Если Вселенная изобилует инопланетянами… Где все? - Уэбб Стивен - Страница 54

Решение 35: Послание в бутылке

Слова улетают, написанное остается. Латинская пословица

Мы знаем, что возможно передавать информацию на межзвездные расстояния с помощью электромагнитного излучения. Кроме того, использование электромагнитного излучения для связи имеет то преимущество, что оно распространяется прямолинейно и с максимально возможной скоростью — скоростью света. Но, как мы видели, электромагнитные передачи не лишены проблем. Всенаправленная передача охватывает множество звезд, но чрезвычайно дорога; направленное сообщение дешевле, но размер потенциальной аудитории уменьшается. Затем возникает проблема необходимости того, чтобы аудитория слушала точно в нужное время. Если внеземная цивилизация гордо транслирует один из своих величайших сценариев во Вселенную, но все, что улавливает слушатель, это «Забудь, Джейк. Это Чайнатаун», то затея была в значительной степени напрасной. Конечно, если бы слушатель уловил конец длинной передачи, он мог бы сделать вывод о существовании передающей цивилизации, и это само по себе было бы чрезвычайно важно, но тот же результат можно было бы получить гораздо дешевле и надежнее с помощью маяка «Мы здесь». Если вы хотите передать большие объемы информации, поделиться с сообществом разумов своими культурными достижениями, научными знаниями и накопленной мудростью, является ли излучение лучшим способом сделать это?

Вопросы, касающиеся самого дешевого, точного и эффективного способа передачи информации, возможно, лучше всего решать теоретикам связи — в конце концов, именно эти люди разработали теории, позволяющие эффективно функционировать Интернету и Wi-Fi. Что ж, в 2004 году Кристофер Роуз (профессор электротехники в Университете Ратгерса) и Грегори Райт (астрофизик) применили теоретико-коммуникационный подход к вопросу межзвездной связи. В частности, они отказались от требования, чтобы информация передавалась с максимально возможной скоростью, а затем исследовали, сколько энергии потребуется для отправки сообщения. Их результат был поразительно ясен, но контринтуитивен[230] (по крайней мере, для меня он был контринтуитивным): с энергетической точки зрения гораздо разумнее записать сообщение на каком-либо материале и запустить его в космос, чем транслировать сообщение. Отправка физического сообщения имеет дополнительное преимущество: если сообщение перехвачено и расшифровано, то вся информация доходит до получателя без необходимости повторения: вы можете гарантировать, что получатель сможет посмотреть весь «Чайнатаун», а не рисковать увидеть только последние несколько секунд.

Рис. 4.18 Бен-Бассат и др. (2005) показали, как гигантская африканская улитка, действующая в качестве агента передачи данных, может превзойти все известные технологии связи «последней мили» с точки зрения производительности бит в секунду. Прикрепите пару информационно насыщенных DVD к раковине, обеспечьте мотивацию в виде листа салата, и «вуаля»: головокружительные скорости передачи данных. (Фото: Герберт Бишко)

Таким образом, Роуз и Райт приводят убедительный довод в пользу того, что внеземные цивилизации с большей вероятностью отправят послание в бутылке, чем будут транслировать по радио. Отправной точкой их аргументации является следующее повседневное наблюдение: если вам нужно передать чрезвычайно большие объемы данных с одного конца города на другой, то надежный способ сделать это — загрузить грузовик дисками Blu-ray и доехать до места назначения. Кроме того, простой физический обмен часто обеспечивает более высокую скорость передачи данных, чем излучение. Рассмотрим этот пример: теоретическая максимальная скорость передачи информации по оптоволокну составляет около 100 терабит в секунду, но вы можете легко превысить эту скорость, просто передвинув коробку с жесткими дисками емкостью 5 ТБ по своему столу.

