Уколова Е.В.

Аспирант, ФГАОУ ВПО НИУ «БелГУ»

МАТЕРИАЛИСТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ ЧЕЛОВЕКА И КОСМОСА В ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОМ КОНТЕКСТЕ

Аннотация

В данной статье рассмотрена связь между человеком и космосом в пространственно-временном масштабе на материалистическом уровне. Рассмотрена и проанализирована теория космических эр с учетом гипотезы Космического Года, на основе чего и составлена логарифмическая проекция места человека на шкале масштаба пространства и времени.

Ключевые слова: теория космических эр, планета Земля, парадокс Ферми, уравнение Дрейка, материалистическая связь.

Ukolova E.V.

Post-graduate student, NRU «BSU»

MATERIALISTIC CONNECTION OF THE MAN AND THE COSMOS IN SPACE-TIME CONTEXT

Abstract

This article discusses the relationship between man and the cosmos in space-time scale on the materialistic level. Considers and analyzes the theory of space era with taking into account the hypothesis of Space Year, on the basis of which is composed logarithmic projection of man's place on the scale of the scale of space and time.

Key words: theory of space era, planet Earth, the Fermi paradox, Drake equation, materialistic connection.

Уникальность нашей планеты состоит в том, что на ней появилась и развилась жизнь, можно даже сказать «разумная», хотя данное утверждение весьма относительно. Однако, то, что жизнь на пустой изначально планете развилась до такого сложного уровня само по себе чудо, но нам до сих пор неизвестно насколько исходная поверхность для развития жизни была пуста. Теперь, принимая все гипотезы об образовании самой планеты Земля и возникновения жизни на ней можно сказать, что череда невероятных совпадений и случайностей привела к тому, что мы в настоящее время существуем и мыслим на нашей уникальной планете. То, что наша планета уникальна никто не опровергает, однако степень ее уникальности относительна, если рассматривать особенности других планет, как в нашей Галактике, так и за ее пределами.

Наша Солнечная система находится на одной из орбит Млечного пути и двигается с такой же скоростью, что и гравитационные ударные волны, формирующие спиральные витки, которые расположены вокруг нее на протяжении уже сотен миллионов лет. Исходя из Теории Гигантского Столкновения, у Земли появился естественный спутник – Луна в результате столкновения, который и сопровождает ее до настоящего времени.

Актуальность тематики работы состоит в том, что связь между человеком и космосом существует всегда и везде, это проявляется во всем: смена дня и ночи, смена сезонов года, приливы и отливы, колебания геомагнитного поля, и он постоянно ищет объяснения на многочисленные вопросы бытия. Наша основная цель – изложить свое видение взаимосвязи между человеком и космосом во времени и пространстве на материалистическом уровне.

Для более подробного ее раскрытия мы поставили следующие задачи:

Знакомство с Теорией космических эр;
Установление взаимосвязи парадокса Ферми с уравнением Дрейка в материалистическом контексте с применением физических постоянных;
Рассмотрение системы «Земля» с точки зрения шкалы масштаба и времени на основе антропного принципа.

На современном этапе развития человеческого знания человек представляет собой не просто потребителя природных ресурсов, а исследователя, познавателя завоевывает все новые и новые пространства, как на Земле, так и за ее пределами. В связи с этим возникает вопрос о периодизации времени существования человечества. Она присутствует в истории, но не в том масштабе, котором требуется уже сейчас, поскольку охватывает только пределы нашей планеты, а человек уже давно вышел за них. В этом плане интересна Теория космических эр К.Э.Циолковского. Согласно его представлениям «…космическое бытие человечества может быть подразделено на четыре основные эры...»[4]:

Эра рождения – наступит у человечества через несколько десятков лет и будет длиться несколько миллиардов;
Эра становления – расселение человека по всему космосу – несколько миллиардов лет;
Эра расцвета;
Эра терминальная – десятки миллиардов лет – «…человечество ответит на вопрос «зачем?» и включит в действие второй закон термодинамики в атоме, т.е. из корпускулярно вещества превратиться в лучевое».

По его мнению, на смену корпускулярного материализма придет лучевая эра, а через миллиарды лет лучевая эра снова сменится корпускулярной, но уже на гораздо более высоком уровне развития, чтобы все образовалось сначала – космические тела, созвездия, туманности на более высоком уровне и, как следствие этого, - появится новый человек, более совершенный для того, чтобы снова пройти весь этот путь эволюции и переродиться в совершенстве. И все это будет происходить на основе материи, той самой, что существует и сейчас, но в более совершенном виде: «Такова будет смена великих космических эр и великий рост разума!».

