Параллельные миры

Каку Митио

Для усовершенствования малой производительности электронных компьютеров и создания нового поколения миниатюризирован-ных компьютеров ученые пытаются применить оригинальные идеи, многие из которых были позаимствованы у природы. Уже сегодня ученые в Принстоне могут производить вычисления на молекулах ДНК (при этом ДНК рассматривается как часть компьютерной ленты, основанной не на двоичных единицах и нулях, а на четырех нуклеиновых кислотах А, Т, С, G). При помощи этого компьютера им удалось решить задачу коммивояжера и нескольких городов (то есть вычислить кратчайший маршрут, проходящий через N городов). Так, в лабораториях были созданы молекулярные транзисторы и даже сконструированы первые примитивные квантовые компьютеры (которые могут производить вычисления на отдельных атомах). С учетом достижений в нанотехнологии весьма вероятно, что представители

прогрессивной цивилизации окажутся способны найти намного более эффективные пути развития, нежели создание огромных количеств лишнего тепла, которое поставит под угрозу само их существование.

Типы от А до Z

Саган предложил еще один способ классификации высокоразвитых цивилизаций. Его идея заключается в применении критерия информационного содержания цивилизаций, необходимого любой цивилизации, размышляющей о побеге из вселенной. К примеру, к цивилизациям типа А относятся те, которые обрабатывают 10 ^ббит информации. Такой тип представляет примитивные цивилизации, в которых еще нет письменности, но уже существует разговорный язык. Для того чтобы наглядно представить, сколько информации содержится в цивилизациях типа А, Саган воспользовался примером игры в «двадцать вопросов», в которой вы должны определить загаданный предмет, задав не более двадцати вопросов, ответами на которые могут служить лишь «да» или «нет». Одна из стратегий — задавать вопросы, делящие мир на две обширные части, — например, «Это живое?». Задав двадцать подобных вопросов, мы поделим мир на 2 ^го(или приблизительно 10 ^б) частей, что и представит суммарное содержание информации в цивилизации типа А.

После открытия письменности суммарное содержание информации резко возрастает. Физик Филипп Моррисон из Массачусетского технологического института оценивает суммарное письменное наследие древних греков приблизительно в 10 ⁹бит, что соответствует цивилизации типа С в классификации Сагана.

Саган произвел оценку содержания информации в современной нам цивилизации. Приблизительно оценив количество книг вбиблиотеках (которое измеряется в десятках миллионов) и количество, страниц в каждой книге, Саган пришел к цифре порядка 10 ¹³бит информации. Если мы включим в подсчет фотографии, она может подпрыгнуть до 10 ¹⁵бит. При таком результате мы были бы классифицированы как цивилизация типа Н. Учитывая наше низкое энергопотребление и информационное содержание, нас можно классифицировать как цивилизацию типа 0,7 Н.

По оценке Сагана, наш первый контакт с внеземными цивилизациями произойдет по меньшей мере во времена цивилизации типа 1,5 J или 1,8 К, поскольку они уже овладеют динамикой межзвездных полетов. В развитии такая цивилизация отстоит от нашей как минимум на несколько столетий, а то и тысячелетий. Подобным образом, галактическая цивилизация третьего типа может быть классифицирована на основе информационного содержания каждой планеты, умноженного на количество планет в галактике, способных поддерживать жизнь. По оценке Сагана, такая цивилизация третьего типа будет соответствовать типу Q Высокоразвитую цивилизацию, способную использовать информационное содержание миллиарда галактик, что представляет обширную часть видимой вселенной, можно было бы квалифицировать как цивилизацию типа Z, говорит Саган.

Это не пустые теоретические выкладки. Любой цивилизации, собирающейся покинуть нашу вселенную, непременно придется при помощи вычислений определить, каковы условия на другом конце вселенной. Уравнения Эйнштейна известны своей сложностью, поскольку для вычисления искривления пространства в какой-либо заданной точке необходимо точно знать местонахождение всех объектов во вселенной, каждый из которых вносит свою лепту в искривление пространства. Также необходимо знать квантовые поправки для черной дыры, вычислить которые в настоящее время представляется невозможным. Поскольку это чрезвычайно сложно для наших компьютеров, физики рассматривают черную дыру приближенно, изучая такую вселенную, единственным объектом в которой является сколлапсировавшая звезда. Чтобы получить более реальное представление о динамике происходящего в пределах горизонта событий черной дыры или возле устья портала-червоточины, нам обязательно нужно знать местонахождение и энергетическое содержание всех близлежащих объектов

и вычислить квантовые флуктуации. И опять-таки это представляется непомерно трудным. Сложно решить уравнения даже для одной-единственной звезды во всей вселенной, не говоря уже о миллиардах галактик, летящих в расширяющейся вселенной.

