Юлия Мизун - Мыслящая Вселенная

Обсуждая развитие цивилизаций, мы должны прежде всего договориться, что будем понимать под термином «цивилизация». Прежде всего, рассматривая внеземные цивилизации, мы будем считать, что жизнь на других планетах имеет ту же основу, что и на Земле, то есть белковую, а разум возник в результате эволюции. Таким образом, внеземные цивилизации, по нашим представлениям, функционируют и развиваются благодаря овладению технологическими процессами и состоят из отдельных разумных особей, составляющих такие сообщества. Уже приводилось определение цивилизации В.С. Троицким. Его формула очень ясная и в особых пояснениях не нуждается. На ее основе можно характеризовать цивилизации конкретными численными величинами и использовать их как показатель развития цивилизаций. Но кроме физических условий надо учитывать и социально-экономические закономерности, о которых мы можем сказать значительно меньше, чем о физических условиях. Поэтому можно, следуя В.С. Троицкому, представить физические условия как некие рамки, за пределы которых цивилизации выходить при своем развитии не дано. Но внутри этих рамок возможны разные состояния цивилизации, определяемые прежде всего социально-экономическими закономерностями. Что же представляют собой эти рамки?

Одним из очевидных физических показателей цивилизации является плотность населения. Ясно, что она не может быть беспредельно большой. Специалисты в своих исследованиях внеземных цивилизаций принимают ее равной примерно 60 человек на один квадратный километр. При этом на одного человека приходится площадка размером 140 х140 метров. Такая плотность населения была бы на Земле, если бы ее все население достигло 25 миллиардов и в расчет была бы принята вся поверхность нашей планеты, включая моря, океаны, Арктику и Антарктику.

Второй очень важной характеристикой цивилизации является плотность энергии, которая потребляется цивилизацией. Дело в том, что мы не можем потреблять энергию бесследно. Фактически любой процесс, который мы называем потреблением энергии, является процессом ее преобразования из одного вида в другой. Процессы этого преобразования и используются человеком для своих нужд. Как известно, конечным этапом любых преобразований энергии является ее переход в форму тепловой энергии. Это значит, что чем больше плотность потребляемой энергии, тем больше нагревание среды, в которой мы обитаем. Правда, на определенной стадии развития цивилизации она становится способной выносить частично процесс потребления (преобразования) энергии за пределы среды обитания. В качестве примера можно указать на ту энергию, которую будет уносить за пределы среды обитания космический корабль. В этом случае тепловая энергия, полученная путем преобразования, не будет нагревать среду нашего обитания. Другой пример — радиосигналы или другие электромагнитные сигналы, посланные цивилизацией за пределы среды своего обитания, также не будут после преодоления этой среды повышать ее температуру. Чтобы различать эти ситуации, договорились разделить внутреннее потребление энергии (то есть в пределах среды обитания) от внешнего (за ее пределами), поскольку во втором случае среда обитания не нагревается.

Это вопрос далеко не праздный, поскольку произвольно изменять условия среды обитания цивилизация не может, если она хочет выжить в этой среде, а тем более если она хочет нормально функционировать. Нельзя рубить сук, на котором сидишь. Это, похоже, начинает понимать и наша цивилизация. Отсюда следует определенное ограничение на плотность энергопотребления в среде обитания, тот Рубикон, который переходить нельзя. Его несложно определить, если знать физические условия на данной планете. Применительно к Земле этот предел получается следующим образом. Для его оценки исходили из того, что изменять (увеличивать) температуру среды нашего обитания более чем на 0,1 % недопустимо. Температура Земли определяется всецело той энергией, которую она получает от Солнца. Значит, добавить к этой энергии более чем 0,1 % мы не имеем права, если хотим сохранить изменение температуры в допустимых пределах. Энергию, получаемую Землей от Солнца в единицу времени, то есть мощность, мы знаем. Она равна 21017 Вт. На один квадратный метр приходится 2•103 Вт/м2. Примерно половина этой энергии атмосферой Земли отражается обратно (это называют альбедо). 0,1 % от оставшейся мощности 103Вт/м2 равен 1 Вт/м2. Это и есть то предельное значение энергии, которое наша цивилизация может позволить себе рассеять на каждом квадратном метре планеты. Но ни на йоту больше! А если понадобится рассеивать энергии больше, например когда появится почти даровая термоядерная энергия? Как быть тогда? Выход только один — рассеивать энергию за пределами обитания, то есть за пределами земной атмосферы.

Для поддержания своего существования наша цивилизация сейчас производит 1013 Вт. Это в пересчете на одного жителя планеты составляет 2,5 кВт. Если будет производиться энергии в 100 раз больше, то средняя температура на Земле увеличится на 0,75 °C. Такие изменения температуры должны привести к очень существенным изменениям условий на Земле. Но есть еще одно (но не последнее) ограничение на развитие цивилизации: имеется в виду развитие ее вширь. Если представить себе, что цивилизация рассеяна на таком огромном пространстве, что любое сообщение в ее пределах достигается только в течение целой жизни ее особей, то, видимо, она не может управляться как единое целое. Другими словами, должен существовать некоторый пространственный предел размещения цивилизации. Специалисты считают, что прохождение информации из одного ее конца в другой не должно занимать более нескольких дней. Но дело не только в передаче информации (распоряжений, докладов и т. д.). В пределах всей цивилизации, если она является одним единым целым (а иначе она не является одной цивилизацией), необходимо обеспечить эффективное функционирование транспортной системы и системы энергоснабжения. Это также мыслимо только в том случае, если цивилизация занимает ограниченное пространство. Если рассматривать высокоразвитую цивилизацию, овладевшую очень большими скоростями транспортных средств (достигающими 0,1 % от скорости света), то вследствие указанных ограничений она не может занимать пространство с размерами больше 0,1 светового года. Сравнительно с размерами Галактики это небольшое расстояние. То есть можно сказать, что цивилизация вынуждена оставаться вблизи своей звезды и не может рассеяться по всей Галактике, так как в этом случае перестала бы быть единым целым, то есть собственно цивилизацией.

Основным показателем уровня развитости цивилизации является количество вырабатываемой ею энергии. По классификации Н.С. Кардашева, по этому признаку цивилизации можно делить на три ступени или типа. Первый тип составляют цивилизации, овладевшие энергией своей планеты. Второй тип составляют те цивилизации, которые овладели всей энергией своей звезды. То есть с помощью, например, сфер Циолковского — Дайсона эти цивилизации перехватывают все излучения своей звезды. К третьему типу отнесены цивилизации, которые овладели энергией своей галактики. Цивилизации второго и третьего типов являются сверхцивилизациями. Из приведенных выше пределов следует, что цивилизации третьего типа не могут существовать как единое целое.