Коли у 1950 році Енріко Фермі запитав у людей, які зібралися у кафетерії Массачусетського технологічного університету «а де всі», маючи на увазі під «всіма» позаземні цивілізації, то це був жарт. Але дуже багато людей науки поставилися до цього жарту дуже серйозно і вирішили все ж дати на нього відповідь. І найвідоміша відповідь була дана у 1961 році і з тих пір вона час від часу спливає як сенсаційне вирішення парадоксу Фермі.
Проста формула
Як і сам парадокс Фермі ця історія почалася із застольної бесіди. У ніч із 1 на 2 листопада 1961 року група астрономів обговорювала у барі статтю Кокконі та Морисона про зв’язок із інопланетними цивілізаціями, що нещодавно вийшла. І ось у процесі обговорення учасники задалися питанням, а з якою ж кількістю цивілізацій ми взагалі можемо встановити радіоконтакт?
Відповідь наступного дня дав молодий радіоастроном Френк Дрейк. Виглядала вона приблизно так:
N=R*Fp*ne*fl*fi*fc*L
Так, вчені звикли давати відповідь на питання у вигляді математичних формул. Але нічого незрозумілого у формулі Дрейка немає. Він усього лише вивів кількість готових до радіоконтакту з нами цивілізацій N з темпу зореутворення R. Для цього він кількість зірок, що утворюються в нашій Галактиці за рік послідовно домножує спочатку на долю серед цих зірок тих, що мають планети Fp, потім на орієнтовну кількість придатних до життя планету таких системах ne, на частку землеподібних планет, на яких дійсно виникає життя fl, на частку планет із життям, яке встигло стати розумним fi і на частку цивілізацій, що мають технічні можливості і бажання відправляти і отримувати радіосигнали fc. Наприкінці усе це домножуться ще на час існування технічно розвиненої цивілізації.
У чому підлянка?
На перший погляд усе логічно, але проблема у тому, що формула Дрейка – це добуток багатьох множників, а на час створення сам Дрейк міг із впевненістю сказати тільки про перший із них, що він становить біля 10. Усі інші значення у своїй формулі він називав, виходячи з власних уявлень про світ, які не були і не могли бути підтвердженими якимись науковими дослідженнями. У Дрейка вийшла число 1. Тобто ми маємо бути у Галактиці самі.
Але нікого такий результат не обходив, бо рівняння Дрейка стало улюбленою іграшкою усіх, хто хотів надати своїм викладкам щодо позаземних цивілізацій наукоподібності. Справа у тому, що підставляючи у рівняння різні коефіцієнти можна отримати значення від 0 до більш ніж 200 мільярдів, що цілком співставно із кількістю зірок у Галактиці.
І саме у цьому полягає найбільша підлянка рівняння Дрейка. Журналісти і широка публіка думає, що раз у вчених є формула, значить на питання, чи є у Галактиці хоч одна позаземна цивілізація у вчених є хоч якась аргументована відповідь. Правда ж полягає у тому, що виходячи з рівняння Дрейка можна легко довести не тільки те, що ми у Галактиці одні, але і те, що у нас ледь не біля кожної зірки має бути розумне і готове до контакту життя, і те, що вірогідність виникнення людської цивілізації настільки маленька, що інакше як наявністю вищих сил наше існування пояснити неможливо.
Скільки у зірки землеподібних планет?
Насправді формула Дрейка говорить тільки про одне. Для того, щоб нею користуватися треба знати значення інших коефіцієнтів у ній. І тут треба сказати, що ми зараз таки знаємо трохи більше за Дрейка, хоча ще далеко не все. По перше завдяки численним відкриттям екзопланет, здійсненим за останні 25 років ми хоч трохи можемо оцінити параметр Fp. Справа у тому, що у часи Дрейка були цілком вагомі причини вважати, що він пряму до нуля. Просто не було жодного надійного доказу, що планетні системи крім нашої взагалі існують. Тепер же ми знаємо, що цей параметр більш-менш відповідає оцінці Дрейка у 0,5, а можливо і вищий.
А ось параметр ne, тобто кількість землеподібних планет у системі, попри те, що таких планети знайшли вже чимало, так і залишається спекулятивним. Причин цього дві. Перша – наша вибірка землеподібних екзопланет нерепрезентативна. Ми і досі переважно бачимо ті екзопланети розміром із Землю та Марс, які є відносно великими, знаходься недалеко від зірки і недалеко від нас. Друга причина – ми не знаємо, які планети вважати Земле подібними, а які ні. Наприклад повністю придатна для життя у Сонячній системі тільки Земля. Але Венера та Марс теж перебувають у зоні, у якій життя можливе і в минулому у їх історії були період, коли клімат цілком допускав існування життя. А ще ж супутники планет-гігантів, на яких теж існування життя не виключене. Тож, виходить так, що ми можемо сказати, що параметр ne досить відмінний від 0 і може бути більш за 1, але навряд чи більше 3.