Именно поэтому любая цивилизация, которая попытается совершить путешествие через портал-червоточину, должна располагать «вычислительной» мощностью, намного превосходящей ту, что доступна нашей цивилизации типа 0,7 К Возможно, минимальной цивилизацией с энергетическим и информационным содержанием, позволяющим всерьез рассматривать такой прыжок, будет цивилизация типа III (Q).

Также вероятно, что разум может пересечь границы, установленные классификацией Кардашева. Как говорит сэр Мартин Рис: «Весьма вероятно, что, даже если сейчас жизнь существует лишь здесь, на Земле, в конечном счете она распространится по всей галактике и за ее пределами. Так, жизнь может не всегда оставаться незаметным грязным следом во вселенной, хотя на данный момент дело обстоит именно так. В сущности, я нахожу эту точку зрения довольно привлекательной и считаю, что было бы весьма полезно, если бы ее разделяли многие». Однако он предостерегает: «Но если мы друг друга поубиваем, то уничтожим поистине космические возможности. Так что если кто-то верит, что жизнь на Земле — это явление уникальное, то это не означает, что жизни всегда предстоит быть незаметной деталью этой вселенной».

Как бы высокоразвитая цивилизация рассматривала оставление своей умирающей вселенной? Ей пришлось бы преодолеть ряд серьезных препятствий.

Шаг первый: создание и проверка теории всего

Следующим барьером для цивилизации, надеющейся покинуть нашу вселенную, стала бы необходимость завершения «теории всего». Неважно, будет это сделано при помощи струнной теории или нет, но у нас должен быть надежный способ вычисления квантовых поправок к уравнениям Эйнштейна или же все наши теории окажутся бесполезными. К счастью, ввиду стремительного развития М-теории, над которой работают лучшие умы планеты, мы довольно быстро узнаем, является ли она на самом деле теорией всего или же теорией ничего. Это произойдет в течение нескольких ближайших десятилетий, а то и быстрее.

Когда будет открыта теория всего, или теория квантовой гравитации, нам будет необходимо проверить следствия из этой теории при помощи новейших технологий. Существует несколько возможностей, среди которых постройка огромных ускорителей частиц для создания суперчастиц или даже огромных детекторов гравитационных волн, базирующихся в космосе или на различных лунах Солнечной системы. (Луны довольно стабильны в течение долгого периода времени, не подвержены эрозии и атмосферным возмущениям, благодаря чему планетарная система детекторов гравитационных волн сможет исследовать подробности Большого Взрыва, тем самым разрешив все вопросы, которые могут возникнуть по поводу квантовой гравитации и создания новой вселенной.)

Когда будет открыта теория квантовой гравитации и гигантские ускорители частиц или детекторы гравитационных волн подтвердят ее верность, мы можем начать отвечать на некоторые жизненно важные вопросы относительно порталов-червоточин и уравнений Эйнштейна:

1. Стабильны ли пор талы-червоточины?

Проблема прохождения сквозь вращающуюся черную дыру Керра состоит в том, что само ваше присутствие нарушает равновесие черной дыры; она может коллапсировать еще до того, как вы завершите переход через мост Эйнштейна-Розена. Это вычисление стабильности необходимо произвести в свете квантовых поправок, которые могут полностью изменить этот подсчет.

2. Существуют ли отклонения?

Если мы попытаемся пройти сквозь проходимый портал-червоточину, соединяющий две временные эпохи, интенсивность окружающей портал радиации может стремиться к бесконечности- с катастрофическими последствиями. (Причина этого состоит в том, что излучение, проходя сквозь портал-червоточину, может вернуться назад во времени, а много лет спустя оно снова пройдет через эту черную дыру. Этот процесс будет повторяться бесконечное множество раз, что приведет к накоплению излучения. Однако проблему можно решить в том случае, если выстоит теория многих миров. Тогда вселенная расщеплялась бы каждый раз, как излучение проходило бы сквозь портал-червоточину, и не произошло бы бесконечного накопления излучения. Для того чтобы найти ответ на этот деликатный вопрос, нам необходима «теория всего».)