Если Вселенная изобилует инопланетянами… Где все? - Уэбб Стивен Страница 5

Первое издание книги содержало одно или два шутливых решения. Я решил их оставить и даже добавить еще пару, но это не означает, что к парадоксу Ферми не нужно относиться серьезно. Я считаю, что Великое Безмолвие становится все более оглушительным. С каждым поиском, который оказывается безрезультатным, с каждым годом, проходящим без того, чтобы ученые нашли какой-либо очевидный след внеземной активности в горах данных, собранных нашими телескопами, парадокс набирает силу. Я считаю, что вопрос Ферми становится одним из самых важных во всей науке — наравне с вопросами о природе сознания и объединении наших физических теорий.

Экспоненциальная запись В книге используется экспоненциальная запись. Если вы не знакомы с этой записью, все, что вам нужно знать, это то, что это удобный метод для работы с очень большими и очень маленькими числами.

В этой книге я всегда использую 10 в качестве основания, и поэтому, по сути, показатель степени считает количество нулей после 1. Умножение чисел с использованием этой записи простое: просто сложите показатели степени. Например:

100 = 10×10 = 102

и

1000 = 10 × 10 × 10 = 103.

Деление так же просто: вычтите один показатель степени из другого. Например:

1000 / 10 = 10(3–1) = 102 = 100.

Для чисел меньше единицы показатель степени отрицательный. Отрицательный показатель степени дает то же значение, что и обратная величина соответствующего положительного показателя степени. Таким образом:

10-2 = 1/102 = 1/100 = 0,01

и

10-3 = 1/103 = 1/1000 = 0,001.

Используя экспоненциальную запись, мы можем записать, например, 1 миллион как 106 и 1 миллиардную как 10-9. Это полезно в науке, где мы обычно имеем дело с очень большими и очень маленькими числами. Используя экспоненциальную запись, мы можем обсуждать количество звезд во Вселенной (их около 1022) или массу электрона (которая составляет около 10-36 кг), не прибегая к громоздким фразам типа «тысяча миллиардов миллиардов» или «триллион триллионов триллионных».

Цель этой книги, таким образом, — представить и обсудить 75 предложенных решений вопроса Ферми. Список решений не претендует на исчерпывающий характер; скорее, я выбрал их потому, что они репрезентативны или потому, что я думаю, что они обладают какой-то особенно интересной особенностью. Решения исходят от ученых, работающих в нескольких широко разнесенных областях, а также от авторов научной фантастики; в этой теме авторы были по крайней мере так же усердны, как и академики, и во многих случаях они предвосхитили работу профессиональных ученых.

План книги следующий.

Глава 2 дает краткую биографию Ферми, сосредотачиваясь на его научных достижениях. Затем я обсуждаю понятие парадокса и представляю краткое обсуждение истории парадокса Ферми.

Главы 3–5 представляют 74 моих любимых решения парадокса. Не все из них независимы, и иногда я возвращаюсь к решению в другом обличье, но все они были серьезно предложены в качестве ответа на вопрос Ферми. Я располагаю ответы в соответствии с тремя упомянутыми выше классами. Глава 3 обсуждает 10 предложений, основанных на идее, что ВЦ находятся или находились здесь. Глава 4 обсуждает 30 ответов, основанных на идее, что ВЦ существуют, но мы еще не нашли доказательств их существования. Глава 5 обсуждает 24 решения парадокса, основанных на идее, что мы одиноки. В расположении различных обсуждений есть своя логика, но я надеюсь, что разделы достаточно автономны, чтобы позволить читателям «заглядывать» в книгу и выбирать решения, которые их особенно интересуют. В обсуждениях я стараюсь быть как можно более беспристрастным, даже если я не согласен с решением (что я часто делаю).

Глава 6 содержит 75-е Решение: мой собственный взгляд на разрешение парадокса. Это не особенно оригинальное предложение, но оно суммирует то, что, по моему мнению, парадокс Ферми может говорить нам о Вселенной, в которой мы живем.

