Взгляд со звезд

В долгосрочной перспективе обратная экспансия, возможно, станет единственным способом развития человеческой цивилизации. Это технически более реалистичный метод, чем преодоление барьера скорости света. Людям просто понадобится изменить ход эволюции с помощью технологий и постепенно уменьшить самих себя. Сейчас проще всего представить себе, как достичь этого с помощью генной инженерии. Данная сфера развивается невероятно быстро, и несложно вообразить себе, что однажды люди научатся манипулировать генами, словно частями компьютерной программы, и тогда биология станет творить чудеса, которые невозможно себе представить. Самыми маленькими млекопитающими, отчасти похожими на людей, являются грызуны. С помощью генной инженерии человечество сможет однажды уменьшить человека до размеров белой мыши, и если мы это сделаем, то облик мира для нас радикально изменится! Только представьте: обычный современный дом с двумя спальнями станет для них огромным величественным дворцом! А ведь Земля уже кажется людям невообразимо огромной. Вот еще мысль, которая, возможно, покажется вам нелепой: если все будут в равной степени маленькими, девочки перестанут смеяться над невысокими мальчиками.

Возможно, именно так начнется обратная экспансия, и это будет первый шаг к истинной микроцивилизации. Подобное уменьшение размеров не решит все проблемы: чтобы создать достаточно свободного места для сверхцивилизации будущего, людям, возможно, придется уменьшить себя до размеров бактерий! Кому-то эта идея покажется безумной – для того чтобы воплотить ее в жизнь, понадобятся значительно более продвинутые технологии, чем генная инженерия, наномеханика и другие, которые мы пока не можем себе представить – но в отличие от полетов со сверхсветовой скоростью и искривлением пространства они, по крайней мере, не нарушают основополагающие законы физики, насколько мы их понимаем в этот момент. Числа атомов и их квантовых состояний в массе размером с бактерию достаточно для того, чтобы хранить и обрабатывать всю информацию, которая в настоящее время хранится и обрабатывается в мозге человека. Возможно, мои слова покажутся вам бредовыми, но подумайте о том, что бы произошло, если бы вы перенеслись на сто лет в прошлое, показали местным жителям чип Pentium 4 и поведали о том, что содержит эта крошечная штучка. Вас наверняка увезли бы в психушку.

На что будет похожа цивилизация, состоящая из существ, каждое из которых размером с бактерию? Каким для них станет мир? Поразмыслите над этим – и скоро вы поймете, что это необычно увлекательное упражнение для ума. Вот одна из моих скромных попыток, взятая из рассказа «Микро-эра»:

…Предшественник наслаждался теплым счастьем воображения: он мог представить себе безумную радость микролюдей, когда они впервые увидят колоссальную зеленую травинку, вздымающуюся в небеса. А что они скажут про лужок? Что значит для микрочеловечества целый луг?

А целая равнина? Что для них равнина? Зеленый космос для микрочеловечества! А ручей на равнине? Чистый поток, который, извиваясь, ползет по равнине, покажется микролюдям величественным чудом. Лидер Земли сказал, что скоро выпадет дождь. Если это так, то равнина и ручей оживут! И тогда наверняка вырастут деревья! О боже, деревья!

Предшественник представил себе группу микролюдей-разведчиков, которая выходит из-под корней дерева и начинает свой эпический путь наверх. Каждый лист станет зеленой равниной, протянувшейся до горизонта.

Возможно, там будут бабочки. Их крылья похожи на яркие облака, закрывающие собой небо. А каждый крик птицы будет подобен ангельскому трубному гласу.

