Человек — мера всех вещей.

Замечательный аргумент, предшествующий основополагающему анализу парадокса Ферми Хартом, предполагает, что человечество, вероятно, одиноко. Аргумент опирается на существование ряда «трудных шагов» на пути к развитию технологически развитой цивилизации. Примерами потенциально «трудных шагов» могут быть зарождение жизни, эволюция многоклеточных животных и развитие символического языка. Я подробнее обсужу эти конкретные шаги позже, но для настоящего аргумента детали несущественны. Аргумент просто требует наличия некоторого числа n критических, но маловероятных шагов на пути к интеллекту, причем каждый шаг возможен только после того, как были сделаны более ранние шаги в последовательности. Выдающийся эволюционный биолог Эрнст Майр однажды перечислил более дюжины таких шагов;[292] другие ученые предположили, что их число может быть еще больше, особенно если к списку добавить определенные физические и астрономические совпадения. Статус этих различных шагов, конечно, может оспариваться. Некоторые из эволюционных шагов, которые мы называем «трудными», могут вовсе не быть препятствиями. Мы считаем конкретный эволюционный шаг трудным, если он произошел только один раз в истории Земли, но некоторые шаги, вероятно, могли быть сделаны только один раз — конкуренция, которую они стимулировали, сделала бы второе возникновение излишним. С другой стороны, некоторые шаги, вероятно, были действительно маловероятными. Например, если конкретный критический шаг требовал одновременного возникновения нескольких в остальном бесполезных мутаций, то имело бы смысл рассматривать этот шаг как случайность.

Теперь рассмотрим замечательное совпадение, которое лежит в основе аргумента, представленного ниже.

С одной стороны, продолжительность жизни нашего Солнца составляет около 10 миллиардов лет. Период, в течение которого оно может поддерживать планеты, несущие жизнь, почти наверняка меньше этого — некоторые астрономы считают,[293] что будущая эволюция Солнца приведет к тому, что Земля станет необитаемой примерно через миллиард лет, а общая «полезная» продолжительность жизни Солнца может составлять всего 6 миллиардов лет. Биосфера Земли находится в преклонном возрасте. С другой стороны, Homo sapiens появился на сцене, когда Солнцу было около 4,5 миллиардов лет. Эти два временных масштаба — продолжительность жизни Солнца и время появления разумной жизни вокруг Солнца — безусловно, находятся в пределах коэффициента 2 друг от друга и вполне могут находиться в пределах коэффициента 1,3 друг от друга. Близость этих временных масштабов примечательна. Два временных масштаба определяются факторами, которые, по-видимому, не имеют ничего общего друг с другом, ни по отдельности, ни в сочетании. Продолжительность жизни Солнца определяется сочетанием гравитационных и ядерных факторов, в то время как сочетание химических, биологических и эволюционных факторов определяет время появления разумной жизни. Мы живем во вселенной, в которой временные масштабы охватывают огромный диапазон: многие субатомные процессы происходят за временные масштабы порядка 10^-10 секунд, в то время как многие астрономические процессы происходят за временные масштабы порядка 10¹⁵ секунд. Вероятность того, что два совершенно независимых временных масштаба имеют почти одинаковое значение, мала. Как мы можем объяснить это наблюдение, не прибегая к совпадению?

Одно решение заключалось бы в том, что эволюционный временной масштаб намного меньше чем 4,5 миллиарда лет. Предположим, типичное время для эволюции разумной жизни на землеподобной планете составляет всего 1 миллион лет. Совпадение временных масштабов уменьшилось бы — но за счет того, что вероятность недавнего появления человечества стала бы исчезающе малой. В конце концов, если бы мы могли появиться всего через 1 миллион лет после остывания Земли, то почему мы не наблюдаем, что нашей планете 1 миллион лет? По крайней мере, почему мы не наблюдаем, что ей 2 миллиона лет, или 3, или 4? Почему потребовалось 4,5 миллиарда лет, чтобы мы появились? Это нехорошее решение.

Другое решение требует, чтобы эволюционный временной масштаб был намного дольше чем 4,5 миллиарда лет. Это согласуется с предположением Майра о ряде трудных шагов в развитии интеллекта — «трудный» в этом смысле означает, что на данной жизнепригодной планете типичное время для совершения шага велико (возможно, больше, чем нынешний возраст вселенной). Если необходимо сделать несколько трудных шагов, то мы вообще не ожидали бы здесь оказаться!

Большинство людей, услышав это второе решение, склонны отвергать его на тех же основаниях, что и первое: вероятность недавнего появления человечества мала. Но две ситуации не эквивалентны.

