Почему цивилизация похожа на раковую опухоль?

Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе — это науке не известно. Более того, науке не известно, есть ли вообще жизнь где-нибудь, кроме Земли (тут время вздохнуть, разве ж это жизнь!) У нас нет доказательств того, что где-то во Вселенной хоть что-то живет, но есть инструменты для того, чтобы оценить вероятность этого. И даже сказать, сколько есть разумных цивилизаций, когда мы с ними встретимся (и встретимся ли вообще) и сможем ли сами распространиться за пределы нашей планеты.

Трудные переходы

Прежде чем пытаться понять, есть ли где-то разумная жизнь во Вселенной, хорошо бы ответить на вопрос: а насколько в принципе сложно появиться разумной жизни? И ответ на него могут дать математические инструменты, которые позволяют построить заслуживающие доверия модели.

В 1954 году специалист по медицинской статистике Питер Армитидж и врач Ричард Долл опубликовали работу (pdf), в которой показали, как серия мутаций в клетках ведет к возникновению раковой опухоли. Эта статистическая модель, названная по фамилиям создателей, до сих используется в медицине. Она показывает, что уровень заболеваемости и смертности от широкого спектра распространенных видов рака подчиняется степенному закону: риск развития рака у человека увеличивается пропорционально его возрасту.

В интерпретации Армитиджа и Долла, которая сейчас является общепризнанной в теории канцерогенеза, для возникновения опухоли необходимо от 5 до 7 шагов-мутаций. Хотя ожидаемое время для возникновения достаточного количества изменений в каждой отдельной клетке значительно превосходит длину человеческой жизни, количество клеток в организме (около 3 х 10¹³) приводит к тому, что примерно 40 % людей так или иначе столкнутся с онкологическим заболеванием.

Спустя 30 лет, в 1983 году, физик-теоретик Брэндон Картер в статье «Антропный принцип и его применение в биологической эволюции» (pdf) представил математическую модель (также основанную на степенном законе), описывающую, как разумная цивилизация, подобная нашей, может развиться из неживой материи. Картер сформулировал идею, что каждая цивилизация должна пройти несколько трудных шагов, каждый из которых занимает какое-то время. Но какое и сколько таких шагов?

Робин Хенсон, предложивший в 1996 году концепцию Великого фильтра (о ней у нас есть отдельная статья), предполагает, что в истории нашей планеты два периода точно можно считать трудными шагами (или трудными переходами). Первый — время с того момента, как наша планета стала пригодной для жизни, до возникновения жизни (он занял около 400 миллионов лет). Второй — время от возникновения жизни до момента, когда Земля станет для нее непригодной (1,1 миллиарда лет). Если трудный переход требует 400 миллионов лет, Земля преодолела за время своего существования (4,5 миллиарда лет) 12,5 этапа, а если 1,1 миллиарда лет — то 3,9. В среднем получается 6 шагов — как и в случае с раковыми клетками.

Ранние пташки

Итак, модель трудных шагов позволяет нам оценить, какой путь и за какое время должна пройти зародившаяся жизнь для того, чтобы стать развитой цивилизацией. Благодаря ей мы можем оценить, насколько рано мы появились во Вселенной — а это, в свою очередь, даст нам ответ на вопрос, почему мы не видим следов инопланетян.

В 2021 году Робин Хенсон с соавторами опубликовал статью (pdf), в которой предлагает разделить всех инопланетян на «громких» и «тихих» (в этом он основывается на работах Эс Джей Олсона). «Тихие» цивилизации не выходят за пределы своей планеты и исчезают, не оставляя никаких следов в космическом масштабе. Раз так, то мы в принципе не можем получить о них никаких данных. Рассуждать о «тихих» цивилизациях можно только спекулятивно, применяя, например, уравнение Дрейка.

«Громкие» цивилизации (Олсон называет их «агрессивно расширяющимися» и «экстрагалактическими») напротив выходят за пределы своей планеты, строят мегаструктуры вроде сфер Дайсона и занимают другие миры. Их-то следы мы ищем, например, в рамках проекта SETI. Как раз-таки «громкие» цивилизации могут нам дать объективные факты, чтобы проверить наши теории. Пока такой факт у нас один: мы не видим никаких следов их существования.

Степенные законы могут описать время появления жизни на отдельной планете. Но для того, чтобы оценить время появления жизни в целой галактике, необходимо добавить в модель множество других переменных. Хенсон с коллегами выводит вот такую формулу:

Подробно она разбирается в статье, упомянем лишь, что в ней учитываются время рождения звезды, скорость звездообразования (скорость, с которой из газа и пыли формируются звезды), время жизни планеты, количество трудных переходов. Для нас важно, что какие бы данные в нее ни подставлялись (например, количество трудных переходов от 1 до 50 или очень короткое время существования планеты), получается, что наша цивилизация входит в 1 % (или даже в 0,0000001 %) самых ранних во Вселенной. При самых неблагоприятных условиях мы все равно составляем 10 % «ранних пташек».

Есть подвох

По современным представлениям, возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет. Нам кажется, что это невероятно много, но на самом деле впереди у нашего мира долгая жизнь. Например, в сценарии Большого разрыва смерть Вселенной наступит через 22 миллиарда лет, а в сценарии тепловой смерти (или Большого замерзания) последняя черная дыра испарится через 10¹⁰⁰ лет. В эпизоде «Утопия» сериала «Доктор Кто» конец света наступает через 100 триллионов лет.

Наша планета будет пригодна для жизни, если ничего не случится, еще как минимум 1 миллиард лет (потом увеличивающееся солнечное излучение испарит океаны и сделает условия невыносимыми), Солнце просуществует еще около 10 миллиардов лет. Но другие звезды могут жить в тысячу раз дольше, чем наша, соответственно, и планеты вокруг них будут дольше оставаться пригодными для жизни. А, как мы помним, время — важный фактор для оценки вероятности развития цивилизации.

Вот и получается, что еще как минимум десятки миллиардов лет после нас во Вселенной будут появляться новые цивилизации, у которых будет намного больше времени для развития. Так что же, мы действительно уникальны?

Наш предыдущий опыт подсказывает, что всякий раз, как мы мним себя исключительными, оказывается, что мы чего-то не знаем. Когда-то люди считали, что Земля находится в центре мира, и все крутится вокруг нее, а потом оказалось, что наша планета — маленькое тело вокруг небольшой звезды на окраине одной из сотен миллиардов галактик.

Памятуя об этом, Робин Хенсон предлагает объяснение, почему люди вовсе не уникальны, о котором мы поговорим в следующей статье. Все дело в жадных инопланетянах.