Обсуждая вопрос о том, как могут вести себя инопланетные цивилизации и какие следы они могут оставить, ученые по традиции предполагают, что данные цивилизации являются макроскопичными. Известная гипотеза гласит, что, как только межзвездная цивилизация достигает определенного этапа развития, она будет вынуждена максимальным образом использовать энергию звезды в своей родной системе. И в результате мир этой цивилизации примет форму колец, которые окружают звезду или даже полностью ее закрывают! Из этого можно сделать вывод, что мы можем найти инопланетную цивилизацию, если искать звезду с такими признаками. Но, размышляя о существовании других цивилизаций, давайте начнем с микромасштабов: как только цивилизации достигнут определенного этапа развития, они будут вынуждены миниатюризировать себя. Это не поможет нам их найти, но, по крайней мере, станет ясно, почему мы их еще не обнаружили. Микроцивилизация неизбежно не будет выделять во внешний мир большое количество энергии (хоть намеренно, хоть нет), и поэтому нам будет сложнее ее заметить. Представьте себе расу инопланетян, каждый из которых размером с бактерию: они могут устроить свои Олимпийские игры прямо у вас под носом, и вы никак не сможете их увидеть.

Но миниатюризация сама по себе не является последним этапом развития цивилизации. Возможно, что сверхцивилизация сумеет, как пишет Кларк в романе «2001: Космическая одиссея», «заморозить себя в решетке света». Такие цивилизации полностью выйдут за границы наших представлений о масштабе; при желании они могли бы уменьшиться до размеров атома или увеличиться до размеров галактики. Размышления о подобных цивилизациях все чаще появляются в фантастике. The Gravity Mine [ «Гравитационная шахта»], рассказ Стивена Бакстера, номинированный на премию «Хьюго» в 2001 году, описывает человеческую цивилизацию далекого будущего, состоящую из силовых полей и излучения. Такие мысли можно найти даже в серьезных научных работах: блестящим примером является научно-популярный труд Пола Дэвиса The Last Three Minutes [ «Последние три минуты»]. Однако для нас подобная цивилизация будет философским или даже метафизическим вопросом, и по сравнению с ней микроскопическая цивилизация, которая секунду назад была такой загадочной, теперь становится для вас гораздо более осязаемой.

Мы можем представить себе еще один вид идеальной цивилизации, которая кажется величественной и несравненной даже по сравнению с той – бесплотной и почти божественной. Необходимым следствием экспансии микроцивилизации во Вселенной является новая экспансия в макромасштабах, но таким образом, который качественно отличается от предыдущих макроцивилизаций – тех, которые состояли из больших существ. В результате новой экспансии цивилизация выйдет на новый уровень: это будет самая славная симфония жизни во Вселенной! Я нарисую вам картинку подобной цивилизации, а остальное вы вообразите себе сами:

Огромный флот космических кораблей выплывает в Солнечную систему. Хотя каждый корабль размером с Луну, им управляют всего несколько тысяч астронавтов размером с бактерию; даже если собрать всех их вместе, мы смогли бы увидеть их только в микроскоп.

Когда речь заходит о будущем живых существ и цивилизаций во Вселенной, все наши фантазии действительно кажутся жалкими.

Ущелье Нянцзы,14 сентября 2001 г.Опубликовано в «Мире научной фантастики» № 2, 2003 г.

Поднять паруса!

Для данной статьи я позаимствовал идею из научно-фантастического произведения, написанного американцем Филипом Хосе Фармером. Это удивительная история о том, как Колумб путешествовал по плоской Земле на корабле, в который электричество подавалось без проводов. На самом деле дух научной фантастики тесно связан с эпохой географических открытий. Путешествия по вселенным, придуманным фантастами, – это трехмерные версии старых историй о морских путешествиях. Маленький космический корабль, словно металлическая пуля, плывущая по космосу, – вот сцена, на которой разворачивается сюжет фантастических произведений, посвященных межзвездным перелетам.

Но истинное межзвездное путешествие может быть совершенно иным, ведь в этих путешествиях в море выходят не парусники, направляющиеся из Ливерпуля в Роттердам, а сам Ливерпуль или Роттердам.

Путешествие во вселенных научной фантастики чаще всего основано на развитых технологиях, позволяющих быстро преодолевать расстояния в многие световые годы; к числу таких технологий относятся сверхсветовые двигатели и квантовые скачки через пространство-время. На этот момент существование сверхсветовых скоростей, не говоря уже о квантовых скачках, не доказано – ни в теории, ни на практике. Сила науки и техники очевидна, однако есть минимальный предел законов природы, а это значит, что мы не можем получить все, что пожелаем. Возможно, и в 20 000-м году теория относительности Эйнштейна все еще будет действовать, скорость света так и не удастся превзойти, а нашим самым мощным источником энергии останется термоядерная реакция. Но если люди по-прежнему останутся людьми, то они наверняка отправятся к звездам.

