Сумма технологии

Без сомнения, ученым придется сначала «воспитать» целое поколение руководителей, которые согласятся достаточно глубоко залезть в государственный карман, и притом для достижения целей, столь подозрительно напоминающих традиционную тематику научной фантастики. Кроме этого материального аспекта проблема радиоконтактов имеет и любопытный информационный аспект. Дело в том, что чем полнее используется при передаче пропускная способность информационного канала, то есть чем в большей степени устраняется избыточность сообщения, тем больше оно становится похожим на шум, и принимающий, не зная системы кодирования, практически оказывается перед огромными трудностями – трудностями, касающимися не только декодирования приходящей информации, но даже и опознавания ее как информации вообще в отличие от шума, создаваемого космическим «фоном». Поэтому не исключено, что уже сейчас наши радиотелескопы принимают в виде шумов фрагменты «межзвездных разговоров», которые ведут «сверхцивилизации». Такие цивилизации, для того чтобы мы могли вообще их открыть, должны передавать также сигналы совсем иного характера, не использующие полностью пропускную способность канала связи, то есть специальные «позывные», возможно, более простой, четко упорядоченной и постоянно повторяющейся структуры. Поскольку такого рода «позывные» могут составлять лишь малую долю всей информационной передачи, сооружение большого количества специализированных приемных установок на Земле еще раз оказывается задачей большой важности (и, как говорилось, большой стоимости).

Таким образом, единственной загадкой, какую мы до сих пор еще не можем хоть как-то разрешить, остается отсутствие «космических чудес». Отметим, что в этой проблеме, однако, кроется некий парадокс. То, что до сих пор предлагалось в качестве «модели» такого «чуда», например сфера Дайсона, по всей вероятности (мы об этом еще будем говорить), вообще никогда не будет реализовано. С другой стороны, известно, что много явлений, происходящих в галактиках и звездах, еще ждет своего объяснения; при этом никто из специалистов не спешит снабдить неизвестные процессы названием «космического чуда». Одно дело придумывать такие феномены (в духе сферы Дайсона), которые создали бы для нас, наблюдателей, выгодные условия для дихотомического решения проблемы (альтернатива: «искусственное» – «естественное»), а совсем другое – создавать действительные явления, которые являются более или менее побочным продуктом действующей звездной энергетики, нейтринной или, наконец, какой-либо «кварковой» [V].

У гипотетической сверхцивилизации энергетика сама по себе не составляет специфической аппаратуры, предназначенной для сигнализации во Вселенной о существовании этой цивилизации. И быть может, поэтому как бы случайно возникает своего рода «камуфляж»: то, что «теми» создано как искусственное, мы будем истолковывать как естественное в той мере, в какой известные нам законы Природы позволят дать такую интерпретацию. Неспециалисту трудно представить, какие вообще трудности могут возникнуть в этом вопросе. Если бы мы обнаружили листок из письма, хотя бы написанного и на непонятном языке и незнакомыми нам буквами, мы не сомневались бы, что это создано разумным существом, а не возникло естественным, природным путем, «без помощи людей». В то же время может оказаться, что одну и ту же последовательность звездного «шума» можно будет рассматривать и как «сигнализацию иных», и как излучение неживой материи. Это уже произошло при истолковании спектров некоторых весьма отдаленных объектов; Кардашев в противовес большинству астрофизиков пытался отождествить эти объекты со сверхцивилизациями. Вероятно, правы были его оппоненты.

И наконец, последнее замечание. Для огромного большинства людей, в том числе и ученых, за исключением пока очень маленькой горстки заинтересованных специалистов, вся проблема «других цивилизаций» явно отдает фантастикой и, кроме того (что еще важнее), полностью лишена эмоционального аспекта. Большинство людей привыкло к картине населенной Земли и безлюдного (если отбросить сказки) Космоса как к очевидной норме, признаваемой единственно возможной.

