Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее - Александр Потупа

Из этой воображаемой дискуссии можно извлечь пару хороших уроков.

Во-первых, разгон ракеты на первом же участке в 10 пс привел бы к восьмикратному превышению скорости света. Рассчитать это на основе классической механики легко (v= v2ar), но как догадаться о том, что превышение недопустимо, и вообще о непригодности великолепных ньютоновских формул при больших скоростях? Вскоре после дискуссии будут открыты законы теории относительности, и все станет на свои места. Станет ясно, что в смысле сроков полета несколькими десятилетиями не отделаешься, что нужно рассматривать расщепление цивилизации и т. д., и т. п.

Во-вторых, еще через несколько десятилетий физики поймут природу термоядерных реакций и научатся устраивать вспышки звездной температуры. Но окажется, что даже идеальные варианты управляемых термоядерных реакторов будущего проблемы межзвездных транспортных Контактов не решат. Они должны быть полезны для земной энергетики 21 века, для освоения Солнечной системы, но вряд ли сумеют сыграть решающую роль в полетах галактических масштабов.

Суть уроков в том, что источник надежды иногда подводит, а, казалось бы, бесспорные истины сталкиваются с качественно новым уровнем понимания и неузнаваемо преобразуются.

Обсуждая средства Контакта, мы, возможно, кое-где впали в аналогичные ошибки. Не исключено, что аннигиляционные реакторы вообще не смогут работать на реактивном транспорте, а развитие теории пространства-времени подкинет принципиально новые идеи движения. В общем, к линейной экстраполяции современных технических достижений надо относиться с опаской. Полезно помнить, что фундамент научных законов, на которых покоятся представления о транспортном и сигнальном Контакте, тоже систематически реконструируется и это вполне нормальный процесс.

Но попробуем обсудить отклонения от прогнозов на более высоком уровне, когда дело не сводится к действию в каких-то областях Вселенной еще неизвестных законов физики.

Можно ставить вопрос шире: универсальна ли наша физика, не следует ли вообразить себе совсем иные ее варианты?

В такой постановке проблема выглядит фантастично, гораздо фантастичней любых межгалактических полетов. При всем том, она очень интересна и глубока и, как мы убедимся вскоре, в какой-то степени уже существует.

Чтобы конкретно почувствовать ситуацию многих физик, начнем издалека.

Нетрудно уловить, например, ситуацию многих биологий. Можно полагать, что в несколько иных условиях в итоге первого миллиарда лет эволюции на Земле мог бы закрепиться иной генетический код. Планета, где жизнь развивается на той же белково-нуклеиновой основе, но с несколько иным кодом, дала бы нам пример другой биологии. Известную классификацию живых существ пришлось бы, конечно, сильно расширить, однако у нее нашелся бы общий корень — на уровне протобионтов с еще не сформированным генетическим аппаратом. Единой основой служила бы при этом биохимическая структура общий набор молекулярных блоков. Видимо, развитые формы жизни с иным кодом были бы экологически несовместимы с земными формами.

Можно представить себе и принципиально иной вариант биохимического реактора, где в основу жизни заложены иные молекулярные блоки. Наглядный пример на эту тему строится путем замены двухвалентного иона кислорода аминовой группой NH. Это сразу меняет вид обоих пиримидиновых оснований ДНК — цитозина и тимина. Соответственно, подставив вместо одновалентного гидроксила ОН амин NH2, получим качественно новый аналог пуринового основания — гуанина. Незатронутым остается только второе пуриновое основание ДНК — аденин. Такие же замены ведут к новой структуре белков группа СООН в аминокислотах переходит в группу CNHNH2. Таким образом выстраиваются сколь угодно сложные бескислородные «белково-нуклеиновые» комплексы. Не видно причин, по которым на аминовой основе не могли бы возникнуть весьма сложные формы жизни[187]. Другой очевидный вариант фтористый аналог белково-нуклеиновых комплексов, где фтор замещает кислород, а плавиковая кислота (HF) — обычную воду. Оценить характер сложных организмов, возникших на аминовой или фтористой основе, очень трудно, ясно только, что такие существа в биологическом отношении были бы полностью изолированы от нас, хотя возможности информационного Контакта оставались бы достаточно широкими. Учет многих биохимий заметно увеличивает шансы встретить жизнь и разум во Вселенной, хотя речь идет об уже довольно далеких от нас эволюционных ветвях. Классификация организмов теперь не могла бы вестись чисто биологическим путем, однако важно, что для них существует единая химическая основа на атомно-молекулярном уровне.

