Михаил Лапиков - Освоение Солнечной: логистика будущего

Рождение шкалы

В далёком 1964 году советский учёный Николай Кардашев предложил очень простую и грубую шкалу из трёх уровней. Её задача – описание могущества цивилизации согласно доступной этой цивилизации энергии.

Как и у любой иной простой короткой оценки, шкала Кардашева легко запоминается, но крайне груба и таит в себе массу неудобных для серьёзного понимания нюансов.

Кардашев-I

Цивилизация первого типа, планетарная, овладела мощью примерно всего потока энергии, который получает Земля от Солнца. Это 1,74 с длинным хвостом из семнадцати нулей ватт. При мегаватте на человека достаточно, чтобы удовлетворить нужды больше ста миллиардов человек.

Кардашев-II

Цивилизация второго типа, звёздная, овладела мощью, примерно равной энергии Солнца. То есть, может использовать что-то около 4 с двадцатью шестью нулями ватт. На человеческий язык эту бессмысленную вереницу нулей после цифры можно перевести как сто триллионов раз по триллиону ватт.

Кардашев-III

Цивилизация последнего типа на шкале Кардашева, галактическая, овладела мощью светимости всех звёзд галактики. То есть, чем-то порядка 8 с 36 нулями ватт. У числа с таким количеством нулей есть красивое название «ундециллион», но перевести его в привычные нам земные масштабы попросту затруднительно.

Говорят, именно что от попыток осмыслить реальный масштаб вселенной и спятили Аль Хазред, великие древние боги и Говард Филлипс Лавкрафт.

Без паники!

Трудности понимания любой математики таких порядков сводятся к её абстрактности. Пусть грубо, пусть с искажениями, но бессмысленные цифры нужно превратить в доступные себе и читателю аналогии, иначе ждать внятного понимания аудиторией текста просто бессмысленно.

Чем дальше заходит моделирование вероятного будущего, тем сложнее простое короткое объяснение любой проблемы. С этим можно и нужно бороться.

Масштаб проблемы

Если представлять основные типы цивилизаций как стаканы кофе, то первый уровень выглядит средних размеров чайником, второй – залитым по края олимпийским бассейном, а третий – примерно так всем мировым океаном.

Наша земная цивилизация в этот момент подумывает о том, как бы половчее заменить довольно маленькую стопку на хотя бы так себе бумажный стаканчик.

Да, это и есть место современной цивилизации на шкале таких масштабов.

Ошибки шкалы

Поскольку шкала Кардашева придумана в суровую аналоговую эпоху, она довольно заметно страдает от привязки лишь к энергии. Современные вычислительные мощности довольно скромных компьютеров превосходят суммарную компьютерную мощь той эпохи. Но жрут электричество наши компьютеры достаточно скромно. Как всё тот же хороший чайник – вместо огромного института, в каждом зале которого высятся до потолка блоки вакуумных ламп древних компьютеров, а питает это великолепие приличных размеров электростанция.

Ну ладно, компьютеры шестидесятых уже стали куда лучше чудовищ сороковых, но суть аналогии понятна. Многие чисто вычислительные реалии современности адекватно привязать к шкале Кардашева затруднительно. Хотя как раз они сильно влияют на развитие и могущество современного общества.

Почему так?

Задачи Кардашева

Многое объясняет исходная задача шкалы. Как астроном, Николай Кардашев решал вопрос поиска развитых галактических цивилизаций.

Цивилизацию первого типа можно представить как исполинский всепланетный высокотехнологичный комплекс городов-шпилей, экуменополис. Транспортные узлы башен до неба с активной электромагнитной поддержкой обеспечивают переход на сразу несколько орбитальных колец на разных высотах. Цивилизация освоила и заселила сферу Хилла, и за её счёт добирает энергию до чёткого значения по Кардашеву. Дальние границы такой цивилизации лежат как минимум в пределах зелёного пояса её звезды, с отдельными сообществами и аванпостами за его пределами в границах системы. Всё это чудовищно блестит на межзвёздные расстояния доступным к наблюдению мусорным теплом, средствами дальней связи и признаками работы космических двигателей любого типа.

Это уже могла заметить при благоприятных условиях астрономия тех лет. Если посмотреть, сколько мёртвых и холодных экзопланет человечество обнаружило в нашем тысячелетии, станет ясно, что у современной инструментальной дальней космической разведки шансы ещё лучше.

Рой Дайсона

Второй тип цивилизации требует полноценный рой Дайсона. В народе куда лучше помнят сферу Дайсона, потому что в популярном телесериале или хорошей компьютерной игре её рисовать проще, а выглядит она куда наглядней. В суровой научной реальности сфера проигрывает рою по массе параметров.

Окружение звезды роем – виртуально. Многослойное облако больших космических городов на постоянных орбитах имеет огромные промежутки между городами на одной постоянной орбите в любой промежуток времени. Зато, его сравнительно легко построить, им легко управлять, у него высокая информационная связность и относительно высокая транспортная доступность.

Звезда в окружении роем Дайсона резко теряет в фактической светимости. Это легко пронаблюдать даже в масштабах галактики обычными достаточно хорошими телескопами. Достаточно самого факта расхождения наблюдаемой светимости и типа звезды, чтобы сделать почти однозначный вывод.

Масштабное заблуждение

Третий, финальный, тип цивилизации на шкале Кардашева ошибочно понимают как планетарную галактическую цивилизацию.

Зря.

В классической фантастике под «галактической цивилизацией» подразумевают россыпь землеподобных освоенных планет в окрестностях преимущественно жёлтых карликов по всей галактике. Проблема в том, что единичная звёздная система цивилизации II типа по шкале Кардашева имеет огромное количественное и качественное превосходство над россыпью цивилизаций I типа, даже когда те находятся в составе галактического межзвёздного сообщества. Она может буквально делать с ними всё, что угодно, по физическое уничтожение включительно – без любых для себя последствий.

Реальная цивилизация Кардашева-III должна превратить в рой Дайсона каждую звёздную систему, вокруг буквально каждой звезды своей галактики. Для стороннего наблюдателя это выглядит как масштабное стремительное угасание звёзд и заметно на межгалактических расстояниях.

Решение Сагана

Улучшить понимаемость шкалы Кардашева пытались многие, и у Карла Сагана получилось. Он добавил цивилизацию типа ноль, с общей мощью в один мегаватт. Это единица с шестью нулями. Получились удобные ступеньки – шесть нулей, шестнадцать, двадцать шесть и тридцать шесть.