Поэтому давайте возьмем за основу современные теории и предположим, что технологии сделали пару шагов вперед, а затем вообразим, какими будут межзвездные перелеты.

Представьте себе, что наши корабли могут развивать от двух-трех тысячных (это очень много) до одной сотой от скорости света: тогда полет до ближайшей звезды и обратно все равно займет тысячу лет. Если бы корабль отправился в путь в правление династии Сун[7], то скоро он уже должен был вернуться обратно. Вряд ли экипаж корабля смог бы взять с собой достаточное количество пищи и воды, как это сделал Колумб. Конечно, можно подумать об анабиозе (соответствующие технологии уже есть); маленький корабль, на борту которого двое-трое человек находятся в анабиозе, прибудет на место через пятьсот лет и, возможно, доставит их домой тоже в анабиозе. В этом случае можно взять с собой достаточно пищи и воды (если она не должна быть слишком свежей). Но в ходе такого полета можно лишь провести разведку, а главные цели человечества, как и в эпоху Великих географических открытий, состоят в том, чтобы освоить далекие новые миры. Кроме того, в дальних звездных системах нет аборигенов, которых можно обманом заставить работать на нас в обмен на стеклянные бусы. Поэтому число строителей нового мира должно быть велико. И даже если они будут лететь, находясь в анабиозе, после прибытия на место назначения этим людям придется проснуться и осваивать новый фронтир, и прежде чем планеты станут пригодны для жизни, первым поселенцам нужно будет жить на корабле, а этот период может затянуться на несколько столетий. В рассказе Аллена Стила The Days Between [ «Промежуточные дни»], который стал финалистом премии «Небьюла» в 2002 году, космический корабль с сотнями пассажиров на борту летит к звезде, находящейся в сорока восьми световых годах от места старта, чтобы основать колонию в системе. Полет продлится двести лет, и все это время пассажиры должны находиться в анабиозе. Но из-за неожиданного события один пассажир проснулся вскоре после старта и уже никак не мог снова погрузиться в анабиоз и поэтому был вынужден провести остаток жизни в одиночестве на борту корабля. Он прожил еще шестьдесят лет, съел значительную часть припасов, предназначавшихся для межзвездных мигрантов, и за это просил прощения у них в предсмертной записке. Но даже если бы спящий не проснулся, сколько могли храниться пайки для сотни или более поселенцев? Писатель об этом умалчивает. Таким образом, метод путешествия с зерном на борту годится только для Солнечной системы, а для межзвездных перелетов у корабля должна быть своя собственная автоматизированная экосистема.

Для создания подобной закрытой экосистемы требуются крайне сложные инновационные технологии, и об этом ярко пишет Ким Стэнли Робинсон в романе Icehenge [ «Айсхендж»]:

Решение проблем в биологической системе жизнеобеспечения похоже на игру. На самом деле это одна из лучших интеллектуальных игр. Во многом она напоминает шахматы… И чем больше я об этом думал, тем больше появлялось маленьких проблем, дополнявших крупные, и все эти проблемы громоздились друг на друга, создавая большую, взаимосвязанную сеть причин и следствий – в основном доступных для оценки, но не всегда… Игра. Самая сложная игра. И на сей раз люди решили играть наверняка.

На самом деле человечество уже предприняло такую попытку, запустив в 1991 году проект «Биосфера-2». Но этот эксперимент с искусственной экосистемой был прекращен менее чем через год, и ученые, которые находились внутри, были вынуждены выйти наружу. Из-за высокой концентрации углекислого газа в атмосфере закрытой экосистемы исследователи чувствовали снижение интеллектуальных способностей и ощущали слабость, словно просидели целый год в темнице. Более того, позднее выяснилось, что сами организаторы проекта участвовали в финансовых махинациях.