Достаточно смелая и сложная теория К.Э. Циолковского заставляет задуматься о времени в совершенно другом материалистическом масштабе, далеко не таком, каком мы всегда себе представляли. Конечно же, деление на эры условно и не обязательно, что все развитие будет идти именно в данном направлении и с той же периодичностью.

Материалистические представления К.Э. Циолковского о космосе и времени могут быть дополнены принципом Э. Ферми, опровергающим любые формы проявления жизни во Вселенной, и предположениями Ф. Дрейка о возможностях существования самых разнообразных форм внеземной жизни. По сути, оба эти мнения являются двумя противоположностями одной и той же сущности – жизни в космосе. Всегда найдутся сторонники одного из этих предположений, которые будут доказывать своим оппонентам свои взгляды, но на чьей бы из сторон не оказался перевес, необходимо учитывать один важный момент – это гипотезы, не поддающиеся подтверждению и имеющие право на существование [5]. Так, Дрейк в 1960 году представил уравнение, которое позволило бы оценить число разумных цивилизаций теоретически без уверенных доказательств их существования:

где:

— количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
— количество звёзд, образующихся в год в нашей галактике;
— доля звёзд, обладающих планетами;
— среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
— вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
— вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
— отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;
— время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна вступить в контакт и хочет вступить в контакт).

Альтернативная формула выглядит так (при упрощении эквивалентна предыдущей):

,

где:

— количество звёзд в нашей галактике;
— время жизни нашей галактики.

Деление на показывает именно то, что цивилизация-контактёр должна существовать одновременно с нашей.

Параметры уравнения можно истолковать по-разному, но в 1961 году Дрейк предложил свои значения:

R = 10/год (10 звёзд образуется в год)
f_p = 0.5 (половина звёзд имеет планеты)
n_e = 2 (в среднем две планеты в системе пригодны для жизни)
f_l = 1 (если жизнь возможна, она обязательно возникнет)
f_i = 0.01 (1 % вероятности, что жизнь разовьётся до разумной)
f_c = 0.01 (1 % цивилизаций может и хочет установить контакт)
L = 10,000 лет (технически развитая цивилизация существует 10000 лет)

Таким образом, путем вычислений получается: N = 10 × 0.5 × 2 × 1 × 0.01 × 0.01 × 10000 = 10.

Величина R определяется из астрономических измерений вызывает минимальные обсуждения; f_p - менее определённая, но также не вызывает дискуссий. Надёжность n_e - была довольно высокой, но после ряда открытий газовых скоплений на орбитах малого радиуса, непригодных для жизни, возникли сомнения. Следовало бы учесть еще тот факт, что многие звёзды в нашей галактике — красные карлики, излучающие серьезное рентгеновское излучение, способное разрушать атмосферу.

Геологическая история Земли и оставшиеся свидетельства позволяют предположить, что f_l может быть весьма велико и жизнь на Земле возникла приблизительно тогда же, когда сформировались подходящие условия для этого. Однако эти свидетельства основаны на материале лишь одной планеты и подвержены антропному принципу, который устанавливает соотношение между свойствами Вселенной и существованием в ней человека и жизни в целом (Г.М. Идлис, А.Л. Зельманов). Данный принцип основывается на гипотезах о том, что свойства Вселенной являются предпосылками для возникновения и развития жизни и в настоящий момент мы наблюдаем не произвольную область Вселенной, а именно ту, в которой развилась жизнь, доказательством чего и является наше существование. На основе антропного принципа можно сделать выводы о том, каким должно быть то или иное космическое пространство для того, чтобы в нем возникла и развивалась жизнь, но при этом мы не можем получить ответ на вопрос почему наша Вселенная обладает именно такими свойствами и в результате чего они сформировались. Отмечается, что жизнь на Земле возникла из одного источника, что увеличивает элемент случайности. Но вернемся к параметрам уравнения: ключевым фактором, определяющим f_l, может стать обнаружение жизни на Марсе, другой планете или спутнике, развившейся независимо от Земной, может значительно поднять оценки f_l. Тем не менее, это решит проблему малой выборки или зависимости результатов [3].

Также подобные аргументы выдвигаются применительно к f_i и f_c при рассмотрении Земли как модели: разум, владеющий межпланетной связью, по общепринятой версии возник однажды за 4,5 миллиарда лет существования жизни. Это может лишь означать, что достаточно древняя жизнь может развиться до требуемого уровня. Также отмечается, что возможности для межпланетной связи существуют менее 60 лет из многотысячелетнего существования человечества. С другой стороны, существуют гипотезы о том, что наша цивилизация не является первой высокоразвитой цивилизацией на Земле.