Коефіцієнти еволюції
Із попереднім параметром тісно пов’язана відповідь на те, яке значення має параметр fl. Справа у тому, що на сьогоднішній день точної відповіді на питання про те, як із неживого виникає живе теорія абіогенезу не дала. Але з того, що ми вже знаємо випливає, що в умовах, подібні на земні виникнення життя – скоріше правило, ніж випадковість. Тобто для підходящих умов цей параметр може бути близьким до 1. Але що можна сказати про планети типу Марсу та Венери, на яких такі умови зникли? fl цілком можна вважати відмінним від 0, але оцінка близько 1 виглядає досить сумнівною.
А ось щодо параметру fi, який показує як легко пройти еволюційний шлях від молекули, здатної до самореплікації до розумної істоти ми, як і у часи Дрейка можемо тільки гадати. Ні, дослідження еволюції багато чому нас навчили і вже можна констатувати, що параметр цей теж відмінний від нуля. Але от того, складає він 0,3, 0,03 чи взагалі 0,0003 ми можемо тільки здогадуватися. На еволюційному шляху до людини було чимало «бар’єрів» подолання яких було здійснене далеко не тривіальним способом, але ми не можемо сказати, наскільки великий шанс був їх не подолати і чи обов’язковим взагалі було їх долати.
Як виміряти технологічний розвиток?
Ще менше ми щось можемо сказати про параметр fc. На питання про те, чому розумні істоти можуть мати чи не мати бажання та можливості посилати сигнали у космос просто немає відповіді. Земна наука просто не народила ще теорії про те, як біологічна та культурна еволюція можуть призводити чи не призводити до появи радіотелескопа. Тому якась чисельна оцінка тут неможлива в принципі і це може бути і 0 і 1 і будь-яке число між ними.
Ну і вершина невизначеності у рівнянні Дрейка – це, звичайно число L. Якщо розібратися у тому, що це таке, то стає зрозуміло, що Дрейк просто знущається над нами. Бо фактично він пропонує нам зазирнути у майбутнє, щоб зрозуміти, скільки ж проіснує людська цивілізація. Наукових оцінок цього, звичайно не існує і не може бути. Ми можемо тільки констатувати, що на вказаному рівні ми вже проіснували 100 років і саме це число є тим мінімумом у якому ми взагалі впевнені.
При цьому це все одно буде оцінка тільки по нашому власному досвіду, а для формули потрібне середнє значення по якомога більшому числу цивілізацій. Тобто для точної відповіді на нього ці мертві позаземні цивілізації спочатку треба знайти. Виходить так, що для коректного використання рівняння Дрейка ми спочатку взагалі маємо залишити межі нашої Сонячної системи. А параметр L у рівнянні – це саме той множник, який може дати мільярди цивілізацій, адже оцінка у 10000 років узята Дрейком зі стелі і це цілком може бути десять або сто мільйонів років.
Рівняння Дрейка – задача для майбутнього
Ще треба зазначити, що взагалі рівняння Дрейка дуже консервативне. Воно ніяк не враховує той факт, що життя може розвинутися не на землеподібних планетах і може бути побудоване на іншій хімічній основі. Цивілізації у ній прив’язані до зірок і можливість міжзоряних перельотів теж ніяк не врахована. Нарешті у ньому нема місця припущенню, що тривалість існування цивілізації може бути співмірною із тривалістю життя її материнської зірки. Рівняння Дрейка відображає погляд на світ людини середини 20 століття, що живе на крихітній планетці дуже обмежене у часі життя.
Насправді рівняння Дрейка може сказати нам одну дуже важливу річ. Воно говорить нам, що відповідь на питання про існування позаземного життя неможливо отримати у рамках однієї науки. Ось подивіться, коефіцієнти R, Fp та ne – можуть бути отримані з фізики та астрономії, значення fl знаходиться на межі хімії та біології, про fi може розповісти біологія, причому застосовувати доведеться і генетику, і палеонтологію, і екологію, і анатомію, і нейрофізіологію, fc та L – це взагалі числа, які можна отримати з таких гуманітарних дисциплін як історія, антропологія та, можливо, філософія.
Більше за все рівняння Дрейка розповідає нам не про позаземне життя а про наш власний погляд на світ навколо, про структуру нашого наукового знання. Воно дуже точно характеризує те, що ми знаємо і ще краще те, чого ми не знаємо, але що нам треба дізнатися. Рівняння Дрейка не може нам дати відповіді сьогодні, але воно показу нам, на які питання нам треба буде відповідати завтра.