Было много причин, которые привели «Биосферу-2» к провалу, и главной из них оказались недостаточные размеры комплекса. «Только экосистема, сравнимая по размерам с Землей и обладающая соответствующими мощными и сложными экологическими циклами, способна поддерживать жизнь в долгосрочной перспективе», – написал я в «Блуждающей Земле». Это означало, что межзвездные перелеты, вполне возможно, будут осуществляться в больших масштабах.

Если мы рассматриваем крупномасштабный космический полет, то прежде всего думаем о том, чтобы превратить в корабль всю планету. Это грандиозная идея, но также самая нелепая, ведь в таком сценарии значительная часть тяги будет использована, чтобы придать ускорение материи, ускорять которую бессмысленно – материю в ядре планеты. Она нужна только для того, чтобы создать силу тяжести, но ведь на корабле ее можно заменить центробежной силой. Это быстрое и дешевое решение; да, центробежная сила – не настоящая гравитация, но она позволит кораблю сохранить атмосферу.

Второй план, естественно, заключается в том, чтобы построить огромный корабль. Мы можем представить себе корабль размером с Нью-Йорк или Шанхай, но если учесть время, в течение которого экосистема корабля должна поддерживать экипаж, а также вспомним про огромное количество растительности и жидкой воды, то станет ясно, что корабль станет больше этих городов – он должен быть небольшим миром, таким как «Рама» из одноименного романа Артура Кларка. Но для того чтобы создать такой корабль, понадобятся продвинутые технологии. Насколько нам известно, структура тонких корпусов соответствует одному правилу: чем больше тело, тем менее прочна поверхность. Грецкий орех – твердый объект, но если увеличить его диаметр в сто тысяч раз, то толщину его скорлупы нужно увеличить пропорционально, но при этом он, скорее всего, утратит прочность, если находится в поле тяготения Земли. И действительно, ученые и инженеры уже давно работают над проектами подобных больших космических городов, но у космических городов есть одно важное отличие от кораблей: корабли должны ускоряться, а при этом у них возникает та же самая проблема, что и у грецкого ореха в поле тяготения Земли. Как бы равномерно ни была приложена движущая сила, гигантский корабль должен создавать соответствующую гигантскую силу противодействия. Если брать в расчет технологии, которые можно вообразить на этот момент, становится ясно, что ни один материал не выдержит воздействия такой силы. Кроме того, этот план нарушает одно из главных табу подобных рискованных проектов: в соответствии с ним мы должны «положить все яйца в одну корзину», и, если произойдет катастрофа, которую не удастся избежать (как это часто бывает в космосе), все погибнет.

Недавно американский астронавт Джерри М. Линенджер написал книгу о своем пребывании на космической станции «Мир». Эта книга – классический образец надменности и предвзятого отношения, она наполнена злостной клеветой на русскую космическую программу. В ней, в частности, есть такой эпизод: когда космический шаттл «Атлантис» пристыковался к «Миру», атмосфера «Атлантиса» улучшила плохую атмосферу «Мира». Само по себе это не является доказательством, позволяющим очернять «Мир», ведь эта станция уже долго работала в независимом режиме. Но как бы то ни было, эта мысль подводит нас к третьему плану широкомасштабных космических перелетов: создание космического поезда. Представьте себе огромную группу, состоящую из большого числа кораблей стандартного размера; все они оснащены независимыми экосистемами и двигателями и могут летать самостоятельно. Конечно, каждая из этих маленьких экосистем обладает ограничениями и поэтому не способна поддерживать саму себя в долгосрочном периоде. Но в ходе путешествия все эти корабли организуются в единое целое, формируя огромную общую экосистему, которая может поддерживать себя в течение длительного времени. В то же время каждый корабль при необходимости может быстро отсоединиться от комплекса и лететь самостоятельно. Кроме того, корабли могут присоединяться в разных сочетаниях, больших и малых. Таким образом, если произошла катастрофа, она повлияет только на часть комплекса. И обратите внимание, что эта структура исключительно полезна для ведения боевых действий в космосе. Это совсем как воображаемый галактический поезд, но от обычного он отличается тем, что каждый вагон может стать локомотивом. И его части необязательно должны быть составлены в цепь; скорее всего, он будет иметь форму сферы или кольца. Можно предположить, что при длительных перелетах будет применен принцип тотальной респирации. Чтобы каждый корабль мог обеспечивать своих пассажиров в течение долгого времени, у него должны быть сложнейшие системы безопасности. При такой системе организации общая поверхность структуры может быть не меньше, чем у планеты, но благодаря структуре, похожей на улей, ее масса будет значительно меньше. Внутренняя структура комплекса, вероятно, не будет широкой и просторной, как у огромного корабля, а, скорее, должна напоминать большой лабиринт. Как смогут объединиться мини-экосистемы и как корабли будут координировать работу своих двигателей – интересная и сложная тема, но если мы обратим внимание на то, в каком направлении развиваются технологии в этот момент, станет ясно, что именно этот план, скорее всего, будет реализован.

