Павел Амнуэль - Лишь разумные свободны. Собрание сочинений в 30 книгах. Книга 4

Конечно, сравнение темпов развития авиации и космонавтики не вполне корректно. Одно дело – летать на низких высотах со скоростями, не превышающими (для пассажирской авиации) скорость звука, и совсем другое – преодолеть тяготение планеты, развить первую космическую скорость. Иное качество! И иной уровень финансирования, естественно.

Ключевые слова сказаны: «иное качество». Наука и техника развиваются, преодолевая возникающие противоречия. Чтобы разрешить противоречие, ученые открывают новые законы и явления природы, принципиально изменяющие и (или) дополняющие прежние представления. И инженеры, пользуясь открытиями ученых, конструируют качественно новые технические системы и устройства. Этот процесс полвека назад был подробно описан в книгах советского изобретателя Генриха Сауловича Альтшуллера «Наука изобретать» и «Творчество как точная наука».

Развитие технических систем обычно происходит следующим образом. Первые аппараты (пароходы, например, или автомобили) бывают громоздки, неуклюжи, неудобны и малоэкономичны. Начинается «освоение» нового, аппараты становятся миниатюрнее, совершеннее, дешевле. Процесс усовершенствований выходит на экспоненту (как показано на рисунке) и, наконец, достигает насыщения: невозможно что-то еще усовершенствовать и удешевить, кривая развития становится практически горизонтальной. Тогда и делается качественно новое открытие или изобретение, возникает принципиально новый тип аппарата, громоздкий, неуклюжий и неэкономичный… Процесс повторяется на новом уровне. Сейчас, к примеру, мы наблюдаем экспоненциальный рост мощности компьютеров. Первые компьютеры были громоздкими (жесткий диск весил десятки килограммов!), медлительными и дорогими. Постепенно процесс совершенствования компьютеров вышел на экспоненту. В 1965 году Гордон Мур, один из основателей компании Intel, обнаружил, что число транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые два года. Закономерность эта гораздо более универсальна и применима ко всем техническим системам, находящимся на стадии экстенсивного развития. Согласно Альтшуллеру, закон, называемый законом Мура, является общим законом развития технических систем (меняется только показатель степени).

Экстенсивное экспоненциальное развитие не может продолжаться долго, экспонента сменяется плоской частью кривой. Уже сейчас просматриваются пределы миниатюризации компьютерных чипов (они не могут быть меньше атома) и их быстродействия (сигнал не может распространяться быстрее света). Остановится ли на этом развитие компьютеров? Нет, конечно. Говорят о принципиально новом типе компьютеров – квантовых компьютерах, быстродействие и возможности которых будут несопоставимы с современными.

Кстати, квантовые компьютеры, в отличие от обычных, способны будут решать одновременно практически бесконечное число задач. Вспомним об этом чуть позже, когда дойдет дело до выводов.

* * *

Если полвека назад возможности новых ракет стремительно увеличивались (экспоненциальная часть кривой на рисунке), то сейчас каждое новое усовершенствование лишь ненамного и при гораздо больших затратах улучшает показатели и возможности. Для обеспечения работы орбитальных станций этого достаточно, но полеты к планетам – качественный скачок в расстояниях, необходим качественный скачок и в развитии космической техники. Обсуждаются иные типы двигателей для ракет: атомные, ионные. Возможно даже использование солнечного паруса. Ионные двигатели и, тем более, солнечный парус, дают очень слабую, хотя и постоянную тягу, позволяющую развить гораздо более высокие скорости, но за долгое время. Будет ли это рентабельно и практично, покажет время.

Пока не произойдет качественный скачок в развитии космической техники, пилотируемые полеты к планетам останутся единичными дорогостоящими предприятиями. Предположим, однако, что новые типы ракет построены, и Солнечная система освоена. Пассажирское сообщение между планетами достаточно быстрое (на Марс дня за два, до далекого Плутона – за месяц). А дальше – больше четырех световых лет до Альфы Центавра. Для межзвездных полетов нужны принципиально иные скорости и принципиально иные возможности создания обитаемой среды. Сейчас можно об этом лишь фантазировать.

Есть два способа: научно обоснованный и спекулятивный (фантастический). Фантастическая наука, подобно своему реальному прототипу, развивается по тем же законом (плюс законы литературы, от которых реальная наука избавлена). В фантастической науке тоже существуют свои экспоненты роста и качественные скачки. Фантасты освоили Солнечную систему к концу двадцатых годов прошлого века (с помощью ракет, естественно, в том числе атомных – например, у Богданова в «Красной звезде»), и первый полет к звездам состоялся в 1929 году («Звездный жаворонок» Смита).

Первый способ достичь звезд: звездолеты, развивающие субсветовые скорости. Есть немало прекрасных произведений, где используется этот сугубо научный способ – начиная от «Вселенной» Роберта Хайнлайна и «Поколения, достигшего цели» Клиффорда Саймака. Но фантасты быстро поняли бесперспективность такого способа передвижения между звездами, и в 1934 году Джон Кэмпбелл предложил качественно иное решение: летать через иные измерения.

Итак, второй способ (с научной точки зрения – спекулятивный): через гиперпространство. Так можно достичь звезд за считанные часы, а то и вовсе мгновенно. Появились подпространства, нуль-пространства и прочие варианты пространств, о которых наука того времени говорила, что это чистая фантастика. Сейчас эти пространства называется кротовыми норами, описаны в науке и показаны в фильме Кристофера Нолана «Interstellar».

* * *

Фильм Кристофера Нолана «Interstellar» – серьезная попытка представить достижение одной из целей, упомянутых выше: необходимость переселения человечества на другую планету.

Такую планету сначала нужно найти. Марс вряд ли станет пристанищем для жителей Земли, с другими планетами Солнечной системы проблем еще больше. Казалось бы, природа благоволит человечеству – планеты в других звездных системах (экзопланеты) открывают сейчас ежедневно и ежечасно. Открыты уже несколько планет, менее массивных, чем Земля, и расположенных в так называемых «поясах жизни».

Однако, кроме удобной силы тяжести и температуры, для жизни человека нужно еще много чего: вода, правильный состав атмосферы, отсутствие опасных вирусов и бактерий, не говоря о более развитых формах жизни. Поиски внесолнечных планет начались недавно, две тысячи обнаруженных экзопланет – очень мало по сравнению с сотней миллиардов, которые, по оценкам ученых, вероятно, существуют в нашей Галактике. Как бы то ни было, наверняка пригодных для заселения экзопланет пока не обнаружено.