НАУКА НА ГРАНИ ФАНТАСТИКИ
ФЕЛИКС ЗИГЕЛЬ
Разум и звезды
В 1981 году произошли три знаменательных события. В издательстве "Наука" был опубликован сборник "Проблема поиска внеземных цивилизаций". Традиционные сентябрьские чтения К. Э. Циолковского в Калуге ознаменовались проведением второго специального совещания по проблеме внеземных цивилизаций (ВЦ). И, наконец, в декабре того же года в Таллине состоялся Всесоюзный симпозиум "Поиск разумной жизни во вселенной", в котором принял участие и ряд иностранных специалистов.
Естественно, что происшедшее заставило несколько поновому оценить роль и место разума в космосе. Своими раздумьями по этому поводу автор и решил поделиться с читателями.
От ощущения к сознанию
Один известный французский антрополог назвал человека "эволюцией, осознавшей себя". И в самом деле, с той высоты, на которую возвела человека биологическая эволюция, его разум способен правильно осознать свое место не только на Земле, но и во вселенной.
Прежде всего мы, люди, не случайное порождение природных сил. К разуму изначала тяготела вся земная природа.
Более того - в самой сущности материи заложено свойство отражения объективного мира, легко различимое на всех ступенях эволюционной лестницы. Сначала еле заметное и скорее лишь подозреваемое, отражение с ростом организации становится явным и достигает зримого совершенства в человеке.
Сознание в истории Земли появилось небеспричинно, не из "ничего", а значит, и не неожиданно. Оно увенчало, как итог, всю предшествующую эволюцию мира, как органическую, так и неорганическую. Великий акт появления человека не случайность, а неизбежный в земных условиях результат непрерывного совершенствования живого вещества. Все шло к тому, что и случилось, - к появлению мысли.
"...В ясно выраженной форме, - писал В. И. Ленин, - ощущение связано только с высшими формами материи (органическая материя), и "в фундаменте самого здания материи" можно лишь предполагать существование способности, сходной с ощущением".
И еще: "...Логично предположить, что вся материя обладает свойством, по существу родственным с ощущением, свойством отражения" [Л е н и н В. И. Поли. собр. соч., т. 18, с. 39-40, 91. ].
Действительно, все предметы и явления окружающего нас мира находятся во взаимосвязи и взаимодействии. Но "отражение" в философском смысле этого термина и есть проявление этой взаимосвязи, изменение одного тела, вызванное другим. Иначе говоря, отражение - это "след" взаимодействия или взаимосвязи предметов и явлений.
След на проселочной дороге от протектора автомашины - это простейший пример механического "отражения". Отклонение стрелки компаса под действием магнита - "отражение" воздействия магнитных полей. Наконец, обычное отражение предмета в зеркале - это также пример философского "отражения", поясняющий, кстати сказать, и происхождение этого термина.
Высшие формы отражения связаны с жизнью. Как известно, всем живым существам присуща раздражимость - элементарная форма отражения. Она выражается в той или иной реакции живых существ на внешние раздражители (свет, колебания, температуры и т. п.).
Организм, воспринимая внешние раздражения, делает окружающий мир своим достоянием, тем самым внешнее для него становится "внутренним". Реагируя же на внешнюю среду, организм "внутренне" снова переходит во внешнее.
Раздражимость свойственна даже микроорганизмам. Так, например, пурпурные бактерии, освещенные пучком света, скапливаются в световом кружке, который для них играет роль световой ловушки. Легко вызвать раздражимость инфузорий, воздействуя на них некоторыми химическими веществами. Общеизвестны и реакции растений на внешние раздражители: вспомните, например, движение подсолнухов вслед за солнцем.
На более высоком уровне организации раздражимость живых существ переходит в чувствительность - способность отражать отдельные свойства вещей в форме ощущений.
С зарождением нервной системы живые организмы приобретают способность восприятия, то есть отражения, целостного образа ситуации. Появляются элементы психики как функции нервной системы, с помощью которой отражение внешнего мира становится целостным и достаточно полным.
Эволюция органического мира выражается, в частности, в совершенствовании форм отражения объективного мира. С момента появления ясно выраженной нервной системы (например, у позвоночных) рост и усложнение психики животных могут быть прослежены на прогрессивной эволюции нервной системы.
В 1851 году американский биолог Д. Дана (1813-1895 гг.) назвал подмеченную им прогрессивную эволюцию мозга у позвоночных "цефализацией", но сам воздержался от каких-либо объяснений этого факта. На "принцип Дана" не обратили внимания ни Ч. Дарвин, ни его ближайшие последователи. Между тем факт цефализации имеет немалое значение. В нем выражается предыстория сознания, его эволюционные, биологические предпосылки.