Когда речь идет о масштабных космических перелетах, нужно учитывать еще и параметр времени. Возможно, этим огромным кораблям понадобится более десяти тысяч лет на то, чтобы добраться до звездной системы, а поиски систем, в которых есть пригодные для жизни планеты, могут занять тысячи лет, а может, даже сотни тысяч. Это, вероятно, изменит всю нашу концепцию космических путешествий. Космические перелеты перестанут быть путешествием, у которого есть начало и конец, но станут контекстом долгой истории, и корабли, летящие через космические глубины, превратятся в столь же вечный мир, как и тот, который они покинули – в единственный дом человечества. На корабле, где время идет медленно, пассажиры могут эволюционировать в совершенно другом направлении – в среде, которая совершенно не похожа на условия на Земле. Что бы ни было написано в некоторых романах, Землю не забудут окончательно, но когда сменится несколько сотен поколений, вечный полет станет нормальным состоянием людей во Вселенной. Даже если люди найдут пригодную для жизни систему, они воспользуются ее ресурсами для того, чтобы построить новые корабли и увеличить экипаж, и в конце концов он достигнет таких размеров, которое человечество не могло себе и представить.

Сейчас у нас есть четвертый план космических перелетов: «снежный ком». Предыдущие три требуют большого количества ресурсов, и неясно, готова ли Земля потратить их, чтобы отправить своих детей в полет, из которого они не вернутся. Но мы можем сначала построить корабль средних размеров и оснастить его так, чтобы он добрался до ближайшей звездной системы. Затем мы используем ресурсы этой системы, чтобы дополнить и увеличить корабль и экипаж. И так корабль – «снежный ком» полетит от одной остановки к другой, постепенно увеличиваясь в размерах, пока в конце концов не превратится в огромный мир… Но подождите, это слишком нереальный вариант, а сегодня мы говорим только о тех сценариях, которые с наибольшей вероятностью будут воплощены в жизнь.

Самые восхитительные мечты – те, которые могут сбыться, и именно такими являются мечты, о которых пишут фантасты. Пусть вероятность составляет один на десять тысяч, но это все равно бесконечно лучше нуля из десяти тысяч. По данным современных физиков и биологов, шанс на появление человечества во вселенной был всего один на несколько сотен миллионов, но человечество все-таки появилось, и, более того, мы воплотили в жизнь многие из наших самых безумных проектов.

Более того, шанс осуществить описанные выше мечты больше чем один на десять тысяч. Теоретическое обоснование необходимых технологий уже есть. Осталось лишь упорно работать.

Как я написал в «Я услышал это утром»: «Тот древний человек, который посмотрел на Вселенную, увидел драгоценный камень. Все, что вы потом назвали человеческой цивилизацией, просто пыталось этот камень поднять».

Опубликовано в «Мире научной фантастики»№ 3, 2003 г.

Мир через пятьдесят лет

Путешественник во времени, оказавшийся в Китае времен династии Сун, по неосторожности забыл там свой фонарик. Какой-то простолюдин нашел фонарик и подарил его императору. В конце концов батарейки сели, и реликвия перестала светить, что немало озадачило людей и привело их в смятение.

