романа Артура Кларка (Arthur C. Clarke) «Одиссея Три» о высадке на комету Галлея в 2061 году. Пока это фантастика, но по оценке одного из ведущих специалистов NASA, астронавта Рассела Швайкарта (Russell Schweickart), первый эксперимент по целенаправленному изменению орбиты астероида может быть проведен к 2015 году. Так что, возможно, развитие исследований малых космических объектов сильно опередит прогнозы Кларка…
6. Непременная интрига с инопланетянами.
Было бы неправильно закончить статью без интриги. А, поскольку разговор о идет космических проблемах, то в интриге должны участвовать инопланетяне (хотя бы вымышленные). Если идея использовать астероиды в качестве космических кораблей могла прийти в голову нам, то логично предположить, что она могла прийти также и в думающий орган каких-нибудь братьев по разуму.
Все началось с розыгрыша. Академик Иосиф Шкловский в 1959 году опубликовал статью, в которой убедительно доказывал, что спутники Марса - Фобос и Деймос - полые внутри и, видимо, имеют искусственное происхождение. Естественно, статья вызвала бурю энтузиазма среди любителей гипотез о палеовизите «братьев по разуму», но потом выяснилось, что Шкловский написал эту статью на спор (можно ли такое опубликовать в научном журнале). Оказалось: можно.
Но вообще-то Фобос действительно объект странный. Он представляет собой скалу в форме картофелины с габаритами 28 х 20 х 18 км и массой около 11.000 миллиардов тонн. Фактическая средняя плотность Фобоса составляет около 1,9 тонн на кубометр против расчетной 2,3, что позволяет предположить наличие полостей, занимающих около 15 процентов его объема. Кроме того, он обращается вокруг Марса на очень малой высоте - 9400 км. Наконец, самое таинственное: поверхность Фобоса покрыта параллельными прямыми бороздами наподобие траншей или дорожных трасс…
Розыгрыш – розыгрышем, но, как сказал по этому поводу Лев Зеленый, директор Институт космических исследований РАН (ИКИ) «слово было сказано, «осадок остался», и выяснилось, что у Фобоса много своих, невымышленных загадок».
Как бы то ни было, астероид, превращенный в космическую станцию, должен был бы выглядеть (и по размерам, и по свойствам) примерно так, как выглядит Фобос…
Есть в солнечной системе еще более странное небесное тело. Это – Энцелад, спутник Сатурна. Он давно вызывал интерес астрономов своей необыкновенно высокой отражающей способностью – лед, покрывающий его поверхность, чист, как зеркало.
При исследовании беспилотным аппаратом «Кассини» (Cassini) выяснилась, что это небольшое небесное тело (диаметром около 500 километров) ведет себя совершенно неправильно. Вместо того, чтобы быть ледяным шаром с температурой – 200 Цельсия, Энцелад оказался довольно горячим телом с ледяной корой, сквозь огромные трещины в которой бьют мощные гейзеры – «ледяные вулканы». Дэйл Круикшанк (Dale Cruikshank) из Исследовательского центра NASA, высказался так: «Мы были поражены, увидев ледяные гейзеры в этом мире, который давно уже должен был стать холодным и мертвым.
Какой-то неизвестный процесс интенсивно разогревает внутренности Энцелада, особенно район его южного полюса, и вызывает выбросы факелов из ледяных частиц».
Под ледяной корой Энцелада есть жидкая вода, а над корой – разреженная атмосфера из водяного пара, азота и углекислого газа.
Тепловая активность Энцелада локализована в основном в одной области: вблизи южного полюса. Там ледяная поверхность изрезана регулярными трещинами с интервалом 40 км и длиной 130 км. (их назвали «тигриные полосы»). Помимо прочего, в районе «тигриных полос» обнаружены следы органических соединений...
Интересно, что при возрасте Энцелада 4,5 миллиардов лет (как и у большинства планет солнечной системы), «ледяные вулканы» и «тигриные полосы» функционируют по некоторым данным только последнюю тысячу лет.
Это, конечно, не дает оснований говорить, будто Энцелиад подвергся искусственному преобразованию (утеплению) тысячу лет назад, но я ведь обещал в конце интригу с инопланетянами (хотя бы вымышленными). И, в любом случае, знания об эффектах, способных так разогреть ледяной спутник, человечеству пригодятся. Когда начнут реализовываться проекты использования малых небесных тел в качестве космических автобусов, нам, видимо, захочется, чтобы в салоне этих транспортных средств была более-менее комфортная температура…
Как сказал один пьяный даос: «наука – это лабиринт, в котором проторенные тропы обычно ведут по кругу, а прямые пути часто заканчиваются тупиками».
По-моему, это еще не все. В старых лабиринтах порой заводятся минотавры с самым скверным характером и врожденной склонностью к людоедству. Минотавры – существа очень совестливые, так что каждую трапезу они предваряют длинной речью о защите лабиринта от посторонних людей, которым здесь не место. Речи получаются очень основательные, так что некоторые посетители, созерцая кучки разгрызенных костей, искренне верят, что здесь совершилась справедливое возмездие над профанами - святотатцами, нагло осквернявшими лабиринт. Верят, пока сами не попадут на обед к минотавру.
В общем, как вы уже догадались, речь пойдет о концептуальных сражениях в лабиринте современной науки. Я попробую описать некоторые тупики и ловушки, в которые часто попадают не только новички, но и те, кто считается столпами лабиринтологии (т.е. теории научного познания).
Параграф 1. Наука – это….
… Как минимум, одно из трех:
1) Брокгауз и Ефрон (БИЕ) полагают, что наука – это «объективно достоверное и систематическое знание о явлениях природы и жизни человека со стороны их закономерности и неизменного порядка».
БИЕ представляет науку, как специфический объект (систему знаний о неизменных законах), существующий как бы отдельно от общества, создающего этот объект и владеющего им.
2) Большая советская энциклопедия (БСЭ) говорит, что наука - это «сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности».
БСЭ определяет науку, как деятельность, направленную на познание объективной реальности. То, что БИЕ считает наукой, БСЭ рассматривает, как цель такой деятельности.
3) Словарь по экономике и финансам (СЭФ), несколько иначе определяет функции науки: «научная деятельность - интеллектуальная деятельность, направленная на получение и применение новых знаний для:
- решения технологических, инженерных, экономических, социальных, гуманитарных и иных проблем;
- обеспечения функционирования науки, техники и производства как единой системы».
СЭФ рассматривает науку, как метод производства знаний, пригодных для последующего экономического использования, и совершенно не интересуется философской характеристикой этих знаний.
Это - принципиально различные подходы:
1) наука по БИЕ – это воображаемый всеобъемлющий трактат «об истинном устройстве мира».
2) наука по БСЭ – это процесс последовательного удовлетворения любопытства.
3) наука по СЭФ – это средство производства «know how» для технологических целей.
Естественно, наше отношение к науке будет зависеть от того, какой подход мы выберем. Определение БСЭ явно справедливо (человеку свойственно любопытство), но не достаточно для понимания общественной функции науки. Здесь нам придется выбрать, что же важнее – теоретическое знание истинного устройства мира или практическое умение строить технологические процессы.
На первый взгляд важнее первое, поскольку, обладая всеобъемлющим знанием о том, как все устроено, мы можем построить любую технологию. Но дело в том, что обладание «общей теорией всего» нам не светит – ни в ближайшем ни в отдаленном будущем, а если теория не всеобъемлюща, то она может проигрывать по эффективности набору простых эмпирико-мнемонических правил (эвристик), обобщающих накопленную практику без построения теории. Реальность такова, что современная технология построен