"Обобщение Дана, - писал В. И. Вернадский, - заключается в следующем: в эволюционном процессе мы имеем в ходе геологического времени направленность. Нет ни одного случая, чтобы появился перерыв и чтобы существовало время, когда добытые этим процессом сложность и сила центральной нервной системы были потеряны и появлялся геологический период, геологическая система с меньшим, чем в предыдущем периоде, совершенством центральной нервной системы"[ Вернадский В. П. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М., "Наука", 1965, с. 193. ]. Но следует оговорить, что этот принцип оправдывается лишь на переломных этапах развития живого, а непрерывно прослеживается лишь на той ветви приматов, которая дала человека. Так, среди человекоподобных обезьян наиболее развитыми были крупные австралопитеки, но они все вымерли, а менее развитые гориллы и шимпанзе существуют до сих пор.
При всей сложности психики высших животных в ней отсутствуют понятия характерная черта сознания. Нет и самосознания, самооценки, присущей человеческому разуму. Зато сильно развито бессознательное - инстинкты. Когда же и как из бессознательного родилось сознание, когда на Земле впервые засветилась мысль?
О происхождении человека написано множество книг, и здесь нет нужды останавливаться на этой интереснейшей теме.
Подчеркнем, однако, два важных обстоятельства.
В постепенном становлении человека наблюдается прогрессивное развитие центральной нервной системы, ее постепенное усложнение - верный признак совершенствования психики.
Второе не менее важное обстоятельство - ускорение эволюционного процесса. От появления первых млекопитающих до ответвления от них гоминид прошли сотни миллионов лет.
Спустя еще примерно 10 миллионов лет появились австралопитеки. От них до первых питекантропов протекло еще около 4 миллионов лет. Переход от питекантропа к неандертальцу занял уже всего несколько сот тысяч лет, а спустя сотню тысяч лет на Земле появился "человек разумный".
Это было не просто появление нового вида. Произошел великий качественный скачок в истории Земли. Возник не просто человек, а человеческое общество. Началась человеческая история, объясняемая своими, особыми социальными законами.
Итак, разум на Земле - закономерный результат эволюции биосферы. Снова подчеркнем - тут действовала не случайность, а закон, основанный на эволюции отражения - коренного, неотъемлемого свойства материи.
Но если это так, то в принципе мы вправе ожидать, что подобный ход саморазвития материи реализуется и в других местах космоса, по крайней мере в тех из них, где сложилась земноподобная обстановка.
Сколько земноподобных планет во вселенной?
Американский астроном С. Доул [Д о у л С. Планеты для людей. М., "Наука", 197]попробовал оценить возможное число земноподобных планет в ближайших окрестностях Солнца, то есть внутри сферы с центром в Солнце и радиусом 55 световых лет. В масштабах Галактики выбранный участок совсем невелик, и нет никаких оснований считать этот район нашей звездной системы каким-то особенным, непохожим на другие. Следовательно, то, что верно для окрестностей Солнца, скорее всего типично и для всей Галактики, за исключением, быть может, ее ядра. В выделенной таким образом окрестности Солнца находится около тысячи звезд.
В ходе своих исследований С. Доул решил три вопроса: 1. Каким условиям должны удовлетворять планеты для того, чтобы на них могли жить люди без специальных защитных средств типа скафандров и других?
2. Сколько таких земноподобных планет есть в Галактике?
3. Какова вероятность встретить обитаемые земноподобные планеты в ближайших окрестностях Солнца?
Подробности соответствующих расчетов можно найти в книге С. Доула. Здесь же мы лишь кратко перечислим выводы, к которым он пришел, и назовем некоторые из соседних звезд, вокруг которых могут быть обитаемые земноподобные планеты. Снова подчеркнем, что речь пойдет о "планетах для людей", а это, конечно, резко снижает количество кандидатов в обитаемые миры и указывает лишь нижний предел населенности нашей Галактики. Основные признаки земноподобной планеты таковы: масса ее не должна быть меньше 0,4 массы Земли, так как иначе вокруг планеты не образуется и не удержится пригодная для дыхания атмосфера. Верхний предел возможной массы составляет 2,35 массы Земли, так как более массивная планета создает на своей поверхности тяжесть, непереносимую для людей.
Сутки на планете не должны превышать четырех земных суток, что гарантирует ее обитателей от нестерпимой жары днем и крайне низких температур ночью. Возраст звезды (а стало быть, и планеты) предполагается достаточно солидным, большим 3 миллиардов лет, что необходимо для весьма длительной эволюции органического мира.
Для нормальной освещенности планеты важны и наклон ее оси вращения к плоскости орбиты и эксцентриситет этой орбиты. Ось вращения не должна лежать, как у Урана, в плоскости орбиты, а образовывать с ней угол, не меньший 20 градусов. Орбита же должна быть близка к круговой (эксцентриситет меньше 0,2).