Это сюжет одного научно-фантастического произведения. Слегка перефразируя известное изречение Артура Ч. Кларка, можно сказать, что для человека, живущего в технологически неразвитом обществе, современная наука ничем не будет отличаться от магии. Правда, оказалось, что Кларк слегка ошибся: продукты современной науки уже превзошли магию. Во-первых, наука работает с такими уровнями энергии, которые гораздо выше всего, что есть в мире волшебства. В древней мифологии нет ничего, что сравнилось бы с термоядерной боеголовкой мощностью двадцать мегатонн. Исполняющий желания золотой посох Сунь Укуна, молнии Зевса – по уровню энергии все это на порядок ниже бомбы. Во-вторых, космос мифов гораздо меньше пространства, в котором работает современная наука. Границы мифа редко выходят за орбиту Луны, в то время как зонды людей уже близки к тому, чтобы покинуть Солнечную систему.

Писатели-фантасты представляют себе мир не так, как футурологи. И те и другие рисуют разнообразные варианты будущего, но ученые и футурологи в конце концов выбирают те варианты, которые, по их мнению, наиболее вероятны, в то время как фантасты любят сценарии, обладающие максимальным эстетическим потенциалом. Роль фантастики в предсказании будущего слегка преувеличена: первую подводную лодку построили задолго до того, как о них написал Жюль Верн, а Артур Ч. Кларк лишь чуть-чуть опережал науку, когда описывал спутники связи. Но вместе с тем стал очевиден потрясающий факт: ученые и футурологи тоже ошиблись в своих прогнозах. Основываясь на принципах динамики жидкостей, ученые XIX века пришли к выводу о том, что скорость поезда не может быть больше 90 миль в час – ведь в противном случае из вагонов улетит весь воздух. В начале XX века многие физики полагали, что человечество уже полностью разобралось в строении материи, но теперь мы знаем, что во Вселенной есть целый океан истин, а мы – просто дети, собирающие ракушки на его берегу, и у нас даже обувь еще не намокла. В 1960-х годах один знаменитый ученый заявил, что миру нужен всего один – огромный – компьютер. А теперь посмотрите на «Третью волну» Элвина Тоффлера и «Мегатренды» Джона Нейсбита – опубликованные в начале 1980-х книги, которые считались основополагающими работами в области футурологии; их предсказания – как на макро-, так и на микроуровнях практически не сбылись. Эта история ошибок в последние годы изменила курс футурологических исследований, сместив фокус на анализ краткосрочной политики развития. Футурологи больше не исходят из того, что способны предсказать будущее, которое отстоит от современности более чем на двадцать лет.

На самом деле это очень интересно: основанные на научных данных предсказания ученых и футурологов и фантазии писателей практически в равной степени (не) точны! Доказательством того служит реальность – ни один метод не может предсказать то, что случится, так почему бы не дать волю фантазии?

Воображение писателя-фантаста способно перепрыгнуть через десять квадриллионов лет к моменту смерти Вселенной, однако в данной статье мы преодолеем лет пятьдесят, не больше, чтобы не выходить за рамки эпохи, которую увидит большинство читателей. Не забывайте: это просто догадки… но помните, что научно обоснованные предсказания имеют приблизительно те же шансы сбыться.

Энергия

Давайте начнем с одного события, которое, несомненно, случится в нашем воображаемом будущем: у нас действительно закончится нефть – и уголь тоже, несмотря на то, что его запасы больше. Основные альтернативы ископаемым видам топлива – это солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергия, энергия приливов и ядерная (как от расщепления, так и от синтеза ядер). Первые четыре источника, хотя и являются возобновляемыми, не производят очень большое количество энергии, а это означает, что они не подходят для будущего, в котором человечеству потребуется колоссальное количество энергии. Таким образом, самый многообещающий вариант – это ядерная энергия. Мы уже умеем использовать расщепление ядер, но термоядерный синтез обещает более высокую эффективность и, в отличие от расщепления, не создает проблему радиоактивных отходов. Применение управляемых термоядерных реакций пока не является экономически обоснованным, однако день, когда оно таким станет, уже близок – сейчас мы уже в одном шаге от прорыва. Лет через двадцать пять люди наверняка поймут, что истощение запасов ископаемого топлива создает кризисную ситуацию, и сделают управляемый термоядерный синтез реальностью, вложив в его исследования огромные средства.