Благодаря детективной работе ученого из Лос-Аламоса Эрика Джонса, на отчете которого я в значительной степени основываюсь[16] в этом разделе, мы знаем происхождение парадокса Ферми.

Весной и летом 1950 года нью-йоркские газеты были взбудоражены незначительной тайной: исчезновением общественных мусорных баков. Этот год также был пиком сообщений о летающих тарелках, еще одной теме, заполнявшей колонки газет. 20 мая 1950 года журнал The New Yorker опубликовал карикатуру Алана Данна, которая забавно ссылалась на обе истории.

Летом 1950 года Ферми находился в Лос-Аламосе. Однажды он беседовал с Эдвардом Теллером и Гербертом Йорком, когда они шли обедать в Фуллер Лодж. Темой их разговора была недавняя волна наблюдений летающих тарелок. К ним присоединился Эмиль Конопински и рассказал им о карикатуре Данна. Ферми с иронией заметил, что теория Данна разумна, поскольку объясняет два разных явления: исчезновение мусорных баков и сообщения о летающих тарелках. После шутки Ферми последовала серьезная дискуссия о том, могут ли летающие тарелки превышать скорость света. Ферми спросил Теллера, какова, по его мнению, вероятность получения доказательств сверхсветового путешествия к 1960 году. Ферми сказал, что оценка Теллера один к миллиону слишком низка; Ферми считал, что это скорее один к десяти.

Четверо сели обедать, и их разговор перешел на более приземленные темы. Затем, посреди разговора и совершенно неожиданно, Ферми спросил: «Где все?» Его собеседники за обедом — Теллер, Йорк и Конопински — сразу поняли, что он говорит о внеземных посетителях. И поскольку это был Ферми, возможно, они поняли, что это более тревожный и глубокий вопрос, чем кажется на первый взгляд. Йорк вспоминает, что Ферми произвел серию быстрых расчетов и пришел к выводу, что нас должны были посетить давно и много раз.

Рис. 2.4 По причинам, понятным только им, инопланетяне возвращаются на свою родную планету с мусорными баками, принадлежащими Департаменту санитарии Нью-Йорка. (Источник: The New Yorker Collection 1950, художник Алан Данн, с cartoonbank.com; все права защищены)

Ни Ферми, ни другие никогда не публиковали эти расчеты, но мы можем сделать разумное предположение о ходе его мыслей. Сначала он должен был сделать оценку числа ВЦ (внеземных цивилизаций) в Галактике, и это то, что мы можем оценить сами. В конце концов, вопрос «Сколько существует развитых коммуникативных внеземных цивилизаций в Галактике?» — это типичный вопрос Ферми!

Рис. 2.5 Эдвард Теллер (слева) с Ферми в 1951 году, вскоре после того, как Ферми впервые задал свой вопрос. (Источник: Американский институт физики, Визуальные архивы Эмилио Сегре)

Вопрос Ферми: Сколько существует цивилизаций, способных к общению?

Представим число коммуникативных ВЦ в Галактике символом N. Чтобы оценить N, нам сначала нужно знать годовую скорость R формирования звезд в Галактике. Нам также нужно знать долю fₚ звезд, обладающих планетами, и, для звезд с планетами, число nₑ планет с подходящими для жизни условиями. Нам также нужна доля fₗ подходящих планет, на которых действительно развивается жизнь; доля fᵢ этих планет, на которых жизнь развивает интеллект; и доля f_c разумных форм жизни, которые развивают культуру, способную к межзвездной коммуникации. Наконец, нам нужно знать время L, в годах, которое такая культура будет посвящать коммуникации. Умножив все эти факторы вместе, мы получим оценку для N. Мы можем записать это как простое уравнение:

N = R × fₚ × nₑ × fₗ× fᵢ × f_c × L.

Обратите внимание, что уравнение, показанное в предыдущем блоке, а именно

N = R × fₚ × nₑ × fₗ × fᵢ × f_c × L.