Рассмотрим ансамбль всех возможных вселенных. (Считаете ли вы эти вселенные каким-то образом «реальными» или своего рода математической идеализацией — решать вам.) В некоторых вселенных произойдут маловероятные вещи; произойдет цепь маловероятных событий. В некоторых вселенных, благодаря слепым действиям случая, произойдет набор трудных шагов, ведущих к интеллекту. И именно такую вселенную будет наблюдать разумный вид — с собой в ней. Другими словами, мы можем игнорировать возможные вселенные, в которых мы не существуем — поскольку по определению они не существуют для нас. Мы должны наблюдать в тех вселенных, в которых произошли трудные шаги и привели к нам. Теперь мы можем задать следующий вопрос. Из всех вселенных, которые существуют для нас, когда мы наиболее вероятно появимся, учитывая, что мы можем появиться только в течение 10-миллиардной общей продолжительности жизни Солнца? (Или, если так случилось, 6–7-миллиардной полезной продолжительности жизни Солнца?) Простой расчет показывает, что если есть 12 трудных шагов, то наиболее вероятное время появления — после того, как пройдет 94% доступной продолжительности жизни звезды.

Наши наблюдения, похоже, согласуются с результатами этого простого расчета. Если бы Солнце могло поддерживать жизнь на Земле в течение 10 миллиардов лет, то человечество появилось бы примерно после того, как истекло 50% доступного времени. Если Солнце может поддерживать жизнь еще всего около миллиарда лет, то человечество появилось примерно после 83% доступного времени. Это впечатляюще близко к ожидаемому времени прибытия.

Наиболее вероятное время появления внеземной цивилизации Предположим, что на пути к развитию цивилизации, способной к межзвездной связи, существует n трудных шагов. И предположим, что эти шаги должны произойти в течение жизни L (в годах) звезды. Простой расчет показывает, что наиболее вероятное время появления общающейся цивилизации дается выражением L/(2^1/n). Если существует дюжина трудных шагов, то n = 12, тогда наиболее вероятное время появления составляет 0,94L. Расчет точно не определяет, когда появится разумный вид. Он просто утверждает, что медианное время появления, если необходимо преодолеть 12 трудных шагов, составляет 94% продолжительности жизни звезды.

Наконец, мы подходим к ключевому моменту. Просто потому, что мы выбрали вселенную, в которой мы существуем (а как мы могли выбрать вселенную другого типа?), мы не можем сделать вывод о существовании других разумных видов. Мы должны быть здесь, потому что мы наблюдаем себя здесь; но существование инопланетян должно бороться с вероятностями, и шансы невелики. Другой расчет делает это ясным. Если на пути к высокому интеллекту необходимо преодолеть дюжину трудных шагов, то даже при щедрых предположениях шанс существования другого разумного вида во всей нашей вселенной составляет всего один на миллион миллиардов. Неудивительно, что мы их не наблюдаем!

Число разумных видов в нашей Вселенной. Предположим, существует n трудных шагов на пути к разуму, и каждый шаг обычно требует d лет. Кроме того, предположим, что существует p жизнепригодных планет, каждая из которых могла бы поддерживать жизнь в течение t лет. Число разумных видов там дается выражением p × [t/(n × d)]ⁿ. Будем щедры и предположим, что каждая звезда в каждой галактике обладает жизнепригодной планетой; так что p ≈ 10²². Будем еще щедрее и предположим, что каждая планета была жизнепригодной примерно в течение возраста вселенной, так что t ≈ 10¹⁰ лет. Однако d должно быть большим: в конце концов, именно это и делает шаг трудным. Так что предположим, d ≈ 10¹² лет — в 100 раз больше возраста вселенной. Наконец, предположим, как и раньше, что существует дюжина трудных шагов, так что n = 12. Если мы подставим эти числа в выражение выше, мы найдем, что число разумных видов там равно 10^-15.

Этот тип аргумента в пользу несуществования ВЦ был впервые представлен Брэндоном Картером,[294] который назвал его антропным аргументом. (Мы уже встречались с антропными идеями в этой книге: аргумент Судного дня Готта и предположение Харта относительно невероятности зарождения жизни имеют антропные оттенки. Мы встретим и другие примеры.) Картер первоначально пришел к выводу, что n = 1 или 2, другими словами, что существовало всего не более пары трудных шагов. Более недавний анализ[295] Эндрю Уотсона показал, что n = 4. Использование Картером термина «антропный», возможно, было неудачным, поскольку оно подразумевает, что человечество каким-то образом необходимо. Все, что нужно для работы аргумента, — это чтобы разумные наблюдатели — любые разумные наблюдатели — самоотбирали свою вселенную. Просто в этой вселенной именно мы делаем наблюдения.