Результаты, сложившиеся при различных предположениях:

R = 10/год, f_p = 0.5, n_e = 2, f_l = 1, f_i = 0.01, f_c = 0.01, и L = 50,000 лет

N = 10 × 0.5 × 2 × 1 × 0.01 × 0.01 × 50,000 = 50 (в любой момент времени существует около 50 цивилизаций, способных к контакту)

Пессимистические оценки утверждают, что жизнь редко развивается до разумной, а развитые цивилизации долго не живут:

R = 10/год, f_p = 0.5, n_e = 0.005, f_l = 1, f_i = 0.001, f_c = 0.01, и L = 500 лет

N = 10 × 0.5 × 0.005 × 1 × 0.001 × 0.01 × 500 = 0.000125 (мы, скорее всего, одиноки)

Оптимистические оценки утверждают, что 10 % могут и хотят установить контакт, и при этом существуют до 100000 лет:

R = 20/год, f_p = 0.1, n_e = 0.5, f_l = 1, f_i = 0.5, f_c = 0.1, и L = 100,000 лет

N = 20 × 0.1 × 0.5 × 1 × 0.5 × 0.1 × 100,000 = 5,000

f_l = Вероятность возникновения жизни в подходящих условиях

Оценена Дрейком как 1.

f_i = Вероятность развития до появления разума

Оценена Дрейком как 0.01.

f_c = Доля цивилизаций, имеющих возможность и желание установить контакт.

Оценена Дрейком как 0.01.

L = Ожидаемая продолжительность жизни цивилизации, в течение которой она производит попытки установить контакт.

Оценка Дрейка — 10000 лет.

Таким образом, вероятность наличия других форм жизни во Вселенной и установления контакта между нашими цивилизациями весьма возможный вариант развития событий. В дополнение к уравнению Дрейка можно поставить фундаментальные физические постоянные – массы элементарных частиц протона, нейтрона и электрона, заряд электрона и фундаментальные физические константы – постоянная тяготения, постоянная Планка, скорость света, постоянная слабого взаимодействия. Значения названных величин важны и играют определенную роль в изучении свойств Вселенной, но более важны на наш взгляд 4 физических взаимодействия:

Гравитационное – α ≈ 10^-38;
Слабое – α ≈ 10^-5;
Электромагнитное – α ≈ 10^-2;
Сильное – α ≈ 1.

С учетом всей важности и силы данных взаимодействий и их одновременного действия можно прийти к выводу о том, что они являются основой взаимосвязи всех элементов Вселенной. Мы считаем, что уравнение Дрейка целесообразно дополнить такой величиной, как сила физического взаимодействия, которая будет представлять совокупность перечисленных выше взаимодействий, поскольку без физической основы невозможно материалистическое взаимодействие [3]. Таким образом, с учетом перечисленных выше поправок уравнение Дрейка может выглядеть следующим образом:

Данное уравнение не учитывает изменения во времени. Дж. Крейфелдтом, Л. М. Гиндилисом и А. Д. Пановым были произведены динамические обобщения уравнения и выяснилось, что данные обобщения переходят в классическое уравнение Дрейка при следующих предположениях:

скорость образования звёзд не зависит от времени;
звёзды имеют бесконечное время жизни;
время формирования цивилизации пренебрежимо мало в сравнении с возрастом Галактики.

Как мы уже говорили, в противовес предположению о возможном обнаружении нами других цивилизаций и вступлению с ними в контакт высказался физик Э.Ферми, который подверг сомнению подобные возможности, не опровергая при этом саму вероятность существования внеземных цивилизаций. Впоследствии такое мнение было названо, как парадокс Ферми, который может звучать следующим образом: «Соединение распространенной веры в то, что во Вселенной существует значительное количество технологически развитых цивилизаций, с отсутствием каких-нибудь наблюдений, которые бы ее подтверждали, являются парадоксальным, и приводит к выводу, что или наше понимание природы, или наши наблюдения неполны и ошибочны» [1].