является не более «правильным» уравнением для числа коммуникативных ВЦ, чем

N = p_c × n_f × fₚ × nₜ × R

является уравнением для числа настройщиков пианино в Чикаго. Тем не менее, если мы присвоим разумные значения различным факторам в уравнении — всегда с пониманием того, что такие значения могут и будут меняться по мере роста наших знаний, — мы получим грубую оценку числа ВЦ в Галактике. Трудность, с которой мы сталкиваемся, заключается в разной степени нашего незнания различных членов уравнения. Когда астрономов просят предоставить значения для этих членов, их ответы варьируются от «Мы достаточно уверены» (для фактора R) до «Мы уточним это в течение следующих нескольких десятилетий» (для фактора nₑ) до «Откуда, черт возьми, нам знать?» (для фактора L). По крайней мере, когда мы пытаемся оценить число настройщиков пианино в Чикаго, мы можем быть достаточно уверены, что наши различные под-оценки не являются дико ошибочными; такой уверенности не может быть в нашей оценке числа коммуникативных ВЦ. Тем не менее, в отсутствие каких-либо определенных знаний о ВЦ, как еще мы можем действовать? (Уравнение выше, кстати, достигло определенного культового статуса в науке; оно известно как уравнение Дрейка, в честь радиоастронома[17] Фрэнка Дрейка, который первым явно использовал его. Уравнение Дрейка было центральным пунктом чрезвычайно влиятельной конференции по поиску внеземного разума, состоявшейся в Грин-Бэнк в 1961 году — через одиннадцать лет после замечания Ферми.)

Рис. 2.6 Герберт Йорк, один из собеседников Ферми за обедом. (Источник: Американский институт физики, Визуальные архивы Эмилио Сегре)

В 1950 году Ферми знал бы гораздо меньше о различных факторах, играющих роль в приведенном выше «уравнении», чем мы сейчас, но он, безусловно, мог сделать некоторые разумные предположения — руководствуясь, как и он, Принципом Посредственности: нет ничего особенного в Земле или нашей Солнечной системе. Если бы он предположил скорость звездообразования в 1 звезду в год, он бы не слишком ошибся. Значения fₚ = 0,5 (половина звезд имеет планеты) и nₑ = 2 (звезды с планетами в среднем имеют по 2 планеты с благоприятными для жизни условиями) кажутся вполне разумными. Остальные факторы гораздо более субъективны; если бы он был оптимистом, Ферми, возможно, выбрал бы fₗ = 1 (каждая планета, на которой может развиться жизнь, разовьет ее), fᵢ = 1 (как только жизнь разовьется, разумная жизнь непременно последует), f_c = 0,1 (1 из 10 разумных форм жизни разовьет цивилизацию, способную и желающую общаться) и L = 10⁶ (цивилизации остаются в фазе коммуникации около 1 миллиона лет). Если бы Ферми рассуждал таким образом, он пришел бы к оценке N = 10⁶. Другими словами, прямо сейчас может существовать миллион цивилизаций, пытающихся связаться с нами. Некоторые из них должны быть гораздо более технологически развитыми, чем мы. Так почему мы их не слышим?

Рис. 2.7 Эмиль Конопински (крайний слева), еще один из собеседников Ферми за обедом. (Источник: Американский институт физики, Визуальные архивы Эмилио Сегре)

Рис. 2.8 Уравнение Дрейка — это способ оценки числа коммуникативных цивилизаций в Галактике. Дрейк разработал уравнение так, чтобы оно могло лечь в основу повестки дня первой в истории встречи SETI, состоявшейся в 1961 году в NRAO Грин-Бэнк, Западная Вирджиния. Эта памятная доска находится на той же стене, где висела доска, на которой впервые было написано уравнение. (Источник: SETI League)

Действительно, продолжая эту линию рассуждений, почему их до сих пор нет? Если некоторые цивилизации существуют чрезвычайно долго, то мы могли бы ожидать, что они колонизируют Галактику — и сделали бы это еще до того, как на Земле развилась многоклеточная жизнь. Галактика должна кишить внеземными цивилизациями. Однако мы не видим никаких признаков их существования. Мы должны были бы знать об их существовании, но не знаем. Где они? Заманчиво рассматривать это как всего лишь мимолетный вопрос о межзвездных путешествиях, но можно явно сформулировать этот аргумент как парадокс[18], и мы можем быть достаточно уверены, что Ферми оценил бы парадоксальный аспект своего вопроса. Где все? Это парадокс Ферми.

Обратите внимание, что парадокс заключается не в том, что внеземные цивилизации не существуют. (Я понятия не имею, верил ли Ферми в существование внеземного разума, но подозреваю, что, как и многие физики, он верил.) Скорее, парадокс — или, по крайней мере, расширенная версия парадокса, которая отмечает, что они не только не здесь, но и что мы не слышали от них и не видели никаких свидетельств их деятельности в Галактике, — заключается в том, что мы не наблюдаем никаких их признаков, хотя могли бы ожидать этого. Одно из объяснений парадокса действительно заключается в том, что мы — единственная развитая цивилизация, но это лишь одно из нескольких объяснений.