Статус антропных рассуждений в науке спорен. Некоторые рассматривают их как отказ ученого от ответственности давать объяснения. Например, идея Смолина о естественном отборе, действующем на целые вселенные (см. Решение 10), является попыткой отойти от антропных рассуждений. Тем не менее, многие уважаемые ученые использовали антропные идеи в попытке объяснить несколько особенностей вселенной, которые кажутся «как раз подходящими» для эволюции жизни. Например, если бы некоторые физические константы имели немного другие значения, то нас бы здесь не было: звезды не светили бы, или тяжелые элементы не могли бы образоваться, или вселенная схлопнулась бы сама в себя за долю секунды, и так далее. Сам факт нашего существования, возможно, может каким-то образом объяснить эти наблюдения (но я думаю, можно с таким же успехом утверждать, что эти «объяснения» по существу тривиальны). По крайней мере, осознание антропных рассуждений может помочь нам защититься от серьезного случая предвзятости наблюдений.[296] Например, вы часто услышите, как астробиологи утверждают, что как только жизнь зарождается, она чрезвычайно устойчива — и они подкрепляют свое утверждение перечислением множества разнообразных потрясений, которые вселенная обрушивала на жизнь, от удара астероида до катастрофического изменения климата. Жизнь на Земле пережила все эти потрясения, поэтому она, безусловно, кажется устойчивой. Но как мы могли бы наблюдать иное? Любой разумный наблюдатель должен оглядываться на свою эволюционную историю и видеть события, которые не смогли уничтожить жизнь; если бы жизнь была уничтожена, не было бы разумных наблюдателей, которые могли бы оглянуться назад и сокрушаться по этому поводу. Мы мало что можем вывести об устойчивости жизни из нашего единственного наблюдения прошлой жизни на Земле. Действительно, когда я писал этот абзац, я осознаю, как я представил, что аргумент Картера о «трудных шагах» подчеркивает интеллект по сравнению с другими атрибутами, но выбор интеллекта в качестве фокуса произволен и сделан исключительно потому, что этот атрибут важен для человечества. Модель Картера на самом деле довольно общая и может быть применена к любой серии «трудных шагов» — например, к обладанию павлиньими перьями для демонстрации, если бы мы считали такие перья самым важным атрибутом организма. Если число трудных шагов для достижения павлиньих перьев такое же, как число трудных шагов для достижения интеллекта, то наиболее вероятное время появления перьев и интеллекта было бы одинаковым. Павлины, однако, не задумываются над этим вопросом.

В литературе встречается несколько типов антропных рассуждений, соответствующих нескольким антропным принципам, каждый с разными оттенками значения. Согласно Картеру, слабый антропный принцип (САП) заключается в том, что «то, что мы можем ожидать наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего присутствия в качестве наблюдателей». САП кажется почти тавтологичным. Сильный антропный принцип (СИП), с другой стороны, более спорен: «вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы допускать создание наблюдателей внутри нее на некотором этапе». Барроу и Типлер в классической книге также обсуждают финальный антропный принцип (ФАП), который они определяют как «разумная обработка информации должна возникнуть во вселенной, и, как только она возникнет, она никогда не умрет».[297] Математик Мартин Гарднер, в своем неподражаемом стиле, назвал эту последнюю версию совершенно нелепым антропным принципом (СНАП).

Интересно отметить, что Типлер развил понятие[298] финального антропного принципа в книге под названием «Физика бессмертия». Он рассматривал далекое будущее вселенной и пришел к концепции, не слишком отличающейся от Точки Омега Тейяра де Шардена. Анализ Типлера показал, что, если бы вселенная должна была схлопнуться в Большом Сжатии, то будущий разум нашел бы возможным выполнить бесконечное число вычислений. Каждое существо, когда-либо жившее, могло бы быть «воскрешено» как компьютерная симуляция. Согласно интерпретации Типлера ФАП, вселенная должна быть такой, чтобы допускать это бесконечное количество обработки информации. Теперь, хотя идеи Типлера подвергались нападкам как слишком спекулятивные (и слишком откровенно религиозные), его гипотеза, по крайней мере, обладала достоинством фальсифицируемости. Он сделал определенное, проверяемое предсказание: вселенная замкнута и схлопнется сама в себя. Однако через несколько лет после публикации его книги космологи обнаружили, что вселенная расширяется все быстрее по мере старения; она может закончиться Большим Разрывом, но она точно не закончится Большим Сжатием. Типлер, похоже, был неправ; его интерпретация ФАП кажется опровергнутой. Возможно, однажды скоро мы обнаружим сигналы от внеземных цивилизаций, или даже получим визит от них. Такое открытие поставило бы под сомнение САП и СИП. Я оставляю читателю решать, вероятно ли такое открытие.