Поверить в то, что известные нам законы строения химических соединений могут привести к очень далеким по свойствам биологическим системам, не так уж трудно. Тем более развесистая эволюционная крона должна получаться на уровне, скажем, технологически развитых социальных структур. Во всем этом нет ничего слишком необычного. Земные образцы метаболизма и репродукции живых организмов не обязательно наилучшие и тем более единственно возможные во Вселенной. Соответственно с их относительностью мы можем допускать и совершенно нереализуемые в земных условиях пути социализации. Кое-что в этом смысле выдвинуто фантастами — мы имеем в виду, прежде всего, лемовский Солярис и хойловское Черное облако как примеры социальных структур с практически неиндивидуализированными элементами[188]. Естественно допустить, что далекие ветви социализации связаны с совершенно иными типами передачи небиологической наследственной информации, то есть их система обучения и науки может резко отличаться от известной нам, совершенно иной характер может носить и их технологическая активность.

Интересные перспективы открываются при обсуждении искусственных систем типа компьютеров. С одной стороны, они открывают особую эволюционную ветвь организмов, где запись и переработка информации осуществляется на уровне технических микроэлементов. С другой — главное стремление создателей компьютеров заключается в перезаписи информации на молекулярный уровень, что по современным представлениям выглядит самым компактным и выгодным способом содержания информационных массивов. Молекулярные структуры, которые лягут в основу будущих разумных машин, могут заметно отличаться от известных белково-нуклеиновых комплексов и порождать новую биохимическую (киберхимическую?) линию эволюции.

Короче говоря, широчайший спектр возможностей эволюции, начиная с биохимического уровня и выше, — явление вполне допустимое и, вероятно, во многом доступное обсуждению.

Но попробуем отступить немного назад и поискать более ранние разветвления общей эволюции. Биохимические, биологические и социокультурные разбежки в конечном итоге можно рассматривать как обширную крону на едином химическом стволе. Едином ли? Не могли ли физические условия в отдельных областях Вселенной привести к устойчивой репродукции совсем иных атомно-молекулярных структур?

Очевидно, речь идет об условиях, изменяющих параметры и, возможно, состав атомов и молекул. Такого типа условия известны и в какой-то степени изучены.

При определенных температурных режимах и высоком давлении можно ожидать появления необычных молекулярных структур — в недрах планет или на поверхности черных карликов. Было бы интересно выяснить, допустима ли в этих случаях какая-то полимеризация и длительное существование более или менее сложных квазиорганических соединений, иными словами — исходные условия для зарождения жизни. Другая любопытная ситуация — соединения атомов, деформированных сильными внешними полями.

Наконец, можно рассматривать атомы, где роль некоторых орбитальных частиц играют не электроны, а мюон,? — лептон и даже адроны. Мюонные атомы изучены неплохо. Поскольку масса мюона в 200 раз больше массы электрона, размеры такого атома во столько же раз меньше, а объем уменьшается уже в 8 млн. раз. Еще большие изменения имеют место при орбитировании? — или К-мезонов. Мезоатомная химия требует особых условий наблюдения — мюон живет около 2.10-6 секунды, а? — мезон, который ко всему прочему способен сильно взаимодействовать с ядром, — всего 2,6.10-8 с. Это большие времена лишь по ядерным масштабам (то есть в единицах 10–23 с). Однако можно вообразить ситуацию с относительным изобилием, скажем, мюонов, когда мезоатомные структуры постоянно возобновляются и это оказывает существенное влияние на ход химических реакций — создаются необычные каталитические условия. Еще один вариант — атомы с необычными ядрами, включающими, например, гипероны или переходящими в сверхплотное состояние. В вакууме гипероны распадаются довольно быстро, но на поверхности нейтронных звезд, где гравитационный потенциал может достигать огромных величин (до?~0,1 с2), некоторые каналы распадов должны запираться и гиперядра станут стабильными. Вообще поверхности нейтронных звезд, в соответствии с довольно давними гипотезами Коккони, Моррисона и Дайсона, подозрительны с точки зрения особой химии, которая может там разыгрываться.