Уравнение Дрейка в совокупности с принципом Ферми наводит на мысль о том, что жизнь во Вселенной является весьма изолированным явлением, так как если она и существует, то нам, как одной из форм жизни об этом ничего не известно, и, кажется, что нет других форм, однако, если бы все формы жизни, существовавшие на Земле, контактировали друг с другом, то жизнь при этом вышла бы за пределы одной планеты или звездной системы, что могло бы привести к весьма масштабным конфликтам. Если рассматривать возможности взаимодействия различных форм жизни на примере нашей цивилизации, то можно прийти к выводу о том, что они вряд ли бы могли существовать мирно, хотя на начальных этапах без сомнения такое возможно. При дальнейшем взаимодействии весьма вероятны конфликты, что зарождает подозрение о том, что различные формы существования жизни могли бы друг друга просто уничтожать на определенном этапе взаимодействия, и мы никогда не узнаем об их существовании (при условии учета космических масштабов времени и расстояний), что, как раз подтверждает аргумент о существовании «Великого фильтра», препятствующего различным контактам [2].

На данном этапе развития человечества можно предположить, что наша цивилизация не может установить какой-либо межцивилизационный контакт, поскольку она не обладает достаточными, прежде всего, техническими возможностями и, как подчеркнул А.Зайцев: «…иметь возможность установить контакт и устанавливать его — это разные вещи. Человечество в состоянии уловить радиосигнал с ближайших звёзд, но при этом не производит регулярных целенаправленных попыток передачи своих сообщений…». Он предложил ввести METI-factor (METI-коэффициент), определяющий долю цивилизаций, целенаправленно посылающих сигналы [3].

С учетом наших исследований космоса за последние 10 лет мы обнаружили около 250 планет за пределами нашей системы, но мы не знаем, была ли обнаружена наша собственная планета и ее биосфера какой-либо инопланетной цивилизацией на протяжении этих 3 миллиардов лет, в течение которых на ней существует жизнь.

Теперь пора обратить внимание на место человека во Вселенной, что поможет установить особенности восприятия человеком окружающего мира и объяснить происходящее развитие цивилизации. Для этого вспомним шкалу масштабов, согласно которой с учетом размера тела человека – порядка 10² см он занимает 15-ю ступень или уровень, т.к. мельчайшая известная частица составляет 10^{-13 см и стоит на 1-ой ступени, а выше расположены еще 26 ступеней, опять же известных для нас размеров, но это не означает, что их не может быть больше. Но, если за основу минимума принять планковскую длину – 10-33 см, то асимметрия изменит знак и количество рангов, но положение человека останется также ближе к началу. Данная шкала времени рассматривает положение человека с учетом его непосредственных размеров, что является максимально объективным для установления особенностей восприятия окружающего мира в соответствии с собственными размерами.}

Масштабы времени являются весьма протяженными и человек появляется ближе к концу, т.е., если принят все время за календарный год: 1 месяц = 830 млн земных лет, сутки = 28 млн лет, час = 1,2 млн лет, минута = 20 тыс. лет, секунда = 300 лет. Человек появился примерно 31 декабря Космического Года, тогда весь период существования человека занимает последние 0,5 минуты Космического Года – 23:59:30, остается 30 секунд, т.е. примерно 9000 лет до конца Года и современная технико-информационная эра занимает не более 1 секунды.

Таким образом, познакомившись со шкалой масштаба и времени, где человек, в первом случае занимает положение ближе к началу, а во втором – самый конец, приводит к заключение о том, что человек не самое крупное, но самое высокоорганизованное существо (рис.1). Изображенный график в логарифмическом преобразовании наглядно демонстрирует положение человека во времени и пространстве.

Рис.1. Положение человека во времени и пространстве с учетом логарифмических преобразований

Данные, представленные выше, особенно временные, не соотносятся с предсказаниями К.Э. Циолковского о дальнейшее материалистическом развитии человечества и выходах на более высокие уровни развития цивилизации, представленные в первой части статьи. Подобные распределения формируют благоприятную почву для дискуссий по этому поводу и нахождения максимально вероятного пути развития.

Материалистическая связь явлений природы и окружающего мира с учетом психологических особенностей восприятия человеком времени и огромного пространства Вселенной позволяет теоретически обосновать имеющиеся данные на эту тему. Это приводит к заключению о том, что в рамках земной эволюции человек – самое высокоорганизованное в биологическом и психологическом плане существо, появившееся в конце развития. В масштабах Вселенной, понять размеры которой человек способен, а воспринять - еще пока нет, целесообразно рассматривать не человека отдельно, а всю цивилизацию в целом для более соответствующего масштаба сравнения и здесь цивилизация находится на начальном этапе космического развития, который она способна только представить – впереди остаются межцивилизационные контакты и различные виды освоения Вселенной.

MATERIALISTIC CONNECTION OF THE MAN AND THE COSMOS IN SPACE-TIME CONTEXT

References