За этим следует глава примечаний и предложений для дальнейшего чтения. Материал, обсуждаемый в этой книге, охватывает различные предметы, от астрономии до зоологии, поэтому ссылки в последней главе обязательно широки по охвату. Они варьируются от научно-фантастических рассказов до научно-популярных книг и первичных исследовательских статей, опубликованных в научных журналах. Многие читатели могут столкнуться с трудностями при доступе к более специализированным ссылкам, но я надеюсь, что они, по крайней мере, смогут использовать эту главу для поиска связанной информации в Интернете.

Книга специально предназначена для широкой аудитории. Одна из прелестей парадокса Ферми заключается в том, что его можно оценить без необходимости какой-либо математики, кроме понимания экспоненциальной записи. Отсюда следует, что любой может представить разрешение парадокса Ферми; вам не нужно иметь за плечами годы научной и математической подготовки, чтобы внести свой вклад в дебаты. Я надеюсь, что читатель этой книги сможет придумать решение, о котором никто другой не подумал. Если вы это сделаете, пожалуйста, напишите мне и поделитесь!

2. О Ферми и Парадоксе

Прежде чем рассматривать достоинства различных предложенных решений парадокса Ферми, в этой главе излагаются некоторые предпосылки. Сначала я представлю краткую биографию самого Энрико Ферми, сосредоточившись лишь на нескольких из его многочисленных и разнообразных научных достижений. Я упомяну только те вклады в науку, на которые ссылаюсь в последующих разделах книги. Я игнорирую, например, его вклад в физику космических лучей: Ферми первым предложил реалистичную модель для объяснения происхождения высокоэнергетических частиц, бомбардирующих Землю из космоса. Эта работа отмечена названием спутниковой миссии НАСА по исследованию космических лучей — Космический гамма-телескоп Ферми. Действительно, научные достижения Ферми были настолько многочисленны, что Космический телескоп Ферми — лишь последнее из множества объектов, названных в его честь. Фермилаб в Батавии, штат Иллинойс, является одним из ведущих мировых центров физики элементарных частиц; элемент с атомным номером 100, впервые синтезированный в 1952 году при взрыве водородной бомбы, называется фермий (Fm); типичный масштаб длины в ядерной физике, 10-15 м, называется ферми; 8103 Ферми — астероид главного пояса, а Ферми — большой кратер на обратной стороне Луны; несколько сотрудников Института Энрико Ферми при Чикагском университете получили Нобелевские премии. За более подробной информацией о жизни Ферми, как в науке, так и вне ее, я рекомендую заинтересованному читателю обратиться к биографиям Ферми, перечисленным в Списке литературы.

Затем я обсуждаю понятие парадокса и кратко рассматриваю несколько примеров из различных областей. Парадокс сыграл важную роль в истории мысли, помогая мыслителям расширять свои концептуальные рамки, а иногда заставляя их принимать довольно контринтуитивные понятия. Интересно сравнить парадокс Ферми с этими более устоявшимися парадоксами.

Наконец, я обсуждаю, как возник сам парадокс Ферми — где все? Стоит отметить, что некоторые утверждают, что это не парадокс, и он не принадлежит Ферми. Тем не менее, мы увидим, что вопрос Ферми можно облечь в форму формального парадокса (если вы чувствуете в этом необходимость), и я объясню, как имя Ферми стало ассоциироваться с парадоксом, который старше, чем многие полагают.

Физик Энрико Ферми

Бесполезно пытаться остановить движение знания вперед. Невежество никогда не лучше знания. Энрико Ферми

Энрико Ферми был самым всесторонним физиком прошлого века — теоретиком мирового класса, проводившим экспериментальную работу высочайшего уровня. Ни один другой физик со времен Ферми не переключался между теорией и экспериментом с такой легкостью, и маловероятно, что кто-то сделает это снова. Область науки стала слишком обширной, чтобы позволить такое пересечение.