Мы, как правило, не используем «физические» методы в современных сетях связи; обычно мы хотим, чтобы информация передавалась быстро, и для большинства целей в повседневной жизни электромагнитная сигнализация по существу мгновенна. Но когда мы отправляем радиосообщение к звездам, эти электромагнитные волны будут путешествовать сотни или тысячи лет; в этом случае срочность кажется гораздо меньшим фактором, и мы могли бы разумно смириться с задержкой. Роуз и Райт применили это мышление к случаю межзвездной связи и в этом контексте спросили: когда лучше писать, а когда лучше излучать?

Ключевым моментом в их аргументации является наблюдение о том, что мы храним все большие объемы данных во все меньших объемах материала. Когда я был молод, моя музыкальная коллекция состояла из полок черного пластика; когда я перешел на компакт-диски, физический объем, занимаемый моей коллекцией, сократился, хотя количество музыки, которой я владел, увеличилось; моя жена и я в конце концов объединили наши коллекции, и теперь на флеш-накопителе, который я могу положить в карман джинсов, у меня есть доступ к большему количеству музыки, чем я когда-либо смогу прослушать (или, честно говоря, учитывая наши разные вкусы, чем я хотел бы слушать). Похоже, нет причин, по которым эта тенденция не может продолжаться еще много лет, и в конечном итоге должно стать возможным хранить все письменные и электронные библиотеки мира — скажем, 1020 бит информации — в крупинке материала, весящей не более грамма. Сколько энергии требуется, чтобы записать эту информацию на подложку массой 1 г, а затем отправить ее в космос со скоростью, скажем, одной тысячной скорости света? Сколько энергии требуется для трансляции такого количества битов? Роуз и Райт подсчитали цифры и провели сравнение. Они показали, что всегда существует расстояние безубыточности, за которым лучше писать. Расстояние безубыточности зависит от нескольких факторов, но в астрономическом масштабе оно никогда не бывает особенно большим. Вот их общий вывод: с точки зрения энергии на бит, писать неизмеримо эффективнее, чем излучать. В зависимости от деталей, таких как расстояние, на которое передается сообщение, и скорость, с которой оно это делает, разница в эффективности может достигать фактора 1024.

Можно было бы возразить, что любая информация, записанная на пылинке материала массой 1 г, не переживет межзвездного путешествия: космические лучи и другие воздействия повредят сообщение. Кроме того, за тысячелетия, в течение которых сообщение находится в пути, звезда назначения сместится в своем положении — так что потребуется какая-то двигательная установка, чтобы подтолкнуть сообщение обратно на курс. И потребуется тормозная система, которая будет задействована, как только «бутылка» достигнет пункта назначения. Отлично. Вы могли бы снабдить 1 г записанного материала 10 тоннами топлива и защиты, и это все равно было бы гораздо выгоднее, чем транслировать сообщение. Вы могли бы отправить целые флотилии этих богатых информацией крупинок, и это все равно имело бы больше смысла, чем транслировать информацию, по крайней мере, с точки зрения энергопотребления и сохранности сообщения.

Конечно, мы имеем лишь смутное представление о том, как работает экономика здесь, на Земле, поэтому мы не можем иметь абсолютно никакого представления о том, как экономика будет работать для внеземной цивилизации. Возможно, энергопотребление на бит не является важным фактором для технологически развитых цивилизаций, и они могут позволить себе подход «деньги — не проблема» к проблеме межзвездной связи. Возможно, они рассуждают, что нет смысла отправлять такие маленькие пакеты в необъятность Вселенной, поскольку маловероятно, что их найдут или распознают как искусственные — зачем прилагать все эти усилия, если бутылки никогда не будут открыты? Возможно. Но трудно игнорировать их цифры. Роуз и Райт опубликовали свои расчеты в письме в Nature и тем самым представили убедительную альтернативу аргументу, появившемуся более четырех десятилетий назад, также в письме в Nature — статье Коккони и Моррисона, которая положила начало радиопоиску внеземного разума.