Высокие требования предъявляются и к звезде, обладающей земноподобными планетами. Ее масса может заключаться лишь в пределах от 0,72 до 1,43 массы Солнца. Для звезд большей массы продолжительность стабильности излучения (важнейшее условие эволюции!) становится значительно меньше 3 миллиардов лет. Звезды же с массой, меньшей 0,72 массы Солнца, создают недостаточную для жизни освещенность планеты. Заметим: если земноподобная планета обращается в системе двойной звезды, то эти звезды должны или находиться совсем рядом друг с другом и действовать почти как одно тело, либо, наоборот, находиться друг от друга очень далеко и тогда планета должна находиться поблизости от одной из звезд. Если все перечисленные условия соблюдены, то вероятность того, что планета окажется пригодной для людей, весьма велика.
Произведя расчеты, Доул пришел к выводу, что из ста ближайших к нам звезд, расположенных ближе 22 световых лет, 43 звезды могли бы обладать земноподобными планетами.
Из этих 43 звезд Доул выбрал 14 наиболее перспективных "кандидатов", среди которых, кстати сказать, есть и альфа Центавра, ближайшая из звезд!
Вероятность того, что по крайней мере вокруг какой-нибудь из 14 избранных звезд есть земноподобная планета, составляет 43 шанса против ста (вероятность 0,43, или 43 процента). Познакомимся с некоторыми из перечисленных перспективных звезд.
Ближайшую к нам звезду альфу Центавра с территории нашей страны, к сожалению, увидеть нельзя. Она доступна для наблюдения лишь тем обитателям Земли, которые живут южнее 30-го градуса северной широты.
Расстояние до альфы Центавра (которая, кстати, имеет наименование Толиман) равно 4,3 светового года, чему соответствует 41250000000000 километров. Альфа Центавра - тройная звезда. Главная желтая звезда, очень похожая на Солнце, имеет яркий оранжевый спутник, по светимости втрое уступающий нашему дневному светилу. Период обращения в этой двойной системе близок к 80 годам. Третий компонент - звезда Проксима (то есть "Ближайшая") Центавра и в самом деле на 360 биллионов километров ближе к нам, чем главная желтая солнцеподобная звезда. Проксима Центавра - холодный красный карлик, испускающий света в 20009 раз меньше, чем Солнце. Период обращения Проксимы вокруг общего центра тяжести тройной системы альфа Центавра весьма велик и уж во всяком случае не меньше нескольких тысяч лет.
Есть ли какие-нибудь шансы за то, что вокруг этих трех ближайших звезд обращаются обитаемые планеты? В отношении Проксимы Центавра ответ должен быть, по-видимому, отрицательным. Эта звезда слишком мала и холодна, чтобы быть, подобно нашему Солнцу, источником жизни. К тому же она принадлежит к классу вспыхивающих звезд, а резкие колебания излучения вредоносны для живых организмов.
Другое дело главные компоненты тройной системы альфа Центавра, обозначаемые А и В. Доул рассчитал для этих звезд размеры их экосфер, то есть. областей, пригодных для земноподобной жизни. Оказалось, что для обоих компонентов А и В радиусы их экосфер (в пределах которых могут существовать устойчивые планетные орбиты) соответственно равны 2,68 а. е. и 2,34 а. е. [а. е. - астрономическая единица расстояния, равная 150 миллионам километров. ]. Вероятность же того, что вокруг этих звезд есть обитаемые земноподобные планеты, по Доулу, близка к 0,05, Иначе говоря, есть один шанс против десяти, что ближайшая к нам тройная звезда окружена обитаемыми планетами!
В отличие от альфа Центавра оранжевую звезду 4-й звездной величины эпсилон Эридана можно увидеть из любой точки земного шара. Расстояние до нее близко к 11 световым годам, а масса ее на 20 процентов уступает массе Солнца. Вероятность того, что вокруг этой одиночной звезды кружится земноподобная планета, составляет всего 3,3 процента.
Звезда тау Кита часто упоминается в астрономической литературе, так как именно с нее (и эпсилон Эридана) в 1960 году началось "прослушивание" космоса с целью уловить радиопередачи далеких инопланетян. Тау Кита, отстоящая от нас на 12 световых лет, чуть уступает Солнцу и в размерах и в температуре. Хотя вероятность найти в ее окрестностях земноподобную планету не превосходит 3,6 процента, в течение нескольких лет радиотелескопы пытались поймать радиосигналы от тау Кита. К сожалению, первые попытки установить радиосвязь с инопланетянами окончились пока безрезультатно.