Поэтому, собственно говоря, мысль о том, что мы в Космосе одиноки, не вызывает у людей впечатления чудовищной сенсации, как воспринял ее Шкловский – я уже цитировал его слова, с которыми полностью солидарен. Для полноты картины добавлю, что тезис о нашем одиночестве в Космосе будет чудовищен, таинствен и поразителен для материалиста и эмпирика, а для спиритуалиста эта мысль будет чудесной и, возможно, даже «успокаивающей». Это касается даже ученых. В нашей каждодневной жизни мы привыкли к тому, что только люди принадлежат к избранному классу «разумных существ». Существование же «иных», с которым естествознание не только выражает согласие, но которое, как мы уже говорили, оно и постулирует своими многочисленными следствиями, носит для нас весьма абстрактный характер.

Этот антропоцентризм не может так быстро уступить место какому-то «галактоцентризму», что тем более понятно, поскольку людям до сих пор трудно сосуществовать на одной планете. Поэтому рассуждения о космической солидарности легко приобретают характер какой-то безответственной или сказочно-иронической фантазии, к которой кучка чудаков хочет склонить жестоко перессорившихся между собой землян.

Я отдаю себе в этом полный отчет и не призываю к исправлению школьных учебников в духе представленных здесь мыслей. Тем не менее мне кажется, что во второй половине XX века трудно быть полноценным человеком, не задумываясь, хотя бы иногда, о до сих пор нам неизвестных других разумных существах, к сообществу которых принадлежим и мы сами.

Глава четвертая

Интеллектроника

Возвращение на Землю

Нам предстоит рассмотреть вопрос, является ли разумная деятельность, проявляющаяся в техноэволюции, устойчивым динамическим процессом, который сколь угодно долго сохраняет стремление к неограниченному росту, либо же она изменяется до такой степени, что утрачивает всякое сходство со своей начальной формой.

Я хотел бы подчеркнуть, что последующие наши рассуждения будут существенно отличаться от рассуждений на космические темы, которые мы вели до сих пор. Все, что мы говорили о звездных цивилизациях, не было результатом бесплодных спекуляций, однако рассматриваемые гипотезы опирались в свою очередь на другие гипотезы, так что в конце концов правдоподобие предлагаемых выводов было подчас ничтожным. То, о чем мы будем говорить сейчас, – это прогнозы, опирающиеся на хорошо известные и подробно изученные факты. Поэтому вероятность осуществления процессов, которые мы опишем, несравненно выше той, о которой шла речь в наших выводах из дискуссии о цивилизационной плотности во Вселенной.

Мы рассмотрим будущее цивилизации с точки зрения возможностей развития науки. Легко утверждать, что наука будет развиваться «всегда» и рост познания повлечет за собой возникновение все новых и новых проблем. Но неужели этот процесс не имеет никаких ограничений? Нам представляется, что у лавинообразного темпа познания есть свой потолок и, более того, мы вскоре уже его достигнем.

Промышленная революция началась в XVII веке. Ее корни – а точнее, ее запал, ибо она была подобна скорее взрыву, чем медленному созреванию, – уходят в далекое прошлое. Говорят, что на вопрос о «первопричине» науки Эйнштейн ответил столь же забавно, сколь и метко: «Никто не чешется, если у него не зудит». Общественные потребности вызвали развитие науки – этого двигателя, толкающего вперед технологию. Они вызвали ее развитие, распространение, придали ей ускорение, но не они ее породили. Древнейшие корни науки уходят в вавилонскую и греческую эпохи. Развитие науки началось с астрономии, с изучения механики неба. Грандиозные закономерности этой механики вызвали к жизни появление первых математических систем, по своей сложности значительно превышавших те зачатки арифметики, в которых нуждалась древняя технология (измерения площадей, зданий и т. д.). Греки создали аксиоматические системы (геометрия Евклида), а вавилоняне – независимую от геометрии арифметику. Первородство астрономии в семействе естественных наук отмечается историками науки по сей день. Вслед за астрономией появилась экспериментальная физика, возникшая в значительной мере под влиянием вопросов, поставленных астрономией. Физика в свою очередь оплодотворила химию и вырвала ее – с каким запозданием! – из сказочного сна алхимиков. Пожалуй, последней из естественных наук, которая только на рубеже нашего века выбралась из тумана не поддающихся проверке понятий, была биология. Я указал здесь не на все, а только на самые важные причины возникновения наук – ведь взаимодействие результатов отдельных наук ускоряло их рост и появление новых ответвлений знания. Из сказанного со всей очевидностью следует, что как «математический дух» современной науки, так и ее материальное орудие – экспериментальный метод – уже существовали, хотя и в зародыше, до промышленной революции. Эта революция придала науке широкий размах, потому что соединила теоретическое знание и производственную практику; благодаря этому Технология вот уже триста лет сопряжена положительной обратной связью с Наукой. Ученые передают открытия технологам, и, если результаты оказываются плодотворными, исследования немедленно «усиливаются». Связь положительна, потому что негативное отношение Технологов к какому-нибудь открытию Ученых еще не означает прекращения теоретических исследований в соответствующем направлении. В общем, я, конечно, сознательно упростил характер связей между этими областями: они более запутанны, чем я мог бы их здесь изобразить.

Поскольку наука – это добывание информации, о темпе ее развития довольно точно говорит количество выпускаемых специальных журналов. Начиная с XVII века оно возрастает экспоненциально[82]. Каждые 15 лет число научных журналов удваивается. Обычно экспоненциальный рост является переходным этапом в развитии и не длится долго. По крайней мере в природе. Экспоненциально растет зародыш или колония бактерий на питательной среде – но только короткое время. Можно рассчитать, как быстро колония бактерий «переварила» бы всю массу Земли.

В действительности среда быстро ограничивает такой тип роста, в результате чего он переходит в линейный или приостанавливается. Развитие науки, характеризуемое возрастанием числа научных публикаций, является единственным известным нам процессом, который в течение трехсот лет не изменяет своего поразительного темпа. Закон экспоненциального возрастания говорит, что данное множество растет тем быстрее, чем оно многочисленнее. Действие этого закона в науке приводит к тому, что каждое открытие порождает целую серию новых открытий, причем число таких «рождений» точно пропорционально размерам «популяции открытий» в данное время. Сейчас выпускается около 100 тысяч научных журналов. Если темп прироста не изменится, в 2000 году их будет выходить миллион.

Количество ученых также растет экспоненциально. Рассчитано, что если бы даже все университеты и институты США начали с данного момента выпускать только физиков, то к концу следующего столетия не хватило бы людей (не абитуриентов, а людей вообще, включая детей, стариков и женщин). Таким образом, если нынешний темп научного роста сохранится, то через какие-нибудь 50 лет каждый житель Земли будет ученым. Это «абсолютный потолок», который, очевидно, невозможно превысить, потому что в противном случае один и тот же человек должен будет совмещать в себе нескольких ученых сразу.

Следовательно, экспоненциальный рост науки будет заторможен вследствие недостатка людских ресурсов. Признаки этого явления обнаруживаются уже сегодня. Несколько десятков лет назад открытие Рентгена вовлекло в исследование Х-лучей значительную часть тогдашней мировой физики. Ныне открытия не меньшего значения привлекают едва лишь долю процента всех физиков, так как вследствие непомерного расширения фронта научных исследований число людей, приходящихся на каждый его участок, уменьшается.

Поскольку теория постоянно опережает то знание, которое уже реализовано промышленностью, то, даже если бы процесс прироста теории прекратился, уже накопленных ее «запасов» хватило бы для дальнейшего совершенствования технологии лет на сто. Этот эффект технологического прогресса «по инерции» (питающегося уже собранными, но еще не использованными данными науки) наконец прекратился бы, и наступил бы кризис развития. Когда будет достигнуто «научное насыщение» в масштабе планеты, число явлений, требующих изучения, но из-за недостатка людей заброшенных исследователями, будет возрастать. Развитие теории не прекратится, но будет заторможено. Как можно представить себе дальнейшую судьбу цивилизации, наука которой исчерпала все людские ресурсы, но продолжает в них нуждаться?

В глобальном масштабе прирост технологии составляет ныне около шести процентов в год. При этом потребности значительной части человечества не удовлетворяются. Замедление технологического роста из-за ограничения темпа развития науки означало бы – при сохраняющемся росте народонаселения – не застой, а начало регресса.

Ученые, из работ которых я извлек фрагменты нарисованной перспективы, смотрят на будущее с беспокойством. Ибо они предвидят положение, когда нужно будет решать, какие исследования требуется продолжить, а какие необходимо прекратить. Вопрос о том, кто должен это решать – сами ученые или политики, – вопрос наверняка существенный, отходит на второй план по сравнению с тем, что независимо от того, кто будет решать, решение может оказаться ошибочным. Вся история науки показывает, что великие технологические скачки начинаются с открытий, сделанных в ходе «чистых» исследований, которые не имели в виду никаких практических целей[83]. Обратный же процесс – появление новой теории из недр уже используемой технологии – представляет собой явление редкое до исключительности. Со времен промышленной революции нам сопутствует исторически проверенная невозможность предвидения того, из каких именно теоретических исканий возникает нечто ценное для технологии. Допустим, что какая-то лотерея выпускает миллион билетов, тысяча из которых – выигрышные. Если все билеты будут распроданы, общество, которое их приобрело, наверняка получит все выигрыши. Если, однако, это общество выкупит только половину билетов, может оказаться, что выигрыш не падет ни на один из них. Подобной «лотереей» сегодня является наука. Человечество «ставит» на все «билеты» по ученому. Выигрыши означают новые ценные для цивилизации, для технологии открытия.

Когда в будущем окажется необходимым принять решение, на какие участки исследований нужно «ставить», а на какие – нет, может случиться, что именно эти последние особенно плодоносны, а принимая решение, этого невозможно было предвидеть. Впрочем, мир уже переживает начало такой «азартной игры». Концентрация специалистов в области ракетной техники, атомных исследований и т. п. так велика, что от этого страдают другие отрасли науки.

Изображенная нами картина вовсе не является предсказанием упадка цивилизации. Так может думать только тот, кто понимает Будущее лишь как увеличенное Настоящее, кто не видит иных путей прогресса, кроме ортоэволюционного, будучи убежден, что цивилизация может быть только такой, как наша: лавинообразно нараставшей в течение трехсот лет, или никакой. Точка, в которой кривая роста от стремительного взлета переходит к изгибу «насыщения», означает изменение динамической характеристики рассматриваемой системы, то есть науки. Наука не исчезнет: исчезнет лишь тот ее облик – облик, лишенный ограничений роста, – который нам знаком. Таким образом, «взрывная» фаза развития составляет только этап истории цивилизации. Единственный ли? Как выглядит «послевзрывная» цивилизация? Должна ли всесторонность стремлений Разума, которую мы считали его постоянной чертой, уступить место «пучку» направленных действий? Мы будем искать ответы на эти вопросы, но уже то, что было сказано, проливает особый свет на проблему звездного психозоя. Экспоненциальный рост может быть динамической закономерностью цивилизации на протяжении тысячелетий, но не миллионов лет. Такой рост по астрономической шкале длится мгновение, в течение которого начавшийся процесс познания приводит к кумулятивной цепной реакции. Цивилизацию, которая исчерпывает собственные людские ресурсы в этом «научном взрыве», можно сравнить со звездой, сжигающей свое вещество в одной вспышке, после чего она приходит в состояние изменившегося равновесия либо же становится ареной процессов, которые заставили умолкнуть, быть может, не одну космическую цивилизацию.

Мегабитовая бомба

Мы сравнили экспансивную цивилизацию со сверхновой звездой. Подобно звезде, сжигающей во взрыве свои запасы вещества, цивилизация тратит людские ресурсы в «цепной реакции» лавинообразного роста науки. А может быть, спросит какой-нибудь скептик, с этим сравнением вы все-таки переборщили? Может быть, чрезмерно преувеличили последствия торможения роста науки? Когда будет достигнуто состояние «насыщения», наука, находясь у потолка своих человеческих резервов, будет продолжать свой рост, пусть не экспоненциально, а пропорционально количеству всех живущих. А что касается явлений, остающихся в стороне, не затронутых исследованием, то они всегда существовали в истории науки. Во всяком случае, главные фронты науки, жизненно важные направления технологического натиска благодаря рациональному планированию по-прежнему будут располагать армиями специалистов. Так что доказательство того, будто грядущий облик цивилизации будет совершенно не похож на знакомый нам, поскольку высокоразвитый Разум перестанет походить на собственное исходное состояние, – это доказательство не проходит. И уж совсем надуманна «звездная» модель цивилизации; ведь исчерпание запасов вещества означает угасание звезды, а «блеск» цивилизации не уменьшится от того, что она исчерпает эксплуатируемые ею запасы энергии. Ведь она может перейти к использованию других ее источников.

Кстати говоря, именно такая точка зрения является основой представлений об астроинженерном будущем любой цивилизации. Согласимся, что звездная модель была упрощением; ведь звезда – это только энергетическая машина, а цивилизация – «машина» и энергетическая, и в то же время информационная. Поэтому звезда гораздо больше детерминирована в развитии, чем цивилизация. Но отсюда не следует, что цивилизация в своем развитии ничем не ограничена. Ограничения различаются только по характеру; цивилизация располагает энергетической «свободой» лишь до тех пор, пока не натолкнется на «информационный барьер». В принципе нам доступны все источники энергии, которыми располагает Космос. Но сумеем ли мы – точнее, успеем ли мы – до них добраться?

Переход от одних, исчерпывающихся, источников энергии к новым – от силы воды, ветра и мускулов к углю, нефти, а от них, в свою очередь, к атомной энергии – требует предварительного получения соответствующей информации. Только тогда, когда количество этой информации перейдет через некоторую «критическую точку», новая технология, созданная на ее основе, открывает нам новые запасы энергии и новые области деятельности.

Если бы, допустим, запасы угля и нефти были исчерпаны к концу XIX века, весьма сомнительно, добрались ли бы мы в середине нашего столетия до технологии атома, если учесть, что ее осуществление требовало огромных мощностей, приведенных в действие сначала в лабораторном, а потом и в промышленном масштабе. И даже сейчас человечество еще не вполне подготовлено к полному переходу на атомную энергию. Собственно говоря, промышленное использование «тяжелой» атомной энергии (источником которой являются расщепления тяжелых атомных ядер) при нынешнем темпе роста поглощаемых мощностей привело бы к «сжиганию» всех запасов урана и близких к нему элементов в течение одного-двух столетий. А использование энергии ядерного синтеза (превращение водорода в гелий) еще не реализовано. Трудности оказались значительнее, чем поначалу можно было предвидеть. Из сказанного следует, во-первых, что цивилизация должна располагать значительными энергетическими резервами, чтобы иметь время для получения информации, которая откроет ей врата новой энергии, и, во-вторых, что цивилизация должна признать необходимость добывания такого рода информации задачей, главенствующей над всеми другими задачами. В противном случае она рискует исчерпать все доступные ей запасы энергии, прежде чем научится эксплуатировать новые. При этом опыт прошлого показывает, что энергетические расходы на получение новой информации растут по мере перехода от предыдущих источников энергии к последующим. Создание технологии угля и нефти было энергетически намного «дешевле», чем создание атомной технологии.

Таким образом, ключом ко всем источникам энергии, как и вообще ко всем запасам знания, является информация. Стремительный рост количества ученых со времен промышленной революции вызван явлением, которое хорошо известно кибернетикам. Количество информации, которое можно передать по определенному каналу связи, ограничено. Наука представляет собой такой канал – канал, соединяющий цивилизацию с окружающим миром (и с ее собственным, потому что наука исследует не только материальное окружение, но также и само общество и человека). Экспоненциальный рост числа ученых означает непрерывное возрастание пропускной способности этого канала. Это возрастание стало необходимым потому, что количество информации, которую требуется передавать, растет экспоненциально. Возрастание числа ученых увеличивало и количество добываемой информации; необходимо было «расширить» информационный канал путем «параллельного подключения» новых каналов, то есть посредством подготовки новых ученых, а это в свою очередь вызывало дальнейший рост информации, требующей передачи, и т. д. В данном случае речь идет о процессе с положительной обратной связью.

В конце концов, однако, наступает состояние, когда дальнейшее увеличение пропускной способности науки темпами, которые диктуются ростом количества информации, оказывается невозможным. Не хватит кандидатов в ученые. Это и есть ситуация «мегабитовой бомбы», или, если угодно, «информационного барьера». Наука не может перейти этот барьер, не может справиться с обрушивающейся на нее лавиной информации.

Стратегия науки вероятностна. Мы почти никогда не знаем наверняка, какие исследования окупятся, а какие нет. Открытия случайны, подобно мутациям генотипа. И точно так же, как мутации, они могут привести к радикальным и внезапным изменениям. Примеры пенициллина, рентгеновских лучей или, наконец, «холодных» ядерных реакций, то есть реакций, происходящих при низких температурах (пока еще не осуществленных, но могущих произвести в будущем переворот в энергетике), подтверждают случайный характер открытий. Но если «ничего заранее не известно», то нужно «исследовать все, что только возможно». Отсюда всесторонняя экспансия, столь характерная для науки. Вероятность открытий тем больше, чем больше ученых ведут исследования. Исследования – чего? Всего, что мы вообще ухитримся исследовать. Ситуация, в которой мы не исследуем какой-то X, потому что не знаем, существует ли этот X («иксом» может быть, например, зависимость количества бактерий в организме больного от присутствия в его крови пенициллина), в корне отличается от ситуации, когда мы допускаем, что X, может быть, и удалось бы открыть, если предварительно исследовать ряд явлений: R, S, Т, V, W, Z, но не можем этого сделать, потому что делать это некому. И вот, после достижения потолка людских резервов науки ко всем исследованиям, не предпринимавшимся потому, что мы вообще не знали об их возможности, добавятся все те лежащие в стороне исследования, которые мы вынуждены будем обойти сознательно, из-за недостатка ученых.

Первая ситуация – это цепь солдат, которая продвигается по все более широкому участку, но выдерживает при этом постоянное расстояние между двумя солдатами, потому что к ним присоединяются все новые и новые солдаты. Вторая ситуация – это цепь солдат, которая становится все более редкой по мере того, как она растягивается. При этом нужно добавить, что наблюдается дополнительное неблагоприятное явление, а именно число совершаемых открытий не пропорционально числу исследователей (вдвое больше ученых – вдвое больше открыли). Скорее дело обстоит так: число открытий удваивается за каждые тридцать, а число ученых – уже за каждые десять лет. На первый взгляд это противоречит тому, что мы говорили об экспоненциальном росте научной информации. Но это не так.

Число открытий тоже растет экспоненциально, но медленнее (с меньшим показателем), чем число ученых: вообще открытия составляют лишь небольшую часть всей информации, добываемой наукой. Достаточно просмотреть в каком-нибудь университетском архиве покрытые пылью груды «трудов» и диссертаций, написанных для получения ученой степени, чтобы убедиться в том, что порою ни одна работа такого рода из сотен ей подобных не приводит хотя бы к мало-мальски ценному результату. Поэтому достижение предела информационной емкости науки означает существенное уменьшение вероятности совершения открытий. Более того, величина этой вероятности должна с этого времени постоянно уменьшаться по мере того, как кривая фактического роста числа ученых будет падать, отдаляясь от гипотетической кривой дальнейшего (уже невозможного